板式家具生产工艺与设备

板式家具生产工艺与设备板式家具加工工艺一基材板式家具的基本材料是刨花板和中密度纤维板，这两种板是可以用工业化生产方式进行大规模生产的工程材料从材料来源幅面尺寸和加工性能方面来说，它们不象实木和其它材料，对家具的设计和制造约束很少，因此家具设计师和制造商可以不受材料的限制，而完全根据用户不同品味的需要，设计和制作功能实用风格各异的家具刨花板：将木材加工剩余物或小径材枝桠材加工成一定形状尺寸刨花，施加一定量胶粘剂，经铺装成型热压而成按结构分为普通板和定向板两类，而普通型刨花板又可分为单层三层渐变三种结构家具用板以渐变和三层结构为主通常用平压法制造刨花板主要优点是可按需加工成不同厚度大幅面的板材；可直接使用；不需干燥；易加工利于机械化生产；运输保存方便；价格便宜其缺点是边部毛糙，易吸湿变形，吸水厚度膨胀率较大；握螺钉力较低，紧固件不宜多次拆卸；容积重通常高于木材，刨花板家具较重，横向构件易产生下垂变形等我国刨花板产品质量差异较大，一般来讲引进国外先进设备，生产管理较好的企业产品质量较好，各项指标均能达到国家标准，但中小企业刨花板产品质量均较差，表现在刨花形态差施胶量高刨花板吸水厚度膨胀率超过10％厚度尺寸偏差大于土1．2mm扭曲度大于10mm刨花板饰面性能（砂不光不能贴面）封边性能均较差刨花板产品质量低劣，在我国刨花板生产中普遍存在的问题而它恰恰正是发展板式家具的一个最大障碍用于家具的刨花板应适合于家具的生产特点西方发达国家虽然对刨花板按其用途不同而规定若干种具有不同性质的刨花板，而实际上还根据用户定货或用途的不同要求，提供特制的满足某些性能指标要求的刨花板我国各地发展刨花板的主要目标之一是为了做家具，而且力求经过表面装饰加工后使用．作为刨花板用户的家具业当然无法直接干预刨花板制造厂家的生产，但是我们应对这种材料在制作家具中应具备的质量要求有一透彻的了解，从而从用户角度对刨花板的性能提出要求任何家具都是由若干个零部件按一定要求装配组成．虽然家具品种款式尺寸多种多样，零部件的形状尺寸质量要求和数量也各不相同但同类家具的构成均有其自身的规律有章可循例如板式结构框类家具不论是大衣橱书橱，还是客厅低柜床头柜，均是由旁板（含中旁板）和顶（或面）板底板组成柜胴体．然后在柜胴体上安装背板，起围蔽作用并增加柜体的刚性．再装抽屉门板和活动的搁板等有的柜子还有脚架以它支承整个柜体，有的橱柜要加上装饰用的帽线装饰木线等目前柜体的接合基本采用拆装结构，用连接件与圆榫进行接合橱柜上的各零部件所起作用不同，因此所采用的材料．构造也应有所区别，应分别加以考虑和选用例如家具上的横向构件搁板上放置物品起承重作用要求有足够的抗弯强度，同时，其每米长的下垂变形（蠕变）不能大于3mm．否则人的根睛能明显感觉到变形，而影响美观所谓蠕变是指板材在长期载荷作用下产生的永久变形，刨花板中纤板的蠕变比等厚的实木板要大一倍，而且与环境湿度密切相关，湿度大，蠕变亦大因此要提高板材的弯曲弹性模量达2 500N／mm左右，并在此基础上正确使用合理设计，如贴单板封边取适当厚度和跨距等又如柜门常处在视觉中心，门面装饰要求高，尺寸形状要正确．门与柜体间隙（或留边）要均一．不翘曲不下垂，而门是活动的经常启闭，因此门板的握螺钉力要大才能装暗铰链门板两面要取对称结构不能太重所以可用细木工板或空心覆面板当然只要条件掌握适当用中纤板等也符合要求，中纤板还可进行镂铣装饰旁板与项底板间通常用圆棒定位，连接件接合，为保证接合强度，首先要求板材的内结合强度要足够，最好在0．55MPa左右，并按板厚作适当调整板材的含水率宜低于8％板材的密度，目前中纤板宜大于0．