紅木家具軟件分享木材彎曲工藝。木材彎曲是將方材軟化后,在彎曲矩作用下將其彎曲成所要求的曲線形狀,并使其干燥定型的過程。方材彎曲工藝主要包括下列工序:毛料選擇和加工、軟化處理、彎曲、干燥定型及彎曲部件的加工等。
1. 毛料選擇
不同樹種木材的彎曲性能差異很大,即使是同一樹種在同一棵樹上的不同部位其彎曲性能也不同。一般來說,闊葉材的彎曲性能優(yōu)于針葉材和軟闊葉材;幼齡材、邊材比老齡材和芯材的彎曲性能好,因此選擇毛料時要按零件斷面尺寸和加工形狀來挑選彎曲性能合適的樹種,同時還要剔除腐朽,輪裂、亂紋理,大節(jié)疤和表面間隙等缺陷。
毛料的含水率對彎曲質(zhì)量和加工成本都有較大的影響,含水率過低,毛料容易破裂,含水率過高,毛料彎曲時因水分過多形成靜壓力,也容易造成廢品,而且還要延長彎曲零件的定型干燥時間,含水率為10%~15%的方材可以不進(jìn)行軟化處理而直接進(jìn)行彎曲,軟化處理后的彎曲毛料含水率在25%~30%的范圍內(nèi)為宜。 毛料選好以后應(yīng)預(yù)先進(jìn)行表面刨光,加工成所要求的斷面和長度,對于彎曲形狀不對稱的零件,彎曲前還要彎曲部位置劃線,以便將其與樣模中小對準(zhǔn)。
2. 軟化處理
軟化處理的目的是使木材具有暫時的可塑性,以使木材在較小力的作用下就能按要求變形,u并在變形狀態(tài)下重新恢復(fù)木材原有的剛性和強(qiáng)度,因此,為了改變木材的彎曲性能,在彎曲前需要進(jìn)行軟化處理,軟化處理分物理處理和化學(xué)處理兩種方法。
2.1物理處理法 ①蒸煮法
采用熱水煮沸,或者高溫蒸汽蒸煮。高溫蒸汽蒸煮的方法是把木材放在特別蒸煮鍋內(nèi)通入飽和蒸汽進(jìn)行蒸煮,每根毛料可以防止因木材表面過于而開裂。
毛料蒸煮的時間隨樹種,木材厚度和處理溫度等不同而變化,在處理厚材時,為縮短時間,采用耐壓蒸著鍋和提高蒸氣壓力的方式,但蒸汽壓力過高,木材表層溫度也會過高,軟化就會過度,但這時芯層溫度還較低軟化不足,彎曲時凸面易產(chǎn)生拉斷,采用80。C
以上溫度水煮時通常約需處理60~100min,而用100。C蒸汽蒸時則約需處理20~80 min。 用水蒸的方法處理木材將木材含水率增大。導(dǎo)致干燥定型時間延長,廢品率增加。
②高頻電加熱法。將木材置于高頻振蕩電路電容器的兩塊極板之間,加上高頻電壓,即在兩極之間產(chǎn)生交變電場,在其作用下,引起木材(電介質(zhì))內(nèi)部分子反復(fù)極化,分子間發(fā)生強(qiáng)烈摩擦,這樣就將電磁場中吸收的電能變成熱能,從而使木材加熱軟化,電場變化越快(即頻率越高),反復(fù)極化就越劇烈,木材軟化的時間就越短。
③微波加熱法。微波頻率為0。3~300GHz、波長約1~1000mm范圍的電磁波對電介質(zhì)有穿透能力,能激發(fā)電介質(zhì)分子極化、振動、摩擦生熱。例如,當(dāng)用2450Hz的微波照射飽水木材時,木材內(nèi)部迅速發(fā)熱,由于木材內(nèi)部壓力增大,內(nèi)部的水分便以熱水或蒸汽的狀態(tài)向外移動,木材明顯軟化,用2450Hz的微波加熱20*10mm(斷面尺寸)的木材其彎曲后的曲率半徑最小可達(dá)到150 mm,如果在彎曲定型后再用微波加熱其彎曲的曲率半徑更小,目前木材加熱采用915Hz和2450Hz這兩種頻率的設(shè)備。
2.2化學(xué)處理法
①液態(tài)氨處理學(xué)。將氣干或絕干的木材放入33~78。C的液態(tài)氨中浸泡0。5~4h后取出,此時木材已軟化,進(jìn)行彎曲成型的時間加工后,放置一定的時間使氨全部蒸發(fā),即可穩(wěn)定其變型,恢復(fù)木材的剛度,在常溫下處理,木材易于變形的時間僅為8~30 min,厚3 m m的單板在氨中浸漬4h就能達(dá)到足夠的可塑性,可以進(jìn)行任意彎曲加工,該方法與蒸煮法相比具有以下特點(diǎn):a.木材的彎曲半徑更小,幾乎能用于所有樹種的木材;b.彎曲所需的力矩較小,木材破損率低, c彎曲的成型件幾乎沒有回彈。
