家具生产的新技术讲座之二.doc

家具生产的新技术讲座之二现代木家具的砂光技术(南京林业大学木材工业学院 210037 李军)Modern Sanding Technology of Wooden Furniture（Faculty of Wood Sci. & Tech. Nanjing Forestry University 210037 LiJun）一、前言大多数消费者购买家具时把家具质量作为必需考虑的因素，特别是外观质量，更是他们选购家具的第一考虑因素，因为内在质量需要通过设备检测才能判断优劣，外观质量可以通过人们感官进行判断，因此外观质量是影响家具销售的重要影响因素。老漆工常说：白坯砂光的越到位，油漆质量越高。从这句话不难看出家具白坯表面质量在家具外观质量中所起的重要作用。传统家具白坯表面修整方法是净光和砂光。净光是利用刀片与零件表面产生快速移动的一种零件表面修整方法。砂光是指采用砂纸磨削木材表面的过程，多数为手工操作。由于机械设备的原因，传统家具零件表面修整方法有相当的局限性，它主要适合实木方材表面修整，至于大幅面的板式零件或有型面的零件，则修整后零件表面质量不高，零件型面或形状完整保持率也不高。现代家具的结构、材料与传统家具相比较发生了非常显著地变化，其零件表面质量要求也提高到了一个新层次，与此同时，现代家具零件表面修整技术与传统家具零件表面修整技术也发生了深刻的变化。二、现代砂光技术的典型砂光设备图 1 宽带砂光机现代家具典型砂光技术所适应的零件形状有平面型零件和型面型零件，所用的设备分为带式砂光机、盘式砂光机和刷式砂光机，其中带式砂光机占绝对主导地位，如：宽带砂光机、手压砂光机、带式型面砂光机、带式曲形零件砂光机、海绵砂光机、振荡砂光机、八角砂等。（1） 通用型砂光机以宽带砂光机和手压砂光机为主。宽带砂光机和手压砂光机几乎成为实木家具生产商和板式家具生产商必备的加工设备，因此本文重点介绍有代表性的宽带砂光机的特点。CSD压力传送系统：先进的宽带砂光机是由CNC控制，其砂光压力控制是通过CNC电子控制分段压块加压来实现的，该种砂光机又称琴键式砂光机。图 2 CSD压力分布示意图在有厚度偏差的基材上贴比较薄的单板或涂饰油漆然后再砂光。此时采用普通型宽带砂光机还是琴键式砂光机是完全不同的两种结果。采用普通型宽带砂光机砂光此类型零件，要么某些部位没有被砂光，要么局部被砂漏，而琴键式砂光机则不同，它会忽略板材的厚度偏差，将砂带压力均匀地分布到整个零件断面上。图 3 左图为普通砂光机压力分布示意图右图为琴键式砂光机压力分布示意图CSD压力系统能够精确地、自动地调整每一个压力单元的压力，而且是按着位于压力单元下的工件表面尺寸来调整的，同时按此压力分布规律确保到零件的边部，且不受零件形状的影响，如图2所示。如果零件边部有轻微的重叠现象也能被砂平，因为压力单元在边部的压力可以被增加。图 4横砂单元由于CSD系统有精确的方位性，其压力单元具有一定的柔性，因此允许最大2mm厚度偏差的多个零件同时进给，且能得到等厚的，表面质量合格的零件砂光表面。CSD压力系统与普通压力系统的不同点，如图3所示。普通宽带砂光机采用空气压力圆柱砂光技术，这种技术不可能使每个单独的压力单元得到精确的压力量，要么每个压力单元的压力为100%，要么为0%，因此砂光遇到有镶边的零件或零件开内孔则会出现压力不均现象。横向砂光单元现代砂光技术增加了横向砂光单元，如图4所示。该单元的切削方向与木皮的纹理方向成900角，所以能够很好地切断纤维，从而避免油漆时出现毛刺现象。横向砂光单元砂出的光滑表面符合油漆薄型涂饰的涂饰要求，同时也可以避免软质实木砂过头现象。另外此单元也适合砂光环孔材。为了使砂光机合适不同类型木材的砂光，横向砂光常常与纵向砂光单元联合使用。图 5 定厚砂光系统定厚砂光系统在定厚砂光过程中，为了得到一个等厚的砂光表面采用钢制定厚砂光辊现代砂光机又一特征。 当砂光软质木材时，与橡胶辊相比较，钢制定厚辊可以避免砂过头现象。如图5所示。高质量砂光机的每一个辊子都作了动平衡，因此能够保持在高速运转时平稳状态。当使用不同粗细砂粒砂带时，砂带的厚度也是不同的，为了得到正确的最后零件厚度，高级砂光机有一个整体砂带补偿装置。定厚砂光单元的调整是通过数字控制装置来调整的，因此比较精确。带有分段加压装置的横砂和纵砂组成的砂光机可以达到精细砂光木材表面的水平。砂光单元组合现代砂光机有接触辊、纵砂单元、横砂单元、刷辊等基本单元组成。这些基本单元的不同组合，所适应零件材质、类型及砂光质量都不相同，因此本文举例说明部分砂光单元组合特点，具体如下表格所示。序号名称图例应用及特点1接触辊/刷辊单元定厚砂光；镶花木地板、实木和素板砂光；2接触辊/纵砂单元/刷辊定厚砂光；镶花木地板、实木和素板砂光；3接触辊/接触辊/纵砂/刷辊大切削量，快速进给的定厚砂光；镶花木地板、实木和素板砂光；4接触辊/横砂单元/纵砂单元/刷辊砂光中心、定厚砂光、横砂（切断年轮早晚材和交叉纹理）、细砂、底漆砂光（纵砂带要经常更换）；使用横砂单元和纵砂单元可以用于薄木砂光，但进料速度要慢。