产品设计材料与工艺 木材.ppt

产品造型材料与工艺 第六章木材及其加工技术 第六章木材及其加工技术 6 1常用木材及其性能6 2木材制品的成型技术6 3木材制品的表面装饰工艺6 4木制品在设计上的注意点 6 1常用木材及其性能 1 木材的特性 分类与结构 2 木材的缺陷 3 常用木材及其选用 1 木材的特性 分类与结构 木材是一种优良的造型材料 取材方便 分布广 它有哪些特性 1质轻而坚韧 富有弹性由疏松多孔的纤维素和木质素构成 密度在0 3 0 8之间 小于金属 玻璃等 在纵向 生长方向 的强度大 抗压 抗弯强度差2色泽悦目 纹理美观具有天然悦目的色泽和花纹纹理 3具有平衡和调节空气湿气的功能由管状细胞组成 当空气中的蒸汽压力大于木材表面水分的蒸汽压时 木材向内吸收水分 反之其水分向外蒸发 纤维结构和细胞内留有空气 受温度变化不明显 热膨胀系数低 受热时不软化4具有可塑性蒸煮后可切片 热压下可弯曲成型 1 木材的特性 分类与结构 5易于加工成型和涂饰易锯 易刨 易切 易组合加工 木材的管状细胞易吸湿受潮 对涂料的附着力强6具有良好的绝缘性能热导率 电导率小 随含水率增大 绝缘性降低7易变形 易燃干缩湿胀 形状和强度发生变化 着火点低 8各向异性 1 木材的特性 分类与结构 木材的分类按树木成长状况分类外长树 内长树 如热带树 按材质分类软木材和硬木材 软硬程度可分六级 按树叶外观形状分类针叶 阔叶 1 木材的特性 分类与结构 针叶树 软材 树干高大 且直 纹理平顺 材质均匀 易加工 阔叶树 硬材 树干部分一般较短 多分枝 纹理多变化 材质较硬 较难加工 常见树种 针叶树红松 马尾松 杉木 红豆杉 白松 云杉 鱼鳞松 银杏 臭冷杉 铁杉 云南松等 主要产地在东北 长江流域及云南 贵州 四川等 阔叶树东北榆 水曲柳 柞树 橡树 白桦 紫锻 麻栎 楠木 榉木 樟木等 主要产地在东北 内蒙 华南等 主要应用 针叶材横向强度高 弹性好 不易变形 主要做结构材料 阔叶材致密 硬度高 花纹好看 但易变形 主要做需要耐磨或要求有美观花纹的小物件或做装饰面板 1 木材的特性 分类与结构 木材的构造树干 树皮 木质部 髓心三部分 木材的切面横切面径切面弦切面 1 木材的特性 分类与结构 根据产品造型的需要 合理利用木材的切面1横切面硬度大 耐磨损 但易折断 难刨削2径切面通过髓心 与年轮垂直 径切面板材收缩小 不易翘曲 木材挺直 牢度较好3弦切面形成山峰状或V字形美丽纹理 但易翘曲变形 2 木材的缺陷 木材的缺陷有哪些 1 节子2 变色3 腐朽4 虫害5 裂纹6 夹皮7 弯曲8 斜纹和纯棱 3 常用木材及其选用1 原木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 分为直接使用的原木和加工使用的原木两种 直接使用的原木一般用作桩木 坑木以及建筑工程所用的原木 通常要求具有一定的长度 较高的强度 加工使用的原木是作为原材料加工用的 是将原木按一定规格尺寸锯切后的木材 又称为锯材 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 板材 横断面宽度为厚度的3倍及3倍以上者方材 横断面宽度不足厚度的3倍者薄木 厚度小于1mm的薄木片 厚度在0 05至0 2mm的称为微薄木 针叶树 软木 树干高大 且直 纹理平顺 材质均匀 易加工 阔叶树 硬木 树干部分一般较短 多分枝 纹理多变化 材质较硬 较难加工 常见树种 针叶树红松 马尾松 杉木 红豆杉 白松 云杉 鱼鳞松 银杏 臭冷杉 铁杉 云南松等 主要产地在东北 长江流域及云南 贵州 四川等 阔叶树东北榆 水曲柳 