實(shí)木零部件凈料加工技術(shù)

實(shí)木零部件凈料加工技術(shù)工作內(nèi)容描述

實(shí)木零部件凈料加工（有些企業(yè)也稱機(jī)加工）的主要任務(wù)是將備料所得零部件毛料經(jīng)銑型、制榫、鉆孔、拉槽及表面砂光等工序，加工成待組裝的半成品零部件，有些零件還須經(jīng)過車制及雕刻加工，有些情況下還要將零件組裝、膠合成部件后再進(jìn)行上述加工。簡(jiǎn)單地說，凈料加工就是將備料加工后的零部件毛坯加工成符合圖紙要求零部件的過程。模塊一實(shí)木零件成型加工

實(shí)木成型加工是利用銑削類設(shè)備對(duì)零部件的邊緣及表面銑削成相應(yīng)的形狀和刀型，采用專門的模具可把零件的內(nèi)外輪廓銑削成相應(yīng)的外形。圖7-1銑削加工原理示意圖圖7-2常見實(shí)木型邊7.1.1直線型面零部件的加工

貫通的直線型面零部件一般可以在下備料過程中用四面刨等直接刨削得到，也可在凈料加工過程中選擇下軸銑床、鏤銑機(jī)、木線機(jī)甚至專用壓刨進(jìn)行生產(chǎn)。7.1.2二維曲線型面零部件的加工

曲線型面零部件加工前通常先用細(xì)木工帶鋸或曲線鋸鋸出粗坯，當(dāng)然也可以用多層膠合彎曲或?qū)嵞炯訅簭澢葌淞戏椒▉淼玫綇澢拿?，厚度一致的兩個(gè)面先用平刨和壓刨加工成凈規(guī)格，然后再進(jìn)行銑削加工。另一類是檔環(huán)上置式，即檔環(huán)安裝在刀具上面，這類模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。對(duì)于窄長(zhǎng)線型曲線型面，還可以通過自動(dòng)雙軸靠模銑來加工。

即將毛坯固定在相應(yīng)形狀的模板上并定基準(zhǔn)，利用送料輥帶動(dòng)板坯與模板一起移動(dòng)，兩把銑刀頭可以通過氣壓或彈簧裝置緊貼靠模轉(zhuǎn)動(dòng)，完成銑削加工。利用合適的模具，可以加工各種復(fù)雜的曲面零件。曲線型面部件還可以利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)靠模銑床進(jìn)行銑削加工。7.1.3寬幅面零部件型面加工

寬幅面零部件或板料的內(nèi)外輪廓可采用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)靠模銑床、鏤銑機(jī)、立軸、壓刨床甚至數(shù)控銑床來加工?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)靠模銑床有兩類，一類是普通的外緣靠模銑床（如圖7-16所示），另一類是內(nèi)徑靠模銑；實(shí)際生產(chǎn)中，厚度不大的寬幅部件銑型時(shí)，主要利用鏤銑機(jī)來完成。對(duì)于寬度幅面較大且等厚的零部件，在銑內(nèi)外弧面時(shí)，由于立軸作業(yè)時(shí)工件裝夾困難且作業(yè)安全隱患大，此時(shí)可借助固定在臺(tái)面上與工件曲率相應(yīng)的樣模，在壓刨上進(jìn)行加工，不僅生產(chǎn)效率高，且作業(yè)安全質(zhì)量好；但模具制作比較困難，且要求這類壓刨床結(jié)構(gòu)符合要求。7.1.4三維型面部件加工

簡(jiǎn)單的三維型面部件的加工原理與二維曲線型面部件基本相同，只是需要的裝夾定位方式及模具更加復(fù)雜，且通常需要經(jīng)過多次銑型才可完成。一般情況下，我們可以把簡(jiǎn)單三維型面部件看作幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的二維型面的組合體。7.1.5復(fù)雜零件的仿形靠模銑

