[发明专利]一种防裂竹材整形设备和整形方法

权利要求书

1.一种防裂竹材整形设备，其特征是由控制系统和加压成型机构两部分组成：控制系统由PLC、电机、空压机、储气罐、电磁阀、气缸、压力传感器、高压蒸汽罐组成；加压机构由夹料机构、压料架及上压板先后运动机构、密封通气机构、成型机构组成。

2.根据权利要求1所述的一种防裂竹材整形设备，其特征是所述的夹料机构包括承料架（12）和压料架（4），工作时，竹段先放置在承料架（12）两端带半圆形孔的承料台上，由控制系统控制，气压系统提供动力，将上模座（10）下移，装在上模座（10）上的压料架（4）同时下移，碰到承料架（12），压料架（4）停止移动，压料架（4）与承料架（12）一起形成整圆，夹住竹段两侧外圆。

3.根据权利要求1所述的一种防裂竹材整形设备，其特征是所述压料架及上压板先后运动机构包括压料螺杆（2）、A上压板（3）、B上压板（7）、上模座（10）；压料架（4）通过压料螺杆（2）固定在上模座（10）上，A上压板（3）通过肋板（11）固定在上模座（10）上。

4.根据权利要求3所述的一种防裂竹材整形设备，其特征在于，上模座（10）在气缸作用下下移时，压料架（4）首先碰到工件和承料架（12），停止下移，上模座（10）带动A上压板（3）继续下移约一定距离，压料橡胶逐步压缩、缩短，压料螺杆（2）相对上模座上串，在B上压板（7）未碰到工件前，由控制系统控制上模座（10）及B上压板（7）停止运动；通气机构密封，并通过空心通气螺杆（6）中心孔向竹段中通入饱和蒸汽，达到一定压力后，上模座（10）带动A上压板（3）继续下移，对竹段加压成型；同时压料橡胶继续压缩、缩短，压紧竹段孔口，压料螺杆（2）相对上模座（10）继续上串；竹段冷却定型后，由控制系统控制上模座（10）及A上压板（3）首先向上移动撤离，压料橡胶恢复原长，当螺杆（2）头部台阶碰到上模座（10）中台阶孔时，螺杆（2）、压料架（4）撤离。

5.根据权利要求1所述的一种防裂竹材整形设备，其特征是所述的密封通气机构包括密封座板（1）、四个导杆（13），两侧密封座板（1）均通过四个导杆（13）架在承料架（12）的导向孔；在各压板压制竹段前，两侧密封座板（1）由控制系统控制，气压缸提供动力，经导杆（13）导向，移近承料架（12），将装在密封座板（1）上的全部密封橡胶塞（5）插入相应竹段（8）两端孔口中；随后由控制系统控制通过向竹段（8）中通入饱和水蒸气，以保证加压时竹段内部的成型压力，同时保证竹段成型时的温度和湿度，以防止高温蒸汽预处理后由于竹段取出耐压容器和放入加压机构阶段的降温，造成竹段加压时开裂，通气时，气体由左侧空心通气螺杆通入，右侧相应阀门关闭；上、下、左、右四侧压板对竹段（8）加压形成方形截面后，由控制系统控制，接着向竹段（8）内通入冷却空气，冷却空气由左侧空心通气螺杆（6）通入，此时，右侧相应阀门打开，对竹段进行冷却定型。

6.根据权利要求1所述的一种防裂竹材整形设备，其特征是所述的成型机构（9）由左压板（14）、楔块（15）、右压板（16）、下压板（17）、压杆（18）组成；控制系统控制上模座（10）及B上压板（7）向下运动时，通过装在上模座（10）上的楔块（15）和左压板（14）、右压板（16）上相应的楔块推动左右压板同步压向竹段（8）；另外通过压杆（18）推动下压板（17）下的换向机构，使下压板（17）同步压向竹段（8），完成对竹段（8）的四侧加压成型，左压板（14）、右压板（16）通过弯销（19）插在承料架（12）相应一字槽中来回移动。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种防裂竹材整形设备，其特征在于，该防裂竹材整形设备的整形方法，具体包括如下步骤：

（1）选材及预加工：选择合适的4-6年生新鲜毛竹，将其截断为预设长度的竹段，去除竹段内部节巴，根据竹材半径将竹段分类，然后根据本批次竹材直径范围确定并调节设备行程相关参数；

（2）高温蒸汽软化预处理：把加工好的新鲜竹段（8）放在封闭的耐压容器内，高温蒸汽加热，温度为140-180℃，处理时间为10-40min；

（3）上料：将加热、预处理好的竹段（8）放入防裂竹材整形两端承料架（12）的半圆孔中；

（4）密封：由控制系统控制，气压系统提供动力，将上模座（10）下移，装在上模座（10）上的压料架（4）同时下移，碰到承料架（12），压料架（4）停止移动，压料架（4）与承料架（12）一起形成整圆，夹住竹段两侧外圆，气压系统控制上模座（10）继续下移一定距离后，上模座（10）也停止移动，此时由控制系统控制，气压缸提供动力，将两侧密封座板（1）移近竹段（8）两侧孔口，同时将装在密封座板（1）上的全部密封橡胶塞（5）插入相应竹段两端孔口中；

（5）通气：由控制系统控制，通过进气侧密封橡胶塞（5）内空心通气螺杆（6）中的孔，将高温蒸汽通入竹段（8）内孔并保持一定压力；

（6）压型：上模座（10）继续下压，通过上、下、左、右四侧压板对竹段四侧加压，形成方形截面；

（7）冷却定型：由控制系统控制，打开出气孔侧阀门，由进气孔侧通入冷却空气，进行冷却定型；

（8）出料：两侧密封座板（1）移离，上模座（10）带动各压板及压料架（4）依次离开，即可取出各压型好的竹段；

（9）后处理：截去竹段两端未成型圆头部分。