膠合板制造工藝學(xué)-3分析課件

第三章

單板的制造§3-1單板旋切及旋切角度參數(shù)一、旋切的概念二、旋切主要角度參數(shù)旋刀研磨角：是旋刀前面和后面之間的夾角。后角：是旋刀的后面與旋刀刀刃與木段相接觸表面的切線CP之間的夾角。切削角：是切線CP與旋刀前面之間的夾角。圖3-2旋切機(jī)的齒形卡盤(pán)旋切后卡盤(pán)在竹材端面留下的齒形痕跡采用脹軸的竹材旋切機(jī)

長(zhǎng)、短、直徑不同的脹軸

圖4-1無(wú)紡布強(qiáng)化和齒形接長(zhǎng)竹單板旋切用的竹筒和旋切后的竹芯竹單板干燥機(jī)§3-2單板的質(zhì)量

單板質(zhì)量一般從以下四方面考慮：?jiǎn)伟搴穸鹊钠睿粏伟灞趁媪严堵?；單板表面粗糙度；單板橫紋抗彎強(qiáng)度。在這四項(xiàng)中，以前兩項(xiàng)為主，因?yàn)閱伟灞趁媪严对蕉?、越深，則表面粗糙度就越差，抗彎強(qiáng)度也就越低，因此，實(shí)際上只要根據(jù)前兩項(xiàng)就可以評(píng)定單板質(zhì)量的好壞。一、單板的厚度偏差１測(cè)量方法：檢查單板的厚度偏差應(yīng)檢查兩方面：①檢查整幅單板的厚度偏差；②檢查一根木段旋切下來(lái)的單板厚度偏差2.鑒定單板厚度均勻性的指標(biāo)：①實(shí)際平均厚度和名義厚度的差值②單板各處的實(shí)際厚度不均勻情況σ。樹(shù)種單板厚度（mm）1.00-2.002.20-3.754.00以上允許偏差（mm）椴木±0.05±0.10±0.20柳安±0.05±0.10水曲柳±0.10±0.15表一般工廠規(guī)定的單板厚度偏差允許范圍例某廠旋切椴木單板的名義厚度為1.00mm，為檢測(cè)其厚度偏差，在開(kāi)始旋切時(shí)從木段的外圓部分、木段中間部分和旋切接近木芯部分隨機(jī)抽取10張單板，測(cè)其厚度，得如下數(shù)據(jù)(mm)：

0.97，0.98，1.02，1.04，1.05，1.06，1.06，1.07，1.07，1.08試評(píng)定一下單板厚度的均勻性。解：先計(jì)算實(shí)際厚度的平均值：平均值=∑xi／n=1.04再計(jì)算實(shí)際平均厚度和名義厚度的差值

1.04-1.00=0.04mm根據(jù)專業(yè)知識(shí)，厚度偏差在允許范圍內(nèi)。單板各處的實(shí)際厚度不均勻情況：

σ=s=0.０３８

３.單板的厚度偏差對(duì)膠合板質(zhì)量有何影響？①單板厚度不均勻時(shí)，涂膠量不均，膠層固化后的收縮率和應(yīng)力也不相同，產(chǎn)品易變形；②單板厚度不均勻時(shí)在熱壓過(guò)程中板坯各處承受壓力不一致，使同一張膠合板上膠合強(qiáng)度不同；同時(shí)，膠壓時(shí)需要較大的壓力，增大了木材壓縮率。③單板厚度不均勻，也直接影響膠合板的平整度，使表面加工與兩大衛(wèi)增加，薄的地方易砂漏。二、背面裂隙

當(dāng)旋切時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力大于木材橫紋抗拉強(qiáng)度時(shí)，在單板的背面就會(huì)產(chǎn)生許多小裂口，這個(gè)裂口就叫背面裂隙。

