01章机械加工基础 (恢复)

家具生产工艺教材:家具制造工艺教参:木家具制造工艺家具设计制造学软体家具制造工艺艺术学院------李增超137---25162637家具生产工艺学•一、机械加工基础•二、配料工艺•三、零件加工与胶合工艺•四、弯曲件制造工艺•五、板式部件加工工艺•六、真空覆膜技术•七、家具装配工艺•八、软体家具制造工艺第1章机械加工基础1.1工艺过程1.1.1生产过程生产过程是指将原材料加工成产品的一系列相互联系的劳动过程的总和，其中包括加工工艺过程。生产过程主要包括生产准备、生产组织管理、加工工艺过程。1.生产准备过程：(1)原材料的采购、运输及保管；(2)生产设备维修与革新；2.生产组织管理过程：(1)生产计划、调度、行政组织领导；(2)产品检验、入库、销售；(3)工技术培训及思想政治工作。1.1.2工艺过程这是生产过程的基础部分，是指用各种机械设备、工具、刃具直接改变原材料的尺寸、形状、色彩等理化性能，使之成为合格产品的一系列加工过程的总和。产品的加工工艺过程又可分为车间的工艺过程、工厂的工艺过程。1.车间生产工艺过程：(1)配料车间生产过程；(2)零件切削加工车间生产过程；(3)板式部件制造车间生产过程；；(4)弯曲件制造车间生产过程；；(5)薄木拼花车间生产过程；(6)半成品（白坯）装配车间生产过程；(7)涂饰车间生产过程；(8)总装配车间生产过程等。家具生产工艺流程天然木材是木家具制造的主要材料，而对木材的合理使用则是建立在对木材正确于燥的基础上的。为保证家具的产品质量，生产中要对锯材的含水率进行控制，使其稳定在一定范围内，即与该家具的使用环境年平均含水率相适应。因此，木材干燥是确保木家具质量的先决条件。木材干燥的目的，主要体现在以下几方面：(1)防止木材变形和开裂：如果将木材干燥到其含水率与使用环境相适应的程度，就能提高木材的尺寸稳定性，从而防止木材干缩变形和翘曲开裂，使木材经久耐用。(2)提高木材力学强度和改善木材物理性能：当木材含水率低于纤维饱和点(WFSP)时，其力学强度会随着木材含水率的降低而增大，反之则减小；另外木材含水率的适度降低，可改善木材的物理与加工性能、提高胶合与装饰质量、显现木材的纹理与色泽、降低木材的导电与导热性能。(3)预防木材腐朽变质和虫害：木材干燥一般是将其含水率控制在20％以内，从而能破坏各种菌虫的寄生条件，增加木材的抗腐及防虫性能，避免产生腐朽、变色、虫蛇等缺陷，确保木材的固有品质。(4)减轻木材重量和降低木材运输成本：木材干燥后，能显著减轻木材重量和降低木材运输成本；而且可防止木材在运输过程中遭到茵虫危害，保证木材质量；同时能使木材适应后续的加工操作。(5)提升木材和家具产品档次：经过干燥处理后的木材制成的家具，其零部件尺寸和产品结构稳定、产品质量有保证、档次高。由此可见，木材干燥是木家具制造过程中一个相当重要的工艺环节，应当引起重视。当然，要达到以上目的，必须对木材进行合理和高效的干燥，如果干燥操作不当，也会增加成本，甚至造成损失。2.各个车间相互联系的生产过程:某一车间的成品又是另一车间的原料。如配料车间的成品是零件切削加工车间的原料,木工装配车间的成品是涂饰车间的原材料等。3.一件产品可分若干厂的生产过程：由于现代化生产正在逐步向分工更细的专业化生产方向发展。有些产品是由几个厂共同生产的。如专门的配料厂、弯曲零件制造厂、涂饰厂等。便于管理和生产效率的提高。4.加工工艺过程的组成加工工艺过程由一系列工序组成。产品是由原材料依次通过各道工序加工而成。每一个零、部件都要经过若干工序加工而成。而整个家具加工工艺过程包括零部件加工、装配、涂饰等工艺过程。（1）工序：是加工工艺过程中的基本组成单位。它是指一个（或几个）工人，在一个工作位置上所完成的加工工艺过程中的某一部分工作，是生产计划中的基本单元。表7-1为一零件的机械切削加工的工艺过程。序号工序名称工作位置备１板材截断横截圆锯。2板材纵解细木工带锯先划线。３加工基准面平刨床。