第四章木材材料與加工工藝演示文稿

第四章木材材料與加工工藝演示文稿當前1頁，總共70頁。第四章木材材料與加工工藝當前2頁，總共70頁。第四章木材及其加工技術4.1常用木材及其性能4.2木材制品的成型技術4.3木材制品的表面裝飾工藝4.4木制品在設計上的注意點當前3頁，總共70頁。4.1常用木材及其性能（1）木材的特性、分類與結構（2）木材的缺陷（3）常用木材及其選用當前4頁，總共70頁。（1）木材的特性、分類與結構木材是一種優(yōu)良的造型材料，取材方便、分布廣，它有哪些特性？1質輕而堅韌，富有彈性由疏松多孔的纖維素和木質素構成；密度在0.3~0.8之間，小于金屬、玻璃等；在縱向（生長方向）的強度大，抗壓、抗彎強度差2色澤悅目，紋理美觀具有天然悅目的色澤和花紋紋理；3具有平衡和調節(jié)空氣濕氣的功能由管狀細胞組成；當空氣中的蒸汽壓力大于木材表面水分的蒸汽壓時，木材向內吸收水分，反之其水分向外蒸發(fā)；纖維結構和細胞內留有空氣，受溫度變化不明顯，熱膨脹系數(shù)低，受熱時不軟化4具有可塑性蒸煮后可切片，熱壓下可彎曲成型當前5頁，總共70頁。（1）木材的特性、分類與結構5易于加工成型和涂飾易鋸、易刨、易切、易組合加工；木材的管狀細胞易吸濕受潮，對涂料的附著力強6具有良好的絕緣性能熱導率、電導率小，隨含水率增大，絕緣性降低7易變形、易燃干縮濕脹，形狀和強度發(fā)生變化；著火點低。8各向異性當前6頁，總共70頁。（1）木材的特性、分類與結構木材的分類按樹木成長狀況分類外長樹，內長樹(如熱帶樹)按材質分類軟木材和硬木材；軟硬程度可分六級。按樹葉外觀形狀分類針葉、闊葉；當前7頁，總共70頁。針葉樹（軟材）：樹干高大，且直。紋理平順,材質均勻,易加工。闊葉樹（硬材）：樹干部分一般較短,多分枝。紋理多變化，材質較硬,較難加工。常見樹種：針葉樹紅松、馬尾松、杉木、紅豆杉、白松

