用于實木家具的榫頭卯眼切割器的制造方法
【專利摘要】一種用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于它由工件定位裝置和偏心切削裝置組成。所述的工件定位裝置包括工件固定機構、榫卯長度設定機構、榫卯中心定位機構，所述的偏心切削裝置包括榫卯厚度和切割模式設定機構、雕刻機固定機構以及旋轉軸套組成，所述的工件定位裝置和偏心切削裝置通過旋轉軸套連接在一起協調配合，通過直線運動和旋轉運動完成榫卯切割加工。
【專利說明】
用于實木家具的榫頭卯眼切割器
技術領域
[0001]本發明涉及一款木工輔助工具，具體說是一款用于制作榫卯結構家具過程中使用的切割榫頭、卯眼的輔助工具。
【背景技術】
[0002]木工師傅在制作實木家具過程中，經常使用傳統的榫卯結構連接木板，榫卯結構的家具渾然一體，復古美觀。但是在制作過程中榫頭和卯眼的加工比較復雜，榫頭和卯眼需要配套加工，精度要求高，純手工加工周期長，效率極低，無法實現批量生產。對于大批量工業生產中可以使用專用自動化設備進行加工，但是對于手工家具單件制作和小批量生產，這種專用設備價格昂貴，無法滿足中小家具廠和個人用戶使用。目前雖有方榫機可以實現打方卯(用鋸做方榫)功能，但是加工過程復雜繁瑣，加工榫頭和卯眼需要使用不同的加工設備，不能實現一次成型，而且必須使用特制的方榫鉆頭安裝到臺鉆上才能使用，卯眼尺寸受到方榫鉆頭的限制，而且加工過程中方卯的邊緣通過下壓沖擊剔除，對木材有一定損傷，加工精度低，效率低。另外還有幾款是采用雕刻機配合模具仿型加工榫頭和卯眼，但是加工過程中加工尺寸受到模具的限制，不能根據木板厚度和工作需要進行隨意調整，只能依賴模具的尺寸加工固定尺寸的榫頭和卯眼，而且加工配對的榫頭和卯眼也要使用二種模具，模具和銑刀也要配對，缺乏通用性和靈活性。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是，克服【背景技術】的不足，提供一種結構簡單、使用方便，具有通用性和靈活性的一次成型的高精度榫頭卯眼切割器。
[0004]本發明由工件定位裝置與偏心切削裝置構成，采用了直線導軌和旋轉軸套，通過巧妙地構思，將雕刻機鏈接到榫頭卯眼切割器上，通過互相交替的兩次直線運動和兩次旋轉運動，一次成型切割出設定尺寸的榫頭卯眼，無需進行二次加工，設定好尺寸后可以進行批量加工，實現尺寸統一、精度統一，同時免除加工前的大量劃線工作，加工效率大大提高；通過偏心切削裝置上的榫卯厚度標尺和雕刻板上的銑刀半徑標尺對線調整刀具偏心位置，即可實現任意設定榫頭或卯眼的厚度尺寸，通過直線導軌的限位裝置可任意設定榫頭或卯眼的長度，無需使用任何模具，加工榫頭和卯眼僅需要調整一下銑刀半徑刻度線位置即可輕易轉換，精度也可以隨意調整，具有通用性和靈活性，調整簡單快捷，適用范圍廣。
[0005]本發明的具體技術方案是:它包括安裝在固定支架上的直線導軌和滑塊以及與滑塊固定在一起的連接板和滑動限位裝置組成的設定榫頭或卯眼長度的裝置，包括固定在連接板上的左右夾臂和壓板以及調整絲杠組成的用于調整旋轉軸底板位置使固定在旋轉軸底板上的旋轉軸外套中心點與被加工榫頭或卯眼的厚度中心線重合的裝置，包括由安裝于旋轉軸外套內孔的旋轉軸內襯和與旋轉軸內襯固定在一起的旋轉板、雕刻板組成的用于切割榫卯兩個端頭半圓的偏心切削裝置，包括固定于旋轉板上的榫卯厚度標尺和固定在雕刻板上的銑刀半徑標尺組成的調整銑刀的偏心位置用于設定榫卯厚度和調整榫頭或卯眼切割模式的裝置。本技術方案所依據的科學原理是通過設置雕刻機銑刀偏離旋轉中心的偏心距離調整榫卯厚度和切削位置，讓雕刻機的銑刀在限定的范圍內沿直線運動切割出榫卯的直線段，并在直線段的兩端作半圓周運動切割出榫卯兩端的半圓弧段。
[0006]本發明的固定支架上固定有直線導軌，直線導軌上安裝有與導軌配套的滑塊，滑塊上固定著連接板，連接板和滑塊可以沿導軌在X方向上自由滑動，在固定支架上安裝有與導軌平行的長度定位板，長度定位板的上方有滑槽，滑槽內安裝限位塊，限位塊可以在長度定位板上的滑槽內自由滑動，也可以固定，兩個限位塊分別位于連接板的兩側，通過固定限位塊限定滑塊在直線導軌上的滑動范圍來設定榫卯的長度。
