一、开榫机的用途和分类
1、用途：图4－28。主要加工榫结合当中的榫头（直角、圆头、燕尾、梳齿榫等）。
2、分类：
按加工榫头类型的不同分为：
①框榫开榫机（又分为直角榫和圆弧榫开榫机）→单头和双头开榫机
②箱结榫开榫机（又分为直角榫和燕尾榫开榫机）
③椭圆或圆榫开榫机（单工作台和双工作台开榫机）
④梳齿榫开榫机
进给方式均有机械进给和手工进给。
图4－28榫头的基本形状
二、典型开榫机的结构
（一）MXA型单面木框榫开榫机
1、单面木框榫开榫机的工作原理
图4－29MXA型单面木框榫开榫机外形
图4－29为MXA型单面木框榫开榫机的外形图，图4—30为其工作原理图。在工件的一边装有6个刀头，圆锯片2在工件长度方向齐头。两个水平刀头3加工榫头，然后两个垂直刀头4加工榫肩，最后槽铣刀5加工榫槽。
图4－30MXA型单面木框榫开榫机的工作原理
1－工件2－锯片3－水平刀头4－垂直刀头5－槽铣刀
2、单面木框榫开榫机的基本结构
该开榫机手工进料，结构简单，操作维修方便，由床身、切削机构、小车托架、进给小车及操作机构等组成，如图4—31。
图4－31MXA型单面木框榫开榫机的外形结构图
1－电器控制面板2－压紧器3、15－定位装置4－截头圆锯5、6－水平刀头7、8－水平刀架9－立柱10、11－垂直刀头12－中槽刀13－床身14、23－垂直刀架16－靠板17－支撑丝杠18－滑座19－滚轮20－导轨21－导轨支座22－小车托架
(1)床身。在机床床身上安装所有的切削刀架、手推小车和调节操纵等机构，要求有足够的强度、刚度及抗振性。
(2)切削机构。切削机构由截头圆锯4、上水平刀架8、下水平刀架7，上垂直刀架14，下垂直刀架23和中槽刀架12六个刀架组成。上、下水平刀头6、5和上、下垂直刀头10、11分别装在复式刀架上，它们均安装在床身的立柱9上。上、下水平刀架和上、下垂直刀架的升降，由立柱中的丝杠和刀架上的螺母完成。
(3)进给小车托架。机床床身右侧固定有进给小车托架22，它主要由导轨支座21，小车上、下滑座18，四只滚轮19及镶条式导轨20构成，每一个滚轮内装有两对单列向心球轴承，而下滑座上装有带密封的单列向心球轴承，以便小车及滑座沿着导轨的水平移动灵活轻便。小车与滑座之间支撑丝杠17，可使小车倾斜一定角度(0°～30°之间)，以便加工有角度的榫头或斜截头。进给小车工作台16固定在进给小车上。在工作台上装有偏心垂直压紧器2和侧向压紧器3以保证有效地夹紧。在工作台上固定有靠板，它与小车运动方向垂直，以保证加工过程中工件的正确定位。
3、MXA单面木框榫开榫机的传动系统
单面开榫机的传动系统如图4—32。机床共有6个刀头，截头圆锯19、上下水平刀头11、18、上下垂直刀头及中槽刀盘12，均由单独电机驱动。机床的启动与停机是通过电器控制板(图4—31)上的按钮1来操作的。
图4－32MXA型单面木框榫开榫机的传动系统图
1、3、4、6、8、9、15、17－调整手轮2、5、7、10、14、16－电机11、18－水平刀头12－中槽铣刀13－工件19－截头圆锯片
4、主要技术参数
主要技术参数见下表：
最大榫头长度
mm
被加工榫头最大宽度
mm
被加工榫头最大深度
90mm
刀头数目
6
被加工工件最大厚度
mm
工作台高度
工作台最大行程
mm
5、单面木框榫开榫机的调整
(1)截头圆锯的调整。截头圆锯相对于铣刀的位置决定了榫头的长度尺寸。圆锯的调整包括水平与垂直方向的调整，分别由手轮3和1通过丝杠螺母机构完成(如图4—32)。
