家具设计木制品生产工艺学

第一章木制品结构教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》，德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社2003年6.WoodEngineeringandConstructionHandbook，KeithF.Fatherty,ThomasG.Williamson，McGraw-HillProfessional;3edition19987.PrinciplesofWoodScienceandTechnology，F.F.P.Kollmann，Springer，19758.《木材工业大全》（家具卷）中国林业出版社，2003年章节名称第一章木制品结构第一节木制品的基本接合及特点第二节基本类型榫接合的技术要求第三节木制品部件的基本结构及特点教学目的和要求重点、难点重点是：木制品的基本接合、榫结合的技术要求、木制品拼板结构难点是：各类榫结合及特点、榫结合的技术要求。教学手段、方法课堂理论教学、教学实件授课学时4学时教学内容第一章木制品结构教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》，德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社2003年6.WoodEngineeringandConstructionHandbook，KeithF.Fatherty,ThomasG.Williamson，McGraw-HillProfessional;3edition19987.PrinciplesofWoodScienceandTechnology，F.F.P.Kollmann，Springer，19758.《木材工业大全》（家具卷）中国林业出版社，2003年章节名称第一章木制品结构第一节木制品的基本接合及特点第二节基本类型榫接合的技术要求第三节木制品部件的基本结构及特点教学目的和要求重点、难点重点是：木制品的基本接合、榫结合的技术要求、木制品拼板结构难点是：各类榫结合及特点、榫结合的技术要求。教学手段、方法课堂理论教学、教学实件授课学时4学时教学内容教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》，德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社2003年6.WoodEngineeringandConstructionHandbook，KeithF.Fatherty,ThomasG.Williamson，McGraw-HillProfessional;3edition19987.PrinciplesofWoodScienceandTechnology，F.F.P.Kollmann，Springer，19758.《木材工业大全》（家具卷）中国林业出版社，2003年章节名称第三章生产的基础理论第一节工艺过程第二节加工基准第三节加工精度第四节表面粗糙度第五节劳动生产率教学目的和要求重点、难点重点是：难点是：教学手段、方法课堂理论教学授课学时9学时教学内容3、是新建或扩建工厂或车间设计的依据，是设备选型、设备配置、工艺布置、车间面积确定的依据，是生产工人定员、原材料的计算和工艺计算的依据。（3）测量基准：用来检验已加工表面的尺寸及位置的边或面，称为测量基准。1、木材在进行加工前，必须经过干燥处理。因此木材的干燥基准要正确，干燥后对木材要进行终了处理，以消除内应力。2、胶压或胶合后的毛料，需陈放一定的时间再加工，以消除内应力。3、针对软材和硬材要对设备、刃具进行调整，不同的树种留出不同的加工余量。Ra=教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》，德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社2003年6.WoodEngineeringandConstructionHandbook，KeithF.Fatherty,ThomasG.Williamson，McGraw-HillProfessional;3edition19987.PrinciplesofWoodScienceandTechnology，F.F.P.Kollmann，Springer，19758.《木材工业大全》（家具卷）中国林业出版社，2003年章节名称教学目的和要求重点、难点重点是：锯材配料、加工余量、加工基准、毛料加工工艺、净料加工工艺、型面和表面修整加工方法。难点是：锯材配料、加工余量、加工基准、型面和表面修整加工方法教学手段、方法课堂理论教学授课学时4学时教学内容1、锯材是原木经制材加工得到的产品。——订制材（规格料）的概念。2、订制材是根据木制品生产的需要购进或生产的特种规格干燥锯材。（1）它的一般要求是：木材规格尺寸；材质质量；木材的含水率（2）特点：减少配料工段的工作量或省去配料工段；便于专业化生产；但价格高于锯材。特点：（1）这种工艺适用于锯材较长和尖削度较大的锯材；（2）可以做到长材不短用、长短搭配和减少车间的运输等；（3）在横截时，可以去掉锯材的一些缺陷，但是有一些有用的锯材也被锯掉，因此木材的出材率较低。（1）集成材曲线形毛料的配制订制材粗刨截头（剔缺陷）铣齿涂胶四面刨圆锯铣齿机涂胶机接长精刨涂胶横拼划线曲线加工指接机四面刨涂胶机横拼机工作台细木工带锯曲线形毛料（2）实木拼板曲线形毛料的配制订制材粗刨截头（剔缺陷）涂胶横拼四面刨圆锯涂胶机横拼机划线曲线加工工作台细木工带锯曲线形毛料（2）总余量是各个工序余量的总和。锯材毛料出材率可按下式计算公式P=锯材经配料工艺制成了规格的方材毛料，这只是一个粗加工阶段，此时方材毛料还存在：1、尺寸误差2、形状误差3、表面也粗糙不平4、没有基准面。为了获得准确的尺寸、形状和光洁的表面，必须进行再加工。方材毛料加工的目的：首先加工出准确的基准面，作为后续工序加工的基准，并逐步加工其它面使之获得准确的尺寸、形状和表面光洁度。一、基准面的加工（一）基准面的类型实木工件的基准面通常包括大面（平面），小面（侧面）和端面三个面。不同的工件按加工质量和加工方式的不同，不一定需要三个基准面，有时一个或两个即可。（二）如何选取基准面1、对于直线形的方材毛料要尽可能选择大面作为基准面，其次选择小面和端面作为基准面，这主要是为了增加方材毛料的稳定性；2、对于曲线形的方材毛料要尽可能选择平直面（一般选侧面）作为基准面，其次选择凹面（加模具）作为基准面；3、基准面的选择要便于安装方材毛料和便于夹紧方材毛料，同时也要便于加工。（三）基准面的加工设备1、平直面和曲面加工基准面时，常用的设备（1）平刨床.（2）铣床A、单轴立铣B、双轴立铣C、镂铣2、端面加工基准面时，常用的设备；万能圆锯机二、其它面的加工（规格尺寸的加工）（一）工艺确定基准面后——基准、辅助基准依次加工其它大面、小面和端面（二）其它面的加工设备1、压刨床（1）单面压刨床（2）双面压刨床2、四面刨床三、典型生产工艺（一）平刨床加工基准面和边，压刨床加工相对面和边。