家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法

导读:
 家具生产过程中的薄木贴面工艺复杂繁琐,本文以薄木贴面工艺流程为主线,对薄木贴面关键设备的加工性能进行论述。

       家具生产过程中的薄木贴面工艺复杂繁琐,本文以薄木贴面工艺流程为主线,对薄木贴面关键设备的加工性能进行论述。

1 薄木裁切设备

       薄木裁切是根据各拼合单元及最终规格要求,将薄木原料裁切成所需的尺寸规格和形状。

1.1 单板剪切机

       薄木裁切时,通常先横纹裁长,再顺纹裁宽。裁切加工的主要设备是薄木(单板)剪切机,如图1所示。常见的剪切机有横切及纵切两种,其是利用油压系统带动重型铡刀将薄木剪断。剪切机的刀片要始终保持锋利,剪切后的薄木边缘必须保持平直,不得有裂缝、毛刺等缺陷。使用单板剪切机一次可剪切厚度达50 mm的成摞薄木,生产效率高,剪切质量好。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图1 薄木剪切机

1.2 冲床

       对于带有曲边的薄木,使用普通的剪切机无法完成裁切作业,必须使用专用的剪切模板和冲切设备。油压冲模机(俗称冲床)的结构及其示意图如图2所示,其主要是利用四个油缸带动上压板将待冲切薄木压向剪切刀模完成剪切,剪切机的关键部位是上压板下面的橡胶缓冲层,其既能将薄木压下,又能防止刀片受损。拼花刀模通常是用优质的多层夹板作为基材,按照拼花大样图形状制成槽,然后将薄刀片弯曲嵌入,使刀刃突出板面2 mm左右,并在必要的位置制作定位靠点。剪切时将事先准备好的薄木以靠点为基准放入刀模进行冲切,每次只能冲切2~4层,以将薄木恰好完全冲断为原则。利用冲床可将薄木冲切成各种复杂形状,而且可以保证每张形状一致。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图2 薄木油压冲模机及其结构示意图

1.3 激光切割机

       裁切复杂的薄木拼花或小型的镶嵌拼花图案(如花草图案等各种艺术拼花)时,采用常规的冲切方法容易导致拼合单元破碎,这时可采用激光切割技术来实现。激光切割的关键设备是激光切割机,如图3所示。该机可以精确地切割薄木,还可以通过调整激光强度及光斑大小控制薄木边缘的切割效果(如烧焦等特殊效果)。激光切割的薄木边缘质量好,可精确控制切割图案,而且操作方便,非常适合精细的拼花薄木切割,但设备价格高、能耗高、薄木边缘有烧焦边,且加工范围小,目前这项技术主要用于艺术拼花制作。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图3 激光切割机

2 薄木拼合设备及拼合方法

       拼合是指将已裁切好的薄木单元,按设计要求拼合成相应的宽度。常用的薄木拼宽方法有热熔胶线拼接法、胶水拼接法、纸胶带拼接法三种。

2.1 热熔胶线拼接设备

       胶线拼接是最普遍的方法,其是利用摆动的热熔胶线将两片薄木拼合起来。常见的有线木皮(单板)拼缝机分为自动式及手提式两种,如图4所示。其中自动拼缝机效率高(速度可高达50 m/min),拼合质量好,但只能对薄木进行纵向拼合,适合于大批量生产;手提式拼缝机操作方便,且对薄木的厚度要求较低,除纵向拼合外,还可用于拼花薄木的拼合,适合于小型工厂或木皮拼花时使用。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图4 有线木皮拼缝机

2.2 热固型胶水拼接设备

       胶水拼接法通常是将快速固化的热固性脲醛树脂胶涂于薄木侧边,并在挤压辊和加热垫板作用下快速固化进行侧向胶拼。图5所示为德国Kuper公司生产的热固型胶水木皮拼缝机。纵向木皮拼缝机配有预涂胶装置,可将裁切后的木皮直接进行拼接作业,进料速度为20~50 m/min;横木纹进料高速拼缝机要另配涂胶机,即将裁切好的整叠木皮涂胶后再放到工作台上,可实现自动连续拼接成无限宽的大张木皮,还能根据设定尺寸自动将拼接后的木皮裁成所需的宽度,该机生产效率更高且对薄木宽度无特殊要求,有利于提高薄木材料的利用率。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图5 热固型胶水木皮拼缝机

2.3 纸胶带拼接法

       利用纸胶带进行薄木拼接操作灵活,特别是在薄木拼花方面应用广泛。手工拼花用纸胶带是以牛皮纸为基材,用水溶性胶黏剂涂布烘干而成,只需要在胶层表面涂适量的水即可产生良好的粘结强度。

