第八章 木材及加工工艺

第八章木材及加工工艺

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。

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。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(图8-1)。

8．1 木材的基本性能

木材是由树木采伐后经初步加工而得的，

是由纤维素、半纤维素和木质素等组成。树干

是木材的主要部分，由树皮、木质部和髓心三

部分组成。图8－2所示为树干的构造。

(1)质轻

木材由疏松多孔的纤维素和木质素构成。

它的密度因树种不同，一般在0。3一.0．8之间，

比金属、玻璃等材料的密度小得多，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。

(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。

(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。

(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

木材蒸煮后可以进行切片，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。

(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，但随着含水率增大，其绝缘性能降低。

(8)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、翘曲等弊病。木材的着火点低，容易燃烧。

(9)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

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。

8．2 木材的工艺特性

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，最后形成一件完整的木制品的技术过程。

8．2．1 木材的成型加工

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讨程。

木制品构件的形状、规格多种多样，其加工工艺过程一般为以下顺序：

(1)配料

配料就是按照木制品的质量要求，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。

(2)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。

(3)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

(4)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。

(5)榫头、榫眼及犁面的加工

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强度和使用质量。

(6)表面修整

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。

2 木材加工的基本方法

(1)木材的锯割

木材的锯割是小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—曲线进行开锯、分解、开榫、锯肩、截断、下料时都要运用锯割加工。

(2)木材的刨削

刨削也是木材加工的主要工艺方法之一。木材经锯割后的表面一般较粗糙且不平整，因此必须进行刨削加工，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。

(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。

(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，既可用来截口、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。

3 木制品的装配

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、加工过程和成本，均有很大的影响，需要在产品造品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，以防挤裂榫眼，必要的可加木楔，达到配合紧实。

榫结合的优点是：传力明确、构造简单，结构外露，便于检查。根据结合部位的尺寸、位置以及构件在结构中的作用不同，榫头有各种形式，如图8—3所示。各种榫根据木制品结构的需要有明榫和暗榫之分。榫孔的形状和大小，根据榫头而定。

(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、结构坚固、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。操作过程中，要掌握涂胶量、晾置和陈放、压紧、操作温度、粘