这种加工方式加工的零部件质量优，但工人的劳动量大、生产效率低，它适合于方材毛料不规格及一些小规模型企业生产。基准面和边相对面和边精截方材毛料平刨床压刨床精截锯（二）平刨床加工基准面、四面刨床加工其它面（三个面）。这种加工方式加工的零部件质量优，工人的劳动量较大，劳动生产率较高，设备利用率低，它只适合于方材毛料不规格及一些中、小型企业的生产。基准面相对面和边精截方材毛料平刨床四面刨床精截锯（三）四面刨床一次加工四个面，这种加工方式加工的零部件质量优，工人的劳动量小，劳动生产率高，设备利用率高，木材出材率高，它适合于方材毛料规格及连续化生产的企业。两个面和两个边精截方材毛料平刨床精截锯方材毛料经过加工后，其方材的形状、尺寸及表面光洁度都达到了规定的要求，制成了方材净料。按照设计的要求，仅有净料是不够的，方材净料加工的任务：加工出各种结合用的榫头、榫眼或铣出各种型面和曲面以及进行表面修整加工。榫头的加工（一）榫头加工工艺工件开出榫头后，即形成了新的定位基准和装配基准，开榫头精度直接影响后续工序的加工精度和装配精度。1、加工榫头时-严格控制两榫间之间的距离和榫颊与榫肩之间的角度；2、两端开榫头时，应使用同一表面作基准；3、安放零部件时，零部件之间以及零部件与基准面之间不能有杂物。（二）加工榫头时常用的生产设备；1、单端榫头机2、双端榫头机二、槽、榫簧的加工工艺（一）榫槽、榫簧加工工艺木制品零部件在端部用配件或榫头、榫眼连接，在零部件的中部或横向用配件或榫簧、榫槽结合。在加工榫槽和榫簧时要正确选择基准面，确保加工精度，保证靠尺、刃具及工作台之间的相对位置准确。（二）榫槽、榫簧加工的设备1、刨床类：四面刨床加工榫槽和榫簧。2、铣床类：立铣、镂铣、数控镂铣和双端铣等。3、锯类：万能圆锯机三、榫眼的加工工艺（一）榫眼的加工工艺1、直角榫眼的加工直角榫头的加工是一件很容易办到的事情。但是直角榫眼的加工却是一件不易解决的问题，现介绍两种直角榫眼的加工方法：（1）钻床上加工，主要是更改钻头的形式，即钻头加方形凿套筒，这是一种非常传统的加工方法。采用此方法直角榫榫眼的四周及角部有残留物。（3）在立铣上加工，采用该类型的设备加工与采用链式榫眼机的加工基本相同，即加工的须做进一步补充加工，以满足工艺的需要。2、椭圆榫眼（1）在钻床上加工（2）在镂铣机上加工（3）椭圆榫榫眼机A、单头双台椭圆榫榫眼机。B、多轴双台椭圆榫榫眼机。3、圆眼的加工（1）单侧锯、铣、钻组合机（2）双侧锯、铣、钻组合机（三）回转体型面1、回转体型面是加工基准为中心线的零部件，2、基本特征是零部件的截面是圆形和圆形开槽五、表面修整加工（一）实木零部件表面修整加工目的和方法1、目的零部件方材毛料的加工和净料的加工过程中，由于各种设备的加工精度、加工方式、加工时刃具的锋利程度、工艺系统的弹性变形以及零部件表面的残留物、加工搬运过程的污染等因素的影响，使被加工表面出现各种类形的刃具痕迹，加工的不平度以及零部件表面的不清洁等，如凹凸不平、撕裂、毛刺、压痕、木霄、灰尘和油渍等，这些只有通过零部件的表面修整加工来解决，也是为零部件涂饰前必须做的工作。2、表面修整加工方法——砂光。（二）砂光工艺砂光是利用砂光机对零部件表面进行修整的一种加工方法，属木材切削加工。砂光机上的刃具是砂带，砂带的粗细是由砂带的粒度号决定的，现代实木砂光机使用的粒度号主要是800、400、200、120、100、80、60、40等。实木砂光机的类型较多，主要由盘式砂光机、辊式砂光机和带式砂光机等。第五章板式零部件的生产工艺教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》，德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社2003年6.WoodEngineeringandConstructionHandbook，KeithF.Fatherty,ThomasG.Williamson，McGraw-HillProfessional;3edition19987.PrinciplesofWoodScienceandTechnology，F.F.P.Kollmann，Springer，19758.《木材工业大全》（家具卷）中国林业出版社，2003年章节名称教学目的和要求重点、难点重点是：难点是：教学手段、方法课堂理论教学授课学时4学时教学内容第一节板式木制品生产工艺概述概念1、板式木制品是以人造板为主要材料，采用连接件和圆榫结合组成各种功能的木制品。板式木制品中的零部件，一般分为结构性零部件和装饰性零部件。生产工艺主要是板式零部件的加工，与传统木制品生产工艺相比，工艺过程大大简化，有利于组织机械化生产。板式零部件是组成板式木制品的基本单元，板式木制品生产的实质是板式零部件的加工生产，尤其在板式拆装木制品更为突出。2、原材料使用及问题板式木制品使用的原材料是人造板，而人造板种类很多，常用的有胶合板、刨花板、中密度纤维板、细木工板、双包镶板等。（1）现在一些刨花板应用在木制品生产上还存在着不足：A、厚度公差大，一般的厚度公差达±0、2-0、5mm，因此须进行定厚砂光；B、表层刨花大、不均匀，对胶贴较薄的贴面材料时，刨花板的表面必须进行处理，如果处理的不好，在贴面后易显现出表层刨花的形态；C、吸水厚度膨涨率高；D、刨花板的蠕变性较严重；E、游离甲醛含量高；F、芯层刨花大，在铣边形和面形时，刨花形态各易、大小不等，因此不利于后成型包边、软成型封边，不能进行异型面的真空模压处理。在进行包、封边时，须增加边层材料的厚度。（2）现在一些中密度纤维板应用在木制品生产上还存在着不足：A、含水率不均匀，在木制品生产中，中密度纤维板的含水率应控制在10%±1%；B、厚度公差大，和刨花板一样，须进行定厚砂光；C、吸水厚度膨涨率高，封边和包边的处理要严，但是在板上打孔用于连接件和铰链的连接上，必有一部分暴露在外，这样易吸收水分，使其产生变形；D、在进行易型面加工时，中密度纤维板的密度不均匀现象立即显现出来，同时还容易起毛刺，生产中有时还需要在加工的表面进行刮腻子，以腻平表面的缺陷。在真空模压、封、包边时的中密度纤维板的密度应控制在0、7g/cm3左右为宜。二、现代板式木制品常见的生产工艺（一）双贴面人造板做框架和门的板式家具的生产工艺这种类型的板式木制品生产简单，成本低，但是木制品的表面造型过于呆板。（二）双贴面人造板做框架，用实木做门的板式家具生产工艺门采用实木嵌板式或其它结构，其帽头、立挺及门芯板可以铣成各种线形，门芯板通常采用实木拼板、集成材的结构。这种类型的板式家具的生产分为两个大部分，一是板式零部件的生产，二是实木零部件的生产，俗称板实结合的家具。（三）双贴面人造板做框架，真空模压做门的板式家具生产工艺采用真空模压的PVC或薄木制成，这种类型的板式木制品的生产分为两个大部分，一是板式零部件的生产，二是真空模压零部件的生产，（四）双贴面人造板做框架，框架的边部采用镶边、包边等制成曲线形型面，用实木或真空模压做门的板式家具生产工艺木制品的旁板、望板等外露的零部件采用软成型封边、后成型包边或采用镶边结构生产，以改变木制品的造型，其它不外露的零部件，如隔板、搁板、抽屉的旁板和背板应采用双贴面人造板生产，木制品的门或抽屉面板采用实木或真空模压生产。