對(duì)于寬度及厚度方向均呈復(fù)雜型面或復(fù)雜曲線型體的零件，如鵝冠腳、老虎腳、象鼻腳、彎腳等，可利用立軸或?qū)Ｓ玫姆滦毋姶布庸ぁ?.1.6復(fù)雜零部件的數(shù)控銑削

數(shù)控銑床（常稱為數(shù)控加工中心CNC）是家具工業(yè)中應(yīng)用范圍最廣泛的一類數(shù)控設(shè)備，現(xiàn)代家具工業(yè)用數(shù)控銑床除銑削功能外，還可實(shí)現(xiàn)鋸、鉆、刨甚至車削等多種功能，實(shí)現(xiàn)三維立體化生產(chǎn)，一機(jī)多能，能滿足現(xiàn)代家具企業(yè)對(duì)產(chǎn)品多方面的加工要求，并能迅速適應(yīng)設(shè)計(jì)和工藝的變化，且生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好，適合小批量多品種的生產(chǎn)方式，是家具現(xiàn)代化生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。模塊二榫頭、榫眼及榫槽加工

傳統(tǒng)接合主要采用直角榫與方榫眼配合、燕尾榫眼與梯形榫相配合等形式，現(xiàn)代家具則主要采用長(zhǎng)圓榫與長(zhǎng)圓榫眼相配合、圓榫與孔配合等榫接合形式。7.2.1榫頭加工

榫頭的加工設(shè)備主要有方榫開榫機(jī)、長(zhǎng)圓榫開榫機(jī)、立軸機(jī)、鏤銑機(jī)，有時(shí)候用萬能鋸及帶鋸也可生產(chǎn)，只是效率或精度較低而已。

榫頭制作時(shí)應(yīng)采用基孔制的原則，即制作榫頭時(shí)應(yīng)以相配的榫眼尺寸為依據(jù)來調(diào)整榫頭參數(shù)，使榫頭和榫眼之間具有規(guī)定的公差和配合，以獲得互換性好的零件。但圓棒榫的接合例外，因?yàn)閳A榫通常作為標(biāo)準(zhǔn)件在市場(chǎng)上流通，所以應(yīng)采用基軸制，鉆孔時(shí)選用相應(yīng)規(guī)格的鉆頭即可。

7.2.1.1直角方榫及燕尾榫制作

直角方榫可以在單頭或雙頭開榫機(jī)上制作，采用帶割刀的銑刀頭、切槽銑刀或圓盤銑刀等進(jìn)行加工，也可以直接在銑床上加工，

除此之外，利用銑床、圓鋸機(jī)也可加工方榫頭。為保證工件移動(dòng)平穩(wěn)，用于制榫的立軸機(jī)一般帶有推臺(tái)（如圖7-32所示），利用相應(yīng)形狀的銑刀，可用來加工各種規(guī)格的直角榫甚至直角多榫。板料寬度較大的直角多頭榫（也叫箱框榫）可以在直角箱榫開榫機(jī)上用多片切槽銑刀進(jìn)行加工，加工工藝方法如圖7-34所示。在實(shí)際生產(chǎn)中，也可在燕尾榫開榫機(jī)上用圓柱形柄銑刀加工，甚至直接用圓鋸機(jī)作業(yè)，如圖7-35所示。7.2.1.2長(zhǎng)圓榫頭制作

直角榫接合由于榫眼加工效率較低等原因，目前使用的越來越少，近年廣泛使用的是橢圓榫（也叫長(zhǎng)圓形榫）連接。

單頭作榫機(jī)雖然通用性強(qiáng)，但長(zhǎng)度方向控制不便，特別對(duì)于兩頭都有榫頭的彎曲零部件，調(diào)機(jī)定位相當(dāng)麻煩，精度難以保證。7.2.1.3圓棒榫制作

圓棒榫作為標(biāo)準(zhǔn)件，在家具生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣。制作圓棒機(jī)需要專門的設(shè)備，即圓榫機(jī)及圓榫截?cái)鄼C(jī)。7.2.2榫眼加工