[0007]本發明的連接板上固定有左右夾板和壓板以及調整絲杠，旋轉軸底板位于左右夾板之間，壓板壓在旋轉軸底板的上面，夾板和壓板約束旋轉軸底板只能在y方向移動，旋轉調整絲杠可以調整旋轉軸底板與連接板在y方向相對位置，使安裝在旋轉軸底板上的旋轉軸外套的中心點與被加工榫頭或卯眼的厚度中心線重合。
[0008]本發明的旋轉板上固定有與旋轉軸外套內孔間隙配合的旋轉軸內襯，旋轉軸內襯和旋轉板固定在一起并可以隨意卸下或安裝到旋轉軸外套的內孔中，旋轉板可以在360度范圍內自由轉動，用于切割榫頭或卯眼兩端的半圓弧部分。
[0009]本發明的旋轉板一側固定有榫卯厚度標尺，用于設定榫卯的厚度，雕刻板上固定有銑刀半徑標尺，雕刻板可以沿榫卯厚度標尺的側面滑動，也可以固定，用于調整與雕刻板固定在一起的雕刻機的銑刀中心偏離旋轉板上的旋轉軸外套中心的距離來調整榫卯的厚度，通過將銑刀半徑標尺上的銑刀半徑刻度線與榫卯厚度標尺上設定的榫卯厚度刻度線重合來調整銑刀的切削面，準確切削設定的榫卯厚度，在設定的榫卯厚度基礎上，僅需沿相反方向調整一個銑刀半徑就可以實現榫頭和卯眼的切削模式轉換，操作簡單可靠，調整方便快捷。
[0010]有益效果
[0011]1、本發明采用了直線導軌和旋轉軸套，直線導軌有效保證了榫卯的直線部分的切割精度，而旋轉軸套保證了榫卯的半圓弧部分的切割精度。
[0012]2、本發明采用了工件定位裝置與偏心切削裝置，無需任何模具，可隨意設置榫卯的長度和厚度;僅需要調整銑刀半徑刻度線相對榫卯厚度刻度線的位置即可調整榫頭和卯眼的切割模式，轉換加工模式快捷迅速準確無誤，使用靈活；一旦設定好尺寸即可重復使用，省略了大量的劃線和測量工作，具有通用性，適合批量生產加工，同時保證了加工工件的尺寸統一、精度統一，工件通用性和互換性好，提高了工作效率和成品率。
[0013]3、本發明的一體化設計，可實現榫頭加工和卯眼加工一次成型，配合精度高，調整精度方便。
[0014]4、本發明的榫卯長度厚度尺寸可隨意調整設計，能適應任何在木板上準確打榫頭或卯眼的工作，通用性好。
[0015]5、本發明可配置公制和英制兩種銑刀半徑標尺，可隨意更換使用以適應不同規格的銑刀。
[0016]6、本發明結構簡單，自身重量輕，功能全面，用途廣泛，除了制作榫卯家具以外還可以用作門鎖銑槽，極具經濟性、實用性。
【附圖說明】
[0017]圖1是榫頭卯眼結構示意圖
[0018]圖2是實施例1的工件定位示意圖
[0019]圖3是實施例1偏心切削裝置示意圖一
[0020]圖4是實施例1偏心切削裝置示意圖二
[0021]圖5是切削原理示意圖具體實施例
[0022]下面結合附圖和實例對本發明進一步說明:
[0023]實施例1。本實施例中有一個固定支架(I)，所述的固定支架(I)的前面固定有工件靠板(13)，工件靠板(13)上固定有靠山(14)，將被加工工件(32)固定在工件靠板(13)上，被加工工件(32)的側面與靠山(14)的靠面貼緊，被加工工件(32)的上平面與旋轉軸底板(9)的底面對齊，使用夾具將被加工工件(32)固定完成工件定位。所述的固定支架(I)的上面固定有直線導軌(3)，直線導軌(3)上安裝有配套的滑塊(28)，滑塊(28)可以在直線導軌(3)上自由滑動，所述的滑塊(28)上面固定有連接板(5)，連接板(5)的上面固定有左右2個夾板
(6)，所述的連接板(5)的上面是旋轉軸底板(9)，旋轉軸底板(9)被限制在左右夾板(6)的中間，左右夾板(6)的上面固定有2個壓板(8)，2個壓板(8)壓在旋轉軸底板(9)的上面，所述的旋轉軸底板(9)可以在左右夾板(6)和壓板(8)的約束下前后移動，也可以固定，所述的旋轉軸底板(9)和所述的連接板(5)之間通過調整絲杠(15)連接在一起，所述的調整絲杠(15)上連接有調整把手(7)，旋轉調整把手(7)可改變固定板(5)和旋轉軸底板(9)的相對位置，從而改變固定在旋轉軸底板(9)上旋轉軸外套(11)的中心點與被加工工件(32)的榫卯中心線重合，在定位榫卯中心線位置時還需要使用中心定位附件。在所述的固定支架(I)的后面固定有與直線導軌(3)平行的長度定位板(2)，所述的長度定位板(2)的上面有滑槽，滑槽內固定有限位器(4)，限位器(4)可在滑槽內左右移動也可以固定，限位器(4)有2個，分別位于連接板(5)的兩側，對應被加工工件(32)上榫卯端頭的兩個半圓的中心點十字線(29)，用于設定榫卯的長度。當滑塊(28)帶動旋轉軸底板(9)在兩個限位塊(4)限定的范圍內做直線運動時可切割出榫頭或卯眼的直線段(30)。