在这些工序中，裁板又是板式零部件加工的重要工序，现在的这道生产工序是采用一锯定“终身”，因此对于裁板工序的精度要求越来越高。在裁板生产中，尺寸偏差、板件对角线的偏差、板件的两面不出现蹦茬等是裁板工序控制的主要技术指标。裁板工艺（一）裁板方式1、传统式裁板工艺是在人造板上先裁出毛料，后裁出净料的方法。采用该生产工艺，一是增加工序，二是浪费了原材料。2、现代板式木制品生产中的裁板工艺是直接在人造板上裁出精（净）料。因此裁板锯的精度和工艺条件等直接影响到木制品零部件的精度。为了提高原材料的利用率，在裁板之前首先必须设计裁板图。（二）裁板图概述1、概念裁板图是根据零部件的技术要求，在标准幅面的人造板上设计的最佳锯口位置和锯解顺序图。2、裁板图的设计是一个“加工优化”的技术问题，要考虑的问题是：（1）人造板的规格，有纹理图案的人造板在有些情况下不能横裁；（2）配足零部件的数量及规格；（3）人造板的出材率最高，所剩人造板的余量最小或尽可能再利用。（三）余料的处理问题。在任何裁板图设计时，都涉及到余量的是否计算的问题。宽度来计算。如抽屉面板宽度为140mm，按20%考虑并计算在这批零件中，80%出材率考虑到下一批产品中。废品率为100%，计算在这批零件中的废料中。（四）裁板的基准（1）精基准在设计裁板图时第一锯路须先锯掉人造板长边或短边的边部5-10mm，以该边作为精基准（2）辅助基准再裁相邻的某一边5-10mm，以获得辅助基准。有了精基准和辅助基准后再确定裁板方法，进行裁板加工。（五）裁板方法1、单一裁板法单一裁板法是在标准幅面的人造板上仅锯出一种规格尺寸净料的裁板方法。在大批量生产或生产的零部件规格比较单一时，一般采用单一裁板法。2、综合裁板法综合裁板法是在标准幅面的人造板上锯出两种以上规格尺寸净料的裁板方法。现代板式木制品生产中多采用综合裁板法下料，这样可以充分利用原料，提高人造板的利用率。（六）裁板的工艺要求1、加工精度裁板精度要小于±0、2mm以内，一些高精度的裁板设备可以保证加工精度控制在±0、1mm以内。2、主锯片与刻痕锯片的要求(1)刻痕锯预先在板件的背面锯成一定深度的锯槽，这样主锯片在裁板时就不会出现蹦茬的问题。刻痕锯锯切深度为2--3mm，刻痕锯片的转向与主锯锯片的转向相反。(2)在一些裁板的设备中，刻痕锯还带有“跳槽”功能，即刻痕锯从板件的背面跳到板件的边部和正面锯成一定深度的锯槽，主要用于软成型封边、后成型包边后的侧边裁边处理。(3)理论上，主锯片的锯路宽度要等于刻痕锯片的锯路宽度，在实际生产中，主锯片的锯路宽度要小于刻痕锯片的锯路宽度，一般为0、1-0、2mm。二、裁板设备（一）精密推台锯（二）卧式精密裁板锯（三）立式精密裁板锯第三节板式零部件的边部处理为了防止板式零部件的边部吸湿膨胀、增加美观和装饰等作用。板式零部件的边部须进行处理，边部处理的方法主要是涂饰法，镶边法，封边法和包边法。现代板式零部件边部处理方法涂饰法镶边法封边法包边法直线封边曲线封边软成型封边后成型包边直线形零部件平面边00000型面边0000曲线形零部件平面边000型面边00一、涂饰法1、涂饰法涂饰法是用涂饰涂料的方法将板式零部件的边部进行封闭，起保护和装饰作用。2、传统的涂饰方法是：手工涂饰和喷枪喷涂两种。其具体工艺要求不在本书中介绍。3、热转印涂饰技术在板式木制品的零部件生产中被广泛使用。其工作原理是采用表层涂有特殊涂料的PVC塑料带，通过压辊加热PVC带，涂料熔融转印到零部件的边部。采用此方法处理的零部件边部涂饰强度较低，常常使用在不宜受到长期摩擦的木制品零部件上。二、镶边法1、镶边法镶边法是在板式木制品的零部件边部镶嵌木条、塑料条或有色金属条等材料的一种边部处理方法。2、镶边类型它属于一种传统的边部处理方法。镶边条的类型较多，而且与板式零部件的连接形式也各不相同，（1）木条镶边方式很多，但是通常是将木条制成榫簧，在板式零部件上加工成榫槽，通过胶粘剂的胶接作用，将木条镶嵌在板式零部件上。（2）有色金属条和塑料条的镶边是，将镶边条制成断面呈“T”字的倒刺型。而在板式零部件的侧边开出细细的榫簧，采用皮制的锤子，将镶边条打入板式零部件的边部。三、封边法（一）封边法概述是现代板式木制品零部件边部处理的常用方法。1、封边法是用薄木（单板）条、木条、三聚氰胺塑料封边条、PVC条、ABS条、预浸油漆纸封边条等封边材料，与胶粘剂胶合在零部件边部的一种处理方法。2、零部件基材使用的原材料主要是刨花板、中密度纤维板、双包镶板、细木工板等。要获得高质量的封边强度和效果受基材的的边部质量，基材的厚度公差；胶粘剂的种类和质量；封边材料的种类和质量；室内温度，机器温度；进料速度；封边压力，齐边、修边等因素的影响。（二）封边工艺1、基材的的边部质量，厚度公差；中密度纤维板和刨花板由于表面粗糙度较封边条的封边面高，所以易吸收胶粘剂中的溶剂而产生缺胶，因此涂胶量一般应在300-350g/m2以上（其它材料的涂胶量应为200-250g/m2）。基材的厚度公差应控制在±0、2mm以内。如果厚度公差不能有效地控制，必将在修边时使贴面材料被铣掉，而裸露出基材来。2、胶粘剂的种类和质量；封边机使用的胶种主要是-----热熔胶在封边生产中常用热熔胶的软化点来区分高温热熔胶和低温热熔胶。一般在北方的夏季采用低温热熔胶，而在冬季采用高温热熔胶。3、封边材料的种类和质量；（1）PVC、ABS以及三聚氰胺塑料等封边材料，在封边时，一般封边材料的胶接表面必须经过处理，使之具有一定的表面粗糙度，表面光洁度过高，胶合强度较低，不宜封边，反之，耗胶量大。封边强度反而降低，封边质量差。（2）封实木条、单板等封边材料时，要注意实木条的厚度公差及实木条涂胶面的表面粗糙度，表面太粗糙耗胶量大，封边强度低，封边质量差。4、室内温度，机器温度；（1）室内温度（2）机器温度5、进料速度；（1）自动封边机的进料速度为18—24m/min，有一些自动封边机的进料速度可达到36m/min，（2）手动的曲线封边机的进料速度为4-9m/min。6、封边加压压料辊的压力压力一般取0、3-0、5MPa，软成型封边机因压料辊的形式与自动直线封边机略有区别，除了采用一定压力外，还要考虑每个小压辊弹簧压力的影响。7、修边和齐端质量现代直线封边机由于加工的需要，在通过封边机压辊后，常配有前后齐端，上、下粗修、精修，跟踪上、下修边，砂光、铲刮和抛光等装置。在生产中企业常常不注意或忽略的一些问题是；（1）齐端锯、修边铣刀的变钝问题。这直接影响齐端和修边质量向外的斜下或向外的斜上方的合力，此力会消弱封边条与被胶接工件的强度。（2）齐端锯、修边铣刀同轴的跟踪导同轴度不高或加在刀轴上的压力不足，导致齐端、修边高低不平，质量不高。（3）跟踪修圆角的刀轴和同轴的导向的万向轮调乱，使跟踪修圆角的刃具修边、修角易出现高低不平，表面光洁度低，质量不高，有时还须手工辅助修整工件的角或边。