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发布时间:2020-07-29 16:43:54

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作者:陶涛 主编 陈星艳、高伟 副主编

出版社:化学工业出版社

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家具制造工艺(第二版)

家具制造工艺(第二版)试读:

家具制造工艺第二版陶 涛 主 编陈星艳 高 伟 副主编邓背阶 主 审本书编写人员名单

主  编:陶 涛

副 主 编:陈星艳 高 伟

主  审:邓背阶

企业顾问:华日家具董事长 周天堂

     宜华木业总经理 吴华东

参编人员:(按姓氏拼音排序)

     曹上秋 陈飞健 陈 瑶 杜洪双 郭颖艳 何中华 黄及新

     黎明仕 李 慷 刘雪梅 娄军委 马 涛 毛 慧 倪长雨

     申丽娟 孙德彬 王明刚 王闻杰 王喜爱 闫丹婷 杨垂幼

     杨凌云 张 萍 钟 玲

书名:家具制造工艺(第二版)

作者:陶涛主编

CIP号:第247902号

ISBN:978-7-122-10143-3

责任编辑:王斌

出版发行:化学工业出版社(北京市东城区青年湖南街13号 100011)

购书咨询:010-64518888

售后服务:010-64518899

网址:http://www.cip.com.cn

版权所有 违者必究第二版前言

我国家具制造产业经过改革开放三十多年的不断进步,特别是加入世界贸易组织近十年来的跨越式发展,现已成为世界家具生产与家具出口第一大国,从业人数与企业数量均居世界首位。中国现已成为世界家具生产制造与流通的中心。然而,当前我国家具制造产业面临着前所未有的严峻考验与巨大挑战:人民币不断升值,原材料价格上涨,劳动力成本攀升,全球性经济衰退及西方国家需求锐减等。为加快科学发展步伐,我国家具产业推进结构调整与产业升级的各项工作已全面展开,家具制造业正努力加速由传统手工业生产方式向集系统化、柔性化、信息化、自动化、装备现代化于一体的现代先进制造工业迈进。从这一紧迫的产业要求出发,为了满足家具制造工艺课程的教学要求,在本书第一版取得丰硕成果、经验及优势的基础上,通过结合近几年来广大读者、学术界及企业界对本书第一版的中肯建议,同时着力于以信息技术、自动控制技术、柔性化制造技术在家具制造中的应用为切入点,我们特别组织了部分高校与企业合作编写了本书。

本书在继承传统家具制造工艺精华的基础上,注入了信息化时代背景下现代家具制造的新技术、新工艺、新思路,全面、系统地反映了现代家具制造工业的先进水平与发展方向。本书以现代家具制造工艺流程为主线,系统介绍了家具机械加工工艺基础、配料工艺、实木零部件制造工艺、板式零部件制造工艺、弯曲件制造工艺、雕刻工艺、家具表面装饰工艺、家具装配工艺、软体家具制造工艺、竹藤家具制造工艺、金属家具制造工艺、工艺设计等内容,全书共12章,其中,本书有关雕刻、装配、软体家具制造工艺等内容,与同类书籍相比更为系统完整,具有独特风格。作为课后练习,每章后均附有与课程内容紧密相关的思考题。全书理论密切联系生产实际,视野开阔,深入浅出,图文并茂,便于掌握。本书不仅可作为高等院校和高职高专工业设计、环境艺术设计、木材科学与工程、建筑设计、园林工程等专业的教材,还可供广大家具设计与制造相关专业的教育工作者、家具企业的工程技术与管理人员及业余爱好者作为学习参考资料。

本书由中南林业科技大学木材科学与技术国家重点学科陶涛担任主编,由中南林业科技大学陈星艳,广西大学高伟担任副主编,我国现代家具设计与制造专业的主要创始人邓背阶教授担任主审。其中,第1~5章、第6章6.1~6.3节、第8、9章由陶涛主持编写,第7章7.1和7.2节、第10~12章由陈星艳主持编写,第6章6.4节、第7章7.3节和7.4节由高伟主持编写,赵强参与了第10~12章后期图文处理工作。全书由陶涛统稿和修改。

本书与化学工业出版社近期计划出版的《家具设计与开发》(第二版)、《高端家具销售实战宝典》两本书为配套教材,目的是将家具设计、制造与销售融合为一个有机整体,以实现三者的无缝对接,促进家具教育与产业的和谐发展。参与本套教材编写的人员有华东交通大学钟玲,北华大学杜洪双,中南林业科技大学孙德彬、倪长雨,浙江工程学院申丽娟,惠州学院张萍,浙江工商职业技术学院娄军委,烟台大学马涛,深圳技工学校陈飞健,华南农业大学何中华,景德镇陶瓷学院曹上秋,温州高等职业技术学院陈瑶,湖南工程学院刘雪梅,长江师范学院闫丹婷,长春工程学院宋杏爽;在编写过程中还得到了华日家具实业集团周天堂董事长,宜华木业股份有限公司吴华东总经理,美盈家具集团黎明仕总监,仁豪家具集团王闻杰总监,富尔康家具集团杨垂幼总监等家具企业界领导和朋友们的热情帮助与大力支持。在此,特表示衷心感谢!

家具制造工艺将与时俱进、不断完善,本书仅起抛砖引玉作用,将会有更多更好的作品问世。限于编著者的水平和经验,书中的不足之处在所难免,恳请广大读者予以批评指正,不胜感谢。作者2010年10月26日于中南林业科技大学雅林园第一版前言

中国家具制造业经过改革开放20多年来的强势发展,已从传统手工作业的生产方式发展成为集系统化、柔性化、标准化、装备现代化生产方式于一体的制造工业,现从业人数和企业数量均居世界首位。中国现已成为世界家具生产制造与流通的中心。

家具生产在逐步从传统的手工作业走向工业化、自动化、数字化的过程中,形成了独具特色的生产方式与制造技术。为了满足家具制造技术课程的教学要求,我们特别组织了部分高校和企业合作编写了本书。由中南林业科技大学邓背阶、陶涛和广西大学王双科担任主编,参加编写的人员还有华南农业大学何中华,华东交通大学钟玲,惠州学院张萍,常州工学院黄及新,烟台大学马涛,浙江工程学院申丽娟,浙江林学院李光耀,浙江工商职业技术学院娄军委,东莞虎门斯美家具厂陈飞健、周蓓等。

本书在继承传统家具设计与制造技术精华的基础上,增加了家具制造的新技术、新工艺,反映现代家具工业的先进水平与发展方向。全书理论密切联系实际,图文并茂,深入浅出,通俗易懂。本书可作为高等院校家具与室内专业方向、木材科学与工程专业、工业设计专业及高等职业技术教育的教材使用,还可供广大家具生产企业的工程技术人员与业余爱好者作为学习参考资料。

