第一章制材生产的原料和产品

1、2022年3月12日曲保雪一、本课程为专业课，是本专业的主干课程。二、学习目的： 通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，获得制材、木制家具加工最必要的基本理论、基本知识和基本技能。了解各种木工品的加工工艺过程、加工设备。为今后从事家具制造及其他相关专业技术工作打下基础。三、主要任务：1熟悉木质家具的生产工艺过程；2熟悉制材方法与设备；3掌握加工基准和加工精度的概念；4掌握配料、毛料加工工艺；5掌握胶合和胶贴工艺；6掌握方才净料和板式部件加工工艺；7. 掌握家具装饰、家具装配工艺；8. 能够独立进行家具工艺设计。四、本课程的教学方法： 课堂以讲授为主，配合多媒体图片。授课期间会适当提问、讨论。课

2、程学习配合试验进行。五、学习方法：1通过实践和理论学习，先了解木制家具生产的基本工艺流程。2理解并牢记基本概念和理论知识如工件定位的“六点规则”、加工基准、加工精度等。五、学习方法：3熟悉并逐步掌握木制家具生产的每一个工段、工序的加工目的、设备和加工方法。4通过试验和实习验证所学理论知识，巩固所学理论知识。六、教材和参考书： 教材：木制品生产工艺学中国林业出版社 刘忠传主编 第二版 出版时间1993.9 参考书：现代家具生产工艺与设备黑龙江科学技术出版社 宋魁彦主编 第一版 出版时间2001.11 家具及木工机械李黎，杨永福 中国林业出版社 2002.8木材用途木材用途a. a. 木造建筑物木

3、造建筑物美丽温馨的木质住宅b. b. 建筑内装材料和家具建筑内装材料和家具c. c. 木质玩具木质玩具d. d. 木质器具木质器具e. e. 体育器材体育器材f. f. 木质工艺品木质工艺品g. g. 木质乐器木质乐器h. h. 木质室外器材木质室外器材 制材企业的基本任务是为国家经济建设提供优质木材，为国家积累建设资制材企业的基本任务是为国家经济建设提供优质木材，为国家积累建设资金。金。 1 1、将原木通过机械加工成为锯材、将原木通过机械加工成为锯材如何有效地利用国家森林资源，生产数量多、质量好的锯材，提高出材率，是如何有效地利用国家森林资源，生产数量多、质量好的锯材，提高出材率，是制材企业

4、的首要任务。制材企业的首要任务。 2 2、开展木材综合利用，提高木材综合利用能力、开展木材综合利用，提高木材综合利用能力 1 1、为国民经济各部门提供大量锯材、为国民经济各部门提供大量锯材 2 2、为人造板及化学加工提供原料、为人造板及化学加工提供原料 原条：树木伐倒后，砍除枝丫的树干。原条：树木伐倒后，砍除枝丫的树干。 原木：原条按一定的尺寸、形状、质量截成的木段。原木：原条按一定的尺寸、形状、质量截成的木段。 造材：将原条截成所需规格原木的工艺过程。造材：将原条截成所需规格原木的工艺过程。一、原条造材的方法一、原条造材的方法 1 1、以、以原木长度为造材基础，原木直径为长度的多变函数原木长

5、度为造材基础，原木直径为长度的多变函数 2 2、以、以原木直径为造材基础，原木长度为直径的多变函数原木直径为造材基础，原木长度为直径的多变函数二、合理造材的原则和方法二、合理造材的原则和方法 造材包括造材包括量材量材与与截断截断。 量材：根据用途与原木缺陷，将原条设计成不同长度的若干原木的造材工量材：根据用途与原木缺陷，将原条设计成不同长度的若干原木的造材工作。作。 它是原条造材工序中的一个重要步骤。它是原条造材工序中的一个重要步骤。 决定原木的材种、等级，保证完成材种计划；决定原木的材种、等级，保证完成材种计划； 提高经济用材的出材率，充分合理地利用森林资源。提高经济用材的出材率，充分合理地

