關(guān)于板式家具板類部件的變形及解決方法

1、板式家具板類部件的變形及解決方法( v; u* o) F( b% R" s1 O  C$ s+ a板式家具板類部件的變形及解決方法: D& 0 f) B- b, Q4 |2 K1 * Z3 ?; W: b  p制造板式家具時(shí)，大都采用中密度纖維板、細(xì)木工板、刨花板以及膠合板等作為板式家具的基材，這些基材具有幅面大、表面平整、易于加工、便于涂飾等優(yōu)點(diǎn)，但也有吸濕、彈性變形等缺點(diǎn)。有些剛剛加工好的家具的部件過(guò)不了幾天就發(fā)生了變形，如原先平整的柜門(mén)發(fā)生了翹曲，而且基本上沒(méi)有辦法恢復(fù)。如何解決這些令人頭痛的問(wèn)題呢？實(shí)際上，可以從產(chǎn)生變形的原因來(lái)

2、進(jìn)行探討。眾所周知，構(gòu)成板式家具的主要零部件有旁板，擱板、門(mén)板、頂板或面板以及背板等，板件所存在的主要變形有板件的彈性彎曲、翹曲、蠕變等，其中，翹曲和蠕變?cè)诤艽蟪潭壬先Q于基材本身的內(nèi)在質(zhì)量，而零部件的彈性彎曲，除了板件本身的質(zhì)量之外，主要還取決于生產(chǎn)過(guò)程的管理和工藝的處理。對(duì)于基材本身的問(wèn)題，可以選用內(nèi)應(yīng)力較小，強(qiáng)度較大的品牌產(chǎn)品。而對(duì)于在外力作用下的彈性變形，則是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，下面就以擱板和高柜的長(zhǎng)門(mén)為例來(lái)加以分析。 1 擱板的彎曲變形 1.1 擱板的受力情況 板式家具的擱板重要承受到以下幾種應(yīng)力： 1）壓應(yīng)力 是承載物件的壓力及擱板自重形成的應(yīng)力。是造成擱板變形的主要原因。 2）彎

3、曲壓力 是承載彎距形成的應(yīng)力，能使擱板彎曲和蠕變。 3）剪切應(yīng)力 由承載擱板支撐或連接件接口處壓力與支撐力產(chǎn)生的剪切作用而形成。 4）涂料固化應(yīng)力 由于擱板表面涂料固化的內(nèi)表收縮不一致而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使得擱板彎曲變形。 以上4種應(yīng)力造成板式家具擱板彎曲變形。 1.2擱板的受力分析： 在上述應(yīng)力中，對(duì)擱板的彎曲影響最大的是壓應(yīng)力，其彎曲程度取決于負(fù)荷的大小，配置的情況以及材料的尺寸和本身的特性。擱板在負(fù)荷下產(chǎn)生的彎曲變形可以用下列公式來(lái)計(jì)算： 1）負(fù)荷集中于擱板中心時(shí)（圖1） Y=PL3/4Ebh3 2）當(dāng)負(fù)荷均勻分布時(shí)（圖2） Y=5QL4/32Ebh3 式中：y彎曲變形量（m） p負(fù)荷（N）

4、 L支點(diǎn)間的距離（m） b擱板斷面的寬度（m） H擱板的厚度（m） E材料的彈性模量（Pa） Q均布負(fù)荷（N/m） 在對(duì)上述的公式進(jìn)行分析時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，擱板材料的彈性模量最能體現(xiàn)出抗彎強(qiáng)度的主要特征，材料的彈性模量是由材料本身的材質(zhì)決定的，彈性模量越大，材料的抗變形能力越強(qiáng)。表1是板式家具中經(jīng)常使用的幾種材料的彈性模量。 表1板式家具常用材料的彈性模量材料名稱 負(fù)荷初期彈性模量 時(shí)間（星期）' Y4 R( V4 i  m' t' X木材 930000 6-8/ ' B+ U3 5 / A細(xì)木工板 490000 11-132 1 i+ b1 A.