（二）、封边法边部处理设备1、直线封边机（1）轻型直线封边机（2）双边直线锯、封组合机（3）自动直线封边机2、软成型直线封边机（1）软成型直线封边机（2）自动软成型直线封边机3、直曲线封边机四、包边法使用的是普通的三聚氰胺塑料贴面板只有当面层材料的厚度乘以面层材料的弹性模量等于平衡层材料的厚度乘以平衡层材料的弹性模量时，才不会发生零部件的翘曲。面层材料厚度S与包边时的弯曲的曲率半径R的关系是：R≥10S式中：S—弯曲半径mm；R—面层材料的厚度，mm即弯曲时的曲率半径R大于等于面层材料厚度的10倍。目前，在实际生产中常用的面层材料厚度为0、6-1毫米，因此，其面层弯曲的最小半径应大于6-10毫米。（四）采用间歇式后成型包边机包边制作的家具零部件的生产工艺流程（1）、先贴面层后贴平衡层先贴面层后贴平衡层包边制作的木制品门面层素板砂光裁板铣型砂光涂胶配坯宽带砂光机精密裁板锯立铣等工作台（手砂）涂胶机工作台胶压涂胶包边铣包边配坯胶压冷、热压机后喷胶成型包边机手提镂铣机工作台冷、热压机涂胶平衡层涂胶机裁边封边打眼检验包装部件精密裁板锯封边机（修圆角）排钻工作台工作台（2）、先贴平衡层后贴面层先贴平衡层后贴面层包边制作的木制品门。单贴平衡层板（工厂制作）面层裁板铣型砂光涂胶配坯精密裁板锯双端铣工作台（手砂）喷胶工作台胶压涂胶弯板铣边冷热压机喷胶后成型包边机手提镂铣机裁边封边打眼检验包装部件精密裁板锯封边机（修圆角）排钻工作台工作台（3）两面同时贴，接逢处加压条两面同时贴，接逢处加压条包边制作的木制品门。面层、平衡层素板砂光裁板铣型砂光涂胶配坯宽带砂光机精密裁板锯立铣等工作台（手砂）涂胶机工作台胶压涂胶包边铣槽打压条冷、热压机后喷胶成型包边机锯工作台裁边封边打眼检验包装部件精密裁板锯封边机（修圆角）排钻工作台工作台（五）包边机的类型1、间歇式后成型包边机第四节板式零部件的打孔及装件一、板式零部件的打孔（一）打孔的类型与工艺要求1、打孔的类型（1）圆榫孔，即用来安装圆榫，定位各个零部件；（2）连接件孔，用于连接件的安装和连接；（3）导引孔，用于各类螺钉的定位以及便于螺钉的拧入；（4）铰链孔，用于各类门铰链的安装。2、打孔的要求（1）打孔时要求孔径大小要一致，这就要求钻头的刃磨要准确，不应使钻头形成椭圆或使钻头的直径小于打孔的直径，形成扩孔或孔径不足等现象；（2）打孔的深度要一致，这一点要求钻头的刃磨高度要准确，新旧钻头不能混合放置在一个排座上，而要将新旧钻头分别放在不同的排座上；（3）孔间尺寸要准确以及保持孔间的位置精度，在一个排座上，钻头间距是确定的，一般是不会出现偏差，但是排座之间的尺寸是人为控制的，易出现位置间的误差。（二）设备类型1、单排钻(2)水平单排钻(3)万能单排钻(可以设置水平位置，也可以设置垂直位置)。2、多排钻（1）三排钻和六排钻（2）CNC自动多排钻二、板式零部件的装件板式木制品的打件主要是在生产车间完成的，打件是用于按装连接件中的倒刺件及定位用的圆榫，定位的圆榫有时是在用户处按装的。打件所使用的工具是皮锤，但是为了使倒刺件充分地打入倒刺件孔的底部，以便使倒刺件不至于露出板件的上面影响其它板件的按装，在生产中常常使用冲子将倒刺件打入孔的底部。第五节板式零部件的工序集中及CNC加工中心板式零部件的所有工序集中在一个工序完成，在现代木制品生产中，人们开发和使用了加工中心。一、加工中心的功能CNC(ComputerNumericCoprocessor)加工中心是集锯切、刨削、打孔、铣型、砂光、封边、镶边等为一体的，在一次定基准后，由计算机数字控制的，可以完成多项加工的全自动、高效率的生产设备。加工中心的种类较多，设备的配置差距较大（一）锯切加工中心中的锯片可以完成锯切、裁板、开槽等功能，可以进行垂直或水平的锯切加工以及其它任意角度的锯切加工，（二）打孔加工中心的排钻是单排、“L”型或“Τ”型布置的，钻座可成垂直位置或水平位置的打孔，主要用于板式零部件25mm、30mm、32mm、50mm系列孔距的打孔要求；“┼”型钻座是非常灵活的打孔形式，既可以用于板式零部件的打孔加工，也可以用于实木零部件的打孔加工，而且不受零部件打孔角度的限制；三头水平钻主要用来实现32mm系列打孔的需要，工作头可以在水平方向上任意旋转；单头水平钻主要是用来打锁眼孔而设置的；单头垂直钻主要是可以在零部件的加工背面进行打孔。（三）铣型铣形是加工中心加工的主要工作，几乎任何一类加工中心都具有铣型的功能，由于铣刀的种类较多，加工中心的主轴可以配备各种形式的铣刀，铣削的位置也可以是多方位的。（四）砂光加工中心的砂光主要是对零部件的边部进行砂光，如须对表面进行砂光，须配有专门的砂光装置（五）封边加工中心可以向普通的自动直线封边机那样，完成封边、齐端、修边、铲边和跟踪修圆角等功能。其封边的胶种是热熔胶或乳白胶（PVAc）。（六）镶边镶边条一般采用“丁”字型且带有倒刺的塑料镶边条，零部件的边部首先在加工中心用铣刀或锯开槽，然后用专用的镶边配套装置完成镶边加工。（七）刨削在加工中心的加工中，刨削主要是充当类似平刨床的加工特性，用来加工实木零部件的基准面或边，刨刀是专用刀具，同时也可以根据需要，采用不同类型的刨刀。二、CNC加工中心的加工（一）零部件图的设计加工中心是由计算机数字控制的全自动生产设备。加工的零部件图可以采用三种方法来取得：一是将需要加工的零部件在其它的计算机的AUTOCAD设计出来并将其拷贝到加工中心的计算机中；其次是利用加工中心的计算机或其它的计算机通过远程因特网上下载；最后是直接在加工中心中的计算机中设计出要加工的零部件图。（二）刃具的使用加工中心设有单主轴头和多主轴头。单主轴头更换刃具时，加工中心须配有刃具库，加工中心根据零部件加工的需要，去刃具库自动挑选刃具和更换刃具；多主轴头一般是在各个主轴上事先配备加工时所须的刃具，加工中心根据零部件加工的需要，自动挑选主轴及主轴上的刃具，实现自动加工的目的。（三）零部件的定位和夹紧加工中心加工零部件时，对零部件的定位和夹紧如图2-5-10所示，其主要是利用定位销来完成定位，夹紧是采用单独的真空吸盘的形式来实现的，根据零部件的大小和加工的切削力来调整单个吸盘的个数，图2-5-11所示的吸盘夹紧装置，也是真空吸盘的一种形式。教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》，德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社2003年6.WoodEngineeringandConstructionHandbook，KeithF.Fatherty,ThomasG.Williamson，McGraw-HillProfessional;3edition19987.PrinciplesofWoodScienceandTechnology，F.F.P.Kollmann，Springer，19758.《木材工业大全》（家具卷）中国林业出版社，2003年章节名称第三节方材胶合工艺第四节型面覆面胶合工艺教学目的和要求重点、难点重点是：难点是：教学手段、方法课堂理论教学授课学时4学时教学内容胶合工艺是木制品生产中的一项重要的工艺技术。