5接触辊/横砂单元/纵砂单元/纵砂单元/刷辊流水线上的定厚砂光和末道漆细砂；单独砂光机可以高速进料；砂光表面质量高；实木、薄木、底漆砂光； 6底部：接触辊/纵向砂光单元顶部：接触辊/横砂单元/纵砂单元/纵砂单元/刷辊砂光线上双面砂光；从底部定厚砂和细砂；为得到高精度表面，从顶部定厚砂、横砂和细砂；采用横砂单元/纵砂单元/纵砂单元/刷辊组合，适合于薄木砂光，可以采用中等进料速度； 图形操作系统现代砂光机的操作清晰简单。一个开始按钮就可以自动开始或停止，一个紧急按钮可停止机械的所有操作。图形操作终端适用于所有用户有权使用的参数调整，这些参数完全反映在屏幕上，包括砂光机出控制错误的信息，且调整后的参数可以作为一个程序存在存储器中，以便再调用。砂光带清洁系统砂光带清洁系统在保证砂光质量和砂光效率上占有相当重要的位置，因为砂带上的砂粒之间的间隙容易被木材纤维或木粉填满。如果填满，则砂带的砂削能力就会大大地下降，且会发热，砂光的质量和效率也会大大地降低，同时减少砂带的使用寿命。先进砂光机采用鼓风法和吸尘法联合作用在砂辊转回处，因为此处砂粒的间隙处于张开最佳状态。家具零件的漆膜越薄，清洁系统就显得越重要。（2） 专业型砂光机以带式型面砂光机、带式曲形零件砂光机为主。对于砂光机走专业化道路也是生产的需要，只有采用专业砂光机才能保证砂光质量和生产效率。型面砂光机如图6所示。图 6 型面砂光机型面砂光机砂光有多个小的砂带从多个角度和侧面来砂光零件的侧边和平面部分。砂光压块（sanding block）具有与侧边型面反轮廓的形状，每一个侧边形状对应一个砂光压块。如图7所示。（3） 手工砂光以海绵砂光机、振荡砂光机、八角砂光机和刷式砂光机为主。手工砂光主要针对于形状或装饰比较复杂的零件进行砂光。手工砂光是对不能采用自动砂光机的一个补充，是不可缺少部分。图 7 型面砂光装置刷式砂光机是由灵活的氧化铝砂光布组成。适合于柜门、车削零件、雕刻零件等零件轮廓砂光，也包括曲线锯产品的砂光。如图8所示。三、现代砂光技术的典型砂光工艺由于现代家具用材、零件形状的复杂性及砂光质量的要求，所以砂光工艺又分为多种类型。（1）家具零件典型砂光工艺分类1. 平面通用型砂光工艺；2. 型面专业型砂光工艺；3. 手工砂光工艺；4. 平面通用型砂光+手工砂光工艺5. 平面定厚型砂光工艺；6. 工序联合型砂光工艺；平面通用型砂光工艺：主要对象是平面型零件，如方材表面砂光、刨花板、MDF、细木工板、集成材的素板砂光及其贴面后砂光，此时无论是方形零件、还椭圆形或其它形状零件都可以进行平面砂光。如果零件表面平整度高，砂光设备精度高，则可以砂光漆膜。通过宽带砂光机砂光可以一次完成砂光任务，生产效率比较高；典型设备为宽带砂光机。型面专业型砂光工艺：主要对象是型面型零件，如车削零件、装饰条（如通过四面刨、压刨、下轴铣床加工的线条或通过线条机加工的线条）、弯曲型零件（如实木弯曲型零件、图 8 刷式砂光机锯弯型零件）、圆柱型零件（如车削或铣削加工的零件）等。一般采用专业机械，如车枳零件砂光机、弯曲零件砂光机、线条砂光机、圆柱型零件表面砂光机等。所用砂具为砂带或砂型，如果采用砂带砂光型面多数需要仿型的压块。手工砂光工艺：从理论分析可知，该种方法适合于任何零件的砂光，但是考虑到生产效率及砂光质量，此种方法常用于形状复杂、体积比较大或不适合机械进给的零件砂光，如海绵砂光机、振荡砂光机、八角砂光机和刷式砂光机，其中八角砂光机和刷式砂光机更适合花纹雕刻零件等的砂光。对于有一定厚度偏差贴木皮的板材往往一次宽带砂光机砂光不能完全满足生产的要求，因此也可以采用手压砂光机进行补充砂光。平面定厚型砂光工艺：主要适用于实木零件和素板的砂光，其目的是为了减少厚度公差，保证后续工序的加工质量，如保证贴面的平整度、油漆的平整度等。工序联合型砂光工艺：对于仿型铣所加工的零件多数形状比较复杂，一般没有相应的砂光机械进行砂光，常采用手工砂光，因此容易造成零件变形。先进的仿型铣采用铣刀与砂带同步运动的形式来完成零件的铣削和砂光，此设备加工的零件表面光滑、形状符合设计要求。（2）一般家具零件砂光工艺过程：实木零件：备料毛料加工胶合或弯曲净料加工或部件装配或涂饰平面砂光或型面专业型砂光侧面砂光或细部砂光细砂。板式零件：人造板素板备料或实木条封边平面定厚砂光贴木皮平面砂光平面补充砂光侧边铣削侧面砂光或型面专业型砂光。四、现代砂光技术的特点1. 专业化分工明确，如油漆砂光机、薄木砂光机、实木砂光机、平面砂光机、型面砂光机等；2. 计算机控制程度越来越高，如横切传感器测量零件的尺寸、形状和零件的厚度，并且控制分段压辊，时时地调整零件通过时想要得到的精确压力。3. 自动化程度高。全世界独有的CSD压力传送系统，可以实现无级调节每一个砂光垫的