由于本书所涉及的知识与技术领域较为广泛且限于编著者的水平,书中不妥之处在所难免,恳请广大读者批评指正,不胜感谢。编著者2006年2月第1章 家具机械加工工艺基础

本章系统地研究家具生产工艺的基础理论,学习工件加工的工艺过程、加工精度、表面粗糙度等基本知识,分析影响工件加工精度、粗糙度的主要因素,讨论提高加工精度与表面光洁度的技术措施,为家具制造工艺奠定坚实的理论基础。1.1 工艺过程1.1.1 生产过程

生产过程是指将原材料加工成产品的一系列相互联系的劳动过程的总和,即包括生产准备、生产组织管理、加工工艺等全部过程。1.1.1.1 生产准备过程

家具生产的准备过程通常包括原辅材料的采购、运输及保管;生产设备维修、革新与改造;向生产岗位供应原、辅材料。(1)采购 采购是家具生产准备过程的重点内容之一,它应在供应链企业之间,在原材料和半成品生产合作交流方面架起一座桥梁,沟通家具生产需求与物资供应。为使供应链系统能够实现无缝对接,并提高供应链企业的同步化运作效率,就要加强对采购的管理。家具企业采购工作要做到5个恰当:恰当的数量、恰当的时间、恰当的地点、恰当的价格、恰当的来源。(2)库存 库存(inventory),从管理学上来讲,是为了满足未来需要而暂时闲置的资源。家具企业库存,根据所处状态,可以分为原材料库存、在制品库存和成品库存;根据库存作用,可以分为周转库存、安全库存、调节库存和在途库存。由于库存有利有弊,在家具生产管理中,必须对库存加以控制,使其既能为企业经营有效利用,又避免给企业带来太多的负面影响。家具企业常用降低库存的方法见表1-1。表1-1 家具企业常用降低库存的方法(3)生产设备 生产设备是家具企业的有形固定资产,使企业可供长期使用并在使用过程中基本保持其原有实物形态,设备管理就是对设备寿命周期内的所有设备物质运动形态和价值运动形态进行的综合管理工作,包括前期和后期管理。家具企业生产设备的前期管理内容是根据企业生产系统需要,选择和购置所需设备,必要时组织设计与制造;组织安装和调试即将投入运行的设备。后期管理内容是对投入运行的设备正确和合理地使用;精心维护保养和及时检修设备,保证设备正常运行;适时改造和更新设备。1.1.1.2 生产组织管理过程

生产组织管理过程主要包括生产计划、生产调度、行政组织领导;产品检验、入库与销售;员工技术培训及思想政治工作。(1)生产计划 生产计划是实现企业经营目标的最重要的计划,是编制生产作业计划、指挥企业生产活动的龙头,是编制物资供应计划、劳动工资计划和技术组织措施计划的重要依据。家具企业生产计划分为综合计划、主生产计划和物料需求计划。综合计划又称为生产大纲,是根据企业所拥有的市场能力和需求预测对企业未来较长一段时间内的产出内容、产出量、劳动力水平、库存投资等问题所作的决策性描述;主生产计划则要确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内的生产数量;物料需求计划是在主生产计划确定以后,生产管理部门下一步要做的事情是保证主生产计划所规定的最终产品所需的全部物料(原材料、零件、部件等)以及其他资源在需要的时候供应上。(2)生产调度 生产调度,实际上是合理安排生产作业计划,是生产计划的执行计划。就是把企业要加工工件的生产计划任务最终落实到每一个班组、每一位员工、每一台设备,每天的工作任务和工件在每台设备上的加工顺序。在家具企业中,生产作业排序是生产调度的关键,因为许多绩效考核标准,例如准时交货率、制造周期、生产成本、产品质量等,都直接与工作安排的先后顺序有直接关系。具体而言,有效的作业排序系统必须满足不同功能工作的要求:对将要做的工作进行优先权设定,以使工作任务按最有效的顺序排列;针对具体设备分配任务及人力,通常以可利用和所需的能力为基础;以实施为目标分配工作,以使工作任务如期完成;持续监督确保完成任务,周期性检查是保证已分配的工作如期完成的最常用方法;分析、控制、解决工作中出现的异常状况,因为它们有可能改变已排序的进程;订单变化或出现异常时,对目前的作业排序进行调整、改进。(3)产品检验 任何家具产品的质量都有一个产生、形成和实现的过程。质量实现的过程是由多个相互联系、相互影响的环节所组成的,因此,产品检验要把影响质量的所有环节和因素都控制起来。1.1.2 产品加工工艺过程

加工工艺过程亦称为生产工艺过程,是生产过程的主要部分与核心,是指用各种机械设备、工具、刃具直接改变原材料的尺寸、形状、色彩等理化性能,使之成为合格产品的一系列加工过程的总和。

以实木家具生产为例,其加工工艺过程包括木材干燥、配料、毛料加工、胶合、净料加工、部件装配、部件加工、总装配、装饰等工艺过程。木材干燥,是要求木材达到一定的含水率,以保证产品的质量。因此,用于制造家具的木材必须先进行干燥。木材干燥一般在配料以前完成,也可以在配料之后进行,但在配料时要预留木材干缩的余量。木材机械加工,从配料开始,锯切成一定尺寸的毛料,其中一些较长、较宽的毛料零件,往往需要采用较短、较窄的毛料胶合而成。毛料经过四个表面刨削加工和截端,而成为具有准确尺寸和几何形状的净料。净料经过榫头、榫眼、圆孔、槽榫、榫槽、型面、曲面、修整等一系列的切削加工,而成为符合设计图纸所要求的零件。然后,将零件装配成部件,进而对部件进行必要的修整加工,再进行总装配,最后涂饰为成品。对于板式家具而言,多数是先涂饰,最后才再装配为成品。这一加工工艺过程,如图1-1所示。图1-1 家具生产工艺过程

根据生产工艺过程的特征或组织实施方法的不同,可将家具产品的生产工艺过程分为若干个工段,如配料工段、零件加工工段、装配工段和涂饰工段等,每个工段都由若干个工序组成,也可分为若干个车间的生产工艺过程或若干个工厂的生产工艺过程。1.1.2.1 家具产品生产工艺分为若干车间的生产工艺过程

若将家具产品的生产工艺分为若干个车间的生产工艺过程,一般家具厂可分为下列车间的生产工艺过程:

①配料车间生产工艺过程;

②零件切削加工车间生产工艺过程;

③板式部件制造车间生产工艺过程;

④弯曲件制造车间生产工艺过程;

⑤薄木拼花车间生产工艺过程;

⑥半成品装配车间生产工艺过程;

⑦涂饰车间生产工艺过程;

⑧总装配车间生产工艺过程等。

各个车间是相互联系的,某一车间的成品是另一车间的原料。如配料车间的成品是零件切削加工车间的原料、木工装配车间的成品是涂饰车间的原材料等。1.1.2.2 家具产品的生产工艺过程分为若干厂的生产工艺过程