随着合成高分子材料的发展，以天然物为原料的动物蛋白胶和植物蛋白胶已不再使用,取而代之的是合成树脂胶粘剂的使用，而且被广泛地应用在现代木制品的生产中。（1）木材胶合强度与其密度有着直接的关系。A、木材密度低、即自身的强度也低，无法形成超过其自身强度的胶合力。B、导管或管孔粗大的木材，涂胶后胶液易被导管或管孔吸收，而产生缺胶现象，使胶合强度降低。一般来说；胶合强度与木材的密度成正比，木材的导管或管孔的分布均匀，胶粘剂和木材的胶合面积增加，胶合强度提高。（2）表面含蜡质成分较高的刨花板和纤维板、或含树脂较多的木材胶合时，由于蜡和树脂会阻碍胶液润湿，使胶合性能下降，因而需要进行表面处理。如落叶松材含有较高的树脂，在胶合前必须对树脂进行化学处理。有一些人造板含有较高的蜡，在胶合前必须对其表面进行砂光处理以提高胶合强度。（1）胶合面与木材的纤维夹角越小，胶合强度越高。因此木材在端面进行胶合时，胶合强度最低。在平行于纤维的方向上胶合时，胶合强度最高。（2）刨花板或中密度纤维板在平面方向上是接近于各向同性的，但其侧面的性质则不同，侧面孔隙多，胶液被吸收而增大胶液的消耗量。因此在侧面进行胶接时要加大涂胶量，以确保具有足够的胶合强度。（1）木材含水率过高被木材中的水分稀释，使胶粘剂粘度降低，粘度低的胶液极易渗透到木材中，使胶合界面形成缺胶，降低胶合强度。在胶压过程中还容易产生鼓泡，胶合的零部件在陈放时易产生内应力，使木材产生收缩，翘曲、开裂等现象。（2）木材含水率过低，木材表面的极性物质减少以及木材吸收胶粘剂中的水分，使胶粘剂的湿润性降低，降低了胶合层的胶着力。（1）被胶合材料的表面光洁度高，涂胶量较少；在压力较低的情况下，可以得到较高的胶合强度；（2）被胶合材料的表面粗糙，涂胶量就会增大，胶接面的胶层固化时，体积会缩小，体积的改变导致胶层产生的内应力，从而破坏了胶接面中胶粘剂的内聚力，使胶合强度降低。胶粘剂性能包括胶粘剂的固体含量、粘度、聚合度、极性及PH值等，但是胶粘剂的固体含量和粘度对胶合强度影响较大。1、胶粘剂的固体含量高胶粘剂的固体含量高、粘度大，其涂胶时胶层容易过厚，此时胶液中相对的残留空气多，降低了胶层的内聚力；同时胶层固化时的收缩，使胶层内产生内应力及龟裂，降低了胶层的内聚力，最后导致胶合强度降低。2、胶粘剂的固体含量低胶粘剂的固体含量低、粘度小，其流平性能好，有利于浸润和粘附。但是胶粘剂的粘度过低，在加压时胶粘剂容易被挤出，造成缺胶。涂胶量是以胶合表面单位面积来表示的。它与胶粘剂种类、固体含量、粘度、胶合表面粗糙度及胶合形式等有关。若涂胶量过大，胶层厚度增大，降低了胶层的内聚力，导致胶合强度降低；涂胶量过少，则不能形成连续胶层，使胶接面局部产生缺胶。使用固体含量较高的胶粘剂易使涂胶量过大。增大胶层的厚度，导致胶合强度降低。3、胶层固化条件（1）胶合压力胶合过程中施加一定的压力能使胶合面之间紧密接触，以便胶粘剂充分浸润，施加压力的大小取决于胶粘剂种类、性能、固体含量、粘度以及被胶合材料的性质和含水率等。胶合压力过小，胶接面不能形成较好的接触，胶粘剂也不能有效地浸润胶接面，使胶合强度降低；胶合压力过大，胶接面的胶层变的较薄，胶层的内聚力增大，使胶合强度提高。但胶合压力过大，胶层会变的极薄，有时会导致局部缺胶，降低了胶合强度。第三节方材胶合工艺一、方材胶合概述1、概念通常是将小料方材（窄料、短小料）按工艺要求胶拼成尺寸较大的部件的生产工艺过程称为方材胶合。2、方材胶合的目的（1）实木部件的尺寸和形状稳定，减少变形；（2）可以大大提高木材利用率；（3）改善木制品制品的质量和强度；（4）便于机械化生产3、方材胶合的基本工艺要求：（1）被胶合的小料方材是同一树种或材性相似（2）小料方材纹理应尽可能一致（3）被胶合的小料方材的木材含水率一致或基本一致（其相邻胶合材料的含水率偏差应小于1%总含水率偏差不大于2%）。二、长度上胶合（一）对接对接是将小料方材在端面采用平面胶合的一种胶合方法。对接是胶合面与纤维方向垂直，因此胶合强度最低。此胶合方式在实际生产中使用不多，一般使用在双包镶板的框架生产中，有些企业使用一定的胶粘剂和U形钉结合，以增大框架的胶合强度。（二）斜接斜接是将小料方材端部加工成斜面，并将其胶合在一起的胶合方法。斜接是随着胶接面与纤维方向夹角的减小，胶合强度加大，但是夹角越小，木材的损失率越大。1、理论上：10-15倍，胶合强度是最理想的。2、实际上，8-10倍3、特殊情况下，5倍，（二）指接1、概念：将长短不一、宽厚规格相同的小料方材，采用指形榫在长度上胶合在一起的胶合方法。2、指接的类型指接类型取决于铣齿刀角度、长度以及是否安装平铣刀等来确定。（1）三角形指接三角形指接是将小料方材的端部加工成三角形指榫，采用胶粘剂在长度上胶合在一起的胶合方法，三角形指接主要是适合指长较小的微型指型榫，由于三角形指榫不宜加工较长的榫，其结合面相对较小，因此指接强度较低。（2）梯形指接根据梯形指接的类型分为，A、框架式梯形指接B、不对称的梯形指接C、对称式梯形指接在实际生产中，采用单机作业的指接设备，常常使用不对称的梯形指接形式居多；采用连续生产线式的指接设备，以上三种梯形指接形式均可采用。3、指接工艺（1）铣齿设备结构：铣齿机上的截锯片+铣齿刀铣齿刀的形式主要是两类：一类是整体铣刀，另一类是组合铣刀。可以根据需要选择不同的铣刀形式加工指型榫，A、指接的小料方材端部须留有一定的加工余量，用于铣齿机的精截。一般在铣齿时，小料方材的端部须留出10mm左右的加工余量B、用于指接的小料方材密度最好高于0，35---0，47g/cm3。（2）涂胶指型榫常用的涂胶形式是：手工刷涂，机械胶辊的涂胶，机械喷涂。涂胶时双端都要进行涂胶，实际生产中为了简化工序和方便，也有采用单端涂胶的。指接处的涂胶量应控制在300-360g/m2，（3）接长指型榫的接长是在专门的指接机上完成。现在木制品生产中常用的指接机的接长类型为4600米和6000指接时所需的端向压力是根据树种和指长来决定的：同一树种，指形短，端向压力大；指形长，端向压力小。同一指长，木材的密度小，端向压力小；木材的密度大，端向压力大。（4）指接材生产线指接材可以实现连续化生产，在生产线上配有两台铣齿机、一个喷胶嘴和一个接长机，铣齿是在小料方材的横向进料中完成的，小料方材铣齿后，在小料方材的一端进行喷胶，通过输送带送入接长机中接长，完成指接材的生产，三、宽度上胶合宽度上胶合是用指接材或窄料方材采用胶粘剂和加压胶合制成宽幅面的集成材或实木拼板，（一）宽度上的胶合工艺1、相邻胶拼材的含水率差异一般要小于1%（总的含水率偏差不大于2%）。相邻面的表面粗糙度Rmax=200-300um。2、涂胶量取决于胶接面的表面光洁度，一般涂胶量应控制在150-180g/m2。3、宽度上胶合的形式多采用平拼结构。胶拼设备有周期式和连续式的形式。一般加压胶合的压力0，7-0，8Mpa，为防止胶拼件胶合时出现翘起，常常在胶拼件的正面施加一定的压力，其压力一般为0，1-0，2Mpa。（二）宽度上胶合设备1、连续式气压拼板机2、风车式气压拼板机3、旋转式液压拼板机第四节型面覆面胶合工艺现代板式木制品的零部件覆面过程主要包括三个部分内容，基材、胶粘剂及饰面层材料类型：人造板覆面平面型面（真空模压）对应的工序是涂胶、配（组）坯、胶压。