6、利用森林资源。 1 1、按照原木的材种、尺码进行合理的量材、造材、按照原木的材种、尺码进行合理的量材、造材 2 2、按照原条的特殊形状量材、造材、按照原条的特殊形状量材、造材 原条造材时，必须考虑树干形状上的特点：尖削度与弯曲度。原条造材时，必须考虑树干形状上的特点：尖削度与弯曲度。 尖削度尖削度: :原木单位长度上大头直径与小头直径之差，即尖削度原木单位长度上大头直径与小头直径之差，即尖削度。 S=(D-d)/L (cm/m)S=(D-d)/L (cm/m) 设树干外形近似抛物线体，树干高度为设树干外形近似抛物线体，树干高度为L L 原木大、小头直径分别为原木大、小头直径分别为D D、d,d

7、,长为长为H H 则中央圆柱体体积为：则中央圆柱体体积为： V=dV=d2 2H/4H/4 经数学推导，经数学推导，V V最大时，最大时，d=0.71D. d=0.71D. 即原木小头直径与大头直径之比应即原木小头直径与大头直径之比应不小于不小于0.710.71。 因此，原条尖削度大的部分应造成短材种，因此，原条尖削度大的部分应造成短材种，尖削度小的部分，应造成长材种。尖削度小的部分，应造成长材种。 D Dd dH HL Ly y图图1-2 1-2 原条纵剖面图原条纵剖面图 弯曲弯曲 原木的弯曲程度常用弯曲度来表示。原木的弯曲程度常用弯曲度来表示。弯曲度是原木或原条的最大弯曲高弯曲度是原木或原

8、条的最大弯曲高度与其内曲面水平长度之比的百分数度与其内曲面水平长度之比的百分数，即：，即： f=H/Cf=H/C* *100%100% 式中：式中：H H原木的最大弯曲高度，原木的最大弯曲高度，cmcm； C C原木内曲面水平长度，原木内曲面水平长度，cmcm。 弯曲对出材率和材质有很大影响，是影响原木评等的主要缺陷之一。弯曲对出材率和材质有很大影响，是影响原木评等的主要缺陷之一。 弯曲原条造材时，要尽量缩小弯曲度，弯曲原条造材时，要尽量缩小弯曲度， 超过材质弯曲限度的，应在弯曲处下锯。超过材质弯曲限度的，应在弯曲处下锯。 弯曲矢高与内曲水平长度的关系为：弯曲矢高与内曲水平长度的关系为： h

9、= ch = c2 2/8r/8r 当内曲长度减少一半时，弯曲矢高当内曲长度减少一半时，弯曲矢高减少到原来的减少到原来的1/41/4，弯曲度减为原来的，弯曲度减为原来的1/21/2。 原则：原则： 见弯取直，大弯变小弯。急弯一头截，缓弯中间截。见弯取直，大弯变小弯。急弯一头截，缓弯中间截。 国标规定弯曲矢高：一等材国标规定弯曲矢高：一等材1.5%1.5%，二等材，二等材3%3%，三等材，三等材6% 6% c ch hr r 3 3、按照原木的材质要求进行合理的量材、造材、按照原木的材质要求进行合理的量材、造材 缺陷原条造材，应做到材尽其用，优材不劣用，大材不小用。缺陷原条造材，应做到材尽其用，

10、优材不劣用，大材不小用。 缺陷集中缺陷集中：当缺陷比较集中且集中后能提高其它原木等级时，将缺陷部：当缺陷比较集中且集中后能提高其它原木等级时，将缺陷部分集中到一段原木上。分集中到一段原木上。 缺陷分散缺陷分散：当缺陷分布均匀而集中后不能提高其它原木等级时，应将缺：当缺陷分布均匀而集中后不能提高其它原木等级时，应将缺陷分散，造成最大限度允许其缺陷的材种。陷分散，造成最大限度允许其缺陷的材种。 1-2 1-2 制材生产的原料制材生产的原料-原木原木一、原木的特性一、原木的特性特性特性：水多且量不稳定；形状不规则；组织不均匀；材性不一致；：水多且量不稳定；形状不规则；组织不均匀；材性不一致； 易开裂