由于现代化生产正在逐步向分工更细的专业化、标准化、模块化和系列化生产方式的方向发展,有些家具产品是由几个厂共同生产的。如有专门的配料厂、集成材厂、弯曲件制造厂、涂饰厂等。如现在的家具五金配件厂,是从过去的家具厂分支出去的专业厂,这种产品的生产过程便成为各个厂的生产过程的总和。这样就会简化各个厂的生产工艺过程,便于管理,有利于生产效率与产品质量的提高,能较大幅度地降低产品的成本,是家具工业发展的的方向。1.1.2.3 加工工艺过程的组成

加工工艺过程由一系列工序组成。产品是由原材料依次通过各道工序加工而成。每个零部件都要经过若干个工序加工而成。(1)工序 工序是指一个(或几个)工人,在一个工作位置上所完成的加工工艺过程中的某一部分工作,是加工工艺过程的基本单元,也是生产计划中的基本单元。例如某一平面弯曲零件,并需加工榫头与榫眼,其机械切削加工的工艺过程,见表1-2。表1-2 某零件机械切削加工工艺过程(2)工序的组成单元 为了合理地确定工序的持续时间及工时定额,可以把工序进一步划分为安装、工位、工步、走刀四个单元。

①安装 安装是指工件在进行某道工序加工时,需先利用夹具将其固定在机床的相对位置上,以便精确地进行加工。在这里有个定位和夹紧的过程,人们把从定位到夹紧的这一过程称为安装。

由于工序复杂程度的不同,零件在完成某道工序时的装夹(安装)次数不一定相同,有的只要装夹一次,有的要装夹多次,有的则不要装夹。例如,两端需要开榫头的工件在单头开榫机上加工时就有两次安装,而在双头开榫机上加工,只需安装一次就能同时加工出两端的榫头。而在平刨、压刨上加工工件,则无需设置夹紧装置。

②工位 工件在机床上相对于切削刀具的位置称为工位。工件在机床上相对于切削刀具位置的数目不一定相同,可以是一个、两个或多个。工件在机床上相对切削刀具的数目愈多,工位数就愈多,人们将这种机床称为多工位机床。如单轴平刨、压刨、铣床等只有一个工位,称为单工位机床;而四面刨、开榫机上有4根切削主轴,称为多工位机床。多工位机床生产效率高,但结构复杂,操作技术要求高,且价格贵,适合于大批量生产。

③工步 在同一机床上,用同一刀具,在不改变切削用量(切削速度、吃刀量、进给速度)的条件下,加工工件同一表面所完成的操作。一个工序可能由若干个工步组成,如在同一平刨上既加工基准面,又加工基准边,则此工序是由两个工步组成。若规定只加工基准面或基准边,则这一工序就只有一个工步。

④走刀 在刀具和切削用量不变时,切去工件表面上一层材料的过程称为走刀。每切削一层材料就称为一次走刀。在一个工步中可以包含一次、两次或多次走刀。例如在平刨上加工基准面时,一般只需一次走刀(即刨去一层材料)就可加工好。但对于平整度较差的工件,则可能需要经过两次,甚至三次走刀才能加工好。(3)工序分类的意义 将工序分为安装、工位、工步、走刀的意义主要是便于合理确定每道工序的工时定额。从理论上讲,根据四部分所消耗的实际时间来计算工时定额较为准确。同时,有利于分析各道工序影响生产效率与产品质量的因素,以便有针对性地进行改进。如在榫眼机上加工榫眼时,影响效率与质量的关键是安装,需要选用快速、准确的定位机构与夹紧装置,为提高效率与产品质量创造先决条件。

工件在加工过程中,消耗在切削上的加工时间往往要比在机床工作台上安装、调整、夹紧、移动等所耗用的辅助时间少得多。因而,为提高生产效率,需尽量减少机床的空转时间,减少工件的安装次数及装卸时间。采用多工位机床进行加工,是提高机床利用率和劳动生产率的有效措施。1.1.3 工序的集中与分化1.1.3.1 工序分化(1)概念 工序分化是指把包含工作量大的复杂工序,分化为一系列的简单工序,其极限是把工艺过程分成仅包含有一个工步的工序。如把四面刨工序分化为平刨、压刨、立铣(加工型面、平面、榫头、榫槽)、立铣(加工榫槽)四个工序。(2)工序分化的优、缺点 按照工序分化原则构成的工艺过程,其机床结构简单,调整便利,容易操作,对操作人员的技术水平要求较低。因而便于产品的更换,而且可以根据各个工序的具体情况来选择最合适的切削用量。但这样的工艺过程,需要设备数量多,操作人员多,生产场地大,生产效率低。(3)工序分化适用范围 一是适用于初建厂,因为初建厂新工人多,技术水平低,难以掌握多工位复杂设备,所以采取工序分化的措施,可以充分地利用劳动力并减少投资。二是适用于单一产品大批量生产厂,由于单一产品大批量生产对机床的利用率高,故采用工序分化,能充分发挥单机的生产能力,以提高生产效率。1.1.3.2 工序集中(1)概念 工序集中是指工件通过一次性安装或进给后,可以连续进行几个表面或多种类型的切削加工,其极限是整个零(部)件的全部加工,可在一道工序中完成。如一个零件的四面刨光、开榫、打眼、铣槽、铣成型面、表面修整等工序,可在一部自动联合机组上一次加工完成。(2)工序集中的优、缺点 按照工序集中原则构成的工艺过程,其特点是减少工序数量与工件的安装的次数,缩短了装卸时间、工艺流程与生产周期,从而提高了生产效率,还可简化生产计划与生产组织管理的工作,并能减少生产占用场地,节约劳动力资源,降低加工成本。如果使用高效率的专用机床,尚能减少机床和夹具数。特别是对于尺寸较大、装卸不便的工件,且各个表面的相互位置的精度要求又较高,最适合于采用工序集中的方式进行加工。工序集中是实现自动化生产的初级阶段,但工序集中,所用机床设备和夹具的结构比较复杂,调整机床耗用的时间较多,并且要求操作者具有较高的专业技术水平,且设备投资较大。因此,不适用于多品种、少批量家具产品的生产。

由此可见,工序分化与工序集中是两种不同的加工工艺方式,关系到工艺过程的分散程度。所以,在进行工艺设计时,需根据生产规模、设备情况、产品的种类与结构、技术条件以及生产组织等实际情况,合理地利用和优化工序分化或工序集中,科学设计加工工艺过程。1.1.4 工艺规程1.1.4.1 工艺规程的概念

将加工工艺过程中每道工序所用的工具、设备、刃具、量具及其操作要领与技术、质量要求等写成指导生产的技术文件,就是所谓的加工工艺技术规程。如工艺卡片、检验卡片等。在这些文件中,规定产品的工艺路线,所用设备、工具、夹具、模具的种类,产品的技术要求和检验方法,工人的技术水平和工时定额,所用材料的规格和消耗定额等。1.1.4.2 工艺规程的作用

