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摘 要:在当前的木材加工生产工作中,主要是以机械化的加工为主,这种加工方式最大限度的提高了工作效率,实现了由传统加工方式向现代化加工方式的转变。但是在实际加工的过程中,机械化加工生产并不是完全没有缺陷的,例如在木材表面产生切痕以及浮纹的现象就是十分常见的。本文重点对与此类似的问题进行了探讨,重点论述了在木材机械化加工过程中产生上述现象的原因,并且提出了有效的预防对策,希望在今后的工作中能够得到避免,为木材机械化加工水平的提升作出保障。
关键词:木材;机械加工;影响要素
在对木材进行加工的过程中,当前普遍采用了机械化的形式,这种加工方法主要是将工件按照相同的尺寸大小加工成为不同的几何形状,采用机械化的加工方式可以进一步提升工作效率,提高产量。但是需要注意的是,在进行机械化加工的过程中,会因为以下三个方面的原因而产生问题。一是由于木材性质的不同具有无规则性,二是根据机床以及切削工具的实际状况而产生的问题,三是人为因素的影响,对机械的操作不当而产生的问题。本文通过对上述三点原因进行描述,希望在今后的工作中可以得到有效的预防。
1、加工机械刀具的运转速度
在对木材进行机械化加工的过程中,木工机械是主要的机械加工工具。在每一个加工的环节中,都需要运用到木工机械,因此在加工过程中对于木材的加工质量具有重要的影响。一般情况下,木材自身的天然纤维成分较多,并且分布广泛,同时还具有导热性较差的特点,所以在实际切割的工作中,主要采用了高速切削的手段来保证木材表面的质量。木工机械每分钟的转速可以达到2500r,较快时还能达到4000r,甚至上万转的情况也经常出现,因此在实际加工过程中一定要注意转速的问题。
2、木材机械加工时应注意的问题
首先,在进行木材加工的过程中应该注意由于不同的木材构造,所以需要考虑到力学性能的不同,当对木材进行顺纹切割时,相对于横纹切割而言,需要承受的抗拉强度要高出40倍。而横纹的抗拉强度又要远超过弦向的抗拉强度。抗弯强度、抗拉强度以及抗压强度是木材加工时需要注意的重点因素,此外,木材的抗剪能力相对较弱。
其次,在木材进行切削的过程中,需要注意切割的方向。这与木材的纤维以及切割刀具的刃口方向具有密切的联系,因此要保证木材切割方向的准确性,就要加强对这几方面的考虑。在一般切割的过程中,主要是从三个方向进行的,即横向、纵向以及端向,切割的方式为过渡性,根据切割方向的不同,所产生的效果也不尽相同。例如在进行端向切割的过程中,切削力是最大的,所产生的切屑主要形状为瓣状,并且木材容易在切削区产生变形,刀面磨损的状况明显,并且不能对切削表面的质量予以保证。
第三,除了使用原木,在进行木材机械加工时,还应该对木材的含水率进行考虑。为了预防木材加工过程中产生变形以及裂缝,就要事先在加工前将板方材进行干燥处理,降低木材中的含水率,以确保木工机械的正常使用。通过对木材切削性质的研究发现,木材含水率的高低与纤维饱和点具有一定的联系,当处在饱和点以上时,需要注意的问题是变形,当在饱和点以下时,则要想办法降低含水率,这样才方便切割。
最后,节子也会在一定程度上影响着木材加工的质量。节子对木材质量的影响主要取决于节子类型、尺寸、密集程度、分布位置和木材的用途,一般活节影响最小,死节次之,漏节影响最大。因木节尺寸和位置不同、受力性质(拉或压)不同,有节木材的强度比无节木材可降低30%~60%。在荷载长期作用下木材的长期强度几乎只有瞬时强度的一半。节子破坏了木材结构的均匀性及完整性,使木材纹理紊乱,活节与死的健全节给加工造成困难,使木材某些强度如顺纹抗拉、抗弯强度降低,增大刀具的切削阻力,不利于木材的有效利用。
3、木材机械加工产生的表面缺陷
任何一种木材缺陷对木材产品等级都有一定的影响,但合理利用则可大大降低木材缺陷带来的负面影响。在标准表面情况下,用减小切削深度和增加每英寸切痕数量来改善。每英寸切痕数量取决于刀头速度+刀头实际切削的刀片数量和进料速度。刨切术材时,希望的最小值为每英寸八道痕进。通常,每英寸切痕越多,表面质量越好。刀具在万头上的正确安装及在机床上的精确调整,能使每一刀片都消除其切痕,只是机床振动不能过分。如机床刚性好且轴承处于良好的工作状态,那么不规则切痕最大的可能原因是刀头失击动平衡。