11、；易受菌、虫侵害。易开裂；易受菌、虫侵害。 二、木材缺陷二、木材缺陷 树木在生理上和生长发育过程中受环境影响、伐后保管不良、加工树木在生理上和生长发育过程中受环境影响、伐后保管不良、加工不当，引起组织不正常或破坏，影响材质，改变正常材性，减低木材利不当，引起组织不正常或破坏，影响材质，改变正常材性，减低木材利用率和使用部分，称用率和使用部分，称木材缺陷木材缺陷。 生理上的缺陷有：生理上的缺陷有：节子，树干形状（尖削、弯曲）节子，树干形状（尖削、弯曲） 保管中产生缺陷有：保管中产生缺陷有：菌虫侵害：腐朽，变色，虫害菌虫侵害：腐朽，变色，虫害 气气 干：裂纹，弯曲，变形干：裂纹，弯曲，变形 加工中

12、产生缺陷有：加工中产生缺陷有：钝棱，人为斜纹理钝棱，人为斜纹理 国家标准（国家标准（GB155.1,4823GB155.1,482319951995）将缺陷分为十大类：）将缺陷分为十大类： 节子，变色、腐朽、虫害、裂纹、树干形状缺陷、木材构造缺陷、节子，变色、腐朽、虫害、裂纹、树干形状缺陷、木材构造缺陷、伤疤、木材加工缺陷、变形。伤疤、木材加工缺陷、变形。 主要缺陷主要缺陷：节子，腐朽，裂纹，斜纹。严重影响产品强度、质量。：节子，腐朽，裂纹，斜纹。严重影响产品强度、质量。 次要缺陷次要缺陷：髓心，树脂囊，偏枯，虫眼，夹皮。影响不大，但具体：髓心，树脂囊，偏枯，虫眼，夹皮。影响不大，但具体到某一

13、用途上受限制。到某一用途上受限制。三、主要木材缺陷发生的原因和规律三、主要木材缺陷发生的原因和规律 1 1、节子、节子 节子是树木生长过程中隐生在树干内的枝丫基部。节子是树木生长过程中隐生在树干内的枝丫基部。 节子的分类：节子的分类： 活节活节：活枝条基部，与周围木材紧密相连，质：活枝条基部，与周围木材紧密相连，质 地坚硬，构造地坚硬，构造正常。正常。 死节死节：枝条枯死后，包藏在树干内，与周围木材部分或全部：枝条枯死后，包藏在树干内，与周围木材部分或全部脱离，质地硬或软，甚至腐朽。脱离，质地硬或软，甚至腐朽。 漏节漏节：节子腐朽，深入树干内部，引起树干内部腐朽，形成：节子腐朽，深入树干内部，

14、引起树干内部腐朽，形成空洞。空洞。 节子的形状：节子的形状：不规则圆锥体，锥顶朝向髓心不规则圆锥体，锥顶朝向髓心。 木材剖面上节子的形状：木材剖面上节子的形状： 径切板：径切板：垂直于年轮下锯垂直于年轮下锯，为，为条状节或掌状节条状节或掌状节。 弦切板：弦切板：平行于年轮下锯平行于年轮下锯，为，为圆形圆形或或椭圆形节椭圆形节。 按节子分布状况，树干可分为：按节子分布状况，树干可分为： 活节区：活节区： 死节区：死节区： 无节区：无节区： 节子在树干上的分布：节子在树干上的分布： 按节子排列有：按节子排列有： 轮生节：轮生节： 散生节：散生节：影响：影响：破坏纹理通直性，甚至木材的完整性，影响木

15、材物理力学性能破坏纹理通直性，甚至木材的完整性，影响木材物理力学性能 2 2、腐朽与变色、腐朽与变色 由真菌寄生引起由真菌寄生引起。 真菌：低等植物，没有叶绿素，不能自己进行光合作用制造养料，真菌：低等植物，没有叶绿素，不能自己进行光合作用制造养料，靠吸收其它植物养分来生活。靠吸收其它植物养分来生活。 腐朽腐朽 由木腐菌引起。使木材结构破坏，材质松软、易碎，最终变成一由木腐菌引起。使木材结构破坏，材质松软、易碎，最终变成一种干或湿的软块。种干或湿的软块。 木腐菌不能直接利用纤维素与木素，靠菌丝体分泌的一种酶使其成木腐菌不能直接利用纤维素与木素，靠菌丝体分泌的一种酶使其成为可溶型状态，通过渗透作

