第6章曲木家具生产工艺

家具制造工艺学第1页ManufacturingTechnologyofFurniture家具制造工艺学第2页家具制造工艺学[本章重点]一、木材弯曲原理二、薄板弯曲胶合工艺三、锯口弯曲工艺四、V形槽弯曲工艺五、影响木材弯曲质量因素第3页家具制造工艺学[本章内容]6.1实木方材弯曲6.2薄板弯曲胶合6.3锯口弯曲6.4V形槽弯曲6.5模压成型家具制造工艺学第4页ManufacturingTechnologyofFurniture曲线形零部件的加工方法：锯制加工、加压弯曲加工。锯制加工：用小带锯锯成弯曲形状的毛料。大量纤维被割断，毛料强度降低，涂饰质量差，出材率低。加压弯曲加工(弯曲成型)：用加压的方法把方材、薄木(单板)或碎料(刨花、纤维)制成各种曲线形的零部件。方材弯曲、薄板胶合弯曲、锯口弯曲和V形槽弯曲。第5页家具制造工艺学6.1.1实木弯曲原理6.1.2弯曲工艺6.1.3影响实木弯曲质量的因素家具制造工艺学第6页ManufacturingTechnologyofFurniture6.1.1实木弯曲原理中性层：纤维不受拉伸应力，不受压缩应力。应力分布：。180RlllhRl。18021。1802hlllRh22弯曲性能：%2Rhll相对拉伸形变：家具制造工艺学第7页ManufacturingTechnologyofFurniture弯曲性能由相对形变ε确定；ε1，ε2。llRh22弯曲性能：树种顺纹拉伸形变ε1(%)顺纹压缩形变ε2(%)气干材蒸煮材气干材蒸煮材针叶材和软阔叶材0.75-11.5-21-25-7硬阔叶材2-325-30气干材弯曲性能：软化处理后：501~6711.0)%~2(0.75122Rh251~3312.0)%~2(1.5122Rh家具制造工艺学第8页ManufacturingTechnologyofFurniture两项措施：1.实木软化处理、提高其塑性；2.采用0.2-2.5mm的不锈钢带或铝合金带等金属带紧贴于被弯材料的受拉面，使其构成整体后再进行弯曲。用金属夹板弯曲的木材伸长和压缩家具制造工艺学第9页ManufacturingTechnologyofFurniture6.1.2弯曲工艺工艺过程：方材软化处理后，在弯曲力矩作用下弯曲成要求的曲线形状的过程。主要包括下列工序：毛料选择和加工、软化处理、弯曲、干燥定型。1.毛料选择和加工树种、材质、含水率和表面加工等。2.软化处理目的：使木材具有暂时的可塑性，使木材在较小力的作用下能按要求变形，并在变形状态下重新恢复木材原有的刚性、强度。家具制造工艺学第10页ManufacturingTechnologyofFurniture方法：物理方法和化学方法两类。蒸煮法、高频加热法、微波加热法；液态氨处理法、气态氨处理法。蒸煮法：把木材放在蒸煮锅内通入饱和蒸汽进行蒸煮。蒸煮锅家具制造工艺学第11页ManufacturingTechnologyofFurniture3.加压弯曲利用模具、钢带等用手工及机械的方法将已软化好的木材加压弯曲成要求的形状。手工弯曲家具制造工艺学第12页ManufacturingTechnologyofFurniture机械弯曲家具制造工艺学第13页ManufacturingTechnologyofFurniture4.干燥定型将弯曲状态下的木材干燥到含水率为10％左右，使其弯曲变形固定下来。方法：窑干法定型、自然干燥法定型、高频干燥定型和微波干燥定型。思考？为什么干燥能定型？原理是什么？第14页家具制造工艺学家具制造工艺学第15页ManufacturingTechnologyofFurniture6.1.3影响实木弯曲质量的因素1.树种2.含水率3.木材缺陷4.年轮方向5.木材温度(重要因素)6.弯曲工艺1)弯曲速度2)干燥定型方法3)弯曲时夹具端面的压力第16页家具制造工艺学6.2.1工艺特点6.2.2工艺6.2.3质量的影响因素薄板弯曲胶合：将一叠涂过胶的薄板按要求配成一定厚度的板坯，然后放在特别的模具中加压弯曲、胶合和定型制得曲线形零部件的加工过程。