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1、7木材加工工艺及应用 概述 1 7 1 1木材应用的发展历史及现状木材是人类使用最早的一种造型材料 是人们生活不可缺少的重要的再生绿色资源 人类对木头似乎有着与生俱来的感情 这可以从中国传统 崇尚自然 的文化观念中去寻找 考古材料已证实 中国古代早在距今7000多年以前就使用木头来制作漆器 漆器的前身就是木器 这是不言自明的 7 1木材概述 2 7 1 1木材应用的发展历史及现状 木材的现代应用领域 7 1木材概述 3 7 2 1木材的一般特性 木材的一般特性 7 2木材的一般特性 4 7 2 2木材的设计特性 木材的设计特性 变幻的木材纹理赋予了木材生活的气息 也更富有材质的情趣性 色彩是决
2、定木材印象最重要的因素 也是设计中最生动 最活跃的因素 木材的明度和纯度也会产生不同感觉 7 2木材的一般特性 5 7 3产品设计中常用的木材 6 常用木材1原木原木是指伐倒的树干经过去枝去皮后按规格锯成的一定长度的木材 直接使用的原木加工使用的原木 锯材锯材按其宽度和厚度的比例关系又可分为板材 方材和薄木等 7 2人造板材利用原木 刨花 木屑 小材 废材以及其它植物纤维等为原料 经过机械或化学处理制成的板材 称为人造板材 人造板材的使用有效地提高了木材的利用率 从一棵树木到制成家具或其它成品 其中材质的利用率不到30 解决我国木材资源贫乏 天然板材满足不了木材工业发展需要的矛盾 人造板材具有
3、幅面大 质地均匀 表面平整光滑 变形小 美观耐用 易于各种加工等优点 使用量日益增多 它广泛用作为造船 宾馆 展览厅 家具生产 包装箱 活动房 客车车厢及装修客机等方面的造型材料 人造板的构造种类很多 最常见的有胶合扳 刨花板 纤维板 细木工板和各种轻质板等 8 1 胶合板用三层或奇数多层的单板经热压胶合而成 各单板之间的纤维方向互相垂直 对称 胶合板的特点是幅面大而平整 不易干裂 纵裂或翅曲 适用于制作大面积板状部件 如用作隔墙 天花板 家具及室内装修等 2 刨花板利用木材加工废料加工成刨花后 再经加胶热压成的板材 刨花板的幅面大 表面平整 其隔热 隔音性能好 纵横面强度一致 加工方便 表面
4、还可进行多种贴面和装饰 刨花板除用作为制造板式家具的主要材料外 还可用作为吸声和保温隔热材料 9 3 纤维板利用木材加工的废料或植物纤维作原料 经过破碎 浸泡 制浆 成型 干燥和热压等工序制成的一种人造板材 4 细木工板这是一种拼合结构的板材 板芯用短小木条拼接 两面再胶合两层表板 细木工板具有坚固耐用 板面平整 结构稳定及不易变形等优点 它广泛用作为板式家具的部件材料 10 7 4 1木工量具 7 4木工工具 11 7 4 1木工量具 7 4木工工具 12 7 4 2画线工具 7 4木工工具 13 7 4 3锯类工具 7 4木工工具 14 7 4 4刨类工具 7 4木工工具 15 7 4 4
5、刨类工具 7 4木工工具 16 7 4 5凿类工具 7 4木工工具 17 7 4 6钻类工具 7 4木工工具 18 7 4 7锤 斧 锛 7 4木工工具 19 7 4 8辅助工具1 木锉木锉分扁锉 圆锉 平锉三种 木锉的用途是锉削或修正木制品的孔 凹槽及不规则的表面 2 钳常用的于木作工程的有钢丝钳和钉子钳两种 钢丝钳是用来夹断钢丝 铁钉 也可用于拔小钉子 钉子钳主要用于拔出圆钉 3 扳手 旋凿扳手和旋凿 改锥 是木工不可缺少的辅助工具 扳手是松紧螺栓的专用工具 又有呆扳手和活络扳手两种 旋凿又称螺丝批 改锥 起子 分国普通型旋凿 十字槽旋凿 自动旋凿等三种 旋凿主要用于装卸各种型式和规格的木