與榫頭相匹配，榫眼也有方榫眼、長(zhǎng)圓榫眼、燕尾榫及圓榫眼幾類，相應(yīng)的加工方法及設(shè)備也各不相同7.2.2.1長(zhǎng)方榫眼制作

長(zhǎng)方榫眼又稱直角榫眼，常用的加工設(shè)備是打眼機(jī)（又稱方榫榫槽機(jī)或臺(tái)式方鑿),利用正方形空心鉆套和麻花鉆芯配合起來加工。7.2.2.2長(zhǎng)圓形榫眼制作

長(zhǎng)圓形榫眼的制作可以用專用的長(zhǎng)圓形榫眼機(jī)和上軸鏤銑機(jī)等設(shè)備，也可采用手提式鏤銑機(jī)。

長(zhǎng)圓形榫眼多采用專用的長(zhǎng)圓形榫眼加工設(shè)備來生產(chǎn)，其中最常用的為臥式雙端榫槽機(jī).

該設(shè)備利用專用的直柄銑刀，由凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的銑刀左右擺動(dòng)，同時(shí)工作臺(tái)在氣缸的作用下帶動(dòng)工件向銑刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，完成榫眼加工，榫眼寬起決于擺動(dòng)的幅度，榫厚取決于銑刀的直徑，而深度起決于氣缸的控制行程。

臥式雙端榫槽機(jī)一次只能加工一個(gè)榫眼，對(duì)于一個(gè)零部件上有多個(gè)榫眼的情況，生產(chǎn)效率比較低，且定位精度不容易控制，彎曲部件更是如此。這種情況下可以選用多軸榫槽機(jī).

對(duì)于同一軸線上有多個(gè)同規(guī)格的長(zhǎng)圓榫孔時(shí)，還經(jīng)常采用臥式多軸鉆銑機(jī)。這類設(shè)備擁用一排聯(lián)動(dòng)的銑削刀軸，可以同時(shí)擺動(dòng)和進(jìn)刀，相比之下，這類設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格也比較便宜，在床類或百葉窗的產(chǎn)中應(yīng)用較多。

當(dāng)榫槽長(zhǎng)度規(guī)格或位置超過長(zhǎng)圓形榫眼機(jī)的加工范圍時(shí)，可以采用上軸鏤銑機(jī)進(jìn)行加工，加工前應(yīng)根據(jù)榫眼寬度來安裝相應(yīng)直徑的柄銑刀，調(diào)節(jié)好靠尺和擋塊來控制制榫眼位置及長(zhǎng)度，必要時(shí)須制作相應(yīng)的模具。也可以利用手提式鏤銑機(jī)來制作。7.2.2.3圓榫眼制作

圓榫眼俗稱圓孔，是家具連接的重要方式，主要用作圓棒榫、五金連接件的安裝孔或預(yù)鉆孔等。圓孔主要在各類鉆床（立式或臥式、單軸或多軸）及上軸鏤銑機(jī)上用鉆頭或柄銑刀來加工。普通圓孔利用鉆床來加工，單軸立式鉆床（俗稱臺(tái)鉆）是最簡(jiǎn)單最常用的設(shè)備之一。（1）水平鉆：根據(jù)鉆孔部位可將水平鉆分端頭鉆、側(cè)邊鉆及萬能鉆。對(duì)于雙端都需鉆孔的部件，可以選用雙端水平鉆。有時(shí)為了提高工作效率，可以將雙頭精截的工序合并到鉆床上一次性完成，制成雙頭鋸鉆機(jī)，這類設(shè)備的圓鋸片及鉆頭可在0～45度范圍內(nèi)方便調(diào)節(jié)，同時(shí)完成定長(zhǎng)和鉆孔作業(yè)，加工效率很高。