759／cm，而且板材的密度差应控制在上10％，如密度差过大会引起板件的变形，影响接合强度同时注意配合公差，选用优质连接件用于家具的刨花板质量要求主要有以下几个重要方面：厚度偏差表面质量力学强度（平面抗拉强度抗弯强度弹性模量内结合强度）尺寸稳定性长期载荷下的变形边缘强度机加工性能，对健康无害性等2家具制造对人造板的要求2?1厚度偏差和密度偏差通常，人造板用于家具制造需经过表面加工，常用的表面加工方式有涂饰贴面及机械加工等，主要是前两种为保证表面加工的质量，对作为基材的人造板就提出了各种要求，其中最基本的要求是基材厚度偏差要小密度要均匀基材厚度偏差越小，就越能保证贴面加工的质量各种表面加工对人造板基材厚度偏差的要求见表除板间厚度偏差外，还要求板内厚度偏差不大于土02mm测定厚度偏差的常用方法是在刨花板上选择若干具有代表性的部位，测定其板的厚度（精确至0.lmm），计算板的厚度平均值及其标准差，以评定厚度偏差，其计算公式如下：由于基材贴面要加压受力，为保证贴面的质量和效果，要求基材密度均匀，一般要求密度偏差小于土10%2．2甲醛释放量我国人造板生产所用的胶粘剂主要是脲醛树脂胶，由于残留在板材中的游离甲醛释放会直接危及人体健康，因此在人造板产品标准中对甲醛释放量都作了明确的规定，尤其是发达国家对此要求更严2．3其他方面的要求评定人造板品质的项目有很多种，除上述厚度偏差密度偏差甲醛释放量外，还有表面质量胶合性能（如胶合强度平面抗拉强度）静曲强度弹性模量吸水厚度膨胀率握螺钉力等项目，这些品质项目的质量指标在人造板标准中都作了规定，对家具设计和制造是必不可少的参数但从家具现代化生产发展眼光看，这些品质项目还不齐全需要加以补充完善，主要有以下一些项目：2．3．1表面质量刨花板的表面质量对板式家具而言，乃是一项非常关键的重要特性刨花板的表面质量系指表面粗糙度表面剥离强度表面孔隙度及吸收能力表面PH值硬度色泽等作为细表面结构刨花板，应尽量避免粗刨花落在其中在我国的一些刨花板厂中，粗刨花落在表面或露在表面的现象比较多见在国外，在刨花板细表面上只允许很稀疏的大刨花落在表面，严格的甚至不允许出现有一根象火柴杆那样粗的刨花因为这种粗刨花与细刨花在板子受湿时膨胀量大不相同，使表面的刨花产生不规则的膨胀，特别在用水溶性涂料直接印刷，饰贴薄型材料或使用水溶性胶粘剂作为饰面胶粘剂等情况下，其影响尤甚，其结果是表面凹凸不平刨花板的表面粗糙度可用触针检测仪来测定，检测仪在刨花板表面上移动，记录下表面轮廓上各点的高度，据此可计算波峰与波谷的距离刨花板的表面剥离强度表面孔隙度和吸收能力都受板的表面密度大小的影响，从实践经验中，人们提出，其表面密度在800～900kg／m3范围之内最佳，虽然还有其它影响因素（如表层刨花尺寸表层刨花含水率施胶量热压周期等），但如供给板式家具用刨花板能做到这一点，将为家具的饰面提供优良的基材条件板面的PH值对某些表面装饰的二次加工方法有着影响，例如在贴浸渍纸的素板表面PH值不应低于6，否则三聚氰胺树脂将会在使用中发脆而龟裂；在水溶性涂料印刷的素板表面的PH值不应低于5，否则素板表面的脲醛树脂在变湿并干燥的过程中发生水解，结果导致表面层易于剥落的缺陷2．3．