家具制造工艺学第17页ManufacturingTechnologyofFurniture6.2.1薄板弯曲胶合的工艺特点1.制造形状复杂的零部件弯曲件：曲率半径为60mm，厚度为25mm弯曲性能：实木、厚度为1mm多层薄板、形状：L形、V形、U形、S形、S形、Z形等。2.416025Rh601Rh薄板弯曲胶合工艺原理家具制造工艺学第18页ManufacturingTechnologyofFurniture2.节约木材和提高木材利用率树种增多、提高30%。3.工艺简单、生产效率高工时可减少1/3。“椅背－椅座－椅腿”4.具有足够的强度、形状尺寸稳定性好5.可制成拆装式家具，便于生产、贮存、包装、运输和销售。家具制造工艺学第19页ManufacturingTechnologyofFurniture6.2.2薄板弯曲胶合的工艺工艺流程：1.薄板准备1)薄板种类及选择单板树种、树种选择与搭配。2)薄板制作单板厚度：刨切，0.3-1mm；旋切，1-3mm。3)薄板干燥控制在6%-12%、最大不能超过14%。家具制造工艺学第20页ManufacturingTechnologyofFurniture2.涂胶组坯1)涂胶2)组坯Δ压缩率：n－薄板层数；s－薄板厚度h－弯曲件厚度。Δ=8%-30%%100)1(nsh家具制造工艺学第21页ManufacturingTechnologyofFurniture配坏方法：平行配置：如桌椅腿。交叉配置：如椅背和大面积部件。混合配置：如椅背－椅座－椅腿一体部件。3)陈化时间单板涂胶后到开始胶压时所放置的时间。目的：1.胶液流展，湿润单板，形成均匀连续的胶层；2.胶液中一部分水蒸发或渗入单板使其粘度增大，避免热压时透胶；3.使板坯内含水率均匀，防止热压时鼓泡。陈化时间：5-15min。家具制造工艺学第22页ManufacturingTechnologyofFurniture3.胶合弯曲使放在模具中的板坯在外力作用下，产生弯曲变形，并使胶粘剂在单板变形状态固化，制成所需的胶合弯曲件。胶合弯曲时需要模具和压机，以对板坯加压变形，同时还需加热以加速胶粘剂固化。胶合弯曲设备两类：硬模胶合弯曲；一个硬模和一个软模胶合弯曲。根据部件的形状不同：一次加压和分段加压。(1)硬模胶合弯曲(2)软模胶合弯曲家具制造工艺学第23页ManufacturingTechnologyofFurniture硬模胶合弯曲分段加压设备硬模一次加压弯曲阳模家具制造工艺学第24页ManufacturingTechnologyofFurniture软模胶合弯曲软模加压弯曲单囊式弹性压模弯曲家具制造工艺学第25页ManufacturingTechnologyofFurniture封闭形部件弯曲成型方法4.胶合弯曲件加工对胶合弯曲后的成型板坯进行剖切、锯解、截头、裁边、磨削、抛光、钻孔等，加工成尺寸、精度及表面粗糙度等都符合要求的零部件。家具制造工艺学第26页ManufacturingTechnologyofFurniture6.2.3薄板弯曲胶合质量的影响因素影响因素：含水率、胶粘剂种类与特性、模具制作精度，加压方法与工艺条件等。1.含水率单板含水率：6%-12%。2.薄板厚度公差单板厚度＞1.5mm，偏差＜±0.1mm；＜1.5mm，偏差＜±0.05mm。3.模具精度模具啮合精度：±0.15mm木质模具：层积材(或厚胶合板)制作，可减少变形，保证精度。金属模具：家具制造工艺学第27页ManufacturingTechnologyofFurniture4.加压方式要求：压力均匀，分段加压。形状简单，单向加压；形状复杂，多向加压，分段加压。5.热压工艺三要素：压力、温度和时间。6.