木制品生产工艺学

材料科学与工程学院绪论1.学习内容该课程研究的领域历史悠久，即由木制品到板式（木质）制品，由手工作业到机械化、自动化生产，生产规模及产品种类不断扩大，新材料、新设备、新工艺不断出现，电子计算机在生产中的应用，使产品正向零件标准化、部件通用化、产品系列化方向发展。材料科学与工程学院木制品—木材或木质材料制作的产品主要：家具工业（纺织）军事（枪）船舶体育民用材料科学与工程学院木制品生产工艺学（实木加工工艺学）是研究木制品的结构、设计、工艺基础理论和实际生产工艺的一门综合科学。第一章木制品结构第二章木制品设计原理第三章生产的基本理论第四章方材零部件的生产工艺第五章板式零部件的生产工艺第六章木制品胶合工艺第七章弯曲成型零部件的生产工艺第八章装配工艺第九章涂饰工艺第十章木制品工艺设计材料科学与工程学院2.学习要求3.参考书（1）教材顾炼百，木材加工工艺学，中国林业出版社，2003年（2）参考书宋魁彦主编，家具设计制造学，黑龙江人民出版社，2006年1月宋魁彦编著，现代家具生产工艺与设备，黑龙江科学技术出版社，2001年木材工业实用大全（家具卷）中国林业出版社，1999年材料科学与工程学院4.国内外发展现状和趋势，主要包括行业过去、现在以及未来发展趋势。（1）行业的发展历程我国木制品的发展历史距今已有5000多年了。起源——雏于商周，丰满于两宋，辉煌于明、清。中国近代发展（100年）解放前——木制品行业几乎处在停顿状态。解放后——两次大的挫折1957---1963年——大跃进，自然灾害上海1966---1976年——十年文化大革命，中国的木制品工业步入谷地，生产不具规模、产量低、产品不上档次材料科学与工程学院（2）中国现代木制品（1980年至今）改革开放给中国木制品工业带来生机----20年80年代初，深圳最早的木制品中一家合资的家具企业的建立----新款式、新材料（贴面刨花板）、新结构（32毫米系统），进口设备、新工艺、有效的管理机制。80年代中期，引进了200多条生产线。90年代木制品工业已初具规模在引进、消化、吸收和创新的前提下，中国已初步形成了自己的木制品工业体系。南方及沿海地区的木制品工业迅速发展，促进中国木制品市场正向“大流通”、“大贸易”、“大市场”过渡，并大举北上。材料科学与工程学院（3）行业数量及问题木制品企业数量——五万多家。其中：中、大型企业仅占20%，小型企业占80%存在的问题•部门、系统和地区间发展不平衡；•新产品开发投入不足，品种、款式单调陈旧、模仿严重；•工艺技术落后、质量意识差，产品质量良莠不齐；•工程技术人员比重小、素质底，工业化生产水平底；•木材资源严重短缺，五金配件和辅助材料档次底、不配套；•管理水平底、市场意识和开放意识差，市场竞争缺乏规范。材料科学与工程学院*多数中、小木制品企业运行情况面临困难（1）年积压产品300-400亿元，档次雷同，质量差异不大，无法形成细分的市场；（2）国内从事OEM方式出口企业，定单不稳定，利润低；（3）台湾和马来西亚的木制品业对国内木制品业的冲击；（4）“入世”后，外商的进入，与国内木制品企业竞争具备足够的优势；（5）国内部分企业面临美国的反倾销报复。*国内木制品业竞争日趋白热化（1）企业会出现“分化重组”或“联盟”；（2）将出现“终端企业”（FinalEnterprise）为龙头，大量“中间企业”（PhaseEnterprice）联盟的企业集团或群落；（3）重视配套产业的产业链建设。