2力学强度一般认为，在板式家具上使用的刨花板，其平面抗拉强度和抗弯强度的要求不需要很高对平面抗拉强度的要求为：当刨花板用于有木材镶边以及有单板或塑料贴面板贴面的情况下，有0.3N／mm2就够了；如直接印刷或PVC薄膜贴面应有0.4N／mm2的强度，对作结构用途（如旁板）的刨花板，一般应有较高的抗拉强度，在0.4～0.9gN／／mm2 对静曲（抗弯）强度的要求为16N／mm2，但需注意的是，对于家具用的刨花板的抗弯力学性能并非在于破裂时的静曲载荷，也即用静曲强度所表示的力学性能指标，而是需要弹性极限的指标刨花板的内结合强度如较低，当销钉或螺钉拧入其边部时，将引起边部开裂；表面覆贴塑料贴面板时，当它们置于干燥的环境中，会因于缩而产生应力，导致刨花板芯层分层2.3.3握钉力刨花板的握钉力，是指钉子垂直于板面及平行板面的拔钉力，握钉力与刨花板性能之间的关系，最主要的是刨花的密度及平面抗拉强度其握钉力随着板子密度的增加呈线性增加或略呈曲线增加，当板的密度从550 kg／m3增至750 kg／m3时约增加220％至于平行于板面的握钉力无疑与板的平面抗拉强度具有密切的关系|在板式家具中，金属连接件直接与刨花板连接，为保证平行于板面的握钉力，应确保应力分布在尽可能最大的表面面积范围内2.3.4尺寸稳定性木材于缩湿胀的特征同样会反映在人造板中，容易引起板材尺寸变化及制品变形，这对家具制造是非常不利的，应对人造板的线膨胀率加以规定，以利于家具设计和加工2.3.5表面吸收性能这项性能涉及到涂饰效果和吸漆量，与家具制造密切相关，需规定相关的性能参数2.3.6含砂量在刨花板与中密度纤维板制造过程中因大量使用废弃的剩余物难免会带进砂士留在板是，这给家具加工中使用的刀具锯片带来不利，影响其使用寿命因此，规定含砂量的二浸渍纸贴面三聚氨胶树脂浸渍纸贴面人造板（简称三聚氨胺贴面板）以其具有生产用料少耗能低工序少成本低等优点，以及外观美丽表面有一定的耐磨耐热耐污染易于清洁等性能，正在快速向公用及民用家具车辆制造建筑造船室内装修等用材行业拓展，并已占有相当的市场份额据统计，欧洲1980年三聚氨胺浸渍纸贴面板市场占有率（指占所有贴面人造板的比率）为8％，1995年上升为18％，预计下一个10年内的增长潜力依然很对大，因而三聚氰胺浸渍纸贴面板受到越来越多的重视1生产过程质量控制1．1纸张质量及浸渍工艺为保证浸渍胶膜纸质量，必须采用高质量的装饰原纸无论何种纸都应在进厂时经检验合格后使用，不合格的坚决不能流入生产线在浸渍过程中，严格按照工艺要求进行操作，每半小时取样检验一次，保证上胶量在130％～150％挥发分含量6％～7％预固化度＜65％的技术要求；浸渍和干燥后的胶膜纸需立刻用塑料薄膜包装，并用胶条粘封；贮存在温厦20～25 C湿度55％～65％安装有空调的库房内，贮存的时间不超过3个目；使用时采取随用随开的原则，一双使用不完的纸应立刻封好并送入库房贮存，以防吸潮而造成胶膜纸粘接在一起而无法使用1?2基材质量贴面人造板的基材常用中密度纤维板和刨花板对于刨花板，则根据客户的不同要求外购，但刨花板产品必须满足GB／T 4897－92一等品的要求对基材的质量要求：（l）板面平整清洁，不允许有水质油渍，有效尺寸内不能有溜边啃头等现象；（2）板材的厚度偏差应不超过土0.2 mm，且砂光均匀，不允许有漏砂现象；（3）板材含水率应控制在6％～10％范围之内由于刨花板多为外购，环境的变化可引起板材含水率的变化如果含水率偏高，可能导致贴面过程中出现放炮分层等现象；如果含水率偏低，或浸渍纸挥发分含量偏低，则可能造成热压时表面不能很好地润湿而产生纸板分层现象因此，在生产过程中需随时观察及时剔除不合格的基材1．