5、 i% V9 n) v貼面刨花板 440000 11-131 t+ Z* K) L. I' D5 X0 h( j3 q' K浸漬紙膜貼刨花板 270000 11-13& h9 j9 " L' V5 I浸漬紙膜半軟質(zhì)纖維板 230000 11-13  h9 S# w9 L: _$ B  v2 + M硬質(zhì)纖維板 270000-550000 11-132 R; u" b; D1 K3 V) Z2 x! ?6 G- G3 Z' U9 k: g6 W+ l0 ?( R1.3減小擱板彎曲量的方法： 雖然擱板

6、的彎曲對(duì)家具本身使用功能的影響不太大，但卻影響到美觀，特別是對(duì)于那些開(kāi)敞式的和玻璃門(mén)的陳列柜來(lái)說(shuō)更是如此，從擱板的彎曲變形計(jì)算公式中可以知道，用以下的方法可以來(lái)減少擱板的彎曲： 1）采用彈性模量較高的基材。如細(xì)木工板、貼面纖維板、貼面刨花板等。 2）增加擱板的斷面寬度和厚度。即采用較寬和較厚的材料，但對(duì)于纖維板和刨花板來(lái)講，過(guò)厚既增加了成本又影響美觀，因此，實(shí)際生產(chǎn)中一般采用19mm的厚度是比較合適的。當(dāng)然，在擱板的邊部用帶加強(qiáng)筋的薄金屬條或硬木條來(lái)加固，也是比較好的辦法。 3）減小擱板的跨度。在計(jì)算公式中，擱板的長(zhǎng)度是一個(gè)相當(dāng)重要的數(shù)據(jù)，因此，減少擱板的跨度也是減少擱板彎曲的重要手段，這里有

7、兩種方法，一是減小擱板本身長(zhǎng)度，再就是加入中隔板進(jìn)行支撐，所以，在實(shí)際生產(chǎn)中很少用到1000mm的擱板，除了特殊的情況外，一般均采用800-900mm。 4）將擱板與背板相連。如果條件允許，可以將擱板固定在背板上，或是擱置在背板上?，F(xiàn)在一般家具的背板都采用3mm的的膠合板和3mm中密度纖維板，其自身的強(qiáng)度并不大，不宜在上面鉆孔，但可以用膠水固定長(zhǎng)條型的擱板架或是加入特制的擱板銷(xiāo)，這樣可以大大減少擱板的彎曲程度。 5）采用活動(dòng)式擱板。對(duì)于很多板式家具來(lái)講，擱板多少都存在這著一定的彎曲變形，對(duì)于那些跨度較大的擱板來(lái)講，即使是沒(méi)有負(fù)荷，也會(huì)因?yàn)樽陨淼闹亓慷麓梗羰遣捎没顒?dòng)擱板，當(dāng)發(fā)生彎曲變形時(shí)，可

8、以將擱板翻過(guò)來(lái)使用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，由于受到了相板外力和作用而恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，但這樣由容易加速蠕變。 6）加強(qiáng)工藝管理。很多的彎曲變形是加工過(guò)程中人為因素引起的，如放置不當(dāng)、吸濕、涂飾工藝不當(dāng)?shù)?，所以，加?qiáng)生產(chǎn)工藝管理也是減少板件彎曲變形的重要手段。由于涂料的內(nèi)應(yīng)力對(duì)擱板的影響與對(duì)柜門(mén)的影響相類似，因此，在下面討論門(mén)板時(shí)一起討論。 2 門(mén)板類部件的變形 柜類是臥室家具的重要組成部分，也是構(gòu)成臥房家具的大件之一，因此，柜類質(zhì)量的好壞直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，消費(fèi)者對(duì)柜類最不滿意的就是柜門(mén)的翹曲變形。實(shí)際上，除了材料和設(shè)計(jì)的原因之外，加工過(guò)程中不利因素的影響，是造成高柜長(zhǎng)門(mén)彎曲