一、基本材料（一）基材基材是指被饰贴的芯层材料。平面的常用：木材、刨花板、中密度纤维板、硬质纤维板、胶合板、集成材等。型面的常用：刨花板、中密度纤维板1、覆面的目的（1）基材经过表面覆面处理后，可以增强其美观，遮盖板面的加工缺陷，改变基材的表面性能和特征；（2）覆面处理可以提高基材的物理力学性能。使覆面的基材的表面具有较好的耐磨牲、耐热性、耐水性和耐腐蚀性等；（3）可以改善和提高基材的强度和尺寸稳定性（4）省去了涂饰工段，为木制品生产现代化、自动化和连续化创造了有利的条件。2、对基材的要求（1）基材的表面光洁度（2）物理力学性能（3）机械加工性能（4）使用性能（5）经济性能（6）厚度误差（7）含水率：（二）饰面层材料1、饰面层材料的作用：（1）饰面层材料应具有较好地保护基材的作用，这也是饰面层材料的基本要求。（2）饰面层材料还应具有一些特殊的作用，如饰面层材料的遮盖力和附着力以及因工作环境的需要，饰面层材料应具有耐水、耐火和耐腐蚀等性能。（3）饰面层材料必须具有良好的装饰作用，即饰面层材料的表面的颜色、光泽、质感以及与环境的协调统一等。2、饰面材料的分类（1）单板、薄木与装饰薄木（2）塑料覆面材料（3）纸类纸类：覆面材料主要有装饰纸（木纹印刷纸）塑料壁纸和漆膜纸（预浸油漆纸）。（三）胶粘剂二、木制品型面部件的覆面工艺现代木制品型面部件的覆面主要采用真空模压来实现。真空模压零部件使用的材料是：（一）原材料1、基材：真空模压使用的基材一般是刨花板和中密度纤维板。但是国产的刨花板还不能实现真空模压，而只能使用中密度纤维板。采用中密度纤维板做基材时，一般要求其密度为0、7kg/mm2左右，表层和芯层的纤维密度均匀，没有树皮或其它杂质，否则，中密度纤维板在模压前还必须进行砂光，严重时还须打腻子腻平。2、覆面材料真空模压常用的覆面材料是：0、3-1mm的PVC薄膜，0、35-0、5mm的PP薄膜，0、25-0、6的薄木0、35-0、6mm的ABS和PET薄膜。各类覆面层材料如果过厚，会加大产品的成本。薄木覆面时必须采用有膜的真空模压机来实现，贴薄木时须注意，基材的内凹面不能太大，有时薄木的胶覆面必须胶贴丝织材料，以确保薄木在模压时不发生破碎。3、胶粘剂真空模压各类型面使用的胶粘剂主要是热熔胶、乙烯-醋酸乙烯共聚树脂胶和醋酸乙烯—丙烯酸共聚树脂胶；薄木使用的胶粘剂主要是脲醛树脂胶等。（二）真空模压的类型1、有膜真空模压（单面有膜真空模压、双面有膜真空模压）2、无膜真空模压（单面真空模压、双面真空模压）（三）工作原理1、有膜真空模压（1）单面有膜真空模压工作原理===A为上压腔，B为下压腔，C-为薄木，P-表示压力。M-模压的零件。（2）双面有膜真空模压工作原理示意图，其工作原理同单面有膜真空模压工作原理相似，为独不同的是：在上下压腔之间加了一个吸排气道，以解决两面的同时模压。2、无膜真空模压（1）无膜真空模压原理++A为上压腔，B为下压腔，C-为PVC，P表示压力。M-模压的零件。真空模压压机闭合时，随着真空模压压机腔内的温度升高，PVC软化，此时在上压腔抽成负压的同时，下压腔给出正压，PVC在压力的作用下，充填上压腔，使PVC完全延展，将上压腔给出正压，下压腔抽成负压，使PVC在压力和胶粘剂的作用下，紧贴在异型面的零件上，当撤去压力和打开压机时，模压的部件已制成。（四）工艺流程单贴平衡层板（工厂制作）PVC真空模压修边打眼检验包装真空模压机工作台（机）排钻工作台工作台部件单贴平衡层板（工厂制作）PVC真空模压修边检验包装真空模压机工作台（机）工作台工作台部件第七章弯曲成型零部件的生产工艺教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》，德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社2003年6.WoodEngineeringandConstructionHandbook，KeithF.Fatherty,ThomasG.Williamson，McGraw-HillProfessional;3edition19987.PrinciplesofWoodScienceandTechnology，F.F.P.Kollmann，Springer，19758.《木材工业大全》（家具卷）中国林业出版社，2003年章节名称第七章弯曲成型零部件的生产工艺方材弯曲第二节胶合弯曲教学目的和要求重点、难点重点是：难点是：教学手段、方法课堂理论教学授课学时4学时教学内容曲线形零部件的生产方法主要是：锯制加工，方材弯曲，胶合弯曲。锯制曲线形零部件的方法是；1、直接在锯材的配料上锯出曲线形，2、方材胶合后制成较宽的实木拼板或集成材，然后再锯出曲线形部件。采用锯制加工生产曲线形部件的特点是：1、木材利用率低，2、木材的纤维被切断，制成的部件强度降低；3、纤维端头露在外面，铣削质量和装饰质量差；4、生产工艺简单，不需要专门的生产设备。方材弯曲和胶合弯曲可以克服以上缺点，在国内一些企业使用，而在国外被广泛地采用。而方材弯曲和胶合弯曲制造的零部件是属于弯曲成型加工的内容。第一节方材弯曲一、方材弯曲原理（一）方材弯曲的概念方材弯曲：将配制好的直线形方材毛料，经软化处理并利用模具加压弯曲成所需的曲线形零件的生产过程。（二）方材弯曲原理1、木材受压弯曲时的状况（1）将直线形方材毛料弯曲成曲线形毛料时，毛料的凹面受压，呈现压缩应力，用σ2表示；而毛料的凸面受拉，呈现拉伸应力，用σ1表示。压缩应力和拉伸应力分别在凹、凸两个表面达到最大。（2）在外层的拉伸应力和内层的压缩应力之间，或者说由外层的拉伸应力转为内层的压缩应力过程中，有一层的应力等于零，这一层称中性层（3）由于木材顺纹拉伸和压缩弹性模量大致相同，因此中性层基本位于中央。（4）中性层长度等于直线型毛料的长度，设为L，受力弯曲后的拉伸层长度为L+△L，压缩层长度为L—△L，其中拉伸或压缩的长度等于各自的形变乘以中性层长度，则：拉伸长度：△L=L*ε1拉伸长度：△L=L*ε2中性层的长度L用下式表示：L=式中：R—弯曲半径—弯曲角度拉伸面的长度L1=L+△L，用下式表示：L1=L+△L=Л（R+）式中：H----弯曲方材的厚度△L=Л形变ε由下式表示：ε=△L/L=H/2R弯曲性能（H/R），H/R=2ε=2*△L/LH/R的比值越大，弯曲性能越好结论：对同一种树种，当形变ε一定时，直线型方材毛料的长度L大时，弯曲的曲率半径就小；对不同的树种，形变ε不同，而当直线型毛料的长度L一定时，弯曲的曲率半径越小，弯曲性能越好。2、木材顺纹拉伸应变（ε1顺拉）与顺纹压缩应变（ε2顺压）的规律（1）在室温条件下，对气干材进行弯曲时直线型方材毛料在气干状态下进行弯曲时，A、其顺纹拉伸形变（ε1）为0．75%一1%，顺纹压缩形变与方材的树种、年轮层组织等有关，B、针叶材及软材气干材的顺纹压缩形变（ε2）为1%－2％；C、硬阔叶材气干材的顺纹压缩形变（ε2）为2%－3％。