家具机械加工工艺基础

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,家具制造工艺,第一章家具机械加工工艺基础,家具机械加工工艺基础,一、产品工艺过程,1.1.1产品生产过程：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，即从生产准备开始，直到把产品生产出来为止的全部过程。生产过程主要包括生产准备过程与生产组织管理过程。,生产准备过程包括：原材料的运输与保存；新产品的开发设计；生产组织管理过程：加工设备的调整、维修和保养；刀具、工具及能源（水、电、汽等）的供应；配料、零部件机械加工、胶合、装配和装饰；零部件和产品的质量检验和入库保管；生产的组织和管理；工业卫生和环境保护等等 .,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,1.1.2产品加工工艺过程,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 。是生产过程的核心,。,干,燥,配,料,毛料加工,胶,合,总装配,部件加工,部件装配,净料加工,装,饰,根据加工特征或加工目的不同，一件家具制品的生产工艺过程一般分为若干个工段，如：配料工段、机械加工工段、装配工段和装饰工段。加工工艺过程可也分为车间的工艺过程、工厂的工艺过程,1.1.2.1,车间生产工艺过程,1.配料车间生产过程；,2.零件切削加工车间生产过程；,3.板式部件制造车间生产过程；,4.弯曲件制造车间生产过程；,5.薄木拼花车间生产过程；,6.半成品（木工白坯）装配车间生产过程；,7.涂饰车间生产过程；,8.总装配车间生产过程等。,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。,有些产品是由几个厂共同生产的。如专门的配料厂、拼板厂、弯曲零件制造厂、涂饰厂等。又如现在的家具五金配件厂都是过去的家具厂分支出去的专业厂，那么这种产品的生产过程便成为各个厂的生产过程总和的一部分，这样就会简化各个厂的生产过程，便于管理和生产效率的提高。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,1.1.2.3加工工艺过程的组成,1.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，是生产计划中的基本单元。,2.工序的组成单元：安装、工位、工步、走刀,安装：是指某零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，以便精确加工。,定位和夹紧的过程，称为安装。,工位：,工件在机床上相对机床上切削刀具的位置称为工位。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,工序名称,工作位置,备注,板材截断,横截圆锯,板材纵解,细木工带锯,先划线,加工基准面,平刨床,加工相对面,压刨床,加工曲面,立式铣床,加工榫头,开榫机,加工榫眼,榫眼机,平面修整,光刨机,可砂光,曲面修整,立式砂光机,工步：,就是在同一机床上，用同一刀具，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。,走刀：,是在刀具和切削用量不变时，在加工表面上切去一层材料的过程称为走刀。一个工步可以包含一次或多次走刀。,1.1.3工序的集中与分化,1.1.3.1工序分化：,工序分化是指把包含工作量大的复杂工序，分化为一系列较小的仅有一个工步的简单工序。,适用于初建厂，单一产品。,1.1.3.2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、表面修整等工序在一部自动化联合机床上加工完成。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,1.1.4工艺规程,概念:,是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工艺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。,作用,：1、,工艺规程是指导生产的主要技术文件,2.工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据,3.,工艺规程是新建或扩建工厂设计的基础,1.1.4.3,制定工艺规程的要求,制订工艺规程时，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。,制订时必须考虑几个问题 ：,技术上的先进性、经济上的合理性、有良好的工作条件,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,制定工艺规程的方法,：,认真研究产品结构、技术要求、生产设备，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，具体结合本厂已有的生产经验来进行此项工作，以确保产品质量与经济效益的提高。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,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。,任何一个自由刚件，均有个自由度，即沿三维空间坐标轴、三个方向的移动和转动。为使工件相对机床上的刀具有正确的位置，就须约束工件某些或全部自由度，以确保获得精确的切削加工尺寸与几何形状。,在进行切削加工时，根据加工要求，通常不需要将工件的六个自由度全部约束，有时仅需要约束两个自由度，有时须约束三个、四个、五个或六个自由度。如排钻钻孔时必须约束六个自由度，四面刨加工时客观上约束了五个自由度，宽带式砂光机砂光时约束了四个自由度。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,0,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,1.2.2基准的概念,作为测量起点的点、线、面就是所谓的基准。,分类：,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,在设计中用来决定产品中零、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,系指零、部件在测量切削加工或装配时利用某些点、线、面作为测量、定位、装配的基准，这些点、线、面称为,工艺基准,。