6、螺丝 7 4木工工具 20 1 木工机械的类别及用途常用的木工机械有 纵向圆锯机 横向圆锯机 带锯机 刨床 木工车床 开榫机 铁床 打眼机 链式榫槽机 带式磨光机 圆锯磨锯机 磨锯机 磨刀机 锯条开齿机 锯条焊接机 锯条辊压机 2 多用微型木工机床能完成锯料 刨料 开榫 裁口 打眼 车削 车各种圆角 圆腿 倒棱 爬槽等作业 3 手持电动木工机具手持电动木工机具有手电刨 电钻 小型电锯 螺丝刀 砂光机等 7 4 9木工机械 21 7 5 1榫结合 7 5木材基本工艺 22 7 5 2楔结合 7 5木材基本工艺 23 7 5 3圆形构件结合 7 5木材基本工艺 24 7 5 3圆形构件结合 7 5
7、木作基本工艺 25 7 5木材基本工艺 7 5 4板面拼合 26 1 榫结合榫结合是木制品中应用广泛的传统结合方式 它主要依靠榫头四壁与榫孔结合 榫结合的优点是 传力明确 构造简单 结构外露 便于检查 27 28 2 胶结合胶结合是木制品常用的一种结合形式 主要用于实木板的拼接及榫头和榫孔的胶合 其特点是制作简便 结构牢固 外型美观 产品型式不受手工工艺的局限 由于木材具有良好的胶合性能 当将胶液涂于刨削光洁的木材表面上并紧密压在一起时 除结合面会形成胶膜外 胶液还沿结合面渗入到木材的孔隙中 并在那里凝固 如同形成无数颗细小的胶钉钉入木中 使胶接面具有一定的胶合强度 因而使两个待结合表面的木材
8、纤维牢固结合成一个整体 3 螺钉与圆钉结合螺钉与圆钉的结合强度取决于木材的硬度和钉的长度 并与木材的纹理有关 木材越硬 钉直径越大 长度越长 沿横纹结合 则强度大 否则强度小 29 7 6 1木制品的加工工艺流程 7 6木制品的加工工艺 配料 30 木材加工的工艺流程1配料一件木制品是由若干构件组成的 这些构件的规格尺寸和用料通常要求是不同的 按照图纸规定的尺寸和质量要求 将成材或人造板锯割成各种规格毛料 或净料 的加工过程称为配料 这是木制品加工的第一道工序 2 构件的加工经过配料后 即要对毛料进行平面加工 开榫 打孔等 由此加工出具有所要求的形状 尺寸 结构和表面粗糙度的木制品构件 31
9、1 配料加工配料加工主要是指从原料板材 经过锯割加工 制成所需要的毛料的过程 2 基准面的加工为了获得构件正确的形状 尺寸和光洁的表面 并保证后续工序定位准确 必须对毛料进行基准面的加工 它是后续加工的尺寸基准 可利用手工平刨或在平刨床 铣床上完成 3 相对面的加工基准面加工完成后 即可以基准面为基准加工出其它几个表面 以便最后获得平整 光洁 具有符合技术要求的形状和尺寸规格的木制品构件 32 4 划线是保证产品质量的关键工序 直接影响到配合的精度和结合的强度 5 榫头和榫孔及型面的加工在采用榫结合方式的部位 应在相应的构件上分别加工出榫头和榫孔 6 表面修整应根据表面的质量要求来决定 外露的
10、构件表面要精确修整 内部用料可不做修整 33 3 装配按照木制品结构装配图以及有关的技术要求 将若干构件结合成部件 或将若干部件和构件结合成木制品的过程 称为装配 对结构和生产工艺比较简单的木制品 可直接由构件装配成成品 而对比较复杂的木制品 则需要把构件装配成部件 待胶液固化后再经修整或加工 才能最后装配成木制品 4 木制品的表面涂饰木制品制成后 一般需要进行表面涂饰 着色 以提高制品的表面质量和防腐能力 增强制品外观的美感效果 通常包括几道工序 1 表面处理包括去除木材表面的脏污 胶迹 磨屑 松脂 及腻平局部节子 裂纹 孔洞 凹坑等缺陷和砂磨等 2 木材着色指的是为保持木纹肌理效果 对制品
11、表面作透明装饰时进行的表面处理 3 涂饰涂料木制品的表面处理工作完成之后 即可用手工涂刷或喷涂的方法涂饰底漆和面漆 34 木材的加工方法木材在由制材品到制成品的过程中 常需要经过多种加工工艺 其中包括锯削 刨削 尺寸度量和划线 凿削 砍削 钻削 拼接 以及装配和成型后的表面修饰等 以下简要介绍几种基本操作方法及其所用的主要工具 1 木材的锯割 2 木材的刨削 3 木材的凿削 4 木材的铣削 35 1 木材的锯割木材的锯割是木材成型加工中用得最多的一种操作 按设计要求将尺寸较大的原木 板材或方材等 沿纵向 横向或按任一曲线进行开板 分解 开榫 锯肩 截断 下料时 都要运用锯割加工 木材锯割时的主