(云杉、魚鱗松)、銀杏、臭冷杉、鐵杉、,云南松等。主要產(chǎn)地在東北、長江流域及云南、貴州、四川等。闊葉樹

東北榆、水曲柳、柞樹、橡樹、白樺、紫鍛、、麻櫟、楠木、櫸木，樟木等。主要產(chǎn)地在東北、內蒙、華南等。主要應用：針葉材橫向強度高，彈性好、不易變形，主要做結構材料；闊葉材致密，硬度高，花紋好看，但易變形，主要做需要耐磨或要求有美觀花紋的小物件或做裝飾面板。（1）木材的特性、分類與結構當前8頁，總共70頁。（1）木材的特性、分類與結構木材的構造樹干：樹皮、木質部、髓心三部分。當前9頁，總共70頁。木材的切面橫切面徑切面弦切面當前10頁，總共70頁。根據(jù)產(chǎn)品造型的需要，合理利用木材的切面1橫切面硬度大，耐磨損，但易折斷，難刨削2徑切面通過髓心，與年輪垂直。徑切面板材收縮小，不易翹曲，木材挺直，牢度較好3弦切面形成山峰狀或V字形美麗紋理，但易翹曲變形（1）木材的特性、分類與結構當前11頁，總共70頁。（2）木材的缺陷木材的缺陷有哪些？1.節(jié)子2.變色3.腐朽4.蟲害5.裂紋6.夾皮7.彎曲8.斜紋和純棱當前12頁，總共70頁。（3）常用木材及其選用1、原木伐倒的樹干經(jīng)過去枝去皮后按規(guī)格鋸成的一定長度的木材。分為直接使用的原木和加工使用的原木兩種。直接使用的原木一般用作樁木、坑木以及建筑工程所用的原木,通常要求具有一定的長度,較高的強度；加工使用的原木是作為原材料加工用的,是將原木按一定規(guī)格尺寸鋸切后的木材,又稱為鋸材,鋸材按其寬度和厚度的比例關系又可分為板材、方材和薄木等。板材——橫斷面寬度為厚度的3倍及3倍以上者方材——橫斷面寬度不足厚度的3倍者薄木——厚度小于1mm的薄木片。厚度在0.05至0.2mm的稱為微薄木。當前13頁，總共70頁。2、人造板材利用原木、刨花、木屑、廢材及其他植物纖維為原料，加入膠粘劑和其他添加劑而制成的板材。人造板材幅面大,質地均勻,表面平整光滑,變形小,美觀耐用,易于加工。人造板材種類很多,常見的有膠合板、刨花板、纖維板、細木工板及各種輕質板等,廣泛用家具、建筑、車船等方面。當前14頁，總共70頁。2.人造板材膠合板用三層或奇數(shù)多層刨制或旋切的單板，涂膠后經(jīng)熱壓而成的人造板材，各單板之間的纖維方向相互垂直（或成一定角度）、對稱，克服了木材的各向異性缺陷。優(yōu)點：幅面大而平整美觀，不易干裂、縱裂或翹曲；具有一定的隔火性、防蛀性和良好的隔音性當前15頁，總共70頁。膠合板當前16頁，總共70頁。當前17頁，總共70頁。2.人造板材刨花板利用木材加工廢料加工成一定規(guī)格的碎木、刨花后，在使用膠合劑經(jīng)熱壓而成的板材。優(yōu)點：幅面大，表面平整，隔熱、隔音性能好，縱橫面強度一致，加工方便，表面還可以進行多種貼面和裝飾缺點：重量較大，握釘力較差當前18頁，總共70頁。當前19頁，總共70頁。當前20頁，總共70頁。2.人造板材纖維板利用木材加工廢料或植物纖維作原料，經(jīng)過破碎、浸泡、制漿、成型、干燥和熱壓等工序制成的一種人造板材優(yōu)點：纖維板結構均勻、西魏、各向強度一致，耐磨、不易脹縮、開裂和翹曲當前21頁，總共70頁。當前22頁，總共70頁。2.人造板材細木工板用短小木條拼接，兩面再膠合兩層表板。優(yōu)點：堅固耐用、板面平整、結構穩(wěn)定，不易變形等空心板：由空心的木框或帶某種少量填充物的木框構成，兩面再膠壓上膠合板或纖維板。當前23頁，總共70頁。當前24頁，總共70頁。3、新穎木材近年來,國內外研制出許多新穎奇特的木材

(1)有色木材日本研制出一種有色木材。先將紅色和青色的鹽基染料裝進軟管直接注入杉木樹干靠近根墓的地方,4個月后即可采伐使用。這神木材從上到下渾然一色,而且永不褪色,加工成家具后,表面不需要再涂飾美化。當前25頁，總共70頁。(2)特硬木材加拿大最近推出比鋼鐵還要硬的覆蓋木材。這種木材是把木材纖維經(jīng)特殊處理,使纖維互相交結,再把合成樹脂覆蓋在木材表面,經(jīng)微波處理而成。這神新型木材不彎曲、不開裂、不縮脹,可用作屋頂棟梁、門、窗、車廂板等。當前26頁，總共70頁。(3)陶瓷木材日本制成一種陶瓷人造木材。以經(jīng)高溫高壓加工而成的高純度二氧化硅和石灰石為主要原料,加入塑料和玻璃纖維等制成的。這神木材具有不易燃燒、不變形、不易腐爛、重量輕和容易加工等優(yōu)點,是一種優(yōu)異的建筑材料。當前27頁，總共70頁。(4)鐵化木材原蘇聯(lián)利用鐵化工藝法,將質地松軟的木材在真空中用油處理,然后再像燒磚一樣配焙燒,木材就變得如金屬般硬,同時具有防火抗腐的功能。此技術為充分利用松軟木材創(chuàng)造了條件。當前28頁，總共70頁。(5)防火木材