一些水平鉆除對(duì)端頭進(jìn)行鉆孔外，還可以同時(shí)對(duì)側(cè)邊鉆孔加工，根據(jù)需要，側(cè)向安裝的鉆軸數(shù)量可以選配，每個(gè)鉆軸可單獨(dú)調(diào)節(jié)位置，有些還可以旋轉(zhuǎn)一定的角度，如圖7-54所示。還有些鉆孔機(jī)不要兩端的鉆頭，專門用來鉆工件側(cè)邊的圓孔，稱為臥式多軸鉆孔機(jī)，如圖7-55所示。（2）垂直鉆：垂直鉆床除前面介紹的臺(tái)鉆外，常用的有垂直多軸鉆。多頭萬能鉆

垂直多軸鉆中還有一類比較特殊的鉆床，機(jī)床上分布3～8所可獨(dú)立調(diào)節(jié)的鉆軸，可進(jìn)行任意位置和角度調(diào)節(jié)，非常適合孔位呈不同角度的零部件，如椅面板、椅后背框等部件的鉆孔加工，如圖7-57所示。

（3）立臥鉆：有些部件要求端頭水平和垂直兩個(gè)方向都要鉆孔加工（如偏心連接件或橫桿螺母連接件等），這時(shí)可選用立臥鉆。立臥鉆同樣有單頭和雙頭兩種形式，如圖7-58及7-59所示，主軸上可安裝單軸、多軸甚至排鉆軸，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能。圖7-58單頭立臥鉆圖7-59雙端立臥鉆

（4）專用鉆孔設(shè)備：在實(shí)木家具生產(chǎn)中，還有一類高端的鋸、鉆、銑一體機(jī)，可對(duì)實(shí)木零件端部進(jìn)行定長(zhǎng)截?cái)?、銑型和鉆孔作業(yè)，如圖7-60所示。有些甚至還可同時(shí)完成注膠、插圓棒榫等功能，如圖7-61所示。（5）鉆頭選用：一般來說，鉆頭的規(guī)格是有標(biāo)準(zhǔn)的，圓孔的設(shè)計(jì)不能超過鉆頭的直徑范圍（3～50mm），否則就只能用柄銑刀在鏤銑機(jī)上加工。A.匙形鉆、蝸形螺旋鉆和錐刃螺旋鉆主要用于順纖維鉆孔；B.中心鉆和切刃螺旋鉆（麻花鉆）主要用于橫纖維鉆孔；C.螺旋鉆和蝸桿鉆主要用于鉆深孔；D.各種擴(kuò)孔鉆（開孔器）則主要用于鉆較大直徑的孔或深孔。圖7-62鉆頭的種類和形式（a）匙形鉆（b）蝸形螺旋鉆（c）錐刃螺旋鉆（d）（e）中心鉆（f）（g）切刃螺旋鉆（麻花鉆）（h）（i）螺旋鉆（j）蝸桿鉆（k）圓刃擴(kuò)孔鉆（l）齒刃擴(kuò)孔鉆（m）（n）錐形擴(kuò)孔鉆技術(shù)要求：A.如果要鉆盲孔，則應(yīng)該選用有中心鉆尖與帶割刃的鉆頭；B.如果要鉆通孔，則應(yīng)該選用帶V型刀的鉆頭；C.如果要鉆沉孔，則應(yīng)選用臺(tái)階鉆（也稱沙拉鉆）；D.對(duì)于薄板上鉆通孔，最好采用空心取孔鉆。E.用鉆床加工圓孔的切削速度主要取決于材料的硬度、孔徑的大小、孔的深度及鉆頭的排屑能力，隨著孔深和孔徑的增大，鉆頭定心的精度也會(huì)降低，鉆孔進(jìn)給速度應(yīng)放慢。7.2.3榫槽加工

實(shí)木家具生產(chǎn)中，方料的縱橫連接常采用榫頭和榫眼連接，而縱向連接則通常采用榫槽與榫簧進(jìn)行連接，沿寬度橫向連接常采用缺口連接，另外還有一些專用的溝槽（如安裝合頁(yè)或鎖等配件），這時(shí)就要進(jìn)行榫槽加工。

一般來說，順纖維方向的榫槽配合俗稱為榫槽及榫簧，橫纖維方向的榫槽俗稱缺口或裁口，局部的非貫通的缺口俗稱為槽口，實(shí)際生產(chǎn)中往往統(tǒng)稱為榫槽。7.2.3.1刨床類