12、要工具是各种结构的锯子 利用带有齿形的薄钢带 锯条与木材的相对运动 使具有凿形或刀形锋利刃口的锯齿 连续地割断木材纤维 从而完成木材的锯割操作 36 木工手工锯木工用锯中最常用的是框锯和刀锯 框锯也称拐锯 37 刀锯也有很多种结构 它携带方便 适合于在框锯操作不便的场合下使用 双刃锯其两侧边分别有纵向锯齿和横向锯齿 可以作纵横两向锯割 适用于锯割薄木板 胶合板等长而宽的木质材料 夹背刀锯锯片较薄 锯齿细密 锯割表面光洁 鱼头刀锯锯齿较粗 只能沿横向锯割木料 38 木工锯割机床木材加工中常用的锯割机床 一般可分为带锯机和圆锯机两大类 带锯机是将一条带锯齿的封闭薄钢带绕在两个锯轮上 使其高速移动
13、实现锯割木材 在这种机床上不仅可以沿直线锯割 还可完成一定的曲线锯割 圆锯机是利用高速旋转的圆锯片对木材进行锯割的机床 其结构简单 安装简易 操作和维修方便 生产效率高 因此应用广泛 39 2 木材的刨削刨削也是木材加工的主要工艺方法之一 木材经锯割后的表面一般较粗糙且不平整 因此必须进行刨削加工 木材经刨削加工后 可以获得尺寸和形状准确 表面平整光洁的构件 木材刨削加工的主要工具是各种刨子 利用与木材表面成一定倾角的刨刀的锋利刃口与木材表面的相对运动 使木材表面一薄层剥离 完成木材的刨削加工 木工刨木工刨是常用的主要手工具之一 根据刨削面平 直 圆 曲的各种不同需要 刨的种类很多 一般按其用
14、途和构造可分为平刨 槽刨 边刨 铁刨 特形刨 球形刨 轴刨 40 木工刨削机床木工刨削机床是通过刀轴带动刨刀高速旋转来进行切削加工的 一般可分为平刨床和压刨床两大类 木工平刨床普遍采用手工操作 切削时用手把持并推动工件使之紧贴工作台面进料 形成工件的进给运动 于是高速旋转的刨刃即对工件进行刨削加工 平刨床主要用来刨削工件的平面 41 3 木材的凿削木制品构件间结合的基本形式是框架榫孔结构 因此 在木制品构件上开出榫孔的凿削 是木制品成型加工的基本操作之一 木材凿削加工时的主要工具是各种凿子 利用凿子的冲击运动 使锋利的刃口垂直切断木材纤维而进入其内 并不断排出木屑 逐渐加工出所需的方形 矩形或
15、圆形榫孔 木工凿木工凿按刃口形状分为平凿 圆凿和斜凿 其中平凿用得最多 木工榫孔机床木工榫孔机床的类型很多 工件上的榫孔是空心插刀的上下往复运动 插削和配装在插刀内的钻头的旋转运动 钻削联合加工形成的 42 4 木材的铣削木材成型加工中 凹凸平台和弧面 球面等形状的加工是比较普遍的 其制作工艺比较复杂 一般是在木工铣削机床来进行的 木工铣床是一种万能性设备 它能完成各种不同的加工 例如直线成形表面的加工和平面加工 但主要用于曲线外形加工 它是木材制品成型加工中不可缺少的设备之一 43 7 6 2塑化木材新工艺加工流程 5木料被分成8个不同的等级 6纹理交错的示意图 7模具示意图 8板材家具制造
16、模具 9复杂曲面压制 10裁边 钻孔处理 7 6木制品的加工工艺 44 7 6 2塑化木材新工艺加工流程 11测试人机工程的设备 12压制上层面板 13压制下层面板 14加入X型椅腿 15第三次压制 16清洗 17最后成型的椅子 7 6木制品的加工工艺 45 46 47 48 49 50 原木 51 故宫太殿皇帝的木雕座椅 52 剥树皮 53 木地板 54 木地板的铺设 55 黑管制造 56 黑管 单簧管 57 钢琴 58 吉它 59 小提琴 60 木制铅笔 61 调色板 62 二胡 63 武器杆 64 火柴 65 轿子 66 木陀螺 67 画笔 68 木饼模具 69 木雕 70 木偶 71 木扇 72 算盘 73 各式木竹制餐具 74 木碗 75 纤维板 76 刨花板 77 木窗帘 78 木制桑拿室 79 桑拿浴室器具 80 荷兰人在造木鞋 81 荷兰木鞋的制造 82 荷兰木鞋 83