(2)上、下水平刀头的调整。榫头加工应采用基孔制原则，即以与其相应的榫眼尺寸为依据来调整加工榫头刀具的各参数。水平刀头的调整包括：两刀头同时上下移动，两刀头水平移动及上下两刀头之间距离(榫头厚度)的调整。图4-33为上、下水平刀头调整的结构图。转动手轮1，通过丝杠3、4使上、下水平刀架2、5同时上升或下降。如将手轮取下装入另一根丝杠或把手轮提至键以上转90°则齿轮下部的半圆槽和键啮合，又可调整每一水平刀架的移动。水平刀头前后水平位置的调整是通过手轮经丝杠螺母机构使溜板沿燕尾导轨移动实现的。两刀架水平方向的调整，必须使两刀头的齐头刀刃在一个垂直面内。中槽刀盘的升降和水平位置的调整也是通过丝杠螺母机构来实现的。
图4－33上下水平刀头调整
1－调整手轮2、5－螺母（刀架）3、4－丝杆
(3)工作台的调整。包括加工斜榫、直榫斜肩时的调整和滚轮与导轨磨损间隙的调整。在加工斜榫调整时，工作台在垂直面内作倾斜转动。
机床使用一段时间后，滚轮与导轨之间就有一定的磨损，它们之间的间隙增大，从而影响小车的运动精度，此时就要作间隙调整如图4—34。松开螺母1，转动偏心轴3，使滚轮5与导轨4之间的间隙得到补偿。由于偏心轴的调整，使上滑座2的位置发生移动，同时下滑座也要产生位移，因为上、下滑座刚性联接。这样下滑座也要进行调整。如图4—35，松开螺母3转动偏心轴2使下滑座4与导轨1之间的位置得到调整。
图4－34滚轮与导轨之间间隙的调整
图4－35下滑座间隙的调整
6、机械进给双面木框榫开榫机简介：
双面框榫开榫机是两面同时加工榫头的机床。一般为通过式，采用输送带进给，大大提高了生产效率。
图4—36为链条挡块进给的双面框榫开榫机的示意图。机床的框式床身上装有两组组件：左边组件与床身刚性联结不能移动，而右边的组件可以根据工件的长度在导轨上移动进行调整。每个组件都装有4个刀架，在某些机床上装有12个刀架甚至更多。
双面开榫机的切削机构与单面开榫机相拟，一般每面为4个或6个刀架。进给机构为两条平行的输送链条。电动机通过蜗杆减速器6及传动轴4带动链轮12转动，链轮带动链条1作进给运动，工件11放在链条上，由装在链条上的挡块5推送，顺序通过截头圆锯10，中槽刀头9和铣刀组8加工出榫头。在链条的上方，工件的上部装有两条被动橡胶带2，它们在压紧辊轮3的作用下压紧工件。
图4－36双面框榫开榫即示意图
1－链条2－橡胶带3－压紧滚轮4－传动轴5－挡块6－减速器7－电机8－铣刀组9－中槽刀头10－截头圆锯11－工件12－链轮
7、双端铣简介：
双面开榫机又称为双端铣，可用于截头、裁边、铣平面、开榫（直榫、燕尾榫、指接榫）、开槽、铣削斜榫、倒棱和成型边加工等多种作业。加工对象可以是实木部件亦可以是人造板等材料。
图4－37双端开榫机结构图
1－导轨2－丝杠3、6－立柱底座4－床身5－固定立柱7－张紧装置8－链轮9、11－前立柱10、12－厚立柱13－按钮14－传动轴15－联轴器16－变速装置17－带压紧装置
图4－37是双端铣的基本结构外形图。由床身、立柱、锯片刀架组、铣刀组、进给机构、压紧机构和操纵台等组成。
(1)床身
机床的床身4由钢板焊接而成，上面装有两根导轨1，导轨上面装有固定的立柱部分5和可移动的立柱3。
(2)立柱