弯曲件陈化陈化时间：目的：加热金属带阳模板坯阴模垫板第28页家具制造工艺学6.3.1纵向锯口弯曲6.3.2横向锯口弯曲锯口弯曲：在毛料的纵向或横向的一端锯出数条锯口，然后涂胶(或插入薄板)加压弯曲制成弯曲部件的工艺过程。方法：纵向锯口弯曲法横向锯口弯曲法家具制造工艺学第29页ManufacturingTechnologyofFurniture6.3.1纵向锯口弯曲在毛料的一端顺木纤维方向锯出一排锯口，然后涂胶加压弯曲的方法。用来制造桌腿和椅腿。工艺过程：1.锯口加工：装有一组锯片的立式铣床；锯口数目＝插入薄板数锯口间隙＝插入薄板厚度＋0.1-0.2mm2.涂胶：锯口插入一层涂过胶的单板；锯口很小(0.45-0.50mm)，锯口内就不再插入薄板，可直接在锯口涂胶。插入薄板家具制造工艺学第30页ManufacturingTechnologyofFurniture3.弯曲：先用卡子将方材和金属夹板一起夹紧，调整压辊，扳动手柄使方材锯口部分绕模具弯曲成型，再用卡子固定，到胶层固化。纵向锯口弯曲弯曲部位家具制造工艺学第31页ManufacturingTechnologyofFurniture6.3.2横向锯口弯曲在人造板内侧锯口弯曲成型的方法。制作曲率半径较小的部件。锯口深度h1为人造板厚的2/3-3/4，弯曲半径越小，hl要越深一些。锯口宽度：Rl－锯口底部弯曲半径R2－人造板内表面弯曲半径z－锯口数目锯口数目由锯口间距t决定，表层材料越薄，锯口间距越小，否则会在表面露出多角形。1222RRbzbth1hR1家具制造工艺学第32页ManufacturingTechnologyofFurniture锯口宽度b过大会形成空隙，使零件强度降低；锯口过窄，则在曲率半径小时，内表面产生挤压现象，降低产品质量。锯口形状：长方形和楔形；楔形，弯曲后部件内表面没有缝隙。增进美观，弯曲部件内部贴一层单板或薄木。弯曲顺序：先中间后两侧逐渐弯曲。横向锯口弯曲楔形长方形单板第33页家具制造工艺学V形槽折叠弯曲以贴面的人造板为基材，在其内侧开出V形槽或U形槽，经涂胶、折叠、胶压成型的工艺过程。家具制造工艺学第34页ManufacturingTechnologyofFurniture工艺：1.贴面：2.开V形槽：加工方法：成型铣刀加工；圆锯片加工；端铣刀加工。涂胶折叠加压成型开V形槽贴面开V形槽家具制造工艺学第35页ManufacturingTechnologyofFurnitureV形槽折叠装搁板槽搁板板件通过生产线后加工出各种槽口，折叠成型，装上搁板并在榫孔中装上圆榫，组成柜类、箱类家具的骨架。第36页家具制造工艺学碎料模压成型工艺将木质或非木质材料制成的碎料，经拌胶后在三维模具中加热和加压一次模压制成各种形状的部件或制品的方法。特点：1.部件或制品(带有沟槽，孔眼和饰面轮廓)，缩短生产周期；2.不同密度和不同厚度的零部件(产品各部位对强度、耐磨及装饰效果的不同要求)；3.充分利用木材，密度大、强度大。家具制造工艺学第37页ManufacturingTechnologyofFurniture碎料模压工艺：1.碎料的准备含水率：2%-6%。过高，胶粘剂粘度降低、胶合效果差，使板子不易压实，板内孔隙增多。2.施胶脲醛树脂胶，施胶量约为4％-20％。施胶：将胶粘剂与碎料搅拌混合，充分搅拌，使胶粘剂及其他各种添加剂(如固化剂、防水剂、防火剂等)充分接触。铺装预压模压成型施胶准备后期加工家具制造工艺学第38页ManufacturingTechnologyofFurniture3.铺装预压预压目的：1)使板坯密实，模压前具有一定的初强度。2)缩短模压机的热压时间，提高生产效率。4.模压成型密封式加热模压法、箱体模压法和平面加压法－韦尔柴立特法。加热密封模压模压成型演示家具制造工艺学第39页ManufacturingTechnologyofFurniture5.后期加工后期加工包括：除去挤出物、表面磨削(或铣削、锯切、钻孔)及表面装饰(贴面或涂饰)。第4