3热压工艺热压工艺的三要素是相互依存又相互制约的，在进行工艺调整时需要统一分析调整三个因素对贴面板的影响各不相同，热压温度主要是对浸渍树脂的化学反应起催化作用，即加速固化根据生产的实际要求而定一般地，热压板温度在145～165C较为合适温度高有利于压贴后的脱模，并能缩短热压周期提高产量，但是过高的温度使树脂来不及均匀流动即固化，造成板面有微小孔隙据1998年全国浸渍胶膜纸贴面人造板质量统计资料显示，曾有相当数量的企业为达到提高产量的目的，通过提高热压温度来缩短热压时间，结果造成板面易反弹且不光滑合适的压力可以保证基材与浸渍纸之间良好的结合，在适宜的温度和压力作用下，浸渍纸中的树脂熔融固化后，形成封闭致密的表面，还可以使基材表面的不平和微小孔隙得以填充通常，压力一般为2.0～3.0 MPa，在不影响产品质量的前提下，应尽可能采用低的压力，这样对设备液压油的使用寿命基材的内在结构都有益；但过低的压力影响基材与浸渍纸的粘结强度和树脂流动能力因此，实际生产中，应针对不同的基材和缓冲垫的新旧程度适当调整单位压力热压时间的长短取决于浸渍树脂的固化速度和热压温度，一般在40～50 S为宜时间过长会造成树脂固化过度，失去应有的弹性，容易给产品造成裂纹或内在应力，使其在后续加工过程中出现裂纹翘曲；时间过短，树脂固化不充足，容易产生粘板现象，且影响产品表面的理化性能，影响产品的耐用性不同的材料所需时间不同.另外，在操作过程中，浸渍纸的移动需仔细，避免破损；不允许戴脏手套操作；组坯过程中如发现板面不清洁要及时清理干净；基材进料时要仔细检查，如发现板面有大刨花缺角破损砂痕等缺陷，应及时剔除，拒绝使用；铺装机的压辊出料的大吸盘堆垛分等的小吸盘各输送辊都要定期清洁，防止板面有吸盘印及灰尘而导致产品降等2.常见问题分析及解决措施|2.1粘垫板现象粘垫板是指热压过程中板材部分或全部粘在垫板上其原因有如下几种：l）热压时间短，或热压板温度低或局部偏低，使树脂固化不完全；2）基材含水率过高；3）浸渍纸上胶量过大，挥发分含量过高;4）钢板表面不清洁，脱模剂种类不合适或涂布不均；5）热压时板坯定位不准确粘板现象多发生在板的四周，这是由于边部温度低，也有可能是板坯在压机内位置偏离过大所致因此，适当增加温度或延长热压时间是解决此类问题的有效方法2?2板材翘曲（1）从热压的角度分析，板材翘曲是由于上下压板的温度差过大，遣成压贴过程中基材两侧面的胶膜纸固化速度不同步，板材弯向固化快的一边所致上下压板适宜的温度差应为上压板温度比下压板高3～5C（2）从材料本身看，基材所用两层浸渍纸性能不一样也会导致板材翘曲如果采用基材单面贴纸，则翘曲是必然的结果从生产角度出发，可通过使用相同的浸渍纸或调整上下压板适宜的温差，以确保板材不产生翘曲（3）热压后成品堆垛方法不正确是板材产生翘曲的另一主要原因，解决的办法是采用均匀平直的垫木或托盘贮存热压好的三聚氨胺浸渍纸贴面板三机械加工艺流程现代板式家具，即通常泛指的KD（knock Down）拆装家具和RTA（Ready－To一Assemble）待装家具，其产品的构造特征是标准零部件加上接口（五金件）组合而成每块标准零部件的尺寸误差，包括切削部分的加工，都要求控制在0．l一0．3m m 范围内，从而达到了产品的互换性通用性的技术标准要求产品不再以整件出厂运输销售，而是以全新的盒式包装形式发运至市场销售这一生产方式，使产品的加工周期大为缩短，在产品的贮运方面产生了根本性的变革，从而增强了产品的竞争力现代板式家具的设计，要求把加工工艺设备能力高精度的质量标准综合加以考虑具体来说，对每件家具，无论其三维尺度大小如何，均应采用逐件分解的细化设计大到一块侧板，小到一根小撑，都应设计出详细的规格尺寸孔眼位距，并制定出技术工艺参数要求，FCAD的应用，已使上述设计工作的速度大大提高现代板式家具的设计，保证