正面（緊面）

背面（松面）１.背面裂隙對(duì)膠合板質(zhì)量的影響①背面裂隙大，則單板的橫紋抗拉強(qiáng)度和表面粗糙度差；②

作芯板用時(shí)，耗膠量、膠層收縮率、板坯內(nèi)部應(yīng)力都增大，由于膠合板表面粗糙，膠合強(qiáng)度也下降；③作表板使用時(shí)，裂隙深度達(dá)易引起透膠，膠合后，單板裂隙延伸，容易產(chǎn)生表面龜裂，影響膠合板質(zhì)量。2.單板背面裂隙產(chǎn)生的主要原因①壓尺安裝不正確（壓尺的位置偏高，或壓榨程度不夠）②后角太大；③木段水熱處理不足

§3-3影響單板質(zhì)量的主要因素

一、旋切條件對(duì)單板質(zhì)量的影響

（一）水熱處理對(duì)單板質(zhì)量的影響

蒸煮軟化處理主要是增加木材的塑性，有利于旋切。不同的樹(shù)種和單板材厚度，需蒸煮的溫度和時(shí)間不同。水熱處理溫度對(duì)單板質(zhì)量的影響：（1）水熱處理溫度過(guò)高，旋切單板易起毛，影響單板表面粗糙度；（2）水熱處理溫度過(guò)低，木材的塑性不足，單板背面裂隙度大，甚至不能正常旋切（二）旋切角度參數(shù)的影響1.旋刀的研磨角β①若β過(guò)大，旋刀的強(qiáng)度大，但β過(guò)大，單板離開(kāi)木段時(shí)反彎變形大而產(chǎn)生背裂，降低了單板質(zhì)量。同時(shí)切削阻力也增大②旋刀的β太小，則刀刃薄而鋒利，但其剛性差，旋切時(shí)易顫動(dòng)，單板成波紋狀，并易磨損，旋切硬質(zhì)木材或碰上樹(shù)節(jié)子時(shí)，容易引起崩刃或卷刃。樹(shù)種β值松木20°~23°椴木18°~20°水曲柳20°~21°常用樹(shù)種的β值2.旋切后角α

旋切后角如果太大，①切削阻力增大，刀床可能發(fā)生震動(dòng)，旋刀把單板先撕下后切斷，單板表面粗糙度差；

②α大，單板反向彎曲變形過(guò)大，背面裂隙度大；旋切后角如果太小，單板背面裂隙度小，但旋刀后面與木段的接觸面積過(guò)大，木段對(duì)旋刀的壓力增大，使得木段容易劈裂尤其是小徑木更容易彎曲，使得旋切出來(lái)的單板厚薄不均。故后角應(yīng)隨木段半徑減小而減小。

后角的大小實(shí)質(zhì)上反映了旋刀的后面與木段表面接觸的大小，其值表示木段對(duì)旋刀支撐力的大小。

在旋切過(guò)程中，旋刀后面與木段表面的接觸寬度應(yīng)基本上保持在一定范圍內(nèi)，一般硬材約為2~3mm，軟材為3~4mm。（三）.旋刀安裝高度對(duì)單板質(zhì)量的影響

如果旋刀安裝高了，旋刀后面就會(huì)壓向木材，切削阻力增加，木段易彎曲變形，這時(shí)旋切下來(lái)的單板是兩邊厚中間薄，剩下的木芯是兩邊薄中間厚。如果旋刀安裝過(guò)低，低于卡軸中心線，在旋切過(guò)程中，α不僅不能隨木段直徑減小而減小，反而會(huì)隨徑級(jí)減小而增加，導(dǎo)致裂隙加深，另外，木段由于自身而下垂，這時(shí)，旋切下來(lái)的單板是兩邊薄中間厚，木芯是兩邊厚中間薄。（四）壓尺的影響1.壓尺的作用有以下二點(diǎn)：（1）防止在旋刀刀刃沒(méi)有到達(dá)的地方產(chǎn)生無(wú)規(guī)則的劈裂（超前裂縫），同時(shí)也可以減少單板的背面裂隙P2P3P1R1P1為劈力P2為切削力P3對(duì)木段的壓力（2）在壓尺的作用下，能擠出單板中一部分水分，有利于單板干燥。（1）（4）（3）（2）壓尺正確安裝位置：壓榨率要符合要求，即刀門大小適中，同時(shí)壓尺的壓榨線應(yīng)通過(guò)旋刀刀刃。2.壓尺的正確安裝位置h0σs0刀門縫隙寬度（S0）：是指壓尺的壓棱與旋刀前面的垂直距離。壓榨率：用單板厚度方向上被壓縮的百分比來(lái)表示。樹(shù)種椴木樺木水曲柳松木柳安阿必東壓榨率（%）10-1512-1815-2015-2012-1815-20S0