16、用吸收。为可溶型状态，通过渗透作用吸收。 木腐菌生长发育的条件：木腐菌生长发育的条件： 合适的养料合适的养料：如纤维素、木素。：如纤维素、木素。 适宜的湿度适宜的湿度：W=30-40%W=30-40%。20%6060致死，致死，100.710.71，可使原木中的内接圆柱体体，可使原木中的内接圆柱体体积最大，从而获得最多量的长锯材。积最大，从而获得最多量的长锯材。 凹兜、大兜凹兜、大兜 是指树干根部形状不正常。是指树干根部形状不正常。 凹兜，断面周边不圆整，常有弯曲与干裂，影响出材率。凹兜，断面周边不圆整，常有弯曲与干裂，影响出材率。 大兜，即肥大根干，锯解时易造成人为斜纹理。大兜，即肥大根干，

17、锯解时易造成人为斜纹理。 4 4、木材构造缺陷、木材构造缺陷 树干中不正常的木材结构所形成的各种缺陷。如，斜纹、乱纹、涡树干中不正常的木材结构所形成的各种缺陷。如，斜纹、乱纹、涡纹、偏宽年轮、髓心、双心等。纹、偏宽年轮、髓心、双心等。 斜纹斜纹 木材细胞与树轴构成一定的倾斜角度。木材细胞与树轴构成一定的倾斜角度。 在原木上，木材细胞绕纵轴呈螺旋状扭转，叫扭转纹。在原木上，木材细胞绕纵轴呈螺旋状扭转，叫扭转纹。 在锯材径切面上，年轮呈倾斜方向排列，叫在锯材径切面上，年轮呈倾斜方向排列，叫斜纹斜纹。 下锯不正确，通直的纹理被切断，称下锯不正确，通直的纹理被切断，称人为斜纹理人为斜纹理。 材性与使用

18、的影响有：材性与使用的影响有： A A 降低木材强度：木材顺纹抗拉，静曲强度等。这是纤维切断降低木材强度：木材顺纹抗拉，静曲强度等。这是纤维切断所致。所致。 B B 发生翘曲。纹理倾斜，木材纵横干缩率不一所致。发生翘曲。纹理倾斜，木材纵横干缩率不一所致。 加工产品以方材、枕木为宜加工产品以方材、枕木为宜。 乱纹、涡纹乱纹、涡纹 乱纹：木材纤维排列过分弯曲与杂乱。乱纹：木材纤维排列过分弯曲与杂乱。 它降低木材静曲强度及弹性模量，加工困难、不易刨光。它降低木材静曲强度及弹性模量，加工困难、不易刨光。 涡纹：节子或夹皮附近形成的年轮局部弯曲，呈漩涡状。涡纹：节子或夹皮附近形成的年轮局部弯曲，呈漩涡状

19、。 它降低木材顺纹抗压、静曲及冲击强度。它降低木材顺纹抗压、静曲及冲击强度。 偏宽年轮偏宽年轮 指树干断面上，部分年轮特别宽。指树干断面上，部分年轮特别宽。 树木生长时外界因素影响所致。树木生长时外界因素影响所致。 针叶材发生在弯曲受压部分，称受压木针叶材发生在弯曲受压部分，称受压木。 阔叶材发生在弯曲受拉部分，称受拉木阔叶材发生在弯曲受拉部分，称受拉木。 对材性与使用的影响：纵向干缩大，易翘曲、断裂。对材性与使用的影响：纵向干缩大，易翘曲、断裂。 制材时采取的措施：偏宽与正常部分分开锯制材时采取的措施：偏宽与正常部分分开锯。 髓心髓心 树木的髓与它周围的初生木质部分，也称工艺髓心。树木的髓与