材料科学与工程学院*国际制造业向中国的转移是经济全球化的必然结果•中国的经济增长速度不仅最快，而且规模也最大；•国内经济增长速度以及自由贸易使国外公司选择来华直接投资；•国外在中国建立木制品生产基地；•木制品业面临新一轮的机遇和更深层次的挑战；•10年-20年里，中国木制品产业会大大升级，寄身木制品强国之列。材料科学与工程学院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材料科学与工程学院第一节木制品的基本接合及特点一.榫接合（一）榫接合概述1.概念将榫头压入榫眼或榫槽内，把两个零部件连接起来的一种接合方法。一般的榫接合还需配有胶粘剂以增加其强度。材料科学与工程学院2.基本形式直角榫、燕尾榫和圆榫。椭圆榫是由直角榫演变而来的。材料科学与工程学院（二）榫接合类型榫结合直纹圆榫网纹圆榫斜纹圆榫带沟槽的圆榫不带沟槽的圆榫圆榫插入榫全隐燕尾榫半隐燕尾榫明燕尾榫燕尾榫半闭口榫闭口榫非贯通榫（暗榫）半闭口榫闭口榫开口榫贯通榫（明榫）直角榫整体榫材料科学与工程学院（三）各种类型榫结合的定义及特点1.插入榫和整体榫（1）插入榫是与工件分离且单独加工而成的。（2）整体榫的榫头是直接在工件上加工而成的。材料科学与工程学院2.贯通榫与非贯通榫（1）贯通榫也称明榫（2）非贯通榫也称暗榫材料科学与工程学院3.开口榫、闭口榫与半闭口榫（1）开口榫是指榫侧暴露在接合部的外面。（2）闭口榫是指榫侧藏在接合部的里面。（3）半闭口榫是指榫侧一部分暴露在接合部的外面。材料科学与工程学院4.单榫、双榫与多榫根据零部件接合处的尺寸大小，为了增加接合处的强度，榫接合可以按榫头的数量分为单榫、双榫与多榫。材料科学与工程学院二.胶接合（一）胶接合概述胶接合：木制品零部件之间借助于胶层对其相互作用而产生的胶着力，使两个或多个零部件胶合在一起的接合方法。（二）胶接合常用的胶粘剂1.贴面用胶（1）热压：酚醛、脲醛、改性PVAc和脲醛+改PVAc（2）冷压：PVAc+改性PVAc材料科学与工程学院2.边部处理用胶（1）直线、直曲线及软成型封边用胶热熔性胶：高（160-210℃）低（120-160℃）（2）后成型包边用胶改性聚醋酸乙烯酯乳液胶（热压温度160–210℃）3.真空模压用胶主要采用乙烯—醋酸乙烯共聚树脂胶或热熔胶。4.指接材、实木拼板用胶、胶合弯曲件用胶常常采用PVAc、改性PVAc、异氰酸酯胶粘剂、脲醛与改性三聚氰胺树脂胶的混合胶粘剂等。材料科学与工程学院三.配件及结构（一）概述1.配件指那些不经过加工直接使用的制成品。2.特点安装简单、装饰性强、不用工具或少用工具既可安装，广泛应用。材料科学与工程学院（二）配件的分类钉类直钉螺钉紧固类配件螺栓类倒刺式连接件螺旋式连接件连接件偏心连接件拉挂式连接件普遍铰链铰链暗铰链门头铰链玻璃门铰链配件活动类配件拉杆滑道滚轮定位类配件锁类碰卡类支承类拉手及装饰配件拉手其它材料科学与工程学院（三）紧固类配件的结构特点及应用1.钉接合（1）直钉接合：借助于钉与木质材料之间的摩擦力将材料连接在一起的接合方法。（2）螺钉接合借助于钉体表面的螺纹与木质材料之间的摩擦力将材料连接在一起的一种接合方法。（3）钉的类型竹钉、木钉、金属钉（木制品钉、无头钉、扁头钉、半圆头钉、鞋钉、U形钉、泡钉和圆钢钉等）螺钉——木螺钉和自攻螺钉材料科学与工程学院2.螺栓类配件的接合是木制品生产中比较简单、方便的接合方法，也是一种接合强度较高的配件，如沙发、扶手等零部件的接合上。材料科学与工程学院3连接件接合（1）倒刺式连接件（2）螺旋式连接件材料科学与工程学院3连接件接合（3）偏心式连接件（4）拉挂式连接件材料科学与工程学院（四）活动类配件的结构特点及应用1.