[0024]本實施例中有一個旋轉板(20)，所述的旋轉板(20)的中間固定有旋轉軸內襯
(19),旋轉軸底板(9)上固定有旋轉軸外套(11)，旋轉軸內襯(19)和旋轉軸外套(11)是間隙配合，在切削前設定榫卯長度、定位工件時拔出，切削時插入，旋轉軸內襯(I9)在旋轉軸外套(11)內可以自由旋轉，用于切削榫卯兩端的半圓弧(31)部分。所述的旋轉板(20)的一側的上面固定有榫卯厚度標尺(23)，榫卯厚度標尺(23)上刻有刻度線，所述的榫卯厚度標尺
(23)上的O刻度線與固定在旋轉板(20)上的旋轉軸內襯(19)的旋轉中心點的連線平行于直線導軌(3)，榫卯的厚度可以根據被加工工件(32)的厚度隨意設置，但是一旦設置完成，在切割榫頭和卯眼時都應使用同一個厚度，僅當調整榫卯配合精度時做細微調整，在旋轉板
(20)上面設有雕刻板(21)，切削工件時雕刻機被固定在所述的雕刻板(21)上，雕刻機上的銑刀(22)穿過雕刻板(21)上的銑刀圓孔(27)切割被加工工件(32)，所述的雕刻板(21)的側面與榫卯厚度標尺(23)的內側面對齊，雕刻板(21)的中間有一個銑刀圓孔(27)，切削工件時雕刻機被固定在雕刻板(21)的上面，雕刻機的銑刀(22)軸線與雕刻板(21)中間的銑刀圓孔(27)的中心重合。雕刻板(21)上靠近榫卯厚度標尺(23)的一側固定有銑刀半徑標尺
(25)，當銑刀半徑標尺(25)的O刻度線與榫卯厚度標尺(23)的O刻度線重合時銑刀圓孔(27)與旋轉軸內襯的中心重合，調整銑刀圓孔(27)的中心偏離旋轉軸內襯(19)的中心距離即可方便地設定榫卯的厚度，當切削榫頭時，在設定的榫卯厚度基礎上增加一個銑刀半徑，同理在切削卯眼時，在設定的榫卯厚度基礎上減少一個銑刀半徑，方便地完成切削模式轉換。
[0025]通過以上的工件定位與榫卯長度設定、榫卯厚度設定、榫頭卯眼切削模式設定后，將固定在旋轉板(20)上的旋轉軸內襯(19)對準旋轉軸外套(11)插入，將旋轉擋塊(12)順時針旋轉90度，限制旋轉板(20)的旋轉，讓連接板(5)只能沿直線導軌(3)在兩個定位擋塊(4)之間左右滑動，切削出榫卯內側的直線部分(30)，然后將連接板(5)滑動到左側定位擋塊
(4)的位置，松開兩個旋轉擋塊(I2)，旋轉板(20)逆時針旋轉180度(在旋轉期間始終保持連接板(5)的左側邊緣與左側的定位擋塊(4)緊緊靠在一起)，切削出榫卯左側半圓部分(31)，然后再次將兩個旋轉擋塊(12)順時針旋轉90度，限制旋轉板(20)的旋轉，讓連接板(5)沿直線導軌(3)在兩個定位擋塊(4)之間左右滑動，切削出榫卯外側的直線部分(30)，最后將連接板(5)滑動到右側的定位擋塊(4)的位置，松開兩個旋轉擋塊(12)，旋轉板(20)逆時針旋轉180度(同樣，在旋轉期間始終保持連接板(5)的右側邊緣與右側的定位擋塊(4)緊緊靠在一起)，切削出榫卯右側半圓部分(31)。加工榫頭和卯眼僅需要調整雕刻板(21)上銑刀半徑標尺(25)上的代表銑刀半徑的刻度線與榫卯厚度標尺(23)上設定的榫卯厚度刻度線的相對位置即可，加工過程完全相同。
[0026]榫卯切削原理，見圖5，加工前在被加工工件(32)上劃2個十字線(29)用于確定榫卯的長度和中心位置，通過工件定位與榫卯長度設定、榫卯厚度設定、榫頭卯眼切削模式設定后，旋轉板(20)上的轉軸內襯(19)的旋轉中心在X方向的移動范圍被限位塊(4)限定在兩個十字線(29)之間，銑刀(22)的切削中心偏離旋轉軸內襯(I9)的大小等于銑刀的半徑，使銑刀的切削刃與榫頭或卯眼的厚度邊緣重合，當通過旋轉擋塊(12)限制旋轉板(20)的旋轉時，銑刀(22)只能在左右兩個限位器(4)限定的范圍內作直線運動，切割出榫頭或卯眼的直線部分(30)，當旋轉板(20)被限定在左側或右側的限位器(4)的固定位置時，旋轉板(20)旋轉180度即可切割出榫頭或卯眼兩端的半圓部分(31)。