保加利亞研制成一神奇特的溶液,木材被它浸過后,就不會燃燒了。經(jīng)過溶液處理的木材,主要用來制造船舶上許多不能用鋼鐵制作的零部件,為船舶安全帶來了可靠保障。當前29頁，總共70頁。(6)染色木材美國研究出有趣的浸染技術,在幾分鐘的時間里,讓木材從裝有錫水的槽中通過,既能使木材呈現(xiàn)出金黃、咖啡、烏黑等顏色,又可燙出美麗的花紋,不僅色彩自然而且防腐耐用。當前30頁，總共70頁。(7)模壓木材我國采用模壓木制品技術制作木器,其最大特點是不需要上等木材,可使用農(nóng)場最新采伐的橡膠木、防護林等小徑木和枝杈材等低質木材,加上膠合劑和化學添加劑,通過專門的模具,在高溫高壓下加熱成型。運用這種最新技術生產(chǎn)的各種家具,不怕風吹、日曬、雨淋、不開裂、不變形。當前31頁，總共70頁。(8)澆鑄木材日本研制出一種液體化學木材。它是由木屑、環(huán)氧樹脂、聚氨脂澆鑄成型的?？筛鶕?jù)需要固定成型,不需要做精細加工,具有天然木材一樣的木紋和光澤,而且成本比天然木材低。當前32頁，總共70頁。(9)工藝品用人造木材以往版畫和雕刻用基材,都是使用特定的優(yōu)質木材。不僅來源有限,而且由于木材存在著難以克服的缺點,如材質有方向性，縱向和橫向的硬度明顯不同,且會因濕度變化而引起翹曲和裂紋,因而影響作品的質量。工藝品用人造木材不存在上述缺點它是將低密度聚乙烯或高密度聚乙烯、填充劑碳酸鈣或高嶺士以及硬度調整劑滑石粉,按比例混合均勻,然后加入發(fā)泡劑、發(fā)泡助劑、交聯(lián)劑及顏料等,攪拌均勻,混煉后注入成型機的金屬模中,加壓加熱后,即得到具有微細氣泡的工藝品用人造木材。這種材料可以代替木材用作版畫板、室內外裝飾和建筑物裝飾材料,也可用于雕刻等。當前33頁，總共70頁。(10)脫色木材木材種類繁多,木質顏色相差甚大,即使用同一種木材也常有墨水線及斑紋,不利于制作高技術的全淺色或原色木制品。將過氧化氫、氨水和水配成木材脫色劑,用毛刷涂在斑紋或墨水線的木質上,可消除斑紋或墨水線,制成脫色木材。當前34頁，總共70頁。4.2木材制品的成型技術一、成型加工的基本知識

1.木材成型加工的基本操作木材在由制材品到制成品的過程中，常需要經(jīng)過多種加工工藝，其中包括鋸削、刨削、尺寸度量和劃線、鑿削、砍削、鉆削、拼接，裝配和成型后的表面修飾等。主要工藝：（1）木材的鋸割（2）木材的刨削（3）木材的鑿削（4）木材的銑削當前35頁，總共70頁。（1）木材的鋸割木材的鋸割是木材成型加工中用得最多的一種操作。按設計要求將尺寸較大的原木、板材或方材等，沿縱向、橫向或按任一曲線進行開板、分解、開榫、鋸肩、截斷、下料時，都要運用鋸割加工。木材鋸割時的主要工具是各種結構的鋸子，利用帶有齒形的薄鋼帶——鋸條與木材的相對運動，使具有鑿形或刀形鋒利刃口的鋸齒，連續(xù)地割斷木材纖維，從而完成木材的鋸割操作。當前36頁，總共70頁。①木工手工鋸木工用鋸中最常用的是框鋸和刀鋸?？蜾徱卜Q拐鋸，如圖所示。其中縱向鋸用于順著木紋作縱向直線切削。橫向鋸用于作垂直木紋方向的直線切削。曲線鋸用于鋸割內外曲線或圓弧。刀鋸也有很多種結構,它攜帶方便，適合于在框鋸操作不便的場合下使用.當前37頁，總共70頁。雙刃鋸其兩側邊分別有縱向鋸齒和橫向鋸齒，可以作縱橫兩向鋸割，適用于鋸割薄木板、膠合板等長而寬的木質材料。夾背刀鋸鋸片較薄、鋸齒細密，鋸割表面光潔。頭刀鋸鋸齒較粗，只能沿橫向鋸割木料。當前38頁，總共70頁。②木工鋸割機床木材加工中常用的鋸割機床，一般可分為帶鋸機和圓鋸機兩大類。帶鋸機是將一條帶鋸齒的封閉薄鋼帶繞在兩個鋸輪上，使其高速移動，實現(xiàn)鋸割木材。在這種機床上不僅可以沿直線鋸割，還可完成一定的曲線鋸割。