由此可见，方材气干材顺纹拉伸形变（ε1）小于顺纹压缩应变（ε2），弯曲时方材的破坏是在方材的拉伸面上。（2）当提高方材的温度和含水率后（即水热软化处理），再进行弯曲时软化处理可使直线型方材毛料的顺纹拉伸形变（ε1）和顺纹压缩应变（ε2）加大，A、直线型方材毛料的顺纹拉伸形变（ε1）比气干材略有增加B、顺纹压缩形变（ε2）却比气干材增加很多，硬阔叶材经软化处理后顺纹压缩形变（ε2）可达25%一30%。针叶材或软材经软化后顺纹压缩形变（ε2）可达5%-7%。（3）将木材的拉伸面紧贴一条金属夹板，压缩面采用模具，再进行弯曲时方材经软化处理后，顺纹压缩形变（ε2）提高很多，即压缩面可以继续弯曲，但是由于顺纹拉伸形变（ε1）增加较少，首先在拉伸面上破坏。如何利用压缩形变较大的特性，改善拉伸面承受的形变较小的特性。实际生产中，在直线型方材毛料的拉伸面紧贴一条金属夹板，使方材和金属夹板构成一体，这样直线型方材毛料弯曲时中性层将向拉伸面移动，由金属夹板承受拉伸应力，金属夹板的拉伸形变比木材大的多，使直线型方材毛料拉伸面变形小于或等于其允许拉伸顺纹变形极限，其弯曲性能为：L1（5-8）L2（5-9）弯曲性能（5-10）式中：H——方材的厚度（mm）r——弯曲模具曲率半径（mm）ε1---允许顺纹拉伸形变；ε2——顺统压缩形变。从公式可以看出，弯曲性能大大提高了。（4）金属薄板的厚度的确定当应力从中性层移到与金属板分界处时，可把直线型方材毛料的顺纹拉伸形变ε1近似看作等于零，从材料力学中得近似公式如下：二、方材弯曲工艺（一）选料1、根据方材毛料的厚度、弯曲的曲率半径以及方材是否软化、软化方式选定方材毛料的含水率和树种。（1）当方材毛料的含水率大于25-30%，超过木材的纤维饱和点时，细胞壁内水分饱和的同时，细胞腔内也含有一部分水分，此时方材弯曲时，水分的移动缓慢，细胞壁内的水分压力增大形成静压，导致弯曲时方材毛料的崩裂。（2）当方材毛料的含水率小于25-30%，低于木材的纤维饱和点时，细胞壁内水分没有饱和，细胞腔内几乎没有水，此时在方材弯曲时，细胞壁内的纤维素、半纤维素的塑化不足，降低方材弯曲性能，同样容易导致方材毛料的破坏。各种树种的弯曲性能不尽相同，针叶材和阔叶材的弯曲性能差距较大，一般阔叶材的弯曲性能好于针叶材的弯曲性能。因此生产中常采用弯曲性能好的树种，如柞木、榆木和水曲柳等。2、方材弯曲时，要求方材的纹理通直，斜度不大于10度。当方材的斜度过大时，弯曲时易使年轮层滑移，降低弯曲性能。同样方材弯曲时的各种缺陷也必须剔除，如腐朽、轮裂、夹皮和过大的节子，拉伸面较小的节子也必须剔除掉。3、当厚度大于宽度时，宽度应取倍数毛料，这样增加弯曲时的稳定性。弯曲后实施再加工。（二）方材毛料的加工锯材经挑选、配料制成用于弯曲的方材毛料后，还不适合弯曲，一般在弯曲前，需进行必要的刨光和截断，一是用于安装金属夹板和模具；二是发现在配料时未能发现的缺陷，如前面提到的，腐朽、轮裂、夹皮和节子等，并剔除掉。方材毛料的加工方法：1、刨光方材毛料的刨光主要是加工两个面，一是拉伸面，用于安装夹板，并使金属夹板紧密地贴在拉伸面上；二是压缩面，用于安装模具，使压缩面紧密地贴在模具上。2、剔缺陷经方材毛料的双面刨光后，发现的缺陷可以采用各类截锯截掉，以达到剔除缺陷的目的，或者不在利用该方材进行弯曲。（三）软化处理软化处理就是木材经加热、注入增塑剂，提高木材的塑性变形，以改善木材的弯曲性能的处理方法。木材的加热可以使木材的非结晶物质，如木素、半纤维素和纤维素的非结晶区体积膨胀，增大自由体积空间，提高木材的塑性。同样在高温下，半纤维素也会发生一定的热解，使纤维素和木素之间部分失去联结，提高木材的塑性。木材的软化处理方法很多，常用的的处理方法：水煮软化处理物理方法：水热软化处理蒸煮软化处理木材的软化处理微波加热处理化学方法氨塑化处理尿素塑化处理碱液塑化处理1、物理软化处理方法物理软化处理方法，由于处理容易，生产成本低，被广泛地应用在方材弯曲的软化处理中。实际生产中最常用的物理软化处理方法是水热软化处理方法。表5-1-1木材物理软化处理方法方法项目蒸汽蒸煮软化处理水煮软化处理微波加热处理加热条件饱和蒸汽热水微波软化处理工艺条件蒸汽压力：0、02-0、05Mpa蒸汽温度：100-140热水温度：90-9502450±50MHz软化处理设备和设施蒸煮罐水煮池微波发生器软化处理的特点和应用软化效果好，软化速度较快，软化均匀性差。如图5-1-5所示的软化蒸煮罐。软化效果较好，软化速度慢，软化均匀软化效果好，软化速度快，软化均匀，是未来的发展方向。2、化学软化处理方法化学软化处理方法是采用各种化学药剂对方材进行处理，以提高方材的塑性。常用的化学药剂有液态氨、气态氨、脲素和碱液等。化学软化处理一般是在密闭的罐内进行的，此方法适合对化学药剂渗透良好的阔叶材，在针叶材中很少使用。（四）加压弯曲方材毛料经软化处理后应立即进行弯曲，以免木材冷却降低了弯曲效果，方材弯曲的方法主要是采用手工和机械弯曲两种形式。1、手工弯曲此方法是将拟弯曲的方材毛料紧靠在带有金属板的弯曲工具内，方材毛料的两端用档块靠住，并应根据弯曲的拉伸面长度调整档块的距离，以防止反向弯曲。方材毛料的压缩面靠在模具上进行弯曲，弯曲后用金属拉杆锁紧，送入干燥室中干燥定型。2、机械弯曲机械弯曲是采用机械传动、气压和掖压弯曲的方式将直线形方材毛料弯曲所须的零件形状，现代设备上一般配有金属夹板和模具。（五）干燥定形直线形方材毛料弯曲后具有较大的残余应力，特别是方材毛料在水热处理时，含有较高的水分，如果不进行干燥和定型，弯曲的毛料在残余应力和水分的作用下极易发生回弹。因此必须对弯曲的方材进行干燥处理，降低木材的含水率，保持弯曲零件尺寸的稳定性。弯曲毛料的干燥一般可以在热空气干燥机中进行，只是干燥温度不易太高，干燥过程拟采用软基准为易。在干燥过程中，弯曲毛料必须固定在干燥定形架中，以确保弯曲毛料的尺寸稳定。（六）弯曲件的加工方材毛料在弯曲前虽已加工了两个面，但是当直线形方材毛料弯曲后，其弯曲件的加工表面或加工基准已不准确，若要达到高质量的要求，还必须从新加工，因此弯曲零件的加工实质同方材毛料的加工类似，只是须重新确定基准和型面加工，再根据要求进行铣榫头或开榫眼加工，这些已在前面讲到。（七）方材弯曲的工艺流程图订制材选料基准面相对面截断（剔缺陷）区（台）平刨压刨锯软化弯木干燥定型水热处理弯木机干燥室曲线形毛料零件四、影响弯曲质量的因素（一）含水率在木材的纤维饱和点内，木材的弯曲性能随着木材含水率的提高而提高，当木材的密度小时，含水率可适当地大一些，这是由于木材的密度小，水分容易排除的缘故。（二）温度木材的弯曲性能随着木材温度的提高而提高，但是木材的温度过高时，木材的塑性加大的同时，木材中的半纤维素发生降解，降低了木材的强度。（三）弯曲速度经过软化处理后，直线形方材毛料必须马上进行弯曲，若弯曲速度过慢，木材的温度降低，塑性减弱，影响了木材的弯曲性能；若木材的弯曲速度过快，木材内部结构来不及适应变形的需要而导致损坏。（四）年轮层与弯曲面的关系当木材的年轮层与弯曲面平行时，在较大的压力下，木材也不会发生破坏；但是当年轮层与弯曲面垂直时，在弯曲压力下，年轮层易产生滑移，降低木材的弯曲性能。