,工艺基准按用途不同分为测量基准、定位基准、装配基准三种。,测量基准:,用来检测已加工好的零、部件的几何形状、尺寸精度的点、线、面。,工件在机床上或在夹具上定位时，用来确定加工表面与刀具之间相对位置的点、线、面称为,定位基准,。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,（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的，称为,粗基准,精基准:,凡是用经过精确切削加工的面作为基准，则称为,精基准,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,。,1.3加工精度：,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跟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。,零部件加工后，实际的尺寸与图纸规定的尺寸相符合的程度称为尺寸精度。,零部件加工后，实际的形状与图纸规定的几何形状相符合的程度称为几何形状精度。,1.3.2,误差的种类及其产生的原因,根据误差产生的原因不同可分为系统性误差和偶然性误差两大类。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,当依次加工一批工件时，其加工误差保持不变，或有规律的变化，这种误差称为系统性误差。,当加工一批工件时，其误差大小及正负值不固定，或者并不符合某一明显的规律，这种误差称为偶然性误差。,影响精度的主要因素,:影响加工精度的因素涉及到很多方面，如生产工人的技术水平，操作设备的熟练程度，劳动条件，劳动环境等。,1.机床的制造及安装精度,1.刀轴制造精度:（1）径向跳动：（2）轴向跳动：,2.导轨和工作台的平直度及相互垂直度：,3.刀轴安装的水平度与垂直度,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,1.3.3.2 刀具的制造与安装精度及磨损程度的影响,1.固定尺寸的刀具,2.非固定尺寸的刀具,3.成型铣刀,4.具有固定尺寸和成型作用的刀具,5.刀具的刃磨精度与安装精度,1.3.3.3夹具的制造精度与安装精度,1.3.3.4工艺系统弹性变形引起误差,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,1.3.4量具制造精度与测量误差,1机床调整误差,2.零件基准误差：,3.材料性质不同所引起的误差,木材含水率的影响,木材内应力的影响,木材硬度影响,木材各向异性的影响,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。对可避免误差的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,产品表面粗糙度表现形式,1刀锯痕迹与波纹 :痕迹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,3破坏性不平度,4木毛与毛刺造成不平度,5木材结构,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,1.5.2影响表面光洁度的主要因素,1切削用量 2切削刀具 3机床-刀具-工件工艺系统的刚度、精度及稳定性 4木材含水率影响 5切削方向影响 6其他因素 (木材材物理力学性质，如硬度、密度、弹性、含水率等都会影响表面光洁度 ),必须从机床的类型及精度、刀具、切削用量等多方面来寻求降低表面粗糙度的有效措施。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，正确解决降低表面粗糙度与提高劳动生产率之间可能存在的矛盾。,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,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,2影响产品胶合强度,3影响涂饰质量,4影响制品外观美,1.4.4木材制品表面光洁度的评定,表面光洁度分为粗光、细光、精光三个等级。粗光，仅经过平刨、压刨、铣床切削加工，具有微细的波浪纹的表面；细光，经粗、细砂纸砂光或经一般光创机刨光，尚微细砂痕或细小的撕裂的表面；精光，用很精密锋利的手工光刨刨光或用极细的（00#）高速砂带砂磨的光滑表面,家具制造工艺 第一章 机械加工工艺基础,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、形状的毛料的过程称为,配料。,配料时，主要考虑问题：根据产品质量要求,合理选料,；合理确定加工余量和锯材的,含水率要求,，即湿材的干缩余量；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,：,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。,2.1.2,配料选材的技术要求,：,1木材含水率,：木材应经干燥处理，木材含水率应为8%16%,2产品外表用材,：根据不同等级家具选材,家具制造工艺 第二章 配料工艺,3制品内部用材,：合理利用低质材,4拼板用材,：尽量使材性、材级相近似的木材相拼，最好用同等级同材料相拼，这样会使拼板件变形小。,5其它要求,：对于受力较大或经常受磨损的零部件，选用材质较好的优质硬材；对于有榫眼、榫头的零件，其榫头、榫眼所用材料不应有节子、腐朽、裂缝等缺陷，以免影响结合强度，另外，选择产品表面材料还应考虑纹理方向。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.2配料设备与配料工艺,2.2.1配料设备：断料锯、纵解锯、带锯和人造板开料锯,等,家具制造工艺 第二章 配料工艺,0,家具制造工艺 第二章 配料工艺,0,家具制造工艺 第二章 配料工艺,细木工带锯,2.2.2配料工艺,1先截断，后纵解,：优点在于，由于将长的板材先截成各种规格的短板，这给下道工序纵解带来较大的方便，因为在车间内运输方便，同时人工操作短板纵解也要比长板轻便许多。采用毛边板配料时，可以充分利用木材削度部分提高出材率。