浮纹浮纹是一种不平整的表面,在这种表面上,较硬的心材朝上隆起,但又不与较软的边分离。钝刀具,或者不适当的切削角度都能引起心材对边材的压迫,都可能影响浮纹的数量。例如,刀具太钝或调整过于迟缓时,要求进料辊的压力较高以实现进料,这就可能引起浮纹。含水率改变也会对浮纹产生影响。在具有边缘纹理的工件中,边材与心材之间切向收缩的差异,会产生波浪形表面。如果形成一种边缘纹理的工件而其含水率又相当高,那么干燥时心材区会收缩到边材区平面以下,呈现出搓衣板状的表面。加工具有邊缘纹理的干燥工件,情况正好相反。后者允许吸湿。适当磨锐刀片并保持锋利,调整进给机构的压力,及适当调整工件的含水率都能减少浮纹的数量。
削痕削痕是指机械加工过程中,在切削线以下扯出或削出屑片而产生的表面沟痕。削痕可由各种因素综合引起。如工件含水率高、钝刀、不恰当的前角及木材纹理方向不规则等。削痕情况下,松动屑片同削痕一样不能迅速破坏。补偿办法是保持刀片良好的工作状态。将纹理倾斜的工件作倒转方向进料,通过机器成为顺纹切削。能够减少削痕。如纹理方向是变化的,某些逆纹切削不可避免,这就必须采取其它措施,包括保持木屑最小厚度和减小前角。在每一把刀片刃部的前面加设一很宽的斜面能减小前角。其它效果明显的措施是将木材干燥到较低的含水率和操持刀具锋利。
毛绒状沟纹小纤维束或大量单独的纤维这些伸出物构成皱巴巴的沟纹,并使工件表面呈现毛绒绒的外观,突出的纤维还使工件的表面精加工难以达到光洁。造成纤维变绒状的原因是含水率增高。毛状或绒状沟纹的起因是机械加工高含水率的材料,特别是在这种情况下用小前角。适当降低工件的含水率及适当调整前角都能减少毛绒状沟纹的数量。减少或消除木材缺陷的主要方法可概括为:①确保刀具维持锋利②保持刀头的动平衡。③根据被加工术材的性质,恰当地调整机床和进料速率。
4、结语
综上所述,随着现代化社会的发展,生产加工行业都在朝着机械化的方向迈进,尤其是在木材的机械化加工方面具有十分显著的变化,本文重点探讨了木材机械化加工过程中产生的问题,希望通过本文的论述可以得到有效的解决,并且为今后的木材加工带来更多的经济效益与社会影响力。
参考文献:
[1]第19届国际木材机械加工研讨会在南京林业大学隆重召开[J].南京林业大学学报(自然科学版).2009(06)
[2]谢雪霞,张训亚,焦立超,姜笑梅,殷亚方.中美木材机械加工性能评价标准的比较[J].木材工业.2013(02)
[3]袁全平,苏初旺,熊经波.人工林木材机械加工性能的研究进展[J].木材加工机械.2011(03)
关键词:木材;机械加工;影响要素
在对木材进行加工的过程中,当前普遍采用了机械化的形式,这种加工方法主要是将工件按照相同的尺寸大小加工成为不同的几何形状,采用机械化的加工方式可以进一步提升工作效率,提高产量。但是需要注意的是,在进行机械化加工的过程中,会因为以下三个方面的原因而产生问题。一是由于木材性质的不同具有无规则性,二是根据机床以及切削工具的实际状况而产生的问题,三是人为因素的影响,对机械的操作不当而产生的问题。本文通过对上述三点原因进行描述,希望在今后的工作中可以得到有效的预防。
1、加工机械刀具的运转速度
在对木材进行机械化加工的过程中,木工机械是主要的机械加工工具。在每一个加工的环节中,都需要运用到木工机械,因此在加工过程中对于木材的加工质量具有重要的影响。一般情况下,木材自身的天然纤维成分较多,并且分布广泛,同时还具有导热性较差的特点,所以在实际切割的工作中,主要采用了高速切削的手段来保证木材表面的质量。木工机械每分钟的转速可以达到2500r,较快时还能达到4000r,甚至上万转的情况也经常出现,因此在实际加工过程中一定要注意转速的问题。
2、木材机械加工时应注意的问题
首先,在进行木材加工的过程中应该注意由于不同的木材构造,所以需要考虑到力学性能的不同,当对木材进行顺纹切割时,相对于横纹切割而言,需要承受的抗拉强度要高出40倍。而横纹的抗拉强度又要远超过弦向的抗拉强度。抗弯强度、抗拉强度以及抗压强度是木材加工时需要注意的重点因素,此外,木材的抗剪能力相对较弱。
其次,在木材进行切削的过程中,需要注意切割的方向。这与木材的纤维以及切割刀具的刃口方向具有密切的联系,因此要保证木材切割方向的准确性,就要加强对这几方面的考虑。在一般切割的过程中,主要是从三个方向进行的,即横向、纵向以及端向,切割的方式为过渡性,根据切割方向的不同,所产生的效果也不尽相同。例如在进行端向切割的过程中,切削力是最大的,所产生的切屑主要形状为瓣状,并且木材容易在切削区产生变形,刀面磨损的状况明显,并且不能对切削表面的质量予以保证。