柞树 橡树 白桦 紫锻 麻栎 楠木 榉木 樟木等 主要产地在东北 内蒙 华南等 特性和应用 针叶材横向强度高 弹性好 不易变形 主要做结构材料 阔叶材致密 硬度高 花纹好看 但易变形 主要做需要耐磨或要求有美观花纹的小物件或做装饰面板 实木的分类 按特性分 阔叶树 硬木 由于硬木的密度非常紧密 它的硬度 长度以及优异的装饰功能是其它木材所不能替代的 胡桃木胡桃属木材中较优质的一种 主要产自北美和欧洲 国产的胡桃木 颜色较浅 黑胡桃呈浅黑褐色带紫色 弦切面为美丽的大抛物线花纹 大山纹 阔叶树 硬木 胡桃木胡桃木是密度中等的结实的硬木 抗弯曲及抗压度中等 韧性差 有良好的热压成型能力 易于用手工和机械工具加工 适于敲钉 螺钻和胶合 可以持久保留油漆和染色 可打磨成特殊的最终效果 阔叶树 硬木 来自意大利的设计 用美国胡桃木精湛打造的沙发 将自然风格与实用风格相结合 特别是沙发靠背与托盘的结合 把个性主义发挥到底 胡桃木 阔叶树 硬木 由于胡桃木价格非常昂贵 市场上做家具通常用胡桃木木皮 极少用实木 胡桃木 阔叶树 硬木 核桃木是最优良的家具用材之一 用于高档家具 橱柜 工艺品和雕刻品 制造枪托 枪柄 伞柄和体育用品 胡桃木 阔叶树 硬木 将黑胡桃木用于iPhone4 4S的保护壳 看中的就是它的稳重和高贵 樱桃木樱桃木主要产地在北美 天生含有棕色树心斑点和细小的树胶窝 纹理细腻 清晰 抛光性好 涂装效果好 适合做高档家居用品 阔叶树 硬木 樱桃木木材的弯曲性能十分好 抗弯强度与冲击强度中等 耐冲击强度中等 但硬度较低 握钉力 胶合性和着色性均佳 可以获得很好的表面加工效果 阔叶树 硬木 榉木榉木 也写作 椐木 或 椇木 产于中国南方 北方不知此名 而称此木为南榆 虽不属华贵木材 但在明清传统家具中 尤其在民间 使用极广 这类榉木家具多为明式 造型及制作手法与黄花梨等硬木家具基本相同 具有相当的艺术价值和历史价值 阔叶树 硬木 榉木特点 重 坚固 抗冲击 蒸汽下易于弯曲 可以制作造型 钉子性能好 但是易于开裂 木材质地均匀 色调柔和 流畅 比多数硬木都重 在窑炉干燥和加工时容易出现裂纹 阔叶树 硬木 榉木因为榉木较常见 制造工艺也不复杂 所以价格并不昂贵 作为一款高性价比的家具 榉木家具材质坚硬 木材质地细密 比较重 适合制作大件家具 同时 它在蒸汽下易与弯曲 可以当作曲木家具来使用 榉木家具耐磨损 又有光泽 干燥的时候也不容易变形 难怪成为风靡广大群众的家居市场 阔叶树 硬木 榉木日本设计师深泽直人 naotofukasawa 为maruni公司设计的 广岛椅子 hiroshimachair 系列作品 追求简单而舒适 优质的木材经过精心打磨 配上柔软的坐垫 形成一种温润细腻的感觉 深泽直人曾在一次访谈中谈到 人们所获得的是一种类似于乌冬面般的介于韧性与弹性之间的感受 这句话可以让人更容易了解到这把椅子形式背后的意蕴 阔叶树 硬木 枫木特点 枫木质地坚硬 呈奶白色 年轮不明显 官孔多而小 分布均匀 纹里交错 结构肾细而均匀 质轻而较硬 花纹图案优良 阔叶树 硬木 枫木特点 容易加工 切面欠光滑 干燥时易翘曲 油漆涂装性能好 胶合性强 主要用于板材类贴薄面 阔叶树 硬木 比利时工业设计师康坦德儿童枫木家具设计 水曲柳特点 主要产于东北 华北等地 呈黄白色 边材 或褐色略黄 心材 年轮明显但不均匀 木质结构粗 纹理直 花纹美丽 有光泽 硬度较大 阔叶树 硬木 水曲柳 加工性能 加工性能良好 能用钉 螺丝及胶水良好固定 可经染色及抛光而取得良好表面 适合干燥气候 且老化极轻微 性能变化小 物理性能 极良好的总体强度性能 良好的抗震力和蒸汽弯曲强度 阔叶树 硬木 