固定立柱由前立柱9，后立柱10和立柱底座6组成。移动立柱部分与固定立柱部分结构基本相同，仅个别的刀轴布局略有差别，它由前立柱11，后立柱12和可移动立柱底座3组成。移动立柱可根据工件尺寸进行移动调整，电动机通过蜗杆减速装置减速，蜗轮上装有螺母与丝杠2配合，由于丝杠不能转动也不能移动，故蜗轮转动时带动移动立柱底座沿导轨1作水平方向的调整运动。按钮13用于精确调整移动立柱的位置。
(3)锯切刀架
包括划线圆锯和截头粉碎组合刀架。
图4－38前立柱上的锯切刀架
1．划线锯2、4．电机3、5、13、15．丝杠6．水平溜板7、14．标尺8．垂直溜板9．立柱10．圆盘11．截头粉碎圆锯片12．支架16．排屑器17．底座
图4—38为前立柱上的锯切刀架结构。复合刀架固定于转动圆盘10，圆盘装在水平溜板6上，并借调整丝杠13绕水平溜板转动°。水平溜板装在垂直溜板8上，借助手柄转动丝杠5可沿垂直溜板的燕尾导轨在水平方向上调整刀架的位置，调整量由标尺7标出。垂直溜板8借手柄及丝杠15沿在立柱9上的燕尾导轨作垂直运动以调整刀架的高度，调整量由标尺14表示。截头粉碎圆锯片11直接装在电动机4的轴上，电动机4上装在支架12，在支架伸出部分安装有划线锯1的电动机2，借丝杠3可调整划线锯刀架的水平位置。立柱安装在底座17上，而底座安装在机床的床身上。加工出的锯末和碎料由排屑器16排出。
(4)铣削刀架
后立柱前、后各装有一个铣刀复合刀架。图4—39为开榫机后立柱上的铣刀复合刀架结构示意图。
图4-39开榫机后立柱上的铣刀复合刀架结构示意图
1、21.手柄2.吸尘罩3、立柱4、5、7、8、丝杠6、气缸9、23、25、电机10、附加轴11、底座12、床身13.进给连带升降滑座14.进给连带升降调整螺杆15、16、微动开关17、22、圆盘18、19、垂直溜板20、水平溜板24、支架
前复合铣刀架固定在转动圆盘17上，转动圆盘装在水平溜板20上，它相对水平溜板可旋转°，用丝杠8来调节。水平溜板装在沿立柱3上的燕尾导轨移动的垂直溜板19上，借丝杠5的手柄可调节刀架的高度。水平溜板可借助丝杠手柄18沿燕尾导轨相对垂直溜板作水平调整运动。刀架的水平和垂直方向的调整量可在相应的标尺上表示出。开榫铣刀直接装在电动机9的轴上，除此之外，电动机9还通过带传动带动安装在附加轴10上的铣刀，以适应某些开槽及修整加工。铣刀轴10的升降靠气缸6控制，行程靠丝杠7上的螺母调节气缸的行程实现。气缸的动作由微动开关15和16控制，微动开关的位置可根据需要调节。
后铣刀的复合刀架结构与前刀架基本相同，只是没有安装附加铣刀。图4—39中21为后面刀架的水平溜板调整丝杠手柄，19左边为后刀架垂直溜板，22为后刀架转动圆盘，23为后刀架的电动机，它们的功能与前面刀架的功能相同。立柱3安装在立柱底座11上，而底座安装在床身12上。
(5)进给机构
进给机构多为履带进给机构(图4—37)。由电机通过变速装置16，联轴器15传至传动轴14。传动轴带动两对链轮8从而带动履带作进给运动。变速机构由无级变速器和蜗杆减速器组成，因此进给速度为无级调速，调速范围3-8m／min或5～35m／min，可通过手柄调节。
进给履带板由链条带动，支承在导向圆导轨和支承平面导轨上，履带的从动轮上设有弹簧张紧装置7以保持履带恒定的张力，履带上装有弹性挡块，以推送工件。两履带上的弹性挡块必须调整至同一平面内，以保证加工精度。平时挡块在弹簧的作用下处于上面的位置，当工件表面积较大时，工件可将挡块压入履带平面内。履带板和链条采用耐磨金属材料制成，故具有较长的使用寿命并能保证精度。