铰链普遍铰链、暗铰链、门头铰链、玻璃门铰链等。（1）普通铰链：俗成合页。（2）暗铰链：俗称杯状暗铰链。分为直臂（全盖门）、小曲臂（半盖门）和大曲臂（内嵌式门）等三种主要形式。材料科学与工程学院（3）门头铰链（4）玻璃门铰链2.拉杆材料科学与工程学院3.滑道抽屉和微机桌键盘托盘的安装。拖底式抽屉和侧向式抽屉滑道两种形式。4.滚轮材料科学与工程学院（五）定位类配件主要由搁板销和衣管托等组成（六）拉手及装饰件材料科学与工程学院第二节基本类型榫接合的技术要求一.直角榫接合的技术要求（一）榫头的长度1.采用贯通榫，榫头长度大于榫眼深度2~3mm；2.用非贯通榫，榫头长度小于榫眼深度1~2mm。3.榫头的长度在15~35mm之间时，随着长度的加长而提高；榫头长度大于35mm时，反而降低。材料科学与工程学院（二）榫头的厚度1.单榫榫头厚度为方材厚度（或宽度）二分之一；2.当方材断面尺寸大于40×40mm时，采用双或多；3.榫头的厚度一般要小于榫眼宽度0.1~0.2mm；4.榫端的两边或四边应加工成一定的倒角，其倒角角度一般取20-30°。材料科学与工程学院（三）榫头的宽度1.采用开口榫接合，榫头的宽度应与榫槽同宽；2.采用闭口榫接合，榫头的宽度一般要比榫眼的长度大0.5~1mm，普通规格的硬材取0.5mm，软材取1mm。3.采用截肩榫，截肩部分为方材宽度的三分之一或常取10~15mm。材料科学与工程学院二.圆榫接合的技术要求（一）圆榫的树种要求选硬阔叶材，比重大，无疤节、腐朽、纹理通直。常用的树种有桦木、柞木和水曲柳等。（二）圆榫的含水率要求低于被连接的零部件含水率2~3%左右。（三）圆榫的尺寸要求1.圆榫的直径计算公式：D=（0.4-0.5）S2.圆榫的长度计算公式：L=（3-4）D材料科学与工程学院（四）圆榫的配合公差1.径向配合公差（1）光面圆榫——间隙配合，为0.1-0.2mm；（2）沟纹圆榫——过盈配合，为0-0.2mm。2.轴向配合公差轴向间隙量为3mm，圆榫两端加工倒角，倒角量一般为30-45°。（五）圆榫的数量同时使用两个以上圆榫以防止转动。材料科学与工程学院第三节木制品部件的基本结构及特点凡是由两个或两个以上的零件构成的、组成木制品独立的安装部分称为木制品部件。一.方材和规格料（一）方材概述方材：是木制品制品中最简单、最基本的零件，具有各种不同的断面形状和尺寸，主要特征是断面尺寸宽厚比为2：1左右，长度是断面宽度的许多倍，含水率符合加工和使用的要求。（二）规格料（订制材）概述1、规格料（订制材）=方材毛料2、规格料（订制材）=倍数方材毛料材料科学与工程学院二.实木拼板（一）概述1.概念：实木拼板是采用不同的结构形式，将实木窄板拼合成所需宽度的板材。2.实木窄板的要求：（1）一般实木窄板宽度不超过60mm；（2）同一拼板部件中的树种一致或材性相近相邻；（3）实木窄板的含水率偏差不应大于1%。材料科学与工程学院（二）实木拼板的结构形式1.平拼2.斜面拼3.裁口拼4.凹凸拼材料科学与工程学院5.齿形拼6.插入榫拼7.穿条拼8.穿带拼9.暗螺钉拼10.明螺钉拼材料科学与工程学院三.实木拼板的镶端四.方材的接长1.直线形方材毛料接长2.曲线形方材毛料接长材料科学与工程学院五.框架结构1.框架的角部接合（1）直角接合（2）斜角接合材料科学与工程学院（3）框架中部接合材料科学与工程学院结构举例一.木制品设计图基本视图局部祥图局部视图材料科学与工程学院零件图透视图大样图材料科学与工程学院材料科学与工程学院二木制品结构设计材料科学与工程学院