橡木具有比较鲜明的山形木纹 并且触摸表面有着良好的质感 韧性极好 可根据需要加工成各种弯曲状 颇具美感 质地坚实 制成品结构牢固 使用年限长 在许多古式的门窗花格制作中采用 档次较高 适合制作欧式家具 中式古典家具 显厚实感 有红木家具的端庄沉稳 但价格却比红木家具低 橡木质地细密 管孔内有较多的侵填物 不易吸水 耐腐蚀 强度大 欧美国家用其来储藏红酒 阔叶树 硬木 橡木优等橡木需要从国外进口 优良用材每立方达近万元 这也是橡木家具价格高的重要原因 阔叶树 硬木 柚木柚木是一种落叶或半落叶大乔木 树高达40 50米 胸径2 2 5米 干通直 柚木原产缅甸 泰国 印度和印度尼西亚 老挝等 是东南亚的主要造林树种 也是世界上贵重的用材之一 被誉为 万木之王 在缅甸 印尼被称为 国宝 在欧洲 柚木是身份的象征 皇室更是奢侈地用柚木做家具 阔叶树 硬木 柚木特点 柚木是热带树种 要求较高的温度 垂直分布多见于海拔高700 800米以下的低山丘陵和平原 柚木在日晒雨淋干湿变化较大的情况下不翘不裂 耐水 耐火性强 能抗白蚁和不同海域的海虫蛀食 极耐腐 干燥性能良好 胶粘 油漆 上蜡性能好 因含硅易钝刀 故加工时切削较难 握钉力佳 综合性能良好 故为世界公认的名贵树种 阔叶树 硬木 柚木独特的天然抗风化性和硬度 使它成为一种高级的户外园艺家具 且经常用来装饰昂贵的游艇 阔叶树 硬木 柳树柳树材质轻 易切削 干燥后不变形 无特殊气味 可供建筑 坑木 箱板和火柴梗等用材 许多种柳条可编筐 箱 帽等 阔叶树 硬木 轻木 白塞木 特点 原产南美洲热带地区 材质特轻 木材外表与白松或椴木相似 木材特别轻 木质细白 虫不吃 蚁不蛀 而且生长迅速 树干轻木又高又直 分枝少 叶片大而圆 阔叶树 硬木 轻木 白塞木 产品用途 轻木帆船 飞机模型 木塔 桥梁 轻木冲浪板 消闲商品店 影视道具 仿真雕塑 鸟类咀嚼玩具 船身 原尺寸飞机 护根 陆用交通工具 科学研究 赛车 拼图板 军事模轻木模型型 工程规划 沙盘模型 纪念品 收藏品及其它领域 阔叶树 硬木 轻木 白塞木 白塞木是一种非常昂贵的木材 它通常只被少量地运用 当它被用于汽车制造业中 成为了美国汽车文化一个标志 雪佛莱跑车诞辰五十周年纪念上的Corvette汽车的地板是用白塞木的木芯制成的 这是一种类似于三明治结构的人造板 白塞木内部蜂窝状的构造 不仅有效地降低了汽车震动和噪音 而且还增强了汽车地板的强度 阔叶树 硬木 梨木特点 梨木主要产于欧洲及部分亚洲地区 但是供应量不多 具有均匀细致之木肌 颜色为红棕色 防腐性质不佳 在过去曾与Apple应用于家具制作称之为水果木 fruitwood 木材之应用不十分广泛 除用于家具外尚可用于乐器 工艺品或化妆单板 阔叶树 硬木 阿列希公司的干酪磨碎机 梨木餐具 檀木特点 世界上仅存有沈檀 檀香 绿檀 紫檀 黑檀 红檀等 而且数量极其有限 其质地紧密坚硬 色彩绚丽多变 香气芬芳永恒 且百毒不侵 又能避邪治病 所以人们常常把它作为吉祥物 以保平安吉祥 绿檀因其特性高贵 在我国古代宫廷极为流行 大官贵族都普遍佩戴 阔叶树 硬木 檀木我国自古即认为紫檀是最名贵的木材之一 多用它作为车舆 乐器 高级家具及其它精巧器物的材料 东汉就见记载 到了明代 由于皇家及王公贵族的喜爱 明代紫檀木家具 做工似粗 却雕琢有神 神志轩昂 阔叶树 硬木 阔叶树 硬木 檀木紫檀是名贵家具用材 木色调深沉 显得稳重大方而美观 阔叶树 硬木 白杨木 颜色白 无心材 木材纹理精细均匀 重量轻 质地软 易于机械加工 车削 镗及砂磨性能良好 能很好的吸收油漆和染料获得理想的饰面 但是需要注意表材面粗糙的部位 主要用途 家具 