工艺规程对生产企业有着极其重要的作用,不仅是指导生产的技术文件,而且是组织生产、管理生产的基本依据,也是新建、扩建工厂的基础工作。(1)指导生产的主要技术文件 合理的工艺规程是在总结实践经验的基础上,依据科学理论和必要的工艺试验而制定的。所以按照工艺规程进行生产,就能保证产品的质量,达到较高的生产效率和较好的经济效益。工艺规程并不是一成不变的,它应及时地反映生产中的革新、创造,吸收国内外先进的工艺技术,不断地改进和完善,以便更好地指导生产。(2)生产组织和管理工作的基本依据 在生产中,原材料的供应,机床负荷的调整,工具、夹具的设计和制造,生产计划的编排,劳动力的组织以及生产成本的核算等,都应以工艺规程作为基本依据而进行。(3)新建或扩建工厂设计的基础 由于在新建或扩建工厂或车间时,需根据工艺规程和生产任务来确定生产所需机床的类型、规格和数量,车间面积,生产工人的工种、等级和人数以及辅助部门等,所以,工艺规程建厂的基础工作,应在建厂前做好。1.1.4.3 制定工艺规程的要求

制定工艺规程时,应该力求在一定的生产条件下,以最快的速度、最少的劳动量和最低的成本加工出符合质量要求的产品。因此在制定工艺规程时必须考虑以下几个问题。(1)技术上的先进性 制定工艺规程时,应了解国内外家具生产的工艺技术,力争采用较先进的工艺和设备,尽可能地实现机械化和自动化的生产。(2)经济上的合理性 在一定的生产条件下,可以有多种完成该产品加工的工艺方案,应该通过核算和比较,在确保产品质量的前提下,选择经济上较合理的方案,以便尽可能地降低产品的制造成本,获得最好的经济效益。(3)工作条件的良好性 在制定工艺规程时,必须确保工人操作安全,尽可能地减轻繁重的体力劳动与提供较好的工作环境。

当前,我国大、中型家具企业所制定的生产工艺规程,一般参照了国际标准化组织(ISO)制定的ISO 9000系列质量管理标准体系和ISO 14000系列环境管理标准体系,较为科学、先进,有利于企业创造名牌产品与提高经济效益。1.1.4.4 制定工艺规程的方法

为制定较好的工艺规程,必须认真研究产品结构、新工艺、新设备、新材料,广泛收集技术资料,吸收先进技术,并在充分融会贯通的基础上,结合本厂已有的生产经验来进行此项工作,以确保产品质量与提高经济效益。为了使工艺规程更符合于企业的生产实际,还需注意调查研究,广泛征求意见。对新工艺、新技术的应用,应该经过必要的试验,取得成效后,方可采用。1.2 加工基准

用来测量工件加工位置的点、线、面,称为加工基准。为了获得符合设计图纸上所规定的形状、尺寸和表面质量的零、部件,需经过多道工序进行加工。工件经过每道工序加工所形成的尺寸精度,需由工件和刀具之间的相对位置来保证。确定工件与刀具相对位置的过程称为定位。工件定位以后,为使它在切削加工过程中,能承受切削力而不移动,尚需将其夹紧,即约束工件的某些或全部自由度,才能获得精确加工尺寸。为使工件在机床上或夹具上获得正确定位,就需合理选择工件加工的定位基准和定位方法。1.2.1 工件定位与工件自由度的关系

任何一个自由刚件(工件),均有6个自由度,即沿三维空间坐标轴X、Y、Z三个方向的移动和转动。为使工件相对于机床上的刀具有正确的位置,就需约束工件某些或全部自由度,以确保工件获得精确的切削加工尺寸与几何形状,如图1-2所示。图1-2 工件定位的六点规则

把工件放在XOY平面上(如平刨台面上),这时工件不再沿着Z轴移动,也不能绕Y轴与X轴转动,这样就约束它的三个自由度。如将工件放在平刨上加工基准面时,就约束了这三个自由度。

接着,再把工件紧靠XOZ平面上,那么工件就不能沿Y轴移动,也不能绕Z轴转动,又约束了两个自由度,则工件只能沿X轴移动。如将工件靠在平刨台面上的导轨上加工基准边时,则工件只能沿X轴移动,即约束了工件5个自由度。

若再使工件紧靠YOZ平面上,工件也就不能沿X轴移动,又约束了这一自由度。这样工件6个自由度全部被约束,不能移动。如在钻床上加工孔眼,则工件6个自由度应全部被约束。

至此,工件的6个自由度全被约束,这就是工件定位的“六点”规则。在进行切削加工时,根据加工要求,通常不需要将工件的6个自由度全部约束,有时仅需要约束2个自由度,有时需约束3个、4个、5个或6个自由度。如用排钻给工件钻孔时,必须约束6个自由度;在四面刨床上加工工件,则要约束5个自由度;用宽带式砂光机给工件砂光,就需约束4个自由度。1.2.2 基准的概念

作为测量起点的点、线、面称为基准。这些点、线、面可以是工件上实际的点、线、面,也可以是几何的一些点、线、面(即中心点、中心线、中心面)。

工件在机床上相对刀具的位置,零部件在制品相对其他零部件的位置以及在设计或检测中确定零部件自身的几何尺寸与形状等,均需要利用实际的点、线、面或几何的点、线、面作为测量的起点。这些作为测量起点的点、线、面就是所谓的基准。1.2.3 基准的分类

根据基准的作用不同,可以将其分为设计基准和工艺基准两大类,其中工艺基准又可分为测量基准、装配基准、定位基准三类。定位基准又可分为粗基准、精基准和辅助基准。特归纳如下:1.2.3.1 设计基准

在设计中用来决定产品及其零部件自身几何形状或零部件之间相对位置的点、线、面,称为设计基准。这些点、线、面,可以是零部件上的实际的点、线、面,也可以是几何的点、线、面。

在家具设计时,所使用的一些尺寸界限、中心线等都是设计基准。如果在设计中,任意标注尺寸界限、中心线等,导致设计基准和工艺基准不统一,可能造成人为的尺寸误差。1.2.3.2 工艺基准

工艺基准是指零、部件在测量、切削加工或装配时,所利用的某些点、线、面作为测量、定位、装配的基准,这些点、线、面即称为工艺基准。工艺基准按用途不同可分为测量基准、定位基准、装配基准三种。(1)测量基准 用来检测已加工好的零部件的几何形状与尺寸精度的点、线、面。应注意的是,工件的尺寸精度与测量基准的选取有关,若测量基准与定位基准一致,则会减少工件的尺寸误差。(2)定位基准 工件在机床上或在夹具上定位时,用来确定工件与刀具之间相对位置的点、线、面称为定位基准。例如,在打眼机上加工榫眼,如图1-3所示,工件与工作台接触的表面、靠住导尺的表面及顶住挡块的端面都是定位基准,即有三个定位基准。而在宽带式砂光机、精密裁边锯、圆锯机等生产设备上加工时,只需采用工件的一个面作为定位基准,即一个基准。一般情况下,定位基准的数目愈少,则加工精度愈高。图1-3 定位基准1—钻头;2—工件

工件在加工过程中,所采用的定位基准,可以分为粗基准、精基准、辅助基准三种。

①粗基准 凡用未经过加工或加工不精确的表面作为定位基准,都称为粗基准。如对毛边板进行截断,是用毛边作定位基准,毛边即为粗基准。同样,纵解毛边板时,起初也是用毛边作定位基准,进行锯解。