后立柱的内侧悬伸两个支梁，下支梁用以安装进给履带支架。上支承梁安装压紧器支架。
(6)压紧机构
压紧机构为两条无端的皮带压紧装置17(图4—37)，通过传动轴14及齿轮传动传至压紧皮带的带轮，从而带动皮带运动。V带内周表面安装有多个带弹簧的小辊轮，使皮带对工件产生一定的压力，以保证工件在加工时不产生跳动和移动。
与调整旋钮5同轴的齿轮21空套于轴上(如图4—40)，通过5调节摩擦离合器的摩擦力，以达到调节压紧皮带的运动速度。当放松离合器时，压紧皮带无驱动力。为了确保移动立柱部分的履带和压紧皮带随立柱一起移动，故链轮、齿轮和传动轴18间采用滑键结构。
图4—40双面开榫机传动系统图
1．手轮2.变速器3、6.电机4、8.蜗杆传动5.调整旋钮7.丝杠9.手柄10.移动立柱1l.导轨12、14．履带13、15.压紧皮带16、20.齿轮组9．导板10．拉簧11.螺钉12．手轮17、19．链轮18．传动轴21．齿轮
（7）传动系统
图4—40为双面开榫机进给及压紧装置的传动系统图。电动机3通过无级变速器2及蜗杆传动4至链轮17、19，驱动履带12及14作进给运动。速度调节通过手轮1进行，链轮传动轴18同时带动齿轮组16和20，通过齿轮减速装置传至压紧皮带13和15运动。与调速旋钮5同轴的齿轮21空套在轴上，通过摩擦离合器带动其旋转。
移动立柱10的调整是通过电动机6，蜗杆减速器8、丝杠7带动立柱10在导轨11上作水平调整运动，运动速度可通过手柄9实现调整。
(8)导尺
在机床固定部分，进给履带外侧装有导尺以保证工件精确地安放在履带上。如图4—41，工件放置在支承导板9上，端面靠向导尺7由履带8带动进给进行加工。导尺7通过两根连杆6与钢板5组成四杆机构。拉簧10使导尺总是靠紧偏心轴4，并使导尺7有一定的侧向弹性量，移动量的大小由另一偏心销来控制。钢板5通过螺钉安装于溜板3上，溜板3带动导尺7沿导轨1作水平移动，移动量可由标尺2示出，可通过手轮12带动丝杠控制。导尺的高度位置调节可通过两个螺钉11实现。
图4—41侧向导尺结构图
1．导轨2．标尺3．溜板4．偏心轴5．钢板6．连杆7．导尺8．履带9.导板10.拉簧11.螺钉12.手轮
（二）直角箱榫开榫机
箱榫开榫机按榫头形状可分为直角箱榫开榫机和燕尾榫箱榫开榫机；按进给方式可分为手工进料和机械进料开榫机；按主轴数目可分为单轴和多轴开榫机。
直角箱榫开榫机用于加工直角箱榫的板件，若装上指接铣刀亦可作短料纵向接长开榫之用。
1、直角箱榫开榫机的基本原理
如图4—42，直角箱榫开榫机一般为立式加工，原理为循环－通过式。开榫铣刀头作旋转运动，工作台作垂直进给运动，从而完成开榫工序。
床身1上装有组合铣刀头3，由电动机2通过带传动带动铣刀3。在床身支柱12上安装工作台9，工件8放在工作台上并靠向端头挡板4和侧向挡板7，工作台的升降进给运动是靠液压缸11实现的。压紧机构为液压缸10，安装在立柱5和横梁6上，压紧液压缸的位置在水平和垂直方向上均可调整。
图4—42直角箱榫开榫机工作原理图
1．床身2．电机3．铣刀头4．端头挡板5．立柱6．横梁7．侧向挡板8．工件9．工作台l0、11．液压缸12．床身支柱
2、机械进料单面直角箱榫开榫机的基本结构
如图4-43。机械进料单面直箱榫开榫机由床身16、主轴7、工作台15、压紧器3、对刀板13及电气10等部分组成。
图4—43直角箱榫开榫机工作原理图