家具部件 室内细木工制品及模制品 玩具 厨具 桑拿浴室板条 门 装饰线条 画框及筷子 针叶树 软木 一般生长在亚热带 温带气候区的海拔400 2000米的山林中 环北纬32到35度范围内 符合该地理 气候条件的山区 大多可以见到软木资源 以色列设计师松木家具设计 松木在家具的文化史册上 松木家具的创始者北欧人的创意功不可没 他们化腐朽为神奇 把原本被过量树脂拥挤的速生树种经脱胎烘干变成优质板材 从而让松木以其朴实无华的质感 栩栩如生的纹理 清纯亮丽的色泽 把家居环境装点得素雅 纯静 融入与自然的和谐与安宁 因而松木家具被联合国人文部定为环保家具 针叶树 软木 松木家具特点 1 色泽天然 保持了松木的天然本色 纹理清楚美观 2 造型朴实大方 线条饱满流畅 尽现良好加质感 3 实用性强 经久耐用 针叶树 软木 松木松木家具无论是传熟 现代 都是追求一种纯真 质朴 简洁 实用的风格 使家具本身坚固 持久 耐用 而现代人选用纯正的松木家具 在缓解现代社会紧张工作的同时 为我们隔开拥挤与烦躁的都市生活 迎合了回归自然 回归真我的心理趋势 针叶树 软木 乔柏特点 北美的乔柏能散发出好闻的味道 且具有最为自然 美丽和能够感知的表面 这样的特性非常适合来用做鞋楦 简洁的外形 稳定 轻巧 且能散发芳香 防臭 2 人造板材 刨花板利用木材加工废料加工成一定规格的碎木 刨花后 在使用胶合剂经热压而成的板材 优点 幅面大 表面平整 隔热 隔音性能好 纵横面强度一致 加工方便 表面还可以进行多种贴面和装饰缺点 重量较大 握钉力较差 2 人造板材 纤维板利用木材加工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优点 纤维板结构均匀 西魏 各向强度一致 耐磨 不易胀缩 开裂和翘曲 2 人造板材 细木工板用短小木条拼接 两面再胶合两层表板 优点 坚固耐用 板面平整 结构稳定 不易变形等空心板 由空心的木框或带某种少量填充物的木框构成 两面再胶压上胶合板或纤维板 可弯曲的胶合板由三层或多层 一般为奇数 且相邻层的单板纹理方向互相垂直排列胶合而成的板状材料 通常的长宽规格是 1220 2440mm 而厚度规格则一般有 3 5 9 12 15 18mm等 主要树种有 山樟 柳按 杨木 桉木等 可弯曲的胶合板为了尽量改善天然木材各向异性的特性 使胶合板特性均匀 形状稳定 一般胶合板在结构上都要遵守两个基本原则 一是对称 二是相邻层单板纤维互相垂直 可弯曲的胶合板 中密度纤维板 MDF 中密度纤维板是以木质纤维或其他植物纤维为原料 经打碎 纤维分离 干燥后施加脲醛树脂或其他适用的胶粘剂 再经热压后制成的一种人造板材 其密度一般在500 880公斤 立方米范围 厚度一般为5 30毫米 中密度纤维板 MDF 特点 内部结构均匀 机械加工性能好 易于雕刻及做成各种型面 形状的部件 中纤板表面平整度较好 所以当表面需要镂铣 成型 而粘贴表面又为较软材料时 如镂花吸塑板 使用中纤板以保证覆膜后表面平整 刨花板 木渣板 由木材或其他木质纤维素材料制成的碎料 施加胶粘剂后在热力和压力作用下胶合成的人造板 主要用于家具和建筑工业及火车 汽车车厢制造 刨花板 木渣板 刨花板结构比较均匀 加工性能好 可以根据需要加工成大幅面的板材 是制作不同规格 样式的家具较好的原材料 制成品刨花板不需要再次干燥 可以直接使用 吸音和隔音性能也很好 但因为边缘粗糙 容易吸湿 所以用刨花板制作的家具封边工艺就显得特别重要 另外由于刨花板容积较大 用它制作的家具 相对于其他板材来说 也比较重 压缩层压木板由经过严格挑选的红毛榉木来生产 先制成薄木板 再通过高温和压力作用 