9、變形主要原因： 2.1部件堆放引起變形 在生產(chǎn)中，有的操作人員為圖方便，將板件隨意堆放，或是堆放板件的墊板不平，更有甚者將板件斜靠在墻上，致使板件在進(jìn)入下一道工序之前就因其自身的重量而發(fā)生了變形。 2.2涂飾工藝引起變形 在涂飾過(guò)程中，因工藝和原材料的使用不當(dāng)，隨涂層內(nèi)應(yīng)力的變化而使板件發(fā)生變曲變形。 涂飾膩?zhàn)拥挠绊懀?在對(duì)柜門(mén)部件進(jìn)行涂飾時(shí)，許多生產(chǎn)廠家為了降低成本多采用豬血膩?zhàn)踊蚰z水調(diào)制的膩?zhàn)?，由于這兩種膩?zhàn)又泻写罅康乃?，板式家具常用的基?中密度纖維板和刨花板的吸濕性又特別強(qiáng)，因此當(dāng)門(mén)板部件的一面不涂膩?zhàn)樱硪幻嫱可线@種含水分豐富的膩?zhàn)雍?，就?huì)使門(mén)板部件單面吸濕而產(chǎn)生變形。 干燥過(guò)程

10、的影響 眾多的生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)中，當(dāng)板件涂上膩?zhàn)踊蛲苛虾?，都要放在干燥架上進(jìn)行自然干燥，如果干燥架的支桿太疏或是不平，也會(huì)造成柜門(mén)部件在涂料干燥過(guò)程中發(fā)現(xiàn)彎曲變形。 涂料內(nèi)應(yīng)力的影響 涂料固化后會(huì)形成一定的涂層，即使是在沒(méi)有外力的情況下也會(huì)產(chǎn)生一種內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力如果處理不當(dāng)，就會(huì)成為柜門(mén)部件彎曲變形的主要原因之一。 表2相對(duì)濕度與漆膜收縮應(yīng)力涂料名稱 漆膜厚度(mm) 相對(duì)濕度(%) 收縮應(yīng)力(105Pa)' A+ m8 % c* Z7 l) g7 W/ g) z8 G1 7 K6 K" j) M3 M0 3 q聚氨酯 0.030.020.04 53050 4.822.22

11、3.122 c: t+ A& s# p" j; k) d5 ' Q7 J! m  h作一試驗(yàn)，在厚度為1mm左右的單板上涂飾涂料，開(kāi)始因受到溶劑濕潤(rùn)的影響，涂涂料的一面會(huì)向上凸起，但隨著溶劑的揮發(fā)，凸起量會(huì)逐漸變小，最后變成兩側(cè)翹起的凹面，這就是涂層的收縮應(yīng)力所引起的緣故，但對(duì)于不同的涂料這種應(yīng)力有所不同，表2中所示的是在不同相對(duì)濕度下涂料的收縮能力。從表2中可以發(fā)現(xiàn)：硝基漆的收縮應(yīng)力最大，而不飽和聚酯的收縮應(yīng)力最小。 據(jù)有關(guān)資料介紹，不飽和聚、聚氨酯、硝基漆等的變形量隨著涂飾的遍數(shù)的增加而減小，而氨基醇酸樹(shù)脂漆則與此相反，在上述幾種涂料中，不飽和

12、聚酯和聚氨酯的收縮應(yīng)力最小，圖3中所示為相對(duì)濕度為30%、固化溫度為60鶯時(shí)涂層固化過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力的變化，此外，紫外線固化涂料因其固化的時(shí)間長(zhǎng)短，沒(méi)有熱松弛現(xiàn)象，與其它的涂料相比其收縮力還要小。 在漆膜內(nèi)部在一定程度上總是保持著一些活性的基團(tuán)，由于這些活性基團(tuán)對(duì)水有一定的親和力，因此在水和水蒸氣的作用下會(huì)發(fā)生膨脹，表3中所列的就是幾種常見(jiàn)的涂料吸濕及膨脹性的參數(shù)，雖然水分子在漆膜中的擴(kuò)散速度比在木質(zhì)基材中慢得多，但漆膜并沒(méi)有完全阻止水分，所以，還會(huì)有一定的水分進(jìn)入到基材之中而引起膨脹。 表3漆膜的吸濕及膨脹性參數(shù)涂料 透濕系數(shù)（20時(shí)）(mg/<mh>) 最大吸水率(25時(shí))(%)