②氣態(tài)氨處理法。將含水率10%~20%的氣干材放入處理罐中,充入飽和氣態(tài)氨(26。C時約10個大氣壓,5。C時約為5個大氣壓)處理2~4小時 (具體時間根據(jù)木材厚度決定)。用廬方法軟化處理成型的彎曲木,其定型性能比液態(tài)氨處理的變曲木差。
③尿素處理法。將木材浸泡在50%的尿素水溶液中,厚25m m的木材浸泡10天后,在一定溫度下干燥到含水率為20%~30%,然后再加熱到100。C左右,進(jìn)行彎曲及干燥定型。
④堿液處理法。將木材放在10%~15%氫氧化鈉溶液或15%~20%氫氧化鉀溶液中,達(dá)到一定時間后木材即明顯軟化,取出木材用清水清洗,即可進(jìn)行自由彎曲。該法軟化效果較好,但木材防止這些缺陷的產(chǎn)生,可用3%~5%的雙氧水漂白堿液處理過的木材,并用甘油告示浸漬,用堿液處理過的木材雖然已干燥定型,但浸入水中可恢復(fù)可塑料性。
以上介紹的幾種用化學(xué)藥品處理加工彎曲木材的方法,可使木材軟化充分,不受樹種限制,但會產(chǎn)生木材變色和塌陷等缺陷。
3. 彎曲
利用模具、鋼帶等裝置用手工或機(jī)械的方法可將已軟化好的木材加壓彎曲成所要求的形狀,彎曲前,應(yīng)認(rèn)真觀察毛料表面,選擇比較光的表面與金屬夾板貼合。
成批彎曲形狀對稱的不封閉形零件時常采用U型曲木機(jī),若彎曲形狀為O形的封閉零件,則采用回轉(zhuǎn)型曲木機(jī):
在U型曲木機(jī)中,工件放入指定位置后,將金屬夾板放在加壓杠桿上,升起壓塊,定位后開動電機(jī)。兩側(cè)加壓杠桿升起,使用權(quán)工件繞樣模彎曲,一直到工件全部緊貼樣模后,再用拉桿固定,將彎曲好的工件逐漸繞貼在樣模上,工件用卡子固定后,將模和工件連同金屬夾板一起取下,再進(jìn)行干燥定型。 4. 干燥定型
已經(jīng)彎曲的工件在彈性力作用下會伸直,因此工件需要在彎曲狀態(tài)下進(jìn)行干燥,降低其含水率,直到形狀穩(wěn)定為止。
4.1將彎曲好的工件連同金屬鋼帶和模具(有時不帶模具)一起,從曲木機(jī)上卸下來堆放在小車上,送入定型干燥室(可采用常規(guī)熱空氣干燥室或低溫除濕干燥室)。用熱空氣干燥時,為保證彎曲木的定型質(zhì)量,干燥溫度為60~70。C,干燥時間為15~40小時,用低溫除濕干燥法分預(yù)熱和除濕兩個階段,該法干燥質(zhì)量好,但干燥周期稍長。
4.2自然干燥定型法
將彎曲好的工件放在大氣條件自然干燥、定型,但所需時間長,質(zhì)量不易保證,對于一些大尺寸零件(如船體彎曲零件、彎曲建筑構(gòu)件等)一般都采用這種方法進(jìn)行干燥定型。
4.3高頻干燥定型
將彎,工木置于高頻電場中就能使其內(nèi)部發(fā)熱,達(dá)到干燥定型的目的,高頻干燥定型裝置需滿足以下條件:①高頻電場必須均勻分布于彎曲木周圍。②負(fù)載裝置結(jié)構(gòu)必須便于木材中的水份蒸發(fā),負(fù)載量必須于高頻機(jī)匹配,可直接利用彎曲木上的鋼帶作為一個電極,另一電極安置在樣模上,電極板上應(yīng)均開有一定數(shù)量的小孔,以利于水分蒸發(fā),高頻干燥定型工藝的特點(diǎn)是干燥定型速度快,如功率密度為2W/CM3、彎曲木的含水率從30%干燥到8%時只需10 min左右,生產(chǎn)周期短,模具周轉(zhuǎn)達(dá)快,生產(chǎn)率高,定型和彎曲木質(zhì)量較穩(wěn)定,含水率較均勻,尤其當(dāng)木材厚度較大時,定型效果更為顯著。
4.4微波干燥定型
由于微波的穿透能力較強(qiáng),彎曲木只要在微波爐內(nèi)以數(shù)分鐘照射就能干燥定型,不但效率高,而且定型質(zhì)量好。 經(jīng)干燥定型后的彎曲工件即可根據(jù)需要進(jìn)行各種機(jī)械加工。
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