和h0計(jì)算公式如下：△=S0=S（1—△/100）式中：S-單板的厚度，mm；△-壓榨率，%h0=S0（sinδ—

）tgσcosδ式中：σ-壓尺與旋刀之間的夾角，可在旋切機(jī)圖上查出或在機(jī)床上測(cè)得，一般為70°~90°；δ-旋刀的切削角h0σs0S-S0S×100

3.壓尺的選擇壓尺的形狀分為兩大類（1）接觸型壓尺①固定式壓尺β1β2β1=45°β2=85°H=（1.5~2）SHβ1=45°~50°圓棱壓尺最好用于旋切薄單板和硬質(zhì)材斜面壓棱壓尺最好用于旋切厚單板和軟質(zhì)材A圓棱壓尺B斜面壓棱壓尺②輥柱壓尺（2）非接觸型壓尺(高溫壓尺)影響單板背面裂隙度的因素：水熱處理的程度壓尺的安裝旋切后角的大小二、旋切機(jī)的精度和切削-被加工物系統(tǒng)的剛性三、機(jī)床的使用和保養(yǎng)生產(chǎn)中由于維護(hù)保養(yǎng)不善，常導(dǎo)致旋切機(jī)嚴(yán)重磨損，如主滑道呈馬鞍形或左右傾斜，刀架傳動(dòng)絲桿與螺母、壓尺與刀架磨損松動(dòng)，卡軸與軸承磨損松動(dòng)等，這些都會(huì)引起單板質(zhì)量問(wèn)題，產(chǎn)生單板厚度誤差大、松緊邊以及背面裂隙增大等不良后果，因此應(yīng)及時(shí)采取適當(dāng)措施加以解決。表單板旋切過(guò)程中常見(jiàn)的缺陷產(chǎn)生原因和改進(jìn)方法§3-4單板出板率原木的旋切分為四部分：（1）碎單板一是由于原木的形狀因素如彎曲、截面不規(guī)則、兩端大小頭等造成旋出的單板為碎單板；（2）長(zhǎng)條單板：二是由于木段在旋切機(jī)上裝卡位置不正確即定心不準(zhǔn)而旋出斷續(xù)的長(zhǎng)條單板（3）連續(xù)單板帶：三是木段旋圓后所旋出的連續(xù)單板帶；（4）木芯四是剩余木芯提高濕單板出材率的措施有：減小木芯直徑合理挑選碎單板和窄長(zhǎng)單板提高木段定中心的準(zhǔn)確程度