第三,除了使用原木,在进行木材机械加工时,还应该对木材的含水率进行考虑。为了预防木材加工过程中产生变形以及裂缝,就要事先在加工前将板方材进行干燥处理,降低木材中的含水率,以确保木工机械的正常使用。通过对木材切削性质的研究发现,木材含水率的高低与纤维饱和点具有一定的联系,当处在饱和点以上时,需要注意的问题是变形,当在饱和点以下时,则要想办法降低含水率,这样才方便切割。
最后,节子也会在一定程度上影响着木材加工的质量。节子对木材质量的影响主要取决于节子类型、尺寸、密集程度、分布位置和木材的用途,一般活节影响最小,死节次之,漏节影响最大。因木节尺寸和位置不同、受力性质(拉或压)不同,有节木材的强度比无节木材可降低30%~60%。在荷载长期作用下木材的长期强度几乎只有瞬时强度的一半。节子破坏了木材结构的均匀性及完整性,使木材纹理紊乱,活节与死的健全节给加工造成困难,使木材某些强度如顺纹抗拉、抗弯强度降低,增大刀具的切削阻力,不利于木材的有效利用。
3、木材机械加工产生的表面缺陷
任何一种木材缺陷对木材产品等级都有一定的影响,但合理利用则可大大降低木材缺陷带来的负面影响。在标准表面情况下,用减小切削深度和增加每英寸切痕数量来改善。每英寸切痕数量取决于刀头速度+刀头实际切削的刀片数量和进料速度。刨切术材时,希望的最小值为每英寸八道痕进。通常,每英寸切痕越多,表面质量越好。刀具在万头上的正确安装及在机床上的精确调整,能使每一刀片都消除其切痕,只是机床振动不能过分。如机床刚性好且轴承处于良好的工作状态,那么不规则切痕最大的可能原因是刀头失击动平衡。
浮纹浮纹是一种不平整的表面,在这种表面上,较硬的心材朝上隆起,但又不与较软的边分离。钝刀具,或者不适当的切削角度都能引起心材对边材的压迫,都可能影响浮纹的数量。例如,刀具太钝或调整过于迟缓时,要求进料辊的压力较高以实现进料,这就可能引起浮纹。含水率改变也会对浮纹产生影响。在具有边缘纹理的工件中,边材与心材之间切向收缩的差异,会产生波浪形表面。如果形成一种边缘纹理的工件而其含水率又相当高,那么干燥时心材区会收缩到边材区平面以下,呈现出搓衣板状的表面。加工具有邊缘纹理的干燥工件,情况正好相反。后者允许吸湿。适当磨锐刀片并保持锋利,调整进给机构的压力,及适当调整工件的含水率都能减少浮纹的数量。
削痕削痕是指机械加工过程中,在切削线以下扯出或削出屑片而产生的表面沟痕。削痕可由各种因素综合引起。如工件含水率高、钝刀、不恰当的前角及木材纹理方向不规则等。削痕情况下,松动屑片同削痕一样不能迅速破坏。补偿办法是保持刀片良好的工作状态。将纹理倾斜的工件作倒转方向进料,通过机器成为顺纹切削。能够减少削痕。如纹理方向是变化的,某些逆纹切削不可避免,这就必须采取其它措施,包括保持木屑最小厚度和减小前角。在每一把刀片刃部的前面加设一很宽的斜面能减小前角。其它效果明显的措施是将木材干燥到较低的含水率和操持刀具锋利。
毛绒状沟纹小纤维束或大量单独的纤维这些伸出物构成皱巴巴的沟纹,并使工件表面呈现毛绒绒的外观,突出的纤维还使工件的表面精加工难以达到光洁。造成纤维变绒状的原因是含水率增高。毛状或绒状沟纹的起因是机械加工高含水率的材料,特别是在这种情况下用小前角。适当降低工件的含水率及适当调整前角都能减少毛绒状沟纹的数量。减少或消除木材缺陷的主要方法可概括为:①确保刀具维持锋利②保持刀头的动平衡。③根据被加工术材的性质,恰当地调整机床和进料速率。
4、结语
综上所述,随着现代化社会的发展,生产加工行业都在朝着机械化的方向迈进,尤其是在木材的机械化加工方面具有十分显著的变化,本文重点探讨了木材机械化加工过程中产生的问题,希望通过本文的论述可以得到有效的解决,并且为今后的木材加工带来更多的经济效益与社会影响力。
参考文献:
[1]第19届国际木材机械加工研讨会在南京林业大学隆重召开[J].南京林业大学学报(自然科学版).2009(06)
[2]谢雪霞,张训亚,焦立超,姜笑梅,殷亚方.中美木材机械加工性能评价标准的比较[J].木材工业.2013(02)
[3]袁全平,苏初旺,熊经波.人工林木材机械加工性能的研究进展[J].木材加工机械.2011(03)