四面刨是生產(chǎn)榫槽最常用的設(shè)備，主要用于生產(chǎn)縱向通槽，這是家具生產(chǎn)中最常見的榫槽連接形式，作業(yè)時(shí)只需根據(jù)榫槽的位置及形狀將相應(yīng)的平銑刀更換為成型銑刀即可：當(dāng)榫槽寬度較大時(shí)多選用上下水平刀頭，槽寬較小時(shí)則選用垂直的立刀頭。7.2.3.2銑床類

在立軸上安裝相應(yīng)的制榫碟刀，可在方料側(cè)邊或端部開出榫槽，榫槽深度可通過調(diào)節(jié)刀具相對(duì)導(dǎo)尺的伸出量來控制。

上軸鏤銑機(jī)、下軸鏤銑機(jī)及手提式鏤銑機(jī)也是加工榫槽的常用設(shè)備。鏤銑刀具直徑小，操作靈活，特別適合加工較小規(guī)格榫槽或線形較復(fù)雜零部件上的槽口。

對(duì)于燕尾榫及內(nèi)空榫槽，用其它設(shè)備加工通常比較困難，這種情況一般要定制與槽口相應(yīng)的柄銑刀，利用鏤銑機(jī)來作業(yè)。除通槽外，利用這種方法還可加工鎖孔、內(nèi)凹把手孔等特殊的內(nèi)凹槽口。

合頁(yè)槽口的加工相對(duì)來說較為復(fù)雜，大多數(shù)企業(yè)是利用鏤銑機(jī)先加工出大致輪廓，然后利用手工鏟刀將圓弧角切成直角，如圖7-66所示。圖7-66合頁(yè)槽口的加工方法

市場(chǎng)上也有專用的合頁(yè)起槽機(jī)，用兩把刀具組成，一把“n”形刀作上下運(yùn)動(dòng)將纖維切斷，另一把水平切刀作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)將切斷的木材鏟下，從而得到所要求的加工表面。7.2.3.3圓鋸機(jī)類

圓鋸機(jī)也經(jīng)常用來加工槽口，常用的為臺(tái)式圓鋸機(jī)。由于圓鋸片厚度薄，因而所開槽口一般為3～5mm貫通窄槽，如抽底板槽及背板嵌槽，加工效率非常高；由于圓鋸片直徑大，因而槽口深度調(diào)節(jié)范圍大，適合各類槽口和缺口的加工，且鋸口邊緣質(zhì)量好，不易崩缺，如圖7-67和7-68所示。

由于圓鋸片厚度有限，當(dāng)加工槽口寬度較大時(shí)，可將多張直徑相同的圓鋸片疊起來安裝，也可訂制與槽口寬度相應(yīng)的專用槽刀代替圓鋸片，如圖7-69所示。

一般來說，刀具直徑越大、齒數(shù)越多，加工效率越高，且加工出的榫槽的質(zhì)量越好，不容易崩缺，這在橫槽加工時(shí)顯得尤為重要，即刀具選用的優(yōu)先順序?yàn)椋簣A鋸片>碟狀銑刀>柱狀銑刀>T型柄銑刀>直柄銑刀。7.2.4典型項(xiàng)目舉例分析7.2.4.1床頭柜底框制作本例部件由三種不同規(guī)格的零件組成，它們的工藝路線各不相同。后條較簡(jiǎn)單，經(jīng)平壓刨后直接定長(zhǎng)和鉆孔加工即可；側(cè)條及前條因有裝飾線條，可考慮在組裝后一起銑型，因而在配料及毛料加工時(shí)，要考慮留取寬度方向的銑削余量，并以內(nèi)側(cè)作為制榫的基準(zhǔn)邊。榫頭榫眼加工好后先組裝成木框，并進(jìn)行定厚砂光處理，以消除平面誤差，然后對(duì)整個(gè)木框進(jìn)行三邊銑型，最好對(duì)木框鉆孔作業(yè)。具體工藝路線表如表7-5所示。工藝流程分析7.2.4.2帶弧形櫥柜門制作工藝流程分析本例為典型的框式門結(jié)構(gòu)，直線型門框料備料后直接用四面刨成型加工，門橫檔端頭榫槽及彎曲門上橫用立軸作業(yè)；門框在組裝后要進(jìn)行后續(xù)修整加工，包括表面定厚砂光及四周成型加工，因而在門框備料及銑形作業(yè)時(shí)，應(yīng)考慮每根框料留取相應(yīng)的修邊余量：寬度方向1mm、厚度方向0.5mm（要求余量留取均勻，以便在制榫和鉆孔加工過程中考慮這一因素）。整個(gè)部件的詳細(xì)工藝流程如圖7-72所示。7.3車木零部件制作