有一种特殊的粘合剂酚醛树脂粘合而成的 特点 绝缘恒温不易变形吸音 隔音具有金属硬度 重量较轻防水防腐蚀耐磨 单板又称为木皮 面板 面皮 是由旋切或锯制方法生产的木质薄片状材料 其厚度通常为0 4 10mm之间 主要用作生产胶合板和其他胶合层积材 一般优质单板用于胶合板 细木工板 模板 贴面板等人造板的面板 等级较低的单板用作背板和芯板 单板现代家具一般是实木贴皮家具 主体结构是实木 其它的部分是板材 实木的部分使用在接触地面和承受整件家具力量的部分 这让家具的更加坚固 使家具的一般都还配有手工雕刻和变化的造型 板材部分一般用在面板 侧板 隔板 背板部分 都是用在大面积的部分 这样使家具不易变形 扭曲 在板材的表面都贴有实木拼花 千变万化的拼花图案 使家具富有美感 竹常绿多年生植物 一般的竹子在春 冬 夏生笋 且有年份之分 茎有很多节 中间是空的 质地坚硬 种类很多 是种坚强的植物 有君子之称 一生中仅开一次花 竹竹子四季长青 是十分环保的可再生资源 用途广泛 可做家具 造纸 工艺品 乐器 作为建材建造棚架 地板等 作日用品如扫帚 凉席 竹家具类型我国古代家具主要有席 床 屏风 镜台 桌 椅 柜等 席子 是最古老 最原始的家具 最早由树叶编织而成 后来大都由芦苇 竹篾编成 现代竹制产品 热塑性木塑复合材料 WPC 采用木纤维或植物纤维填充 增强 经热压复合 熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料 特点 既能发挥材料中各组分的优点 克服因木材强度低 变异性大及有机材料弹性模量低等造成的使用局限性 又能充分利用废弃的木材和塑料 减少环境污染 2 人造板材利用原木 刨花 木屑 废材及其他植物纤维为原料 加入胶粘剂和其他添加剂而制成的板材 人造板材幅面大 质地均匀 表面平整光滑 变形小 美观耐用 易于加工 人造板材种类很多 常见的有胶合板 刨花板 纤维板 细木工板及各种轻质板等 广泛用家具 建筑 车船等方面 2 人造板材 胶合板用三层或奇数多层刨制或旋切的单板 涂胶后经热压而成的人造板材 各单板之间的纤维方向相互垂直 或成一定角度 对称 克服了木材的各向异性缺陷 优点 幅面大而平整美观 不易干裂 纵裂或翘曲 具有一定的隔火性 防蛀性和良好的隔音性 胶合板 3 新颖木材近年来 国内外研制出许多新颖奇特的木材 1 有色木材日本研制出一种有色木材 先将红色和青色的盐基染料装进软管直接注入杉木树干靠近根墓的地方 4个月后即可采伐使用 这神木材从上到下浑然一色 而且永不褪色 加工成家具后 表面不需要再涂饰美化 2 特硬木材加拿大最近推出比钢铁还要硬的覆盖木材 这种木材是把木材纤维经特殊处理 使纤维互相交结 再把合成树脂覆盖在木材表面 经微波处理而成 这神新型木材不弯曲 不开裂 不缩胀 可用作屋顶栋梁 门 窗 车厢板等 3 陶瓷木材日本制成一种陶瓷人造木材 以经高温高压加工而成的高纯度二氧化硅和石灰石为主要原料 加入塑料和玻璃纤维等制成的 这神木材具有不易燃烧 不变形 不易腐烂 重量轻和容易加工等优点 是一种优异的建筑材料 4 铁化木材原苏联利用铁化工艺法 将质地松软的木材在真空中用油处理 然后再像烧砖一样配焙烧 木材就变得如金属般硬 同时具有防火抗腐的功能 此技术为充分利用松软木材创造了条件 5 防火木材保加利亚研制成一神奇特的溶液 木材被它浸过后 就不会燃烧了 经过溶液处理的木材 主要用来制造船舶上许多不能用钢铁制作的零部件 为船舶安全带来了可靠保障 6 染色木材美国研究出有趣的浸染技术 在几分钟的时间里 让木材从装有锡水的槽中通过 既能使木材呈现出金黄 咖啡 乌黑等颜色 又可烫出美丽的花纹 