1－导轨2－组合铣刀3－压紧器4、6、12－手轮5－锁紧器7－主轴8－丝杆螺母机构9－减速器l0－电器装置11－排屑口13－对刀板14－侧向压紧器15－工作台16－床身
(1)主轴部件
组合铣刀2安装在主轴7上，由电动机通过联轴器直接带动作旋转运动。在刀轴的另一端装在附加支承轴承，靠锥面连接与主轴一起转动，起辅助支承作用。手柄6调整锥面摩擦盘的压紧力，5为锁紧器，当铣刀需要刃磨时，转动手柄6摩擦盘脱开。将右侧的轴承外套与手轮等拆下，再将刀具与垫片从机床右边的孔中拔出，非常方便。改变刀具尺寸或形状，则可加工出不同制品的榫头。
(2)进给部分
工作的进给为机械传动，依靠工作台升降实现。由电动机通过蜗杆减速器9带动丝杠螺母机构8使工作台沿导轨1升降。工作台升降过程中，电气设计上均有限位控制，以保证安全生产。
(3)压紧装置
上压紧器靠压紧块3压紧，转动手柄4通过锥齿轮可调节压紧器的位置与压力。侧面还设有侧向压紧器14使工件靠向靠板。
(4)对刀板
为了保证工件有很高的加工精度，机床设有方便的对刀机构及对刀板13。转动手柄12使铣刀刃口对准对刀板，以保证装刀精度。
加工出的木屑由排屑口11吸入吸尘装置统一处理
3、机械进料单面直角箱榫开榫机的传动系统
传动系统如图4—44。电动机通过蜗杆传动1和丝杠螺母机构2带动工作台3作升降进给运动。转动手轮15，通过二对锥齿轮5及丝杠螺母机构4调整压紧器16的位置与压力。电动机6通过联轴器7带动刀轴8作旋转运动，主轴右侧又装有附加支承轴承，靠摩擦离合器12与主轴相联。转动手轮14通过丝杠螺母机构13正向可压紧摩擦，反转则可脱开以便换装铣刀。
图4—44直角箱榫开榫机传动系统图
1－蜗杆传动副2、4、10、13－丝杆3－工作台5－锥齿轮传动6－电机7－联轴器8－刀轴9、14、15－手轮11－对刀板12－摩檫离合器16－压紧器
4、链条进给双面直角箱榫开榫机
图4—45为链条进给的双面直角箱榫开榫机的示意图。
机床由固定立柱22和移动立柱23组成。每个立柱上各装有一个锯片1l和一个铣刀刀架3，共4个刀头；锯片由电动机17直接带动作旋转运动，为通过式加工。而铣刀架上安装有铣刀组5，为工位式加工。机床进给机构由两组链条组成，外链18和内链19。在链条上各装有可隐挡块1O和12，工作时，工件7由料箱8落到底部的托板9上，当外链条上的挡块沿导轨13移动时，导轨将挡块10抬起，推动工件作进给运动，通过圆锯片，完成截头工序。锯切完毕，导轨13的长度也到此为止，挡块失去了支承，在自重的作用下，绕自身的小轴转动翻倒而隐入链条内，工件则停止在链条的工件2位置。此时刀架由驱动轴1带动链轮14并经螺旋齿轮副16使凸轮20回转，通过杠杆21上的从动轮使杠杆绕绞点摆动，带动刀架3沿导轨4垂直升降，实现进给和回程运动，完成箱榫加工。开榫完毕后，内进给链条19上的可隐藏挡块12在导轨的作用下抬起，将加工完的工件推出机床。
根据工件的宽度，靠手轮24通过丝杠26可使立柱23沿导轨25作横向移动，可在水平方向调整移动立柱的位置。
图4—45链条进给双面直角箱榫开榫机示意图
1－驱动轴2、7－工件3－铣刀刀架4、13、25－导轨5－铣刀组6－压紧器8－料箱9－拖板10、12－可隐档板11－锯片14、15－链轮16－螺旋副17－电机18－外链条19－内链条20－凸轮21－丝杆22－固定立柱23－移动立柱24－手轮26－丝杆