②精基准 凡是用经过精确切削加工的面作为基准,都称为精基准。如在已加工出榫头的工件上加工榫眼时,一般是用榫肩作基准,则榫肩就是精基准。

③辅助基准 在加工零部件时,只是暂时用来确定零部件加工位置的面,称为辅助基准。这种基准在零部件进一步加工时会切削掉,一般粗基准多为辅助基准。如在单锯片圆锯机上,对方料零件进行精确截端时,需先用未经精截的一端作为基准(即辅助基准),概略估计零件的长度,切去另一端。然后再用先经过精截的一端作基准,将辅助基准截去。(3)装配基准 产品在装配时,用来确定零部件之间相对位置的点、线、面,称为装配基准。如图1-4所示,木框由整体榫装配而成,其榫头侧面和榫肩以及榫端距都将影响到木框的尺寸和形状,所以它们都是装配基准。图1-4 装配基准

如安装柜的顶板、底板、搁板一般均以地面作基准,以保证其表面与地面高度的准确性。安装搁板可以顶板下表面作基准,以保证搁板上表面与顶板下表面之间的高度。装配基准与设计基准相同,主要是为满足设计精度的要求。在部件装配或产品的总装配时,必须按照设计的要求,有顺序地进行装配,这样就需要确定装配基准,以保证部件或产品的精度。1.2.4 基准的同一性

基准的同一性是指设计基准、定位基准、测量基准、装配基准的一致性,以提高产品的加工精度。但在实际生产中难以保证这一要求,如加工榫眼、铣削阶梯榫时,在工艺上要求保证榫眼的深度和榫头的厚度,但实际生产中的定位基准却与设计基准、测量基准刚好相反,无法统一。1.3 加工精度

现代家具是一种工业产品,一般都强调其加工的工艺性。工艺性是按规定的质量要求,在一定劳动、材料物质的基础上,使产品零部件标准化、通用化,并确保在现有生产条件下,使组织加工、运输和包装的过程合理化。工艺性的核心在于保证产品的加工精度。因此,必须合理地安排零部件生产的工艺路线、工艺条件,提高零部件的加工质量,才能使家具产品具有较高的工艺性。1.3.1 加工精度的基本概念

工件经切削加工后,所获得的实际尺寸和形状与设计图纸所确定的尺寸和形状相符合的程度称为加工精度。

相符合的程度愈高,精度就愈高,反之就愈低。任何一种加工方法,不论机床设备多么精密,经加工后都不可能与图纸上的尺寸完全一致,总有一定的误差。误差是不可避免的,是绝对的。即使是在同一机床上加工同一批工件,也可能存在不同的误差,这是因为在加工过程中,切削阻力、刀具磨损、机床松动等在逐渐变化,所造成的误差也不同。产品在进行装配时,也会产生不同的误差。所以,只能在产品加工或装配的过程中,将产品加工的误差控制在工艺允许的范围之内。

尺寸精度是指零部件加工后的实际尺寸与图纸规定尺寸相符合的程度。几何形状精度是指零部件加工后的实际形状与图纸规定的几何形状相符合的程度。在切削加工中,应当保证零部件的尺寸精度与几何形状精度。

在研究加工精度时,还要考虑工件表面加工的粗糙度。因为工件表面的粗糙度,会影响零件尺寸的测量精度。工件表面粗糙度不仅影响加工精度,而且还会影响工件的胶合强度和装饰效果。所以,在实际生产中,需根据产品的质量,对工件表面粗糙度提出合理的要求。1.3.2 误差的种类及其产生的原因

工件在切削加工过程中出现误差是不可避免的,根据误差产生的原因不同,可将误差分为系统性误差和偶然性误差两大类。1.3.2.1 系统性误差

在依次加工一批工件时,其加工误差保持不变,或变化很小,或是有规律地变化,这种误差称为系统性误差。如在压刨上加工工件时,随着加工时间的延长,由于刨刀磨损程度逐渐增大,其加工误差随之逐渐增大,具有一定规律的变化,这种误差即属于系统性误差。产生的原因主要是:机床本身的制造与安装精度,刀具的制造精度,磨损及调整误差,夹具的制造精度及安装误差等多种。1.3.2.2 偶然性误差

当加工一批工件时,其误差变化较大,时大时小,很不稳定,没有明显的规律,这种误差称为偶然性误差。偶然性误差是由一个或若干个偶然性因素所造成,这些因素的变化没有规律性。

其产生的原因主要是:原材料的性质,如工件的硬度、湿度、应力、节子等的不同;人为因素,如手工进料忽快忽慢等偶然原因所致。

由于系统性误差和偶然性误差的存在,使零部件加工产生误差。为减少零部件的加工误差,保证零部件的加工精度,就必须了解影响加工精度的因素,以便采取措施控制加工误差,使零部件获得所需要的加工精度。1.3.3 影响精度的主要因素

影响加工精度的因素涉及机床设备、切削刀具、工件材料性能、加工基准、测量工具精度、测量方式的正确性、生产工人的技术水平、劳动条件、劳动环境等多方面。在此,仅就其中主要因素进行分析。

家具零部件是通过一系列工序加工而成的,在加工过程中,所用机床、刀具、夹具和检测的量具等,对于加工精度有直接影响。因此,为了保证零部件的加工精度,就必须了解影响加工精度的各个因素,以便进一步控制加工误差。如图1-5所示是零部件在加工过程中影响其精度的主要因素分析图。从图中可以清楚地看出:将毛料加工成零件,其加工精度需受到机床、刀具、夹具、操作人员、劳动条件、检验诸因素的影响。下面将进行详细的剖析。图1-5 加工过程中影响零部件精度的因素分析1.3.3.1 机床的制造及安装精度

木工机床与一般金属加工机床相比,有其自身的特点,即:刀轴转速快,一般为3000~5000r/min,高的可达20000r/min;刀刃线速度一般为80~200m/min;进给速度快,一般为30~50m/min;吃刀量大,一般为0.5~5mm,有时更多;主轴数目多,多工位机床有10多根,多轴钻床多达几十根。由于木工机床具有上述特点,故要求机床制造精度高、刚性好,否则会严重影响产品的切削加工精度。

机床对产品精度影响有如下因素。(1)刀轴制造精度 刀轴的精度不高,就会出现严重的径向跳动和轴向移动,从而增大工件加工误差。

径向跳动是由于刀轴的轴承存在较大的径向间隙而引起刀轴快速振动。对铣床、刨床来说,刀轴快速振动会影响工件加工表面的粗糙度;对榫眼机来说,也会影响榫眼壁的平整度。同时会增加切削阻力,使工件变形加大。另外还会产生较大的噪声。