了产品机械加工实施与加工质量无论是平直型板式家具还是艺术型板式家具，其构件的构成设计都应按照上述要求进行否则，很难实现板式家具在现代化设备上的连续化加工要求以及工艺技术标准的控制现代板式家具的生产核心是实现标准型部件的加工零部件的高精度加工，必须依赖现代化的专用水工机械设备来完成现代板式家具的零部件，按结构分类，一般可分为实心板式零部件和空心板式零部件两大类现代板式家具机加工工艺主要有：备料（或称下料）贴面（饰面）机加工涂饰装配此外，还可包括产品检验以及包装后的入库运输一）饰面型刨花板零部件机加工工艺流程：二）板式家具零部件机械加工的技术要求1．素板下料作为加工板式家具基材的刨花板MDF板（以下均称人造板），首先要符合质量标准，质量检验标准可参照GB4896－4905及国际中密度纤维板标准规定进行现代板式家具的生产与加工，对人造板材的厚度规格表面平整度内在质量均有严格要求其厚度公差标准应控制在土0.3mm；长宽规格尺寸允许公差为0～5mm素板锯裁时，操作人员应首先细阅板件开料综合加工图及相关配套的尺寸下料表格进行加工目前国内较先进的裁板机主要有自动进料锯或标准导向锯(1)板式家具生产企业所使用的饰面人造板凡属本单位进行二次贴面加工的，其素板零部件长度加工余量，一般定为10～15mm；宽度加工余量为8～12mm(2)大幅面素板进锯时，应平起平落，每次开料不得超过两层人工锯裁后的板件大小头之差应小于2mm当板件长度L为：1000mm＜L＜2500mm时，允许公差为2mm（极限偏差为土lmm）当板件长度L ＜1000mm时，允许加工公差为lmm（极限偏差为士0.5mm）.(3)锯割后的板件应置于干燥处堆放，一般每个货位允许堆放50层左右，同时要将工艺卡片填写清楚准确，以便于下道工序的延续加工和生产计划人员的计划调度与管理2．定厚砂光板件定厚砂光也称校正砂光无论购进的人造板厚度规格标准如何，原则上，对于大幅面或开料后的规格板件，都应普遍施行定厚校正砂光处理走厚砂光专用设备有宽带砂光机或三辊式砂光机(1）板件砂光是板式家具生产环节中比较重要的工序之一，设备要求较高，如意大利DMC公司的宽带砂光机就是较先进的砂光设备，加工精度较高，加工量大，进料速度以8～12m为宜（2）进行定厚砂光，要求人造板两面砂削量均衡，以保证基板表面与内在质量，并有利于以后的表面二次加工(3)板件在砂光中，要求每次单面砂削量不得超过1mm，砂光后的板件厚度公差应控制在土0.1mm 范围（4）定厚砂光机使用60～80粒度砂带进行砂光加工，效果比较理想3．装饰贴面装饰贴面前的素板件由质检人员逐一检查或抽查板件质量是否符合饰面加工技术要求，以确保砂光后的人造板部件达到光洁平整无开裂无残缺以及无凹凸不平等要求目前，国内人造板装饰贴面主要使用奥克赛（ALKORCELL）PVC装饰木纹印刷纸三聚氰胺贴面，以及高级刨切薄木饰面材料等关于人造板表面装饰贴面工艺技术在后续介绍.4．铣边板件铣边又称铣削板式家具零部件的边沿形状，标准规格尺寸是靠双端铣设备加工完成的板式零部件双端铣削一般分两次来完成，一般的作法是，先是纵向边的加工，然后再进入横向边的铣削加工其工艺加工要点与主要技术标准要求如下：（1）在操作双端铣时，应根据零部件设计图纸要求的厚度规格，长宽度规格，合理调整；压料装置，压力辊的刻度通常应比板件厚度小lmm同时，也应结合零部件的钻孔位置，确定其加工的正反面（2）结合零部件的加工精度和规格要求，调整好双端铣的比子，一般的经验是，每一边的加工余量一般为2～3mm长度方向的切削量为4～10mm；宽度方向的切削量为4～6mm(3)划线锯对加工件的锯割深度一般为3～5 mm（4）双端铣的数字显示仪在调整零部件宽度规格尺寸时方可使用，加工零部件时须关闭，以免影响设备的使用寿命及板件加工质量（5）加工完毕的零部件长宽度的允许公差为土0.l～0.3mm；构件两对角线每米允许公差小于lmm 5．