木段旋切到最后剩下木芯，一般木芯的直徑約為85～140ｍｍ，若把它作為副產(chǎn)品銷售是極大的浪費(fèi)。要提高木材利用率，除了含有腐朽髓心、開(kāi)裂和其它不允許再旋切的缺陷外，必須對(duì)木芯再旋切，以減少木芯的直徑。一、減小木芯直徑減小木芯直徑有兩種方法:直接法和間接法。直接法是在大型旋切機(jī)，如含有內(nèi)外雙卡頭的帶壓輥的旋切機(jī)上直接旋切木芯。而間接法，是把木芯從旋切機(jī)上卸下截短后，再次旋切。旋切時(shí)可采用無(wú)卡軸旋切機(jī)進(jìn)行旋切，如江西第三機(jī)床廠、江蘇鎮(zhèn)江林機(jī)廠生產(chǎn)的無(wú)卡軸旋切機(jī)。1.直接法（1）雙卡軸帶壓輥的旋切機(jī)防彎壓輥的作用原理：由于木段旋切時(shí)產(chǎn)生的彎曲變形，影響了單板的厚度均勻性。為了改善這種切削狀況，可在木段所受切削力合力作用線的相反方向上設(shè)置防彎壓輥(見(jiàn)圖4)，使壓輥?zhàn)饔昧Φ暮狭εc切削合力大小相等、方向相反，用以平衡切削力對(duì)木段的作用力，從而消除或減小木段在切削過(guò)程中的彎曲變形。

防彎壓輥的結(jié)構(gòu)形式防彎壓輥有兩種型式:①

無(wú)動(dòng)力壓輥。如圖4所示，該防彎壓輥裝置由兩個(gè)可以自轉(zhuǎn)的圓柱形輥筒組成。工作時(shí)將兩個(gè)壓輥壓在旋轉(zhuǎn)的木段上，并通過(guò)進(jìn)給機(jī)構(gòu)對(duì)木段施以一定的壓力，壓力的大小以平衡切削力為準(zhǔn)。②

動(dòng)力壓輥該壓輥裝置中的兩個(gè)圓柱形輥筒通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的輥筒與木段表面產(chǎn)生的摩擦力將使木段產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)矩(一般為旋切機(jī)卡軸轉(zhuǎn)矩的30%左右)，并同時(shí)起防彎作用。這種防彎壓輥既可以對(duì)木段產(chǎn)生防彎作用，又可使旋切機(jī)卡軸對(duì)木段的轉(zhuǎn)矩減少30%，使木段在旋切過(guò)程中不容易產(chǎn)生旋脫現(xiàn)象，這對(duì)于芯部具有一定腐軟程度的木段尤為重要。采用防彎壓輥還可以使木段得到充分地旋切，明顯地提高單板的出材率，節(jié)約木材。(2)采用動(dòng)力壓輥或動(dòng)力壓尺的旋切機(jī)一般采用雙卡頭帶壓輥的旋切機(jī)旋切木芯，直徑只能減少到65～80ｍｍ左右。而采用無(wú)卡軸旋切機(jī)旋切木芯，可以把木芯直徑減小到50ｍｍ。2.間接法

無(wú)卡軸旋切機(jī)不是靠卡軸帶動(dòng)木段，而是借助兩個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦輥與固定壓尺輥呈三角形抱住木段，靠摩擦輥外圓驅(qū)動(dòng)木段逆著回轉(zhuǎn)的同時(shí)，將木段向旋刀僅給。二、合理挑選碎單板和窄長(zhǎng)單板旋切時(shí)，由于木段形狀不規(guī)則(如彎曲、尖削等)，容易產(chǎn)生一定比例的碎單板和窄、長(zhǎng)單板。為了提高單板出板率和原木利用率，降低原材料成本，應(yīng)把碎單板中要利用的單板挑選出來(lái)，作為膠合板生產(chǎn)的芯板。三、提高木段定中心的準(zhǔn)確程度在膠合板生產(chǎn)中，旋切工藝的先進(jìn)程度是獲得高出材率的關(guān)鍵。而精確的定心，又是整個(gè)旋切過(guò)程的關(guān)鍵，即使是很小的定心誤差也會(huì)使原木出板率受到嚴(yán)重影響。因此，木段定心技術(shù)得以迅速發(fā)展，從原始的人工定心，到機(jī)械式三點(diǎn)定心和光環(huán)定心，發(fā)展到現(xiàn)在的激光掃描XY定心，使得木段定