轴向移动是由于刀轴的轴承厚度方向存在较大的间隙,而引起刀轴沿其中心线方向移动。这对纵解圆锯机、截断圆锯机来说,由于刀轴的轴向移动,会分别增加工件宽(厚)度、长度方向尺寸误差。对成型铣床、燕尾榫机来说,会影响工件被加工的型面与燕尾榫的几何形状误差。(2)导轨和工作台的平直度及相互垂直度 如果压刨的台面不平直,则工件的加工表面会有较大的弯曲度。平刨上的导轨若不与台面相垂直,则会降低被加工件基准面与基准边的垂直度。(3)刀轴安装的水平度与垂直度 要求垂直安装的刀轴若不垂直,则会影响加工面的垂直度。如钻床的主轴与工作台面不垂直,则加工出的孔眼或榫眼与基准面也不会垂直。立式铣床的刀轴与工作台面若不垂直则铣削出的平面与基准面也不会垂直;若是铣削成型面,则型面的形状也会产生变形。

水平安装的刀轴必须与水平工作台面相平行,否则加工出来的工件表面与其相对面不平行,会是斜面。如平刨、压刨的刀轴水平度较低,加工件就会出现此种缺陷。对圆锯机来说,会降低工件锯切面与基准面的垂直度。

为此,在购买机床时,必须对机床刀轴的径向跳动与轴向移动、工作台与导轨的平直及其相互垂直度、主轴与工作台面及导轨的垂直度或平行度等都应提出合理的要求,并进行测试,以保证工件的加工质量。1.3.3.2 刀具制造、安装精度及磨损程度的影响

只有高精度的机床设备,而无高质量刀具的安装与制造精确度,仍无法加工出高精度的产品。现就四种基本类型的刀具对加工精度的影响进行讨论。(1)固定尺寸的刀具 常用的固定尺寸有木工麻花钻、方壳钻、锁眼钻、铣槽端铣刀等。这类刀具的制造精度,会直接影响工件的加工精度。要求其尺寸精度必须满足工件加工的工艺要求。(2)非固定尺寸的刀具 包括各种刨刀、平面铣刀、圆锯片、带锯条等。对刨切平面的刨刀,铣削平面的铣刀,其刀刃需达到一定平直度要求,否则加工出的表面呈曲面。圆锯片、带锯条的锯齿不在同一平面上,或有少数锯齿突出平面(俗称飞齿),会严重影响工件加工面的粗糙度。若圆锯片的锯齿不在同一圆周上,带锯条的锯齿不在同一条直线上,均要增加切削阻力,影响加工表面的平直度与粗糙度。(3)成型铣刀 铣床上所用的各种成型铣刀,其刀刃的刃磨形状应与设计图形相一致,各刀片的安装位置也需使刀片上相对应的点在同一圆周上,否则会影响成型面的几何形状的精度。(4)既具有固定尺寸亦有成型作用的刀具 现使用较多的燕尾型铣刀属此类刀具,其制造精度自然会直接影响燕尾榫头、燕尾榫槽的尺寸及形状的精度。(5)刀具的刃磨精度与安装精度 刀具不仅要有较高的制造精度,而且需有较高的刃磨及安装精度,否则也无法保证加工精度要求。在切削过程中,刀具将因磨损而逐渐改变原有的尺寸和形状,引起加工误差。特别是成型铣刀、端铣刀、钻头等的磨损,对加工精度的影响更为明显。刀具的磨损取决于刀具的几何形状、切削厚度、材料种类及加工时间。刀具从开始切削加工起,就逐渐产生磨损,当磨损达到一定程度,就会严重影响到加工质量。为此,必须按时更换刀具,并提高刀具的刃磨质量与安装精度。1.3.3.3 夹具的制造精度与安装精度

夹具的制造精度与安装精度不符合要求,会直接影响工件的加工精度。夹具制造的误差或夹具在使用过程中发生变形,都会引起工件的加工误差。例如,在铣床上加工弯曲形零件时,夹具上的定位机构位置不精确会影响到零件的尺寸精度,夹具的导向机构和工作台面位置不正确,也会造成工件尺寸和形状的误差。

当工件在夹具上安装时,夹紧的着力点及夹紧的方向不恰当,也可能影响工件的正确定位及加工精度。此外,工件本身可能因夹紧力过大产生变形而引起加工误差。为了减少这种误差,应提高夹具的刚度、制造精度与安装精度。1.3.3.4 工艺系统弹性变形

在切削加工过程中,由于外力、切削阻力、工件进料产生的摩擦力、刀轴高速旋转产生的离心力等的作用,导致机床、夹具、刀具、样模、工件所构成的工艺系统产生弹性变形。同时,这个工艺系统中各部分的接触处,可能会有间隙而产生位移。由这种工艺系统的弹性变形和位移构成其总位移,而导致被加工件产生的加工误差,被称为工艺系统弹性变形误差。工艺系统总位移的多少,取决于外力的大小以及工艺系统抵抗变形的能力。这种抵抗变形的能力称为刚度,当工艺系统的刚度足够大时,尽管有切削力等外力的作用,也能使工艺系统的位移减至最低限度。因此,为了保证零件的加工精度,必须使工艺系统部分有足够的刚度。

工艺系统的刚度即工艺系统抵抗变形的能力。为了使工艺系统弹性变形所引起的加工误差减少到最小程度,就必须使工艺系统的各个组成部分具有足够的刚度。工艺系统的各个部分的刚度之和称为工艺系统总刚度。

从工艺角度来看,在切削力的作用下,刀具在工件表面加工时,发生了相对位置的变形,这种变形对加工精度影响最大。如图1-6所示为工件在切削力作用下所产生的变形。图1-6 工件在切削力作用下所产生的变形

工艺系统的刚度J,可用作用力向上的切削阻力P和该方向上的y位移Y之比值表示:

从上式可知,当工艺系统刚度J一定时,切削阻力P越大,总位y移Y也越大;当工艺系统的刚度J足够大时,切削阻力P大时,总位y移Y也不会有太大的变化。

这是一个复杂的力学关系,很难用一个公式来表达清楚。因为机床的每个部分(包括夹具、台面、刀轴、刀具及工件等)在切削过程中都会变形,而且是瞬时多变的,故这里所说的刚度只能是一个综合性的系数。在实际应用中,影响工艺系统误差有如下各种因素:①车削或仿型铣削细长的零件,因零件的刚度较低,难以保证其加工精度;②圆锯片的转速过高就会产生晃动变形,而增加削切阻力,降低切削精度;③木工麻花钻头、方壳钻头、端铣刀若过长、过细,会因刚度不够而变形,影响切削精度。

减少工艺系统弹性变形或解决刚度不足的主要措施:①提高机床、夹具、刀具、工件的刚度,以确保工件的加工精度;②减少刀具的吃刀量、工件的进给速度,以降低切削阻力,减少工艺系统的弹性变形,能有效地提高工件的加工精度;③采用优质钢制作的刀具,可提高刀具的刚度,减少刀具的变形;④提高刀具的刃磨质量,并按时换刀,确保刀具在切削过程中的锋利度,可减少切削阻力,既能减少工艺系统的弹性变形,又能提高加工精度。1.3.3.5 量具制造精度与测量误差