（五）毛料的断面尺寸直线形方材毛料的厚度与宽度比较大时，木材弯曲时易失去稳定性，因此在实际生产中可以采用方材毛料的宽度制成倍数毛料的形式，当直线形方材毛料弯曲后再进行剖分加工。五、方材弯曲的特点（一）方材弯曲的优点1、方材弯曲后的曲线形零件保持了直线形方材原有的力学性质，在实际使用当中，曲线形的零件强度还有所提高。2、弯曲后的曲线零件与直线形零件的加工基本相同。而且零件的表面保持了木材原有的纹理，容易装饰处理。（二）方材弯曲的缺点1、生产工艺比较复杂、工艺条件难控制，须配备专门的设施和加工设备；2、常由于选材的不当或工艺条件控制的不当造成弯曲毛料的破坏；3、木材弯曲的曲率半径受到限制，很难构成多向弯曲；4、在零件的使用过程中，常常受外界温度、湿度等变化的影响，零件会产生回弹现象使原有的弯曲形状发生变化。六木材压缩多向弯曲技术概述（一）原理1、细胞壁的变化2、软化后成为可能3、思维——借鉴塑料软管（二）选料：1、树种：榆木和桦木2、缺陷：剔除，节子和纹理（三）木材软化处理1、水煮2、汽蒸（四）顺纹压缩1、压缩率2、压缩速度3、压缩其它工艺条件（五）多向弯曲1、最小曲率半径2、多向弯曲和曲率半径（六）定型工艺1、干燥2、微波第二节胶合弯曲胶合弯曲是由多层平直涂胶的薄板经胶压、弯曲，待胶层固化后而制成的曲线形部件。薄板胶合弯曲与方材弯曲相比具有以下优点：1、薄板胶合弯曲中芯层的材料等级可以低于面层材料，因此说采用薄板胶合弯曲可以大大降低木材消耗量；2、薄板胶合弯曲可以制成形状复杂的曲线形零件，即可以完成单向弯曲也可以完成多向弯曲且弯曲的曲率半径（以单板厚度计算）较小；3、薄板胶合弯曲的形状稳定性好，可用于室外；4、薄板胶合弯曲的生产工艺简单，操作容易。一、胶合弯曲的工艺胶合弯曲的工艺主要有弯曲件用材的准备、涂胶、配坯、胶压弯曲成型等。（一）用材的准备1、将已经干燥好的锯材用锯锯剖成薄板，此方法加工出来的薄板由于锯口的损失大，因此木材的利用率低，在实际生产中，一些企业生产较厚的薄板（薄板厚度达10mm）用于胶合弯曲，但是弯曲的曲率半径受到一定的限制2、采用旋切或刨切时，一般使用厚度为1-2mm的单板居多，采用刨切时的单板用于胶合弯曲的面层材料时，其表面装饰效果要好于旋切的单板。若采用薄木生产同一厚度的胶合弯曲件时，胶层增多，涂胶量加大，增加生产成本，一般生产中很少采用此方法生产胶合弯曲件。（二）涂胶、配胚1、涂胶单板或薄板的涂胶是采用涂胶机来完成，生产中一般使用双辊或四辊涂胶机，涂胶量取决于胶种和单板或薄板的厚度，一般涂胶量为100-150克/平方米。2、配胚胶合弯曲件的配坯不像胶合板生产的那样严格，其相邻的薄板或单板的配坯形式可以采用平行配坯、交叉配坯或混合配坯。（1）采用平行配坯时，弯曲件的侧面纤维方向一致，与方材毛料的弯曲相似，其顺纹抗拉强度大，而横纹抗拉强度低，适合做椅子的腿和扶手等部件，装饰处理效果好。（2）采用交叉配坯，弯曲件相邻单板或薄板的纤维互相垂直，平面上各方向的强度均匀，适合做木制品的承压部件，如椅背或椅子的座板。但是侧面呈现多层纤维端头，装饰处理效果差。（三）胶合弯曲薄板胶合弯曲的形状是根据构成单板或薄板的厚度、模具的形状确定的，一般来说：薄板胶合弯曲可以制成各类形状，如圆弧形、半圆形、L形、U形、Z形、圆环形等。薄板胶合弯曲使用的模具形式有硬模和软模两种：1、硬模加压胶合弯曲（1）模具A、木压摸使用较硬的木材或层集材，必要时采用螺栓固定或金属薄板刨覆硬膜的四周。特点：加工简单、易更换、成本低，适合小批量的生产企业，是目前生产中最常用的形式。B、金属压摸采用铝合金铸造或钢板焊接而成。特点：成本高、不易更换，适合大批量的生产企业C、水泥压摸采用水泥和碎石搅拌铸成特点：成本低、使用周期长，但是由于重量大，搬运困难，实际生产中使用较少。（2）硬膜的加压有冷压和热压两种类型：A、冷压是采用冷压机加上模具在常温的状态下加压使胶粘剂固化，通常根据部件的尺寸和厚度确定加压时间，一般情况下，加压时间为8-24小时；B、热压被广泛地采用，虽热压的形式较多，但是在实际生产中，以高频加热为主。高频介质加热系统是有高频介质加热器、压机和高频发射器等组成。2、软模加压胶合弯曲用柔性材料制成软模，代替一个硬模，另一个应是硬模柔性材料制成软模可以分成：单囊弹性加压压模和多囊弹性加压压模（1）模具金属带、橡胶带、帆布带等软模使用的加热介质（2）特点：A、加压均匀，不受弯曲部件弯曲时的曲率半径的限制，可以用于生产复杂的弯曲部件；B、加工精度高，可以保证部件表面的光洁度。C、曲线形部件尺寸过于复杂时，也可以采用多囊弹性加压压模D、用柔性材料制成软模，其耐磨性较差，易损坏软模材料，因此成本较高。（四）胶合弯曲件的陈放薄板胶合弯曲是在压力和胶层固化的条件下完成的，当离开压机后，部件中存在着内应力，在内应力的作用下，部件会发生回弹，使弯曲的部件的形状发生改变，因此，必须放置一段时间，使部件在自由状态下释放内应力。陈放的时间与弯曲件的厚度和陈放环境有关，一般须陈放一周左右为佳。二、薄板胶合弯曲件的生产工艺薄板胶合弯曲的部件的形状不同，其生产工艺的变化较锯成薄板裁截旋切单板圆锯刨切单板干燥剪切拼补涂胶配坯单板干燥机单板剪切机单板拼封机涂胶机工作台贴面材料加压成型基准锯剖找基准相对面精截高频压机平刨细木工带锯平刨压刨精截锯打眼砂光检验涂饰零件榫眼机砂光机检验三、影响薄板胶合弯曲质量的主要因素（一）薄板的含水率薄板的含水率直接影响着板坯的涂胶质量、胶压后板坯的内应力等。1、薄板的含水率过高，涂胶后胶液易被木材中的水分稀释，使胶粘剂粘度降低，胶液极易渗透到木材中，使胶合界面形成缺胶，降低胶合强度。在胶压过程中还容易产生鼓泡，弯曲件在陈放时易产生内应力。2、薄板的含水率过低，木材表面的极性物质减少以及木材吸收胶粘剂中的水分，使胶粘剂的湿润性降低，降低了胶合层的胶着力。1、薄板的厚度公差直接影响着弯曲件的总的偏差，因此必须控制各个薄板的厚度公差以确保整个弯曲件的尺寸。2、同样模具的精度也影响着薄板弯曲件的精度，模具接触弯曲件的表面必须具有较高的光洁度。3、薄板表面的粗糙度影响胶合界面的胶层形成和胶合强度，薄板表面的光洁度高，涂胶量少；在压力较低的情况下，可以得到较高的胶合强度；被胶合材料的表面粗糙，涂胶量就会增大，胶接面的胶层固化时，由于胶液由液体变为固体时体积会缩小，体积的改变导致胶层产生的内应力，而破坏了胶接面的胶粘剂的内聚力，使胶合强度降低。（三）弯曲加压的方式和压力胶压方式和模具的选择影响着弯曲胶合件的的压力均衡问题，控制不好将导致在一个弯曲胶合件上的压力不均。胶合弯曲件的某一点的压力过小，胶接面不能形成较好的接触，胶粘剂不能有效地浸润胶接面，使胶合强度低；胶合弯曲件的压力过大，使胶接面的胶层较薄，导致局部缺胶，降低了胶合强度。第八章装配工艺教材（讲义）来源1.《木材加工工艺学》，顾炼百，中国林业出版社，2003年2.现代家具生产工艺与设备》，宋魁彦编著，黑龙江科学技术出版社，2001年3.《家具设计制造学》，宋魁彦，主编，黑龙江人民出版社，2006年4.《家具制造Ⅱ》德国职业教育丛书，宋魁彦审校，黑龙江人民出版社，2003年5.《家具和室内木制品制造》