第九章木材及加工工艺ppt课件.ppt
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1、1,第九章 木材及加工工艺,2,9.1 木材的构造,树木是一个有生命的生活体,它是由树根、树干和树冠(包括树枝和树叶)三部分组成。其中树干是树木的主体部分,占树木总体积的50%-90%。 树干由树皮、木质部和髓心三部分组成。它的的宏观构造,可以从树干的横切面、径切面和弦切面三个不同的切面入手。,3,1、横切面:是指与树干或木纹方向垂直锯割的切面,在这个切面上,木材细胞间的相互联系都清楚的反映出来,它是识别木材最重要的部位。2、径切面:是指顺着树干方向,垂直与年轮的切面。通过髓心割锯的切面,叫标准径切面。在这个切面上,年轮呈条状,相互平行。由径切面而成的板材,收缩小、不易翘曲,适用于地板、木尺和
2、乐器用的共鸣板等。3、弦切面:顺着树干方向、与年轮相切的切面。它是其中一个年轮的切线,同时又是另一个年轮的弦线。这种方法锯割的板材,年轮在板面上成V字形,花纹美观。一般使用的木材都是弦切面,用于制造家具、桶板和船上的甲板等。,4,9.2 木材的分类,1、按树种分类:可分为针叶树和阔叶树 针叶树树叶细长如针,多为常绿树。材质一般较软,有的含树脂,又称软材,如红松、落叶松、马尾松、杉木、柏木等。主要的应用范围是建筑、桥梁、家具、造船、电杆、枕木、机械模型等。 阔叶树树叶宽大、叶脉呈网状,大都为落叶树,材质较坚硬,故称硬木。如樟木、椴木、山杨、青杨、水曲柳、栎木等。主要用于机械制造、车辆、造船、建筑
3、、桥梁、枕木、家具、胶合板等。,5,2、按用途分类:原条、原木、成材、人造板、改良木。 原条是指已经去皮、根、树梢的木料,但未按一定尺寸加工成规定的材类。主要用于建筑工程的脚手架、建筑用材、家具用材等; 原木是指已经去皮、根、树梢的木料,并按一定尺寸加工成一定直径和长度的材类,原木可分为使用原木、锯材原木、化学加工原木、锯刨加工原木; 成材是指已经加工锯解成材的木料,成材分为锯材和枕木; 人造板是指木材加工过程中产生的大量边皮、碎料、木屑等余料,经过机械和化学加工而制成的各种板材。人造板主要分为胶合板、细木工板、木纤维板、碎木刨花板、木丝板、塑料贴面板等; 改良木是采用物理或化学方法加工处理的
4、木材。它可以分为压缩木、层积木、浸渍木等。,6,9.3 木材的基本性能,木材作为一种天然材料,在自然界中蓄积量大、分布广、取材方便,具有优良的特性。木材是一种优良的造型材料,自古以来,它一直是最广泛最常用的传统材料,其自然、朴素的特性令人产生亲切感,被认为是最富于人性特征的材料。 在新材料层出不穷的今天,在设计应用中仍占有十分重要的地位,这是由木材的基本性能所决定的。 木材的基本性能是具有多孔性、各项异性、湿胀干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质,在具体使用中必须更好地利用这些特性和最大限度的限制其副作用。,7,木材特性优点有: (1)质轻。木材由疏松多孔的纤维素和木质素构成。它的密度因树种不
5、同,一般在0.30.8之间,比金属、玻璃等材料的密度小得多,但它的比强度比钢材大很多,因而质轻坚韧,并富有弹性,在纵向(生长方向)的强度大,是有效的结构材料,但其抗压、抗弯曲强度较差。,8,(2)具有天然的色泽和美丽的花纹。 不同树种的木材或同种木材的不同材区,都具有不同的天然悦目的色泽。如红松的心材呈淡玫瑰色,边材成黄白色;杉木的心材成红褐色,边材呈淡黄色等。 又因年轮和木纹方向的不同而形成各种粗、细、直、曲形状的纹理,经旋切、刨切等多种方法还能截取或胶拼成种类繁多的花纹。,9,(3)具有调湿特性 木材由许多长管状细胞组成,在一定温度和相对湿度下,对空气中的湿气具有吸收和放出的平衡调节作用。