實(shí)木家具生產(chǎn)中，回轉(zhuǎn)體是常用的零部件類型，俗稱車木或車枳，在桌椅的腿腳、床柱、炮管桌的立柱等部位應(yīng)用廣泛?；剞D(zhuǎn)體部件加工的主要設(shè)備為各類車床或圓棒機(jī)，定位基準(zhǔn)為工件的中心線。7.3.1車床加工圖7-73木工車床類型（a）（b）普通車床（c）仿形車床（d）（e）（f）花盤車床（h）背刀車床（g）（i）專用車床

車床類型較多，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度相差很大，常見的有普通車床、仿形車床、背刀車床、花盤車床及其它專用車床等。

（1）普通車床：圖7-74為普通木工車床，具有刀架及手動(dòng)縱向進(jìn)給裝置。作業(yè)時(shí)由操作人員選用相應(yīng)的車刀，手動(dòng)頂向工件，對(duì)木材進(jìn)行切割和刮削。圖7-74普通木工車床圖7-75車刀選用示意圖一般來說，普通車床作業(yè)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：做好工件初加工：將待車制毛坯加工成正方形，大規(guī)格部件還要剖切或膠拼成多邊形，以減少車削的作業(yè)負(fù)荷。做好工件的定位：保證定位在毛坯中央，通常在毛坯兩端截面對(duì)角線畫十字交叉線，兩交點(diǎn)的連線即為工件的軸線。調(diào)整刀架位置：工件定位后，應(yīng)根據(jù)工件的大小，調(diào)整刀架的位置，使刀架與工件平行，并使工件與刀架保持約3～5mm左右的間距。

（2）仿形車床：普通車床雖然操作方便，但制品精度不高，同一批零件尺寸誤差大，且對(duì)操作人員的技術(shù)要求比較高。

（3）數(shù)控車床：由電腦或PLC控制主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)及刀架的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)無模板仿形車削作業(yè)，還可按照程序設(shè)置，對(duì)工件毛坯進(jìn)行粗車和精車等多次作業(yè)，從而方便地車制各類復(fù)雜車木零件，生產(chǎn)效率高，加工表面質(zhì)量好。

（4）背刀車床：仿形車床及數(shù)控車床雖然車制形狀準(zhǔn)確，但生產(chǎn)效率仍待提高，要得到高效、精確的車木零件，可以選用背刀式車床，如圖7-79所示。（5）專用車床：對(duì)于餐桌炮管等直徑較大的部件，還可以選用專門的中柱成型車床，其工作原理與背刀式車床相似，也是利用一組刀具，一次性完成車削任務(wù)，如圖7-80所示。

為了提高回車木零件表面的裝飾效果，有些車木表面經(jīng)常做成螺旋紋或直紋溝槽等形狀，此時(shí)應(yīng)采用槽紋成型車床（又稱螺紋成型機(jī)，如圖7-81所示）。（6）車床附件及二次加工：在車木表面加工溝槽等裝飾線型是家具造型設(shè)計(jì)的常用方法，這類車木零件可在車制成型后，利用專門的車木溝槽成型機(jī)進(jìn)行銑