４加工相对面压刨床。５加工曲面立式铣床。６加工榫头开榫机。７加工榫眼榫眼机。８平面修整光刨机可砂光。９曲面修整立式砂光机。•（2）工序的组成单元：一些较复杂的工序尚可分为安装、工位、工步、走刀四个单元。安装：是指某零件在进行某道工序加工时，需先利用夹具将其固定在机床上的相对位置上，以便精确加工。在这里有个定位和夹紧的过程，把这一过程称为安装。零件在完成某道工序时的装夹（安装）次数不一定相同，有的只要装夹一次（如加工榫头），有的要装夹多次（如需加工若干个榫眼），有的则不要装夹（如平、压刨）。工位：工件在机床上相对机床上切削刀具的位置称为工位。若工件在机床上相对切削刀具的数量多，工位数就多，我们将这种机床称为多工位机床。如单轴平刨、压刨、铣床等只有一个工位，而四面刨就有４个工位，开榫机有２－４个工位等。多工位机床生产效率高,但价格也贵,操作技术要求高。工步：就是在同一机床上，用同一刀具，不改变切削用量（切削速度、吃刀量、进给速度）的条件下，加工工件同一表面所完成的操作。一个工序可能由若干工步组成。如在平刨上加工基准面、基准边，由两个工步组成。又如在压刨上加工相对面与相对边，也是两个工步。走刀：是在刀具和切削用量不变时，在加工表面上切去一层材料的过程称为走刀。一个工步可以包含一次或多次走刀。例如在平刨上加工基准面，一般只需一次走刀（刨削一次）就能加工好，但对平整度较差的零件则需经过两次，甚至三次走刀才能刨平。（3）将工序分为安装、工位、工步、走刀的意义：便于合理确定每道工序的工时定额。有利于分析各道工序影响生产效率与产品质量的因素，以便有针对性地改进。如在榫眼机上加工榫眼时，影响效率与质量的关键是安装，需要选用快速、准确的定位机构与夹紧装置。1.1.3、工序的集中与分化（1）工序分化工序分化概念：就是把复杂工序分化为一系列较小的仅有一个工步的简单工序。如把四面刨工序分化为平刨、压刨、立铣（型面、平面、槽榫、）、立铣（榫槽）四个工序。工序分化的优点与缺点：机床结构简单，调整便利，容易操作，对工人的操作技术要求低。但生产效率低，生产场地大。工序分化适用范围：对于经济落后地区，由于工人技术水平低，难以掌握多工位复杂设备，故采取工序分化的措施，充分地利用劳动力，同时还可减少投资；充分发挥单机生产能力来提高效率。（2）工序集中工序集中的概念：是指工件通过一次性安装或进给后，可以连续进行几个表面或多种类型的切削加工,其极限是整个零（部）件的全部加工在一道工序中完成。如一个零件的四面刨光、开榫、打眼、铣槽、铣成型面、表面修整等工序在一台联合机床上加工完成。优点：生产效率高，并能节约人力与场地，降低加工成本。缺点：机床结构复杂，操作技术水平要求高，投资大。在进行工艺设计时，应根据实际条件，合理地利用工序分化和工序集中的加工工艺过程。•1.1.4工艺规程(1)概念：是加工工艺过程中操作要领与工艺质量要求的文件，就是所谓的加工工艺技术规程。(2)作用：工艺规程不仅是指导生产的技术文件，同时也是组织生产、管理生产的基本依据，是新建、扩建厂的设计基础。(3)要求：技术上的先进性、工艺的合理性及工作条件的良好性。(4)制定：为制定工艺规程，须认真研究产品结构、生产设备、广泛收集技术资料、吸收先进技术。然后根据本厂具体条件，制定出较为合理的加工工艺规程，以确保产品质量与生产效益的提高。在实际生产中，工艺规程主要是以工艺卡片、检验卡片及原材料清单体现出来的。为了简化生产中技术文件的数量，常常把工艺卡片和检验卡片合二为一，统称工艺卡片。1.2加工基准用来测量工件加工位置的点、线、面，称为加工基准。安装的概念，就是工件在进行加工的过程中须先将工件定位，工件定位以后，还须夹紧，这样才能获得精确加工尺寸。为使工件在机床上或夹具上获得正确定位，就须合理选择工件加工的定位基准和定位方法。为此需掌握基准的基本知识。•1.2.1工件定位与工件自由度任何一个工件，均有６个自由度，即沿三维空间坐标轴Ｘ、Ｙ、Ｚ三个方向的移动和转动。