3 板件砂光设备

3.1 贴面前定厚砂光设备

       人造板在贴面前通常要经过定厚砂光处理,以消除厚薄不均和表面污渍,提高胶贴效果。定厚砂光采用的主要设备为宽带砂光机,其常用的砂光头有辊筒式、砂光垫式及组合式三种。

       辊筒式砂光头是利用砂光辊筒(砂光轮)带动砂带压向板面进行砂光加工,接触辊与工件是线性接触,所以砂削力强,但会在工件表面留下波痕。辊筒式砂光机的砂光轮分为开槽钢轮和开槽橡胶轮两种,砂光机的用途主要取决于砂光轮的硬度,硬度越大,一次砂光量越大,砂光表面越平整,适合板料基材的定厚砂光;硬度越软,砂光轮对板料厚薄差的容忍性也越大,不容易砂穿,适合于贴面后板料的表面抛光处理。

       砂光垫式砂光头是利用带石墨布的压板将砂带压向板面进行砂光,其与工件接触面大,压力比较分散,砂光后工件表面光洁,但一次砂光量小,因此主要用于定厚砂光机的最后一道平砂或贴面板表面砂光处理。

       组合式砂光头具有辊筒式和砂光垫式的共同性能,辊筒和砂光垫可单独调节,以获得理想的砂光效果,通常用于贴面板材的表面砂光。

3.2 贴面后表面砂光设备

       经薄木胶贴后的板面通常比较粗糙,需要进行表面砂光处理,如果贴面薄木是用纸胶带拼合的,这是一道必设的工序。

       薄木贴面板表面砂光的常用设备也是宽带砂光机,通常为三砂架,且采用硬度较低的橡胶砂光轮或气囊式砂光垫作为砂光头,并安装150~240#的细砂纸带。为防止将贴面板表面薄木砂透,表面砂光的一次性砂光量应控制在0.1~0.2 mm之间,将表面水胶纸砂掉80%~90%即可。

       弯翘较严重的板件不能使用宽带砂光机加工,通常使用窄带式手压砂光机或其他手动砂光工具,这种砂光机操作方便灵活,适应性强,但砂光表面不够平整,且劳动强度大,生产效率低,主要用于非平面板件的表面砂光。

4 涂胶设备

       基材在定厚砂光后、正式贴面加工前还要进行涂胶。板料涂胶设备有双面涂胶机、单面涂胶机和手提式涂胶机。

4.1 双面涂胶机

       双面涂胶机的结构及工作原理如图6所示,涂胶轮通常采用带沟槽的橡胶轮,调节轮则采用光洁的钢轮。涂胶量可通过调节轮与涂胶轮之间的间隙来控制,板料的厚度则通过两个涂胶轮之间的距离来控制,上下调节轮和涂胶轮都有相应的控制手柄。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图6 双面涂胶机及其工作原理

       单面涂胶机工作原理与双面相同,结构上只有双面涂胶机的上半部分。涂胶机宽度较大,常见的有两英尺(涂胶板宽630 mm)和四英尺(涂胶板宽1 250 mm)等几种规格。该机生产效率高,且涂胶表面均匀,涂胶量容易控制,是人造板贴面最常用的设备。

4.2 手提式涂胶机

       手提式涂胶机的涂胶轮通常为海棉胶轮,调节轮为带槽钢轮,涂胶时通过涂胶轮压向调节轮带动调节轮转动将上胶槽的胶液转移到涂胶轮上。手提式涂胶机操作灵活,但宽度较小(100~200 mm),生产效率低,且涂胶量不易控制,主要用于小批量加工或补充涂胶。

5 热压贴面设备

5.1 多层热压机

       用于薄木贴面的多层热压机通常为3~5层,结构如图7所示,其通过底部的多个油压缸对压板进行施力,压板温度通过导热油控制,压板幅面一般为2 500 mm×1 300 mm。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图7 多层热压机

       为使板面各部位受力均匀,多层压机通常在压板上包覆一层缓冲层,如图8所示。缓冲层一般用羊毛毡、耐热橡胶等弹性较好的材料,厚度为5~10 mm,为提高缓冲层的导热性能,通常会在缓冲层中增加钢丝网等导热材料。与板面接触的表层为不锈钢薄板,厚度为2~3 mm,其既要保证板面平整,又要求有一定的柔韧性,保证紧贴板料,使板面受压均匀。

家具生产中薄木贴面工艺加工设备选择及方法 

图8 多层压机压板结构

       由于多层热压机作业时需要人工上下料,因此生产效率相对较低,但设备价格低廉,便于小规格板件的贴面加工,适合于大多数中小型家具生产企业或大型企业的辅助贴面加工。

5.2 短周期压机

       短周期热压机为单层结构,加压油缸分布在设备上部。目前使用的许多短周期压机还配有板料自动扫描装置(光栅),可以自动感应板料的面积和在压机内的排列位置,从而自动计算和控制每个液压缸的压力,以达到保护设备的目的。短周期热压机幅面大,可实现进料、扫尘、涂胶、热压及出料的自动控制,生产效率高,贴面质量好,但成套设备价格昂贵,适合于大批量生产的企业。

6 结束语

       家具生产企业的薄木贴面加工需要结合企业自身特点和产品的特征选择设备的类型和加工性能。对于生产规模较大、产品种类较多、薄木贴面图案花样复杂的家具生产企业,采用先进的薄木贴面设备对改进生产工艺、开发新产品、提升产品附加值、提高生产效率和产品质量均有重要作用。