量具制造精度及在长期使用中的磨损误差,会影响检测精度。测量方法不对或视力错觉,会造成测量误差。因此,所用量具的精度应符合工艺要求,测量要力求准确。1.3.3.6 机床调整误差

机床调整误差是指调整机床时,切削刀具与工件相对位置的误差。机床调整的精确程度与调整方法、调整时使用的工具、操作人员的技术水平等都有影响,稍有差错,就会使机床产生调整误差。由于机床在静止状态与运动状态的位置有所差异,故不能以机床静止状态调整为准。所以,调整机床应按下面的方法进行:先在机床静止状态下,基本测准刀具与工件的相对位置。然后通过试加工若干根工件,检测所获得的实际尺寸是否符合要求。否则要继续调整,直到符合要求为止。

定时抽样检测:对于大批量生产的工件,由于机床较长时间运转,可能会松动,刀具会磨损,因而会影响工件加工尺寸的精度。因此,需定时抽样检查,若出现精度下降,则应重新调整机床。1.3.3.7 零件基准误差

工件在加工时所采用的定位基准与测量基准或设计基准不同而产生的误差,称为基准误差。在前面已分析过,在铣床上加工阶梯榫会产生基准误差。如图1-7所示,设计基准为A—A面,要求保证榫头厚度a的尺寸精度而工件在切削加工中却以B—B面作为定位基准与测量基准,保证的是榫肩高度b的尺寸精度,从而导致使榫头厚度尺寸a产生了基准误差。图1-7 基准误差

为保证零件的加工精度,选择定位基准应遵循下列原则:

①选择较长、较宽的面作基准,以提高工件加工时的稳定性;

②尽可能地用平面作基准面,加工弯曲件,要尽可能地用凹面作基准,增加稳定性;

③尽可能以工件的设计基准面作为定位基准与测量基准,以减少基准误差;

④对于需要多次定位加工的零件,应尽量采用同一面作为位基准;

⑤尽量减少定位基准的数目,工件的定位基准愈少,定位就愈简便,精度就愈高;

⑥定位基准的选择,应便于工件的安装和加工;

⑦在工件加工时,应尽量采用经过精确加工的面作为定位基准,只是在锯材配料等工序才允许使用未加工表面作为定位基准。1.3.3.8 材料性质不同所引起的误差(1)木材含水率的影响 工件材料含水率不同,工件精度也会有所不同,含水率高的工件在加工过程中或加工后,会发生干缩和翘曲变形,会降低精度。因此,在切削加工之前,成材必须预先干燥,并按要求保证干燥质量。(2)木材内应力的影响 木材内应力不同,加工后因变形不同会引起精度差异。为减少木材内应力,需正确选择木材干燥基准,并在木材干燥后期进行终了处理,以消除内应力。(3)木材硬度影响 木材的硬度不同,其切削阻力不同,所引起的工艺系统性弹性变形不同,尺寸精度也会有变化。为此,一般需将软、硬材工件分批加工,以减少加工误差。(4)木材各向异性的影响 由于木材是各向异性的材料,在三维方向上的物理、力学性能有所差异,再加上木材的节疤、斜纹、扭纹等天然缺陷程度的不同,使切削阻力发生变化,导致工艺系统弹性的不一致,因而使工件产生加工误差。

综上所述,引起加工误差的因素是多方面的,有的是可以避免的,有的是客观存在而难以避免的。对可以避免的误差,应有针对性地采取技术措施,使之减少到最低限度,以提高加工精度。1.4 家具表面粗糙度

经切削加工后的木材表面,将会产生各种表面不平度,即粗糙度或光洁度,而直接影响到产品的质量与美观。因此,需严格控制被加工件表面的粗糙度,使之在工艺允许的范围内。1.4.1 家具表面粗糙度表现形式(1)锯痕与波纹 

①锯痕 用圆锯片锯解的工件表面会留有圆弧状的锯痕,经带锯机锯解的工件表面会产生斜条状的锯痕。

②波纹 波纹是一种形状和大小相近而有规律起伏的波状,这是工件表面经平刨、压刨、铣床进行切削加工后,在工件表面上留下的圆弧状痕迹。

锯痕与波纹的大小取决于刀轴转速及进料速度,转速愈快,进料速度愈慢,则痕迹就愈小,加工面愈光洁。(2)弹性恢复不平度 由于木材是各向异性材料,即各部分的密度、硬度等具有差异,所以切削加工时,在切削阻力的作用下,各部分所产生弹性变形不一致,刀具对其加工表面挤压所形成弹性变形量也有区别。因而导致工件的加工压力解除后,木材弹性变形的恢复量不同,形成的表面不平,称为弹性恢复不平度。特别是刨削、铣削软质木材时,所产生的弹性恢复不平度更为明显。(3)破坏性不平度 木材表面上有成束的木纤维被撕开或成块地崩掉而形成的不平度。若切削用量过大,进给速度过快,较易产生这种不平度。一般具有死节、腐朽、虫蛀等缺陷的工件在铣削或车削时,常产生此种不平度。(4)木毛与毛刺造成不平度 木毛是指木材上单根纤维的一端仍与木材表面相连,而另一端竖起或黏附在表面上。毛刺则是指成束或成片的木纤维还没有与木材表面完全分开。两者都会影响木材表面的粗糙度。木毛和毛刺的形成与木材的纤维构造及加工条件有关。通常在评定表面粗糙度时,都不包括木毛,因为还没有适当的仪器和方法对它作确切的评定。在对表面粗糙度的工艺要求中,通常只指明是否允许木毛的存在。(5)木材结构 由于木材具有导管,而使其表面形成大大小小的管孔。由这种管孔而导致工件表面的粗糙度称为结构不平度。管孔较粗的木材称为粗孔材,管孔小的称为细孔材。管孔愈粗,工件表面也会显得愈粗糙。在工件的切削加工表面上,被切开的木材导管就呈现出沟槽或凹坑状,其大小和形态取决于木材导管的大小和它们与切削表面的角度。

由木材碎料板即刨花板制成的零部件,其表面所呈现的各种大小不同的碎料形状以及木材表面可能存在的虫眼、钉眼、裂缝等,也称为结构不平度。

家具产品表面粗糙度,是评定家具表面质量的重要指标。家具零部件的表面粗糙度,直接影响零部件胶接、胶贴、装饰的质量以及胶料与涂料的用量。1.4.2 影响家具表面粗糙度的主要因素(1)切削用量 切削用量包括刀轴转速、进给速度(进料速度)、吃刀量等的大小。主轴的转速愈快,进给速度愈慢,吃刀量愈少,则加工表面的光洁度就愈高。降低进给速度,减少吃刀量,虽能提高表面的光洁度,但要以降低生产效率为代价。所以一般通过提高刀轴转速来提高工件表面切削光洁度。(2)切削刀具 刀具的材料、几何参数、制造精度、刀磨质量以及刀具工作表面的光洁度等,均会影响工件表面加工的粗糙度。(3)机床-夹具-刀具-工件工艺系统的刚度、精度及稳定性 机床、夹具、刀具、工件等的刚度、精度、稳定性差,不仅降低工件的加工精度,同时也会降低工件加工表面的光洁度。(4)木材含水率影响 含水率低的木材,其切削加工表面的光洁度比含水率高的木材好。含水率较高的木材,其被切削加工的表面易产生木毛,还会产生干缩,导致其表面光洁度降低。(5)切削方向影响 工件顺木材纤维方向进行切削加工的切削阻力,比逆纤维方向加工的要小,其切削表面的光洁度较高。同理,工件纵向切削的表面光洁度比横向切削的要高,而弦向切削的表面光洁度则要比径向切削的要高。(6)其他因素 刀具切削时的切屑排除状况(如方壳钻、刨刀)及其他偶然因素(吃刀量或进给速度突然增加);木材物理力学性质,如硬度、密度、弹性等,都会影响表面切削加工的光洁度。