【主權項】
1.一種用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于其包括工件定位裝置和偏心切削裝置，所述的工件定位裝置由工件固定機構、榫卯長度設定機構、工件中心定位機構組成，所述的偏心切削裝置由榫卯厚度和切割模式設定機構、旋轉機構和雕刻機組成，所屬的工件定位裝置和偏心切削裝置通過旋轉軸套連接在一起協調工作。2.根據權利要求1所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于工件固定機構由固定支架(I)和固定于所述固定支架(I)前端的工件靠板(13)和固定于所述工件靠板(13)上的靠山(14)組成。3.根據權利要求1所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于榫卯長度設定機構由固定于所述固定支架(I)上部的直線導軌(3)、與所述直線導軌(3)配套并能在其上自由滑動的滑塊(28)、固定于所述滑塊(28)上部的連接板(5)、固定于所述固定支架(I)后部并與所述直線導軌(3)平行的長度定位板(2)、固定于所述長度定位板(2)上位于所述連接板(5)左右兩側的兩個限位塊(4)組成。4.根據權利要求1所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于工件中心定位機構由固定于所述連接板(5)上部的左右兩個夾板(6)、位于所述夾板(6)上部的兩個壓板(8)、連接所述連接板(5)和旋轉軸底板(9)用于調整所述連接板(5)和旋轉軸底板(9)的y方向相對位置的調整絲杠(15)組成。5.根據權利要求1所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于榫卯厚度和切割模式設定機構由旋轉板(20)和所述旋轉板(20)上方的雕刻板(21)以及固定于所述旋轉板(20)側面的榫卯厚度標尺(23)和固定于所述雕刻板(21)上部與所述榫卯厚度標尺(23)對齊的銑刀半徑標尺(25)組成，雕刻板(21)可以在旋轉板(20)的上平面上沿榫卯厚度標尺(23)移動，也可以固定。6.根據權利要求1所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于旋轉機構由固定在所述旋轉軸底板(9)上的旋轉軸外套(I I)和固定在旋轉板(20)上的旋轉軸內襯(19)組成，所述的旋轉軸內襯(19)與旋轉軸外套(11)為間隙配合，可以插入也可以拔出。7.根據權利要求2所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于滑塊(28)連同連接板(5)可以沿直線導軌(3)自由滑動，并通過限位器(4)限制其滑動范圍，用于設定榫卯的長度并切削出榫頭或卯眼的直線部分。8.根據權利要求1或6所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于旋轉軸內襯(19)帶動旋轉板(20)可以在旋轉軸外套(11)內自由旋轉，并通過固定于旋轉軸底板(9)側面的旋轉擋塊(12)限制旋轉板(20)的旋轉角度，用于切割榫頭或卯眼的兩個半圓部分。9.根據權利要求1或5所述的用于實木家具的榫頭卯眼切割器，其特征在于銑刀半徑標尺(25)上的刻度線以O刻度為中心設置正負銑刀半徑刻度，通過將銑刀半徑標尺(25)上的銑刀半徑刻度線與榫卯厚度標尺(23)上設定的榫卯厚度刻度線對齊設定銑刀切削刃的位置，用于設定榫頭或卯眼的切削模式。
【文檔編號】B27F1/08GK105946066SQ201610219433
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】武正陽
【申請人】武正陽