20、它周围的初生木质部分，也称工艺髓心。 对材性与使用的影响有：力学强度低，容易裂开。对材性与使用的影响有：力学强度低，容易裂开。 制材时采取的措施：制材时采取的措施：剔除或落在一、二块板材上。剔除或落在一、二块板材上。 双心双心 双丫树干形成，原木断面上有两个髓心。双丫树干形成，原木断面上有两个髓心。 双心原木中间常带有夹皮。双心原木中间常带有夹皮。 对材性与使用的影响：木材容易干裂和反翘。对材性与使用的影响：木材容易干裂和反翘。 制材中采取的措施：制材中采取的措施：垂直两个髓心连线下锯，把夹皮集中在一、垂直两个髓心连线下锯，把夹皮集中在一、二块板上。二块板上。 5 5、材积测算、材积测算 测定

21、原木长度与小头直径，按下列经验公式计算：测定原木长度与小头直径，按下列经验公式计算： D14cmD14cm V=0.7854LD+0.5L+0.005L V=0.7854LD+0.5L+0.005L2 2+0.000125L(14-L)+0.000125L(14-L)2 2* *(D-10)(D-10)2 2/10000/10000 D=4 D=412cm12cm V=0.7854LD+0.45L+0.2 V=0.7854LD+0.45L+0.22 2/10000/10000 其中：其中：V V材积（材积（m m3 3） L L材长（材长（m m） D D小头直径（小头直径（cmcm） 1 1

22、3 3 制材生产的产品制材生产的产品锯材锯材 一、锯材及各部名称一、锯材及各部名称 制材生产的产品是锯材，制材生产的产品是锯材，锯材是原木经过纵向、横向锯割加工所得锯材是原木经过纵向、横向锯割加工所得到的板材或方材，又称为成材。到的板材或方材，又称为成材。 板材：板材：宽度尺寸为厚度尺寸二倍以上者宽度尺寸为厚度尺寸二倍以上者。 方材方材：宽度尺寸小于厚度尺寸二倍者：宽度尺寸小于厚度尺寸二倍者 材长：锯材两端面之间的最短距离。材长：锯材两端面之间的最短距离。 材宽：相对窄材面之间的垂直距离。材宽：相对窄材面之间的垂直距离。 材厚：相对宽材面之间的垂直距离。材厚：相对宽材面之间的垂直距离。 端面：

23、锯材长度方向上的横截面。端面：锯材长度方向上的横截面。 着锯面：在材面上显露的锯解部分。着锯面：在材面上显露的锯解部分。 未着锯面：在材面上显露的未锯解部分。未着锯面：在材面上显露的未锯解部分。端面钝棱(缺棱)材边材面材棱 材面：（广义）任何一纵向面。材面：（广义）任何一纵向面。 （狭义）板材和方材的宽面。（狭义）板材和方材的宽面。 内材面：靠近髓心的一面。内材面：靠近髓心的一面。 外材面：距髓心较远的一面。外材面：距髓心较远的一面。 材边：板材和方材的窄面，也称材厚面。材边：板材和方材的窄面，也称材厚面。 内材边：靠近髓心的一边。内材边：靠近髓心的一边。 外材边：距髓心较远的一边。外材边：距

24、髓心较远的一边。 材棱：锯材相邻两材面的交线。材棱：锯材相邻两材面的交线。 缺棱：锯解时，部分或全部材棱未着锯，其残留在原木表面部分缺棱：锯解时，部分或全部材棱未着锯，其残留在原木表面部分。 钝棱：锯材宽、厚度方向的材棱未着锯的部分。钝棱：锯材宽、厚度方向的材棱未着锯的部分。 锐棱：锯材材边未着锯的部分。锐棱：锯材材边未着锯的部分。端面钝棱(缺棱)材边材面材棱 二、制材产品的分类二、制材产品的分类1 1、按树种分：、按树种分： 针叶材针叶材 阔叶材阔叶材 2 2、按断面形状分：、按断面形状分： 3 3、按锯材在原木断面上的位置分、按锯材在原木断面上的位置分 髓心板：板材位于原木髓心区，髓心圈全