當前39頁，總共70頁。②木工鋸割機床圓鋸機是利用高速旋轉的圓鋸片對木材進行鋸割的機床,其結構簡單，安裝簡易，操作和維修方便，生產(chǎn)效率高，因此應用廣泛。當前40頁，總共70頁。（2）木材的刨削刨削也是木材加工的主要工藝方法之一。木材經(jīng)鋸割后的表面一般較粗糙且不平整，因此必須進行刨削加工，木材經(jīng)刨削加工后，可以獲得尺寸和形狀準確、表面平整光潔的構件。木材刨削加工的主要工具是各種刨子。利用與木材表面成一定傾角的刨刀的鋒利刃口與木材表面的相對運動，使木材表面一薄層剝離，完成木材的刨削加工。當前41頁，總共70頁。①木工刨木工刨是常用的主要手工具之一，根據(jù)刨削面平、直、圓、曲的各種不同需要，刨的種類很多，一般按其用途和構造可分為平刨、槽刨、邊刨、鐵刨、特形刨（球形刨、軸刨）等。當前42頁，總共70頁。平刨是木工作業(yè)中使用最廣泛的一種手工刨，按其用途可分為荒刨、長刨、大平刨、拉刨、凈刨等，它們的結構基本相同，只是刨床的長度和刨刃對刨底的傾斜角度不同。槽刨、邊刨、鐵刨以及特形刨，用于在木材表面開槽、裁口或作特殊表面加工的場合。當前43頁，總共70頁。②木工刨削機床

木工刨削機床是通過刀軸帶動刨刀高速旋轉來進行切削加工的。一般可分為平刨床和壓刨床兩大類。木工平刨床普遍采用手工操作，切削時用手把持并推動工件使之緊貼工作臺面進料，形成工件的進給運動，于是高速旋轉的刨刃即對工件進行刨削加工。平刨床主要用來刨削工件的平面。當前44頁，總共70頁。②木工刨削機床

壓刨床也是利用刀具軸的高速旋轉，使刨刀獲得很高的切削速度，刨削時借壓輥的轉動，對工件產(chǎn)生滾壓進給運動，達到自動進料，實現(xiàn)工件的刨削加工。壓刨床的主要用途是將平刨床刨好基準面的工件，再刨成所需厚度。當前45頁，總共70頁。（3）木材的鑿削

木制品構件間結合的基本形式是框架榫孔結構。因此，在木制品構件上開出榫孔的鑿削，是木制品成型加工的基本操作之一。木材鑿削加工時的主要工具是各種鑿子，利用鑿子的沖擊運動，使鋒利的刃口垂直切斷木材纖維而進入其內，并不斷排出木屑，逐漸加工出所需的方形、矩形或圓形榫孔。木材鑿削加工時的主要工具是各種鑿子，利用鑿子的沖擊運動，使鋒利的刃口垂直切斷木材纖維而進入其內，并不斷排出木屑，逐漸加工出所需的方形、矩形或圓形榫孔。當前46頁，總共70頁。①木工鑿

木工鑿按刃口形狀分為平鑿、圓鑿和斜鑿，其中平鑿用得最多。當前47頁，總共70頁。②木工榫孔機床

木工榫孔機床的類型很多，如圖所示是用得最普遍的立式榫孔機。工件上的榫孔是空心插刀的上下往復運動——插削和配裝在插刀內的鉆頭的旋轉運動——鉆削聯(lián)合加工形成的。當前48頁，總共70頁。（4）木材的銑削

木材成型加工中，凹凸平臺和弧面、球面等形狀的加工是比較普遍的，其制作工藝比較復雜，一般是在木工銑削機床來進行的。木工銑床是一種萬能性設備，它能完成各種不同的加工，例如直線成形表面的加工和平面加工，但主要用于曲線外形加工。它是木材制品成型加工中不可缺少的設備之一。當前49頁，總共70頁。

2.木制品的結構木制品構件間的結合方式稱為木制品的結構，傳統(tǒng)的木制品其最基本的結構形式是框架榫孔結構。近年來，由于材料、設備和工藝技術的改革和創(chuàng)新，出現(xiàn)了板式結構、曲木式結構和折疊結構等。當前50頁，總共70頁。