不仅色彩自然而且防腐耐用 7 模压木材我国采用模压木制品技术制作木器 其最大特点是不需要上等木材 可使用农场最新采伐的橡胶木 防护林等小径木和枝杈材等低质木材 加上胶合剂和化学添加剂 通过专门的模具 在高温高压下加热成型 运用这种最新技术生产的各种家具 不怕风吹 日晒 雨淋 不开裂 不变形 8 浇铸木材日本研制出一种液体化学木材 它是由木屑 环氧树脂 聚氨脂浇铸成型的 可根据需要固定成型 不需要做精细加工 具有天然木材一样的木纹和光泽 而且成本比天然木材低 9 工艺品用人造木材以往版画和雕刻用基材 都是使用特定的优质木材 不仅来源有限 而且由于木材存在着难以克服的缺点 如材质有方向性 纵向和横向的硬度明显不同 且会因湿度变化而引起翘曲和裂纹 因而影响作品的质量 工艺品用人造木材不存在上述缺点它是将低密度聚乙烯或高密度聚乙烯 填充剂碳酸钙或高岭士以及硬度调整剂滑石粉 按比例混合均匀 然后加入发泡剂 发泡助剂 交联剂及颜料等 搅拌均匀 混炼后注入成型机的金属模中 加压加热后 即得到具有微细气泡的工艺品用人造木材 这种材料可以代替木材用作版画板 室内外装饰和建筑物装饰材料 也可用于雕刻等 10 脱色木材木材种类繁多 木质颜色相差甚大 即使用同一种木材也常有墨水线及斑纹 不利于制作高技术的全浅色或原色木制品 将过氧化氢 氨水和水配成木材脱色剂 用毛刷涂在斑纹或墨水线的木质上 可消除斑纹或墨水线 制成脱色木材 6 2木材制品的成型技术 一 成型加工的基本知识1 木材成型加工的基本操作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 装配和成型后的表面修饰等 主要工艺 1 木材的锯割 2 木材的刨削 3 木材的凿削 4 木材的铣削 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 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 如图所示 其中纵向锯用于顺着木纹作纵向直线切削 横向锯用于作垂直木纹方向的直线切削 曲线锯用于锯割内外曲线或圆弧 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 头刀锯锯齿较粗 只能沿横向锯割木料 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 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 木工锯割机床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 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 一般按其用途和构造可分为平刨 槽刨 边刨 铁刨 特形刨 球形刨 轴刨 等 平刨是木工作业中使用最广泛的一种手工刨 按其用途可分为荒刨 长刨 大平刨 拉刨 净刨等 它们的结构基本相同 只是刨床的长度和刨刃对刨底的倾斜角度不同 槽刨 边刨 铁刨以及特形刨 用于在木材表面开槽 裁口或作特殊表面加工的场合 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 木工刨削机床压刨床也是利用刀具轴的高速旋转 使刨刀获得很高的切削速度 刨削时借压辊的转动 对工件产生滚压进给运动 达到自动进料 实现工件的刨削加工 压刨床的主要用途是将平刨床刨好基准面的工件 再刨成所需厚度 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 