如图1-1所示。（1）我们把工件放在平刨台面上，这时工件不沿着Ｚ轴移动，也不能绕Ｙ轴与Ｘ轴转动，这样就约束它的Ｚ、Ｙ、Ｘ三个自由度。（2）如再把工件紧靠平刨上的导轨上，那么工件就不能沿Ｙ轴移动，也不能绕Ｚ轴转动，又约束了Ｙ、Ｚ两个自由度。则工件只能沿Ｘ轴移动。（3）若再使工件紧靠ＹＯＺ平面上，工件也就不能沿Ｘ轴移动，约束了Ｘ这一自由度。这样工件６个自由度全部约束了，就不能动了。（如在钻床上加工孔眼）工件６个自由度应全部被约束。1.2.2基准的概念（1）基准的定义：作为测量起点的点、线、面称为基准。在设计或检测中确定零部件的几何尺寸与几何形状，均需要利用零部件自身实际的点、线、面或几何的点、线、面（对称线、中心线等）作为测量的起点。这些作为测量起点的点、线、面就是所谓的基准。（2）基准的分类：测量基准工艺基准{装配基准粗基准基准{定位基准{精基准设计基准辅助基准设计基准：在设计中用来决定产品中零、部件自身几何形状或零、部件之间相对位置的点、线面，称为设计基准。工艺基准：系指零、部件在测量、切削加工或装配时利用某些点、线、面作为测量、定位、装配的基准，这些点、线、面称为工艺基准。分别将它们称为测量基准、定位基准、装配基准。测量基准：用来检测已加工好的零、部件的几何形状、尺寸精度的点、线、面。仍以上图进行详细分析。应注意的是，应尽力使测量基准跟定位基准相同，以保证设计精度。但实际检验中有时很难做到这点。装配基准：装配时，用来确定零、部件之间相对位置的点、线、面，称为装配基准。如安装搁板可以底板上表面或顶板下表面作基准。前者是确保板底上表面与搁板下表面之间的高度。后者是保证搁板上表面与面板下表面之间的高度，装配基准跟设计基准相同，以满足设计精度的要求。定位基准：工件在机床上或决夹具上定位时，用来确定加工表面与刀具之间相对位置的点、线、面称为定位基准。定位基准又可以分为粗基准、精基准、辅助基准三种粗基准：凡用未经过加工或加工不精确的表面作为定位基准的，称为粗基准。如对毛边板进行截断，都是用的粗基准定位。纵解毛边板，锯掉毛边时也是采用粗基准。精基准：凡是用经过精确切削加工的面作为基准，则称为精基准。如在已加工出榫头的工件上加工榫眼时，采用榫肩作基准，则称为精基准。辅肋基准：在加工零、部件时，只是暂时用来确定零、部件加工位置的面，称为辅助基准。这种基准在零部件进一步加工时会被切削掉。如在圆锯上对方料精确截端时，先用未经精截的一端作为基准，概略估计零件的长度，切去另一端。然后再用先经过精截的一端作基准，将辅助基准截去。1.2.3定位基准的数目定位基准的数目不一定相同。在压刨上加工相对面，只有基准面一个基准，而在榫眼机上加榫眼确要三个基准。1.2.4基准的同一性基准的同一性是指设计基准、定位基准、测量基准、装配基准相一致，以提高产品的精度。但在实际生产中有时难以保证这一要求。1.3加工精度1.3.1精度概念工件经切削加工后，所获得的实际尺寸和形状跟设计图纸所确定的尺寸和形状相符合的程度称为加工精度。相符合的程度愈高，精度就愈高，反之就愈低。但误差是绝对存在的。1.3.2误差的种类工件的尺寸、形状和位置与图纸设计二者之间的偏差就是加工误差。（1）系统性误差系指误差的变化是有规律性的或变化很小。产生的原因主要是机床精度与安装、刀具精度、磨损、夹具精度及安装误差等因素。（2）偶然性误差：系指误差的变化是无规律的，偶然性增加或减少。是由于偶然原因产生的，如原材料的性能（硬度、湿度、应力、节子等）变化；人为因素（操作违规、手工进料速度不一致等）引起的。1.3.2影响精度的主要因素1.机床的制造及安装精度木工机床跟一般金属加工机床相比有其自身的特点：一、刀轴转速快一般为3000—5000转/分，高的10000转/分，刀刃线速度一般为70—100m/秒。二、工件的进给速度快一般为50—150m/分。三、吃刀量大一般为0.5—1mm，有的更多。四、主轴数目多多工位机有10多根主轴，多轴钻床多达几十根主轴。由于木工机床具有