6、 (4)隔声吸音性 木材是一种多孔性材料,具有良好的吸音隔声功能。 (5)具有可塑性 木材薰煮后可以进行切片,在热压作用下可以弯曲成型,木材可以用胶、钉、榫眼等方法比较容易和牢固地接合。 (6)易加工和涂饰 木材易锯、易刨、易切、易打孔、易组合加工成型,且加工比金属方便由于木材的管状细胞吸湿受潮,故对涂料的附着力强,易于着色和涂饰。,10,(7)对热、电具有良好的绝缘性。木材的热导率,电导率小,可做绝缘材料,坦随着含水率增大,其绝缘性能降低。木材特性中也有一定的缺点: (1)易变形、易燃:木材由于干缩湿胀容易引起构件尺寸及形状变异和强度变化,发生开裂扭曲、翅曲等弊病。木材的着火点低,容易燃烧。
7、 (2)各向异性:木材是具有各向异性的材料,即使是同一树种的木材,因产地、生长条件和部位不同,其物理、化学性质差异很大。使之使用和加工受到一定的限制。 (3)容易解离:木材容易解离。但是刨花板和纤维板就是利用木材的这一缺点制作而成的。(4)生物降解性:木材是一种有机物质,在生长和存储的过程中,容易受菌、虫的侵蚀,使木材受到一定的破坏,降低了使用性能。(5)天然缺陷:由于木材是一种天然材料,在生长过程中受自然环境的影响,有许多天然缺陷,如节子、弯曲等。,11,9.4 木材的成型工艺,木材的成型工艺 将木材原材料通过木工手工工具或木工机械设备加工成构件,并将 其组装成制品,再经过表面处理、涂饰,最
8、后形成一件完整木制品的技术过程。9.4.1 木材常用的成型加工工艺 1木材加工的工艺流程 每个构件加工前,都要根据被加工构件的形状、尺寸、所用材料、加工精度、表面粗糙度等方面的技术要求和加工批量大小,合理选择各种加工方法、加工机床、刀具、夹具等,拟定出加工该构件的每道工序和整个工艺过程木制品构件的形状、规格多种多样,其加工工艺过程一般为:,12,(1)配料 配料就是按照图样规定的木制品的尺寸和质量要求,将各种不同树种、不同规格的木材。锯割成符合制品规格的毛料,即基本构件的过程。配料时应根据制品质量的要求,按构件在制品中所处部位的不同,合理确定各构件所用材料的树种、纹理、规格、含水率等技术指标;
9、 (2)构件加工 经过配料后,对毛料进行平面加工、开榫、打孔等,由此加工出所要求的形状、尺寸、结构和表面粗糙度的木制品构件。 A、基准面的加工 为了构件获得正确的形状,尺寸和粗糙度的表面,并保证后续工序定位准确,必须对毛料进行基准面的加工。作为后续工序加工的尺寸基准。 B、相对面的加工 基准面完成后,以基准面为基准加工出其他几个表面。,13,C、划线 划线是保证产品质量的关键工序,它决定了构件上榫头,榫眼及圆孔等的位置和尺寸,直接影响到配合的精度和结合的强度。 D、榫头、榫眼及型面的加工 榫结合是木制品结构中最常用的结合方式,因此,开榫、打眼工序 是构件加工的主要工序,其加工质量直接影响产品的
10、强度和使用质量。 (3)装配 按照木制品结构装配图以及有关技术要求,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。 (4)表面修整和涂饰 构件的表面修整加工应根据表面的质量要求来决定。外露的构件表面要精确修整,内部用料可不作修整。同时进行表面着色和涂饰,以提高制品的表面质量和防腐能力,增强制品外观的美感效果。表面涂饰通常包括表面处理、着色和涂漆等工序。,14,2.木材加工的基本方法 (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锯、分解、开榫、锯削、截断、下料时,都要运用锯割加工。 锯割常用的