为了保证加工精度，防止加工时工件跳动，在切削部位上方装有皮带压紧器6，皮带为环形带，安装在两个带轮上。链条上挡块的位置，链条速度和刀架升降周期三者之间必须互相协调，并且工件停留的位置也要准确。
（三）圆弧榫开榫机
自动圆弧榫开榫机是一种机电气联合动作的仿形机床，可以加工椭圆榫和圆榫。在直的或角度变化的板材上加工一至三个角度不同的榫头而不需要任何模具。其配合的榫眼为圆眼或扁圆榫眼，避免由于应力集中而造成强度降低。
此类机床的生产率高，加工精度高，适合批量生产的家具厂、木器厂及建筑材料厂等加工榫头之用。
图4—46自动圆弧榫开榫机运动原理
1、基本原理
刀头在端部作圆弧运动加工椭圆榫的半圆部分，如图4—46，工件固定在工作台上运动，在此间完成各个加工阶段。在I阶段，工件由右向左运动，此时，铣刀轴不移动，铣刀加工榫的上表面。第Ⅱ阶段，铣刀轴作圆弧运动，从上位到下位，这时，铣刀加工榫的右边圆弧。在第Ⅲ阶段，工件作返向运动(向右)，而铣刀轴不动，此时，加工榫的下表面。在第Ⅳ阶段，工件不动，铣刀由下而上作圆弧运动，完成榫头左面的圆榫加工。
2、基本结构
自动圆弧榫开榫机如图4－47，由床身1，切削机构10，工作台6，压紧机构9和电气部分等组成。圆弧榫开榫机的切削刀头为一组合刀头10，包括圆锯片及铣刀头。刀头除作旋转运动外尚要根据内、外锥盘的形状作仿形运动。
图4—47自动圆弧榫开榫机外形结构图
1－床身2－电机3、5－导轨4－调整螺钉6－工作台7、8、9－压紧机构10－组合刀头11－挡块12－靠尺13－气动阀14、16、20－锁紧手柄15、19－手轮17－溜板18－丝杆
机床上有两个工作台6，可在导轨3上作水平移动，以改换相对于刀轴10的位置，一个工作台加工时，另一个工作台装卸料，两工作台可分别调整，转动调整螺钉4沿导轨5移动。在工作台上有靠尺12和限位挡块11以确定工件的位置。工作台的垂直调整可通过转动手轮15使溜板17在导轨上作升降运动。转动手轮19借助丝杠螺母机构可使工作台作倾斜运动，在O°～20°之间调整，以加工斜角榫。
工件的压紧装置为压紧气缸，压紧气缸依靠两个气动阀13参与机床的仿形切削循环运动。当接通右工作台的气路时压缩空气通过换向阀进入压紧气缸的上腔，压紧块压向工件。左右循环工作。
3、传动系统
图4—48为机床的传动系统和工作原理图。
图4—48自动圆弧榫开榫机外的传动系统图
1－摆杆2、3、16－电机4、6、17、27－带传动15、16、20－蜗杆传动7－仿形盘8－手轮9－手柄10－仿形锥11、26－双向丝杠12－转子13－弹簧14－主轴15、21－连杆18－开关19－偏心盘22、23－组合铣刀24－工作台
电动机2通过带传动27带动主轴14高速旋转，皮带张紧由双向丝杆26调节。主轴加工榫头作仿型运动时，电动机2能随摆杆1作相应的摆动，电动机3通过带传动4，蜗杆减速器5和带传动6带动转子12转动。转子通过连杆15，弹簧机构13和安装在主轴另一端的仿形锥10沿内仿形盘7使主轴实现加工圆弧榫头的仿形运动。
电动机16通过带传动17，蜗杆减速器20、偏心销盘19、连杆21带动工作台24沿导轨25作水平移动。工作台有左右两个，图4—47所示为右工作台上的工作加工状态，而左工作台上完成装卸料作业。工作台换位和铣刀作仿形运动由电器控制协调，当转子12转过一周完成一个榫头仿形加工后，电信号发出指令让偏心销盘自动转°，使左工作台到加工位置，右工作台到达装卸料位置，如此循环动作。