矩形或圆形榫孔 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 如图所示是用得最普遍的立式榫孔机 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 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 2 木制品的结构木制品构件间的结合方式称为木制品的结构 传统的木制品其最基本的结构形式是框架榫孔结构 近年来 由于材料 设备和工艺技术的改革和创新 出现了板式结构 曲木式结构和折叠结构等 1 框架式结构这是实木木制品最基本和最常见的结构形式 它以较细的纵横撑挡为骨架 以较薄的装板铺大面 以榫头和榫孔来联结 这种结构既经济又结实 轻巧 制品尺寸和形状的稳定性也较好 但框架式结构对木材质量和结合技术要求较高 不易实现较高程度的机械化和自动生产 2 框架结构常用的结合形式框架结构采用不同的结合方式对制品的美观和强度 加工过程和成本等 均有很大的影响 榫结合这是由榫头插入榫孔构成的结合 根据结合部位的尺寸 位置 构件在结构中的作用等的不同 榫头有各种形式 各种榫又视制品结构的需要 有明榫和暗榫之分 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 产品不受手工工艺的局限 木材具有良好的胶合性能 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 3 板材拼接常用的结合形式木制品上较宽幅度的板材 一般都是采用实木板拼接成人造板 采用实木板拼接时 为减小拼接后的翘曲变形 应尽可能选用材质相近的板料 用胶粘剂或既用胶粘剂又用榫 槽 钉等结构 拼接成具有一定强度的较宽幅面板材 二 木制品的加工工艺过程以最简单的框架式木制品为例 简要介绍木制品成型加工的工艺过程 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 1 配料加工配料加工主要指从原料板材 经锯割加工 制成所需要的毛料的过程 2 基准面的加工为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 4 榫头和榫孔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 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 3 装配 1 榫结合2 胶结合3 镙钉与圆钉结合4 板材拼接形式 1木制品的表面涂饰 1 表面涂饰目的木制品表面涂饰的目的主要是装饰作用和保护作用 见表 6 3木材制品的表面装饰工艺 8 2 2木制品的表面装饰技术 2 涂饰前的表面处理由于木材表面不可避免地存在各种缺陷 如表面的干燥度 纹孔 毛刺 虫眼 节疤 色斑 松蜡及其分泌物松节油等 不预先进行表面处理 将会严重影响涂饰质量 降低装饰效果 2 涂饰前的表面处理 干燥 木材具有多孔性 易吸水和排水 并有干缩湿胀的特点 容易造成涂层起泡 开裂和回粘等现象 因此新木材需要干燥到含水率在8 12 时才能进行涂饰 木材的干燥方法有自然晾干和低温烘干两种 去毛刺 木制品表面虽经刨光或磨光 但总有一些没有完全脱离的木制纤维残留表面 影响表面着色的均匀性 因此涂层被覆前一定要去除毛刺 去除毛刺的方法有 水胀法 虫胶法和火燎法 2 涂饰前的表面处理 脱色 不少木材含有天然色素 有时需要保留 可起到天然装饰作用 但有时因色调不均匀 带有色斑 