11、工具有木工手工锯和木工锯割机。 木工手工锯按照结构可分为框锯、刀锯、横锯、侧锯、板锯、狭手锯、钢丝锯等。常用的是框锯和刀锯。 木工锯割机是木工加工常用的机器。一般可分为带锯机和圆锯机。带锯机是将一条带锯齿的封闭钢带绕在两个锯轮上,使其高速移动,实现锯割。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、安装容易、操作和维修方便、生产效率高,应用广泛。,相关视频:1、木工锯.avi 2、锯树.avi,15,(2)木材的刨削 刨削也是木材加工的主要工艺方法之一。木材经锯割后的断面一般较粗糙且不平整,因此必须进行刨削加工,刨削加工的主要工具是各种刨刀,利用与木材表面成一定倾角的刨刀的锋利
12、刃口与木材表面的相对运动,使木材表面薄层脱落。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。 刨削使用的工具主要包括木工刨和木工刨削机床。 木工刨一般按照其用途和构造可分为平刨、槽刨、边刨、特形刨等; 刨削机床可分为平刨床和压刨床。 刨削原理:木匠刨木.avi,16,(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,榫孔的凿削是木制品成型加工的基本操作之一。 凿削加工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进入其内,逐渐加工成各种方形、矩形或圆形的榫孔。使用的工具主要包括木工凿和木工榫孔机床。其中木工凿分为平凿、圆凿和斜凿。 相关视频
13、:凿木流年.avi (4)木材的铣削 木制品中的各种曲线零件,制作工艺比较复杂,木工铣削机床是一种万能设备,既可用来截断,起线,开榫、开槽等直线成形表面加工和平面加工,又可用于曲线外形加工,是木材制品成型加工中不可缺少的设备之一。,17,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,再将若干部件结合成制品或若干部件和构件结合成木制品的过程,称为装配。 木制品的装配其中最重要的是木制品的结合。,3. 木制品的装配与结合,18,木制品的构件间的结合方式,常见的有榫结合、胶结合、螺钉结合、圆钉结合、金属或硬质塑料联结件结合,以及混合结合等。采取不同的结合方式对制品的美观和强度、加工过
14、程和成本,均有很大的影响,需要在产品造型设计时根据质量技术要求确定。下面简要介绍几种常用结合方式。 (1)榫结合 榫结合是木制品中应用广泛的传统结合方式。它主要依靠榫头四壁与榫孔相吻合。装配时,注意清理榫孔内的残存木渣,榫头和榫孔四壁涂胶层要薄而均匀,装榫头时用力不宜过猛,以防挤裂,必要时可加木楔,达到配合紧实。榫结合视制品结构的需要有明榫和暗榫之分。,19,20,(2)胶结合 胶结合是木制品常用的一种结合方式,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。装配使用粘合剂 时要根据操作条件、被粘木材种类、所要求的粘接性能、制品的使用条件等合理选择粘合剂。操作过程
15、中,要掌握涂胶量,晾置和陈放、压紧,操作温度、粘接层的厚度五大要素。 乳白胶:目前木制品行业中常用的胶粘剂种类繁多,最常用的是聚醋酸乙烯酯乳胶液,俗祢乳白胶它的优点是使用方便,具有良好和安全的操作性能,不易燃,无腐蚀性,对人体无刺激作用;在常温下固化快,无需加热,并可达到较好的干状胶合强度,固化后的胶层无色透明,不污染木材表面。但成本较高,耐水性、耐热性差,易吸湿,在长时间静载荷作用下胶层会出现蠕变,只适用于室内木制品,21,(3)螺钉与圆钉结合 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,则强度越大,否则强度小。操作时要合理确 定钉的有效长
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