膠合板制造工藝學-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旋切機的齒形卡盤旋切后卡盤在竹材端面留下的齒形痕跡采用脹軸的竹材旋切機

長、短、直徑不同的脹軸

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

單板質(zhì)量一般從以下四方面考慮：單板厚度的偏差；單板背面裂隙率；單板表面粗糙度；單板橫紋抗彎強度。在這四項中，以前兩項為主，因為單板背面裂隙越多、越深，則表面粗糙度就越差，抗彎強度也就越低，因此，實際上只要根據(jù)前兩項就可以評定單板質(zhì)量的好壞。一、單板的厚度偏差１測量方法：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的單板厚度偏差2.鑒定單板厚度均勻性的指標：①實際平均厚度和名義厚度的差值②單板各處的實際厚度不均勻情況σ。樹種單板厚度（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，為檢測其厚度偏差，在開始旋切時從木段的外圓部分、木段中間部分和旋切接近木芯部分隨機抽取10張單板，測其厚度，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試評定一下單板厚度的均勻性。解：先計算實際厚度的平均值：平均值=∑xi／n=1.04再計算實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，厚度偏差在允許范圍內(nèi)。單板各處的實際厚度不均勻情況：

σ=s=0.０３８

３.單板的厚度偏差對膠合板質(zhì)量有何影響？①單板厚度不均勻時，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單板厚度不均勻時在熱壓過程中板坯各處承受壓力不一致，使同一張膠合板上膠合強度不同；同時，膠壓時需要較大的壓力，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

當旋切時產(chǎn)生的應(yīng)力大于木材橫紋抗拉強度時，在單板的背面就會產(chǎn)生許多小裂口，這個裂口就叫背面裂隙。

正面（緊面）

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

作芯板用時，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，膠合強度也下降；③作表板使用時，裂隙深度達易引起透膠，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、旋切條件對單板質(zhì)量的影響

（一）水熱處理對單板質(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。不同的樹種和單板材厚度，需蒸煮的溫度和時間不同。水熱處理溫度對單板質(zhì)量的影響：（1）水熱處理溫度過高，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過大，旋刀的強度大，但β過大，單板離開木段時反彎變形大而產(chǎn)生背裂，降低了單板質(zhì)量。同時切削阻力也增大②旋刀的β太小，則刀刃薄而鋒利，但其剛性差，旋切時易顫動，單板成波紋狀，并易磨損，旋切硬質(zhì)木材或碰上樹節(jié)子時，容易引起崩刃或卷刃。樹種β值松木20°~23°椴木18°~20°水曲柳20°~21°常用樹種的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，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大，木段對旋刀的壓力增大，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，其值表示木段對旋刀支撐力的大小。

在旋切過程中，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）.旋刀安裝高度對單板質(zhì)量的影響

如果旋刀安裝高了，旋刀后面就會壓向木材，切削阻力增加，木段易彎曲變形，這時旋切下來的單板是兩邊厚中間薄，剩下的木芯是兩邊薄中間厚。如果旋刀安裝過低，低于卡軸中心線，在旋切過程中，α不僅不能隨木段直徑減小而減小，反而會隨徑級減小而增加，導致裂隙加深，另外，木段由于自身而下垂，這時，旋切下來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：（1）防止在旋刀刀刃沒有到達的地方產(chǎn)生無規(guī)則的劈裂（超前裂縫），同時也可以減少單板的背面裂隙P2P3P1R1P1為劈力P2為切削力P3對木段的壓力（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，同時壓尺的壓榨線應(yīng)通過旋刀刀刃。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表示。樹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，可在旋切機圖上查出或在機床上測得，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、旋切機的精度和切削-被加工物系統(tǒng)的剛性三、機床的使用和保養(yǎng)生產(chǎn)中由于維護保養(yǎng)不善，常導致旋切機嚴重磨損，如主滑道呈馬鞍形或左右傾斜，刀架傳動絲桿與螺母、壓尺與刀架磨損松動，卡軸與軸承磨損松動等，這些都會引起單板質(zhì)量問題，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)及時采取適當措施加以解決。表單板旋切過程中常見的缺陷產(chǎn)生原因和改進方法§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）長條單板：二是由于木段在旋切機上裝卡位置不正確即定心不準而旋出斷續(xù)的長條單板（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單板提高木段定中心的準確程度

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。要提高木材利用率，除了含有腐朽髓心、開裂和其它不允許再旋切的缺陷外，必須對木芯再旋切，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，如含有內(nèi)外雙卡頭的帶壓輥的旋切機上直接旋切木芯。而間接法，是把木芯從旋切機上卸下截短后，再次旋切。旋切時可采用無卡軸旋切機進行旋切，如江西第三機床廠、江蘇鎮(zhèn)江林機廠生產(chǎn)的無卡軸旋切機。1.直接法（1）雙卡軸帶壓輥的旋切機防彎壓輥的作用原理：由于木段旋切時產(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(見圖4)，使壓輥作用力的合力與切削合力大小相等、方向相反，用以平衡切削力對木段的作用力，從而消除或減小木段在切削過程中的彎曲變形。

防彎壓輥的結(jié)構(gòu)形式防彎壓輥有兩種型式:①

無動力壓輥。如圖4所示，該防彎壓輥裝置由兩個可以自轉(zhuǎn)的圓柱形輥筒組成。工作時將兩個壓輥壓在旋轉(zhuǎn)的木段上，并通過進給機構(gòu)對木段施以一定的壓力，壓力的大小以平衡切削力為準。②

動力壓輥該壓輥裝置中的兩個圓柱形輥筒通過傳動系統(tǒng)帶動旋轉(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(一般為旋切機卡軸轉(zhuǎn)矩的30%左右)，并同時起防彎作用。這種防彎壓輥既可以對木段產(chǎn)生防彎作用，又可使旋切機卡軸對木段的轉(zhuǎn)矩減少30%，使木段在旋切過程中不容易產(chǎn)生旋脫現(xiàn)象，這對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)采用動力壓輥或動力壓尺的旋切機一般采用雙卡頭帶壓輥的旋切機旋切木芯，直徑只能減少到65～80ｍｍ左右。而采用無卡軸旋切機旋切木芯，可以把木芯直徑減小到50ｍｍ。2.間接法

無卡軸旋切機不是靠卡軸帶動木段，而是借助兩個同步轉(zhuǎn)動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)動木段逆著回轉(zhuǎn)的同時，將木段向旋刀僅給。二、合理挑選碎單板和窄長單板旋切時，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，作為膠合板生產(chǎn)的芯板。三、提高木段定中心的準確程度在膠合板生產(chǎn)中，旋切工藝的先進程度是獲得高出材率的關(guān)鍵。而精確的定心，又是整個旋切過程的關(guān)鍵，即使是很小的定心誤差也會使原木出板率受到嚴重影響。因此，木段定心技術(shù)得以迅速發(fā)展，從原始的人工定心，到機械式三點定心和光環(huán)定心，發(fā)展到現(xiàn)在的激光掃描XY定心，使得木段定