还可以长短毛料搭配锯截，充分利用板材的长度，做到长材不短用。它不需要纵解锯，这样减少了生产占地面积。因此，这种方式目前使用最为广泛。,而这种方式的缺点在于，出材率较低些，因为在剔除木板上的死节，腐朽，裂缝等缺陷时，往往会截去部分有用的材料。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2先纵解，后横截,：适用于配制同一宽度(或厚度)规格的大批量毛料。可在机械进料的单锯片或多锯片纵解圆锯机上进行加工 ：优缺点与1相反,3先划线，后锯解,：主要用于弯曲零部件的配料，如椅子的后腿、扶手、弯脚等弯曲件。划线方法有平行划线法和交叉划线法两种。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,(1).平行划线法,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.交叉划线法（套裁划线法）,4先粗刨，后划线,:一般用于高级制品的配料，以确保制品的材质要求。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,5先指拼，后锯解,2.3毛料加工余量与出材率,2.3.1加工余量的概念：毛料的加工余量是指将毛料加工成形状、尺寸和表面质量等方面符合设计要求的零件时，所切去的一部分材料称为加工余量。所以，加工余量也就是毛料尺寸与零件尺寸之差。,2.3.2加工余量与木材损失的关系:加工余量愈大，木材损耗就愈多；但加工余量不足，就难以达到零件切削加工精度要求，零件的废品率就增加，使木材损耗也相应增加。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.3.3加工余量与加工精度的关系：,家具制造工艺 第二章 配料工艺,如果加工余量过大，若不增加走刀次数，势必增加吃刀量（切削用量），即增加切屑的厚度。切削量大，切削阻力也增大，刀的刚度降低。切削力的增加，使整个工艺系统的弹性变形加大，加工精度和表面质量降低。所以当余量太大时，往往不得不分多次切削，这样就降低了生产率，增加了动力消耗，同时也难以实现连续化、自动化生产。如果余量过小，为了保证加工质量，必须提高准备工序的质量，机床调整的时间就增长，生产率也将会降低。,总余量,就是指将毛料加工成形状、尺寸和表面质量都符合于技术、设计要求的零、部件时，应从毛料表面切去的那一部分木材。它等于各道工序余量之和。若是湿料，还要加上毛料的干缩余量。因此总余量等于各工序余量之和。,2.3.6影响加工余量的主要因素,1.木材含水率，2.尺寸误差，3.形状误差，4.表面粗糙度误差，5.安装误差，6.最小材料层,2.3.5加工余量的经验数值,目前家具行业采用的加工余量多为经验数据，如下所示以供参考:,1.厚度或宽度的余量为3-5mm，对短件取3mm，1m以上的毛料取5mm，材质不好的还应适量增加；,2.长度加工余量为5-20mm，对于带榫头的零件取5mm，端头无榫头的取10mm，用于拼板的板件取15-20mm。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.3.8毛料出材率,锯材配料的材料利用程度可用毛料出材率来表示。毛料出材率是毛料材积与锯成毛料所耗用成材材积的百分比。毛料出材率可按下式计算：,毛,成,*,式中： P毛料出材率,毛,毛料材积m,成,成材材积m,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.3.9提高出材率的主要措施：,1.认真实行零部件尺寸规格化，使零部件尺寸规格与锯材尺寸规格衔接起来，以充分利用板材幅面，锯出更多的毛料。,2.配料时，截断锯上的操作人员应根据板材质量，将各种长度规格的毛料搭配下锯，纵解时可以将不合用的边、角材料集中管理，供配制小毛料时使用，根据试验也可节省木材10左右。,3.操作人员在配料时，必须熟悉各种产品零部件的技术要求，在保证产品质量的前提下，凡是用料要求所能允许的缺陷，如缺棱、节子、裂纹、斜纹等，不做过分的剔除。,4.有些产品和部件，在不影响强度、外观及质量的条件下，对于材面上的死节、树脂囊、裂纹、虫眼等缺陷，可用挖补、镶嵌的方法进行修补，以免整块材料被截去。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,5.一些短小零件，如线条、拉手等，为了便于以后加工和操作，在配料时可以配成倍数毛料，先加工成型后再截断或锯开，既可提高生产率，又可减少每个毛料的加工余量。,6.规格尺寸大的零件，根据技术要求可以采用小料胶拼的方法代替整块木材，这样既能保证强度，减少变形，又可提高木材利用率。,7.在选择成材配料方案时，应尽量采用划线套裁及粗刨加工。经试验，采用先划线或粗刨后划线，然后再锯开，毛料出材率可以分别提高9和12，虽然增多了工序，但由于提高了后续工序的生产率及出材率，是完全可以得到补偿的。,胶合板及各种人造板锯解时，应按几种规格的零件套裁下锯，合理配料，做到充分利用。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.4人造板及装饰板配料,2.4.1人造板开料方法：根据毛料的用途和板材的幅面大小，配料时一般采用三种锯剖方案：单一的，组合的和混合的。单一锯剖方案是在一块材料上只锯解一种规格的毛料；组合锯剖方案是在一种幅面材料上锯出几种不同规格的毛料；混合锯剖方案是根据不同情况可以采用单一的锯削方案，也可采用组合锯剖方案，即在开料前先设计开料图,家具制造工艺 第二章 配料工艺,专用的人造板开料锯，现使用较多的有 ：,家具制造工艺 第二章 配料工艺,往复式开料锯：,家具制造工艺 第二章 配料工艺,自动开料锯：,家具制造工艺 第二章 配料工艺,数控开料锯,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.4.2装饰板、薄木锯切方法,家具制造工艺 第二章 配料工艺,图218 薄木的锯切,I用锯机及铣刀头加工 用重型铡刀机加工,1.压尺 2.圆锯片 3.薄木 4.铣刀头 5.铡刀,2.4.3提高人造板出材率的措施,家具制造工艺 第二章 配料工艺,2.4.4人造板毛料零件的加工余量,一般来说，对于作覆面材料的薄胶合板，如作空心覆面板的覆面板的毛料零件，其长度与宽度方向均要留裁边余量mm左右；对于直接作制品的板或部件，如中度纤维板、刨花板，可一次性锯切成规格部件，不要留加工余量。,家具制造工艺 第二章 配料工艺,