（1）框架式結構這是實木木制品最基本和最常見的結構形式，它以較細的縱橫撐擋為骨架，以較薄的裝板鋪大面，以榫頭和榫孔來聯(lián)結。這種結構既經(jīng)濟又結實、輕巧，制品尺寸和形狀的穩(wěn)定性也較好。但框架式結構對木材質量和結合技術要求較高，不易實現(xiàn)較高程度的機械化和自動生產(chǎn)。當前51頁，總共70頁。（2）框架結構常用的結合形式框架結構采用不同的結合方式對制品的美觀和強度、加工過程和成本等，均有很大的影響①榫結合這是由榫頭插入榫孔構成的結合。根據(jù)結合部位的尺寸、位置、構件在結構中的作用等的不同，榫頭有各種形式，各種榫又視制品結構的需要，有明榫和暗榫之分。當前52頁，總共70頁。②膠結合膠結合是木制品常用的一種結合形式，主要用于實木板的拼接及榫頭和榫孔的膠合，其特點是制作簡便、結構牢固、外型美觀，產(chǎn)品不受手工工藝的局限。木材具有良好的膠合性能。當前53頁，總共70頁。③螺釘與圓釘結合

螺釘與圓釘?shù)慕Y合強度取決于木材的硬度和釘?shù)拈L度，并與木材的紋理有關。木材越硬、釘直徑越大、長度越長、沿橫紋結合，則強度大，否則強度小。（3）板材拼接常用的結合形式

木制品上較寬幅度的板材，一般都是采用實木板拼接成人造板。采用實木板拼接時，為減小拼接后的翹曲變形，應盡可能選用材質相近的板料。用膠粘劑或既用膠粘劑又用榫、槽、釘?shù)冉Y構，拼接成具有一定強度的較寬幅面板材。

當前54頁，總共70頁。當前55頁，總共70頁。二、木制品的加工工藝過程以最簡單的框架式木制品為例，簡要介紹木制品成型加工的工藝過程。

1.配料一件木制品是由若干構件組成的，這些構件的規(guī)格尺寸和用料通常要求是不同的，按照圖紙規(guī)定的尺寸和質量要求，將成材或人造板鋸割成各種規(guī)格毛料（或凈料）的加工過程稱為配料，這是木制品加工的第一道工序。當前56頁，總共70頁。2.構件的加工經(jīng)過配料后，即要對毛料進行平面加工、開榫、打孔等，由此加工出具有所要求的形狀、尺寸、結構和表面粗糙度的木制品構件。（1）配料加工配料加工主要指從原料板材，經(jīng)鋸割加工，制成所需要的毛料的過程（2）基準面的加工為獲得構件正確的形狀、尺寸和光潔的表面，并保證后續(xù)工序定位準確，必須對毛料進行基準面的加工，它是后續(xù)加工的尺寸基準?？衫檬止て脚倩蛟谄脚俅?、銑床上完成。（3）相對面的加工

基準面加工完成后，即可以基準面為基準加工出其它幾個表面，以便最后獲得平整、光潔、具有符合技術要求的形狀和尺寸規(guī)格的木制品構件。（4）榫頭和榫孔的加工在采用榫結合方式的部位，應在相應的構件上分別加工出榫頭和榫孔當前57頁，總共70頁。3.裝配按照木制品結構裝配圖以及有關的技術要求，將若干構件結合成部件，或將若干部件和構件結合成木制品的過程，稱為裝配。對結構和生產(chǎn)工藝比較簡單的木制品，可直接由構件裝配成成品。而對比較復雜的木制品，則需要把構件裝配成部件，待膠液固化后再經(jīng)修整或加工，才能最后裝配成木制品。當前58頁，總共70頁。3.裝配

1.榫結合2.膠結合3.鏍釘與圓釘結合4.板材拼接形式當前59頁，總共70頁。4.3木材制品的表面裝飾工藝木制品的表面涂飾木制品制成后，一般需要進行表面涂飾、著色，以提高制品的表面質量和防腐能力，增強制品外觀的美感效果。通常包括幾道工序：1）表面處理包括去除木材表面的臟污、膠跡、磨屑、松脂，及膩平局部節(jié)子、裂紋、孔洞、凹坑等缺陷和砂磨等。2