或者木制品要涂成浅淡的颜色 或者涂成与原来材料颜色无关的任意色彩时 就需要对木制品表面进行脱色处理 脱色的方法很多 用漂白剂对木材漂白较为经济并见效快 一般情况下 常在颜色较深的局部表面进行漂白处理 使涂层被覆前木材表面颜色取得一致 常用的漂白剂有 双氧水 次氯酸钠和过氧化钠等 2 涂饰前的表面处理 消除木材内含杂物 大多数针叶树木材中含有松脂 松脂及其分泌物会影响涂层的附着力和颜色的均匀性 在气温较高的情况下 松脂会从木材中溢出 造成涂层发粘 木材内含的单宁与着色的染料反应 使涂层颜色深浅不一 因此在木材涂覆的前处理中 应将木材内含杂物除去 3 底层涂饰底层涂饰的目的是改善木制品表面的平整度 提高透明涂饰及模拟木纹和色彩的显示程度 获得纹理优美 颜色均匀的木质表面 底层涂饰是多道工序的总称 各工序的名称见下表 4 面层涂饰底层完成后便可进行面层的涂饰 用于木材制品表面涂饰的涂料一般可分为透明涂饰和不透明涂饰两大类 透明涂饰主要用于木纹漂亮 底材平整的木制品 部分透明涂饰用的面漆和部分不透明涂饰用的面漆见表8 3和表8 4 2 木制品的表面覆贴 表面覆贴是将面饰材料通过粘合剂粘贴在木制品表面而成一体的一种装饰方法 表面覆贴工艺中的后成型加工技术是近年来开发的板材边部处理的新技术 其工艺方法是 以木制人造板 刨花板 中密度纤维 厚胶合板等 为基材 将基材按设计要求加工成所需的形状 覆贴底面的平衡板 然后用一整张装饰贴面材料对板面和端面进行覆贴封边 2 木制品的表面覆贴 常用的面饰材料有 聚氯乙烯膜 PVC膜 人造革 DAP装饰纸 AIKOY纤维膜 三聚氰胺板 木纹纸 薄木等 PVC 聚氯乙烯膜 的覆贴流水线覆贴工艺流程 基材 除尘 涂胶 干燥 PVC覆贴辊压 裁膜 堆放冷压半机械化覆贴手工覆贴 薄木的覆贴机械热压覆贴工艺与覆贴PVC膜相同冷压一般用白乳胶 骨胶 尿醛胶或两液胶手工覆贴多采用动物胶 6 4木制品在设计上应注意哪些 木材的纹理结构 径切花纹为条状 弦切产生弧状波形花纹 横切产生圆圈波形花纹 旋切产生连续花纹 刨切产生平直花纹等 应根据造型合理选用 如 家具面板用条文好看的阔叶材 承重板用松木等针叶材 径向受力的木制件应尽量选用松木等力学性能好的针叶材楞边应圆角处理 木材质粗 家具造型应通过若干单一几何形状的木制品组合实现 受天然形状限制 雕刻工艺品根据要求效果选用硬材 花纹好看 质硬坚固 表面光洁 质感好 家具的立柱和横档为主要受力点 应用榫接 榫舌采用纵向木纹 榫孔应与纵向木纹垂直 粘接 实木面板的拼接应选用材质 尺寸 花纹相近 纹理方向相同的 可查工业设计手册除人造板外 实木制品尺寸不易太大 涉及天然材限制 制造困难 变形 花纹 色差等限制 压制木质家具 胶合板 胶合板 刨花板 原木 细木工板 IVAR伊娃椅子 产品介绍 主要材料 实心松木制造商 ikea 材料特点 木质材料相对疏松多孔 密度小于涂饰玻璃与金属 质轻强韧 富有弹性 纵向生长方向强度大 抗压抗弯曲强度差 具有吸湿性 有透气功能不易出现结露现象 受温度变化不明显 热膨胀系数极低 容易进行加工与涂饰 有良好的电绝缘性能 具有天然形成的自然色泽与丰富的纹样 选材原因 1 色泽天然 保持了松木的天然本色 纹理清楚美观 2 造型朴实大方 线条饱满流畅 尽现良好加质感 3 实用性强 经久耐用4 弹性和透气性强 导热性能好且保养简单松木家具的选材 设计及制造松木属针叶林种 松木的生长周期长 年轮细密 木材的质地柔韧 树木的含油量低 而且本身的阴阳色分布均匀 5 取材便捷 造价低廉 材料成本低 加工工艺 包括木材蒸煮灭菌处理 然后干燥约8 12 含水率的水释放后使用 加工 木制品胚胎形成