25、部落在这块板上。髓心板：板材位于原木髓心区，髓心圈全部落在这块板上。 半心板：自原木中心下锯所锯得的两块各带半个髓心的板。半心板：自原木中心下锯所锯得的两块各带半个髓心的板。 边边 板：在原木中除髓心板和半心板以外所锯得的板材。板：在原木中除髓心板和半心板以外所锯得的板材。 4 4、按断面尺寸分、按断面尺寸分 薄板：薄板：1212、1515、1818、2121 中板：中板：2525、3030 厚板：厚板：4040、5050、60605 5、按加工特征分、按加工特征分 毛边板：毛边板：未经裁边或着锯不足板长一半。未经裁边或着锯不足板长一半。 整边板整边板：两边经过裁边，且毛边全长都着锯。：两边经

26、过裁边，且毛边全长都着锯。 缺棱板缺棱板：板边一部分（不足板长一半）未着锯。：板边一部分（不足板长一半）未着锯。6 6、按下锯方法分、按下锯方法分 径切板：板面方向垂直或近乎垂直于年轮。径切板：板面方向垂直或近乎垂直于年轮。 弦切板：板面方向平行或近乎平行于年轮。弦切板：板面方向平行或近乎平行于年轮。 半径（弦）切板：板面方向与年轮成锐角。半径（弦）切板：板面方向与年轮成锐角。 7 7、按产品名称分、按产品名称分 主产品：按生产计划所锯制的产品。长度主产品：按生产计划所锯制的产品。长度= =原木长。原木长。 副产品：由生产主产品后剩余部分锯得，断面尺寸较小。副产品：由生产主产品后剩余部分锯得，

27、断面尺寸较小。 长度长度= =原木长原木长 连产品：因尖削和弯曲而锯得。长度连产品：因尖削和弯曲而锯得。长度 主产品。主产品。 小规格材：小规格材：0.5m0.5m的板、方材。的板、方材。 8 8、枕木类型、枕木类型 普通枕木：普通枕木：I I 型：型：2222* *16cm16cm* *2.5m 2.5m 松杂，用于主干线。松杂，用于主干线。 IIII型：型：2020* *14.5cm14.5cm* *2.5m 2.5m 松杂，用于支线、站内等松杂，用于支线、站内等 道岔枕木：道岔枕木：2424* *16cm 2.616cm 2.64.8m 0.2m4.8m 0.2m进级进级 松杂松杂 杨木

28、除外。杨木除外。 桥梁枕木：桥梁枕木：2020* *22 2022 20* *24 2224 22* *26 2226 22* *28 2428 24* *30cm30cm 3 3.2 3.4 4.2 4.8 3 3.2 3.4 4.2 4.8 只限针叶材只限针叶材 9 9、特殊用材与订制材：、特殊用材与订制材： 在普通锯材标准之外，有专业用途的锯材统称订制材。在普通锯材标准之外，有专业用途的锯材统称订制材。 如：枕木、铁路货车锯材、载重汽车锯材、航空材、船舶材、水塔如：枕木、铁路货车锯材、载重汽车锯材、航空材、船舶材、水塔材、乐器材、箱板材、电杆横担木、矿井用罐道木、建筑施工用跳板材、材、乐器材、箱板材、电杆横担木、矿井用罐道木、建筑施工用跳板材、军用材等。军用材等。 与普通锯材相比，专业性强，材质要求高，故又称特殊用材。与普通锯材相比，专业性强，材质要求高，故又称特殊用材。 订制材除大规格者外，不宜单独锯制，应合理搭配、套裁下料，从订制材除大规格者外，不宜单独锯制，应合理搭配、套裁下料，从而降低成本，提高木材综合利用率。而降低成本，提高木材综合利用率。三、锯材规格与公差三、锯材规格与公差 1 1、规格、规格 长度长度 1 18 m8 m（针）（针） 2m 0.1m2m 0.2m2m 0.