封边我们知道提高封边质量主要有三个目的一是有效保护产品，使其免受或少受加工环境和使用环境的影响，在搬运装配和正常使用过程中具有较强的抗冲击能力；二是提高产品的整体视觉美感（一件家具封边质量的好坏，首先影响的是使用者的视觉美感，而封边接缝的质量则是直接影响视觉美感的关键）；三是提高产品的使用功能，使产品更符合人体工效学（高质量的封边，人体接触时感觉舒适，低劣的封边会使人产生不适感甚至伤及使用者）现代板式家具的封边，大量而常用的方法是直线封边，异形封边（软成型封边）以及后成型封边国内现代板式家具的封边材料较普遍使用的有ALKORCELLPVC，三聚氰胺封边条和薄木封边条等采用先进的封边机封边时，对人造板零部件的厚度规格要求比较严格，其要求公差为0.1～0.2mm如板件厚度公差不符合技术标准，当进入封边机修边倒棱时，容易将人造板表面的装饰层铣去，露出素板，影响产品质量如板件薄了，则得不到封边和倒棱修光的最佳效果人造板封边质量水平的高低，受封边材料素板内在质量和胶粘剂的影响家具杂志彩封图片使用的封边带宽度为15一65mm．厚度为O.14~15mm，且封边带的材料不限，可以是实木条，也可以是pVC ABS等塑胶薄片能满足家具室内装修用的实木板中密度纤维板．刨花板等各种板件的直线封边基本工作程序是：1）链式输送带和输送带滚轮将工件与封边带同步送入2）涂胶轮将熔胶盒内熔化的胶粘剂涂在工件的待封边表面：3）贴紧轮将封边带与工件紧贴4）裁切刀将工件尾部的封边带切断5）齐边刀将工件前后多余的封边带修齐6)粗修刀修饰封边带两侧边沿;7）精修刀倒圆封边带两侧边沿8）刮刀修刮封边带两侧圆角）9)抛光轮精饰封边带两侧圆角（l）直线型封边机主要加工工艺及技术要求(根据工厂具体情况而定,以下参数值仅供参考)A基材的加工质量及基材自身的温度对封边质量的影响基材加工质量的高低主要表现在基材的边缘有无缺陷，如锯路崩碴撕裂锯口不光滑锯路不直等如锯割不垂直，在施胶时，往往只有2／3的边缘能涂上胶液，同时，加压辊也不能将封边带完全压实在工件边邻而导致封边不牢，甚至脱离基材因此，一定要重视封边前的锯割加工，提高基材的锯割质量要求经铣边后的零部件的周边光洁等厚，相邻垂直度好，才能保证封边条的胶合质量，同时要求封边时涂胶恒温稳定，封边机所处位置应避开风口大的区域或恒定温度不宜保持的环境条件B 封边胶视不同材质封边条加以确定，如采用装饰木纹纸PVC三聚氰胺等材料时可使用溶剂性胶或PV A胶；采用ALKORCELL或薄木封边条时，可采用热熔胶或PV A胶C 开机后可将封边机调温器设定在130～150C，20分钟后，将温度升至150～200C，待胶完全熔化后，方可开机工作当温度达到设定值时，指示灯显示，才可合上离合器进行加工加工间断时，应将调温器调至150C左右，并视具体情况，适当作一调整，再继续开机操作机台进料口的滑板内加热器温度一般控制在100～135CD 进口的连续式生产线上的封边机可用调节手柄控制涂胶量，也有自动控制涂胶量的设备装置一般封边涂胶量为200～3009／mE 操作封边机时，对于每一部分的技术参数配合要求都要做到心中有数，操作准确如辊座滑板的指示位置第一辊与第二辊的工作气压值的控制以及在什么条件下保持工作的正确操作方法等另外还要注意。