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木材加工的特點及相關(guān)問題探討
摘要:木材加工是指通過刀具破壞木材纖維之間的聯(lián)系,從而改變木料形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工工藝過程。本文介紹了木材加工的特點及相關(guān)的問題。
關(guān)鍵詞:木材加工 特點 技術(shù)
木材具有質(zhì)量輕、彈性好、耐沖擊、強重比高、易于加工、紋理及色調(diào)豐富美觀等優(yōu)點,自古至今都是重要的原材料。木材工業(yè)能源消耗低,污染少,資源可再生,在國民經(jīng)濟中占有重要地位。我國是舉世公認的木制品生產(chǎn)大國,但還不是生產(chǎn)強國,因此對我國木材加工技術(shù)的研究任重而道遠。
一、木材加工的特點
1.加工對象為天然生長物
由于木材的各向異性的力學特性,使其抗拉、壓、彎、剪等機械性能在不同紋理方向有很大差異。加工時受力變化較復雜。天然缺陷(如癤疤、裂紋、夾皮、蟲道、腐爛組織)或在加工中產(chǎn)生的力道缺陷(如倒絲紋),破壞了木材完整性和均勻性;由于含水率的變化,干縮濕脹的特性,使木材會出現(xiàn)不同程度的翹曲、開裂、變形;木材的生物活性使木材含有真菌或滋生細菌,有些木材還帶有刺激性物質(zhì),需要對木材進行防護處理。
2.木工機械刀具運動速度高
進行木材加工的機械稱為木工機械,從原木采伐到木制品最終完成的整個過程中,要經(jīng)過木材的防腐處理、人造板生產(chǎn)、天然木和人造板機械加工、成品的裝配和表面修飾等很多工序。木材加工的各個環(huán)節(jié)都離不開木工機械,木工機械種類多,使用量大。由于木材天然纖維分布和導熱性差的特點,必須通過刀具的高速切削來獲得較好的加工表面質(zhì)量。木工機械是高速機械,一般刀具速度可高達2500~4OO0r/min,甚至達每分鐘上萬轉(zhuǎn)。
3.敞開式作業(yè)和手工操作
木材的天然特性和不規(guī)則形狀,給裝卡和封閉式作業(yè)造成困難,木工機械作業(yè)大多是暴露敞開式的,作業(yè)場地的流動性,使木材加工大量處于分散的、小規(guī)模的、個體作業(yè)狀態(tài),手工操作比例高。木材加工的低水平狀態(tài)長期存在,特別是初期木材加工的機械化、自動化水平普遍不高。
4.易燃易爆性
木料的原材件成品、廢棄刨花和木屑、拋光粉塵以及表面修飾用料(如油漆、浸漬、貼面等)都是易燃易爆物。
二、木材加工技術(shù)
1.木材切削:切削有鋸、刨、銑、鉆、砂磨等方法。由于木材組織、紋理等的影響,切削的方法與其他材料有所不同。木材含水率對切削加工也有影響,如單板制法與木片生產(chǎn)需濕材切削,大部份加工件則需干材切削等。
2.木材干燥:干燥通常專指成材干燥。其他木質(zhì)材料如單板、刨花、木纖維等的干燥,都分別是膠合板、刨花板、纖維板制造工藝的組成部分。
3.木材膠合:膠粘劑與膠合技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展,不僅是木材加工技術(shù)水平提高的主要因素,也是再造木材和改良木材,如各種層積木、膠合木等產(chǎn)品生產(chǎn)的前提。
4.木材涂飾:最初以保護木材為目的,如傳統(tǒng)的桐油和生漆涂刷;后來逐漸演變?yōu)橐匝b飾性為主,實際上任何表面裝飾都兼有保護的作用。人造板的表面裝飾,可以在板坯制造過程中同時進行。
5.木材保護:包括木材防腐、防蛀和木材阻燃等,系用相應(yīng)藥劑經(jīng)涂刷、噴灑、浸注等方法,防止真菌、昆蟲等鉆孔動物和其他生物對木材的侵害;或阻滯火災的破壞。
6.木材改性:是為提高或改善木材的某些物理、力學性質(zhì)或化學性質(zhì)而進行的技術(shù)處理。
三、木材常見的加工程序
1.劃線
在原料上用筆(也有用墨線的)劃出作品坯料的外形,稱為劃線。劃線時要使筆緊貼尺的邊緣,并注意角度,一般使用鉛筆或木工專用筆來劃線。坯料之間要留有一定的間隙(一般為2毫米左右),作為加工余量(鋸縫及打磨的損失)。