13、含水率每變化1%的膨脹率(%)/ f  I. e& y5 K4 K* ?: W+ b  P1 o' r, P: z; m: a/ a+ o  R6 s. s! k& B" Q一般來(lái)講，柜門(mén)部件的正反兩個(gè)面都涂飾涂料，按理兩邊應(yīng)具有相同的內(nèi)應(yīng)力而不發(fā)生變形，但在實(shí)際的生產(chǎn)中，為了降低產(chǎn)品的成本，柜門(mén)部件的正面涂料的厚度要比反面厚得多，所以，這無(wú)疑就形成了不同的內(nèi)應(yīng)力，水分滲入的條件也不同，若處理不當(dāng)，必將會(huì)導(dǎo)致柜門(mén)部件在生產(chǎn)和使用過(guò)程中的彎曲變形。 2.3避免柜門(mén)部件變形的幾種方法 為了減少柜門(mén)部件的變

14、形，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮： 1）合理堆放。從原材料一進(jìn)車(chē)間就應(yīng)該對(duì)方在平整、保持干燥、盡量避免斜靠于其它物體之上。 2）正確使用干燥架。合理安排板件干燥烘托架的疏密度，一般要求其寬度只比板件的長(zhǎng)度略短，最好用角鐵焊成間距為300mm左右的多層鐵架。 3）降低膩?zhàn)铀值挠绊?。多使用與涂料相配套的樹(shù)脂型膩?zhàn)樱ㄒ喾Q原子灰），它幾乎不含水分，但卻含有親配套涂料的活性基團(tuán)，可以與涂料一起形成牢固的漆膜，從而減少了水分對(duì)基材的濕漲作用。若是采用水性膩?zhàn)樱瑒t應(yīng)采取雙面滾涂填膩?zhàn)?，或是在第一遍填膩?zhàn)訒r(shí)雙面同時(shí)刮涂，以使得板件的正反兩面吸濕相當(dāng)而減少變形，同時(shí)，要等第一變膩?zhàn)痈赏负笤俟蔚诙椤?4）合理選用

15、涂料。采用收縮應(yīng)力較小的涂料是比較好的選擇，象不飽和聚酯、聚氨酯以及紫外線固化涂料等，其收縮應(yīng)力相對(duì)比較小，這樣有助于減少內(nèi)應(yīng)力對(duì)板類部件彎曲的影響。 5）使用不同的貼膜材料?，F(xiàn)在許多板式家具的裝飾都采用貼薄木或貼裝飾紙，在加工中可以在正面貼上收縮應(yīng)力較小的材料，而在反面貼上收縮尖力較大的材料，這樣在涂飾后，即使在正面的涂層較厚反面涂層較薄時(shí)，也能抵消一部分收縮應(yīng)力。 6）使用不同的涂料。從表2中可以發(fā)現(xiàn)，涂料的收縮應(yīng)力有大小，而且有的相差還比較大，在生產(chǎn)中我們可以利用這一特性，當(dāng)柜門(mén)部件正面涂上較厚的收縮應(yīng)力小的涂層時(shí)（如不飽和聚酯、聚氨酯以及紫外線固化涂料），反面涂上較薄的收縮應(yīng)力大的涂層（如硝基漆等），這樣既可以降低成本，又能使得柜門(mén)部件兩面收縮力互相平衡。 7）采用剛性較大的門(mén)餃。通常，經(jīng)過(guò)采用上述的一種或幾種方法之后，一般能達(dá)到一定的效果，余下的一些輕微翹曲變形，通過(guò)強(qiáng)有力的門(mén)餃可得到糾正，基本上不會(huì)影響產(chǎn)品的外觀。 8）硬質(zhì)材料鑲邊。采用質(zhì)地堅(jiān)硬的、經(jīng)過(guò)干燥定型的雜木條或是金屬條進(jìn)行封邊和鑲邊，這不僅能