综上所述,必须从机床的类型及其精度、刀具、切削用量等多方面来寻求提高表面光洁度的有效措施。同时,还应强调指出:要根据不同的质量要求,合理地规定其表面粗糙度,正确解决提高表面光洁度与提高劳动生产率之间可能存在的矛盾。1.4.3 产品表面光洁度对产品质量的影响(1)影响产品加工精度 家具表面光洁度愈高,加工精度也就愈高,测量尺寸的精确度也就愈高。因此,工件表面光洁度愈高,在正常情况下,其加工精度也会愈高,反之就愈低。(2)影响产品胶合强度 零部件表面的光洁度愈高,则彼此胶合的强度也就愈大,单位面积用胶量也愈少,反之亦然。(3)影响涂饰质量 产品表面愈光洁,木纹愈清晰,着色就愈均匀,涂膜附着力就愈强,其涂饰质量就愈好。(4)影响制品外观美 家具表面愈光洁,就愈美观,会产生精致光滑的美感。1.4.4 木材制品表面光洁度的评定

对于精密仪表、精密机床设备表面的光洁度,可采用一系列精密的光电仪表来进行检测,但对于家具制造行业是否可行,是否必要,尚在待探讨之中,在目前的木材加工生产企业中尚未采用,因为绝大多数家具制品最终的表面光洁度是涂膜的光洁度,可用光泽仪进行检测。当前家具制造业,对工件表面光洁度的要求,主要是依靠加工的工艺来保证。工件表面光洁度分为粗光、细光、精光三个等级。粗光是指工件表面仅经过平刨、压刨、铣削加工,具有较细的波浪纹状。细光是指工件表面经过平刨、压刨、铣削加工后,再经粗、细砂光机进行砂光或经一般光刨机进行刨光,其表面基本无波浪纹状,仅有微细直线状砂痕或细小的撕裂。精光是指工件表面经过平刨、压刨、铣#削加工后,用很精密、锋利的手工光刨进行刨光或用极细的(00)高速砂带进行砂光,其表面用肉眼看不出砂痕与刨痕,手感十分光滑。

现在,一般家具企业对工件表面光洁度的检验是凭主观经验,以眼看、手摸触感为准,由有丰富实践经验的工人或技术员负责检验。在实际操作中,采用画粉笔的检测方法,即用粉笔在工件的加工表面上画一笔,若呈现出明显粉笔痕印的为粗光,粉笔痕印较明显的为细光,笔痕不明显或没有的则为精光。思考题

1.生产准备和生产组织管理过程包括哪些工作内容?

2.实木家具的加工工艺过程包括哪些主要组成部分?可划分为哪些主要生产车间?

3.工序可划分为哪四个组成单元?有何意义?

4.何谓工序分化和工序集中?各有何优、缺点?怎样合理应用?

5.何谓工艺规程?制定工艺规程有何具体要求?

6.何谓基准?基准可分为哪些类型?

7.何谓基准的同一性?试举例说明?

8.何谓切削加工精度?试分析影响木材切削加工精度的主要因素有哪些?

9.何谓系统性误差和偶然性误差?试分析各自产生的原因有哪些?

10.举例说明机床刀轴的径向跳动与轴向移动对被加工件的加工精度有何影响?

11.何谓工艺系统弹性变形?试分析减少其弹性变形有哪些主要措施?

12.何谓基准误差?怎样合理选择加工基准?

13.木材经切削加工后,其切削表面可能会产生哪些粗糙度?试分析影响木材切削加工表面粗糙度的主要因素有哪些?第2章 配料工艺

按照零件尺寸规格和质量要求,将锯材及各种人造板材锯割成各种规格、形状毛料的过程称为配料。配料是切削加工工艺过程的第一个工段,工艺虽较简单,但配料工作的水平直接影响到产品的质量、合理用材、材料利用率和劳动生产率。因此,必须引起重视,应选派经验丰富、技术全面、责任感强的技术人员和工人去把关配料,以达到确保产品用材质量和充分利用原材料的目的。

在进行配料时,应考虑以下问题:根据产品质量要求合理选材;合理确定加工余量,确保锯材的含水率要求;正确选择配料的方式和加工的方法。2.1 选材2.1.1 配料选材的原则

不同等级的家具产品及同一产品中不同部位的零件,对材料的要求往往不是相同的。如高档家具与普通家具由于产品价格上的差距,必然造成用材品种、等级上的差异;对同一产品的正面和侧面、表面和里面、上面和下面等不同部位的用材,也常有差异。因而根据家具产品的质量要求,合理确定各零件所用材种、材级、含水率、纹理等因素,不仅可以在保证产品质量要求的前提下,节约使用优质材料,合理利用低质材料,做到物尽其用,而且也能保证提高产品质量、毛料出材率和劳动生产率,做到优质、高产、低消耗。

配料所采用的锯材可以是毛边板,也可以是整边板。采用毛边板可以更充分地利用木材。根据产品的质量要求,高级家具的主要零部件,以至于整个产品,往往需要用同一树种木材来配料。对于一般家具,生产中通常按硬材、软材来分类,将质地近似、颜色和纹理大致相同的树种混合配料,以确保产品的质量。此外,在选料时还应该考虑到零部件的受力情况,对于受力较大的零件,需使用优质材。对带有榫头的零件,其毛料端头不允许有节子、腐朽、裂纹等缺陷,以免降低其榫头的接合强度。

因为木材的品种很多,不同材料其物理力学性能不尽相同。对于同种材料来说,材质也有较大差异,有一等、二等、三等、等外级之分。因此,在配料时不仅要满足家具产品对材种、材质的合理要求,而且要尽可能地提高木材的利用率。

所以,配料应遵循以下的用材原则:大材不小用,长材不短用,优质材不劣用,低质材合理使用。做到材尽其用,最大限度地提高利用率。这也是家具设计和工艺技术人员在确定每个零部件的材种、材级时应掌握的基本原则。2.1.2 配料选材的技术要求

根据家具用材标准的要求和生产实践中总结的经验,配料选材应注意以下技术要求。2.1.2.1 木材含水率

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