2.下料
下料就是將作品的坯料從原材料上鋸割下來。鋸割時一般采用手工鋸或曲線鋸(或自制的鋼絲鋸)。鋸割直線板材可用手工鋸。鋸割時,先用左手拇指指甲定位,鋸條與木板成2O0~3O0的傾角開鋸,(起鋸)當鋸條進入鋸縫后,角度再放大到450左右行鋸直至結(jié)束。鋸割時,鋸條面應(yīng)始終與板面垂直,鋸條應(yīng)盡可能與前臂成一直線。若木質(zhì)較松,或鋸割方向與木紋不一致,當鋸割將結(jié)束時,可將板材翻轉(zhuǎn)后,繼續(xù)鋸割,用力要輕,速度要慢,以防木料開裂。(收鋸)鋸割圓弧或波浪線時,可選用鋼絲鋸或曲線鋸,鋸割小塊木料時可用臺鉗、C型夾等夾具固定,夾緊前可加上木板襯墊,以防破壞表面。對桐木片、三夾板等薄型木料也可直接用美工刀等切割。
3.修整
對鋸割下來的坯件按圖紙或設(shè)計要求進行加工,使之成為符合要求的零部件。通過用砂紙對坯料進行修整,如果坯料表面較粗糙,可先用木銼刀或粗砂紙進行粗加工,然后再用細砂紙磨光。砂磨狹長面時,工件應(yīng)與砂紙垂直;砂磨平面時,砂磨方向應(yīng)與木紋方向一致:砂磨凹弧時,可將砂紙卷于圓柱體上,前后、左右、旋轉(zhuǎn)三個運動同時進行,用力應(yīng)均勻;木銼刀銼平面時,銼刀不能上下?lián)u動;銼圓弧面時,可將木柱頂端銼成角、六角、八角等等,最后銼掉所有棱角,然后用砂紙打光(對質(zhì)地較硬實的木材,也可用滾銼法銼磨)。
4.裝配
裝配即把加工好的部件組裝成完整的作品,裝配前應(yīng)先確立各部件的裝配順序,準備好所需的工具和材料。木質(zhì)部件之間常用的接合方式:①釘連接,②膠連接,③五金件連接,④榫連接。
四、改善木材加工企業(yè)粉塵污染的建議
1.粉塵是木材切削加工的產(chǎn)物,其產(chǎn)生量與散發(fā)量直接與木材切削方式、切削條件和刀具的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。因此,從切削技術(shù)的角度研究木粉塵污染問題,對減少木粉塵的產(chǎn)生和木材加工企業(yè)的粉塵污染具有指導意義和重要作用。
2.提出從無屑、少屑和順暢排屑方面研究木材切削和刀具技術(shù),是該領(lǐng)域的重大技術(shù)革命。綜合論述激光、高壓水噴射等特種木材切削技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀;介紹了具有良好排屑性能的金剛石木工銑刀及超薄硬質(zhì)合金圓鋸片等先進刀具技術(shù);探討并分析了木材切削條件對木粉塵的影響。
3.建議國內(nèi)學者、工程技術(shù)人員積極研究和開發(fā)具有環(huán)保特點的綠色切削技術(shù)和木工刀具制造技術(shù)。
4.建議有關(guān)部門認真學習和借鑒國外的先進技術(shù)及經(jīng)驗,積極采取有效措施,嚴格控制新、老木材加工企業(yè)的環(huán)境污染問題,降低空氣中木粉塵及有害物質(zhì)的濃度,保證勞動者的身體健康。
雖然我國木材加工的技術(shù)水平和國外的先進水平相比差距很大。但是,只要能夠抓住機遇。進一步密切和加深產(chǎn)學研的合作,增強我國木材加工及相關(guān)企業(yè)的聯(lián)系,借鑒機械制造業(yè)成熟和好的發(fā)展經(jīng)驗,大力推進先進制造技術(shù)在木材加工行業(yè)的應(yīng)用,逐步使我國的木工機械向高精度、高質(zhì)量、集成化方向發(fā)展,才能在經(jīng)濟全球化的過程和激烈的市場競爭立于不敗之地。
參考文獻:
[1]沈雋《木材加工技術(shù)》(木材工業(yè)叢書)[M].化學工業(yè)出版社.2005.8.
[2]鄔樹德,李筱莉《實用木材加工技術(shù)書冊(精裝)》[M].安徽科學技術(shù)出版社.2005.7.
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