1、第三章第三章单板的制造单板的制造3-1 单板旋切及旋切角度参数单板旋切及旋切角度参数一、旋切的概念一、旋切的概念二、旋切主要角度参数二、旋切主要角度参数旋刀研磨角：旋刀研磨角：是旋刀前面是旋刀前面和后面之间的夹角。和后面之间的夹角。后角：后角：是旋刀的后面与旋是旋刀的后面与旋刀刀刃与木段相接触表刀刀刃与木段相接触表面的切线面的切线CP之间的夹之间的夹角。角。切削角：切削角：是切线是切线CP与旋刀与旋刀前面之间的夹角。前面之间的夹角。图图3-2 旋切机的齿形卡盘旋切机的齿形卡盘旋切后卡盘在竹材端面留下的齿形痕迹旋切后卡盘在竹材端面留下的齿形痕迹采用胀轴的竹材旋切机采用胀轴的竹材旋切机 长、短、直
2、径长、短、直径不同的胀轴不同的胀轴 图图4-1 4-1 无纺布强化和齿形接长竹单板无纺布强化和齿形接长竹单板旋切用的竹筒和旋切后的竹芯旋切用的竹筒和旋切后的竹芯竹单板干燥机竹单板干燥机3-2 单板的质量单板的质量 单板质量一般从以下四方面考虑：单板质量一般从以下四方面考虑：v单板厚度的偏差；单板厚度的偏差；v单板背面裂隙率；单板背面裂隙率；v单板表面粗糙度；单板表面粗糙度；v单板横纹抗弯强度。单板横纹抗弯强度。在这四项中，以前两项为主，因为单板背面裂隙越在这四项中，以前两项为主，因为单板背面裂隙越多、越深，则表面粗糙度就越差，抗弯强度也就越低，多、越深，则表面粗糙度就越差，抗弯强度也就越低，因
3、此，实际上只要根据前两项就可以评定单板质量的因此，实际上只要根据前两项就可以评定单板质量的好坏。好坏。一、单板的厚度偏差一、单板的厚度偏差测量方法：测量方法：检查单板的厚度偏差应检查两方面：检查单板的厚度偏差应检查两方面：检查整幅单板的厚度偏差；检查整幅单板的厚度偏差；检查一根木段旋切下来的单板厚度偏差检查一根木段旋切下来的单板厚度偏差2.鉴定单板厚度均匀性的指标：鉴定单板厚度均匀性的指标：实际平均厚度和名义厚度的差值实际平均厚度和名义厚度的差值单板各处的实际厚度不均匀情况单板各处的实际厚度不均匀情况。树种树种单板厚度（单板厚度（mm）1.00-2.002.20-3.754.00以上以上允许偏
4、差（允许偏差（mm）椴木椴木0.050.100.20柳安柳安0.050.10水曲柳水曲柳0.100.15表一般工厂规定的单板厚度偏差允许范围表一般工厂规定的单板厚度偏差允许范围例某厂旋切椴木单板的名义厚度为例某厂旋切椴木单板的名义厚度为1.00mm，为检测其厚，为检测其厚度偏差，在开始旋切时从木段的外圆部分、木段中间部分度偏差，在开始旋切时从木段的外圆部分、木段中间部分和旋切接近木芯部分随机抽取和旋切接近木芯部分随机抽取10张单板，测其厚度，得如张单板，测其厚度，得如下数据下数据(mm)：0.97，0.98，1.02，1.04，1.05，1.06，1.06，1.07，1.07，1.08试评定一
5、下单板厚度的均匀性。试评定一下单板厚度的均匀性。解：先计算实际厚度的平均值：解：先计算实际厚度的平均值：平均值平均值=xi n=1.04再计算实际平均厚度和名义厚度的差值再计算实际平均厚度和名义厚度的差值1.04-1.00=0.04mm根据专业知识，厚度偏差在允许范围内。根据专业知识，厚度偏差在允许范围内。单板各处的实际厚度不均匀情况：单板各处的实际厚度不均匀情况：=s=0.单板的厚度偏差对胶合板质量有何影响？单板的厚度偏差对胶合板质量有何影响？单板厚度不均匀时，涂胶量不均，胶层固化后的收单板厚度不均匀时，涂胶量不均，胶层固化后的收缩率和应力也不相同，产品易变形；缩率和应力也不相同，产品易变形
6、；单板厚度不均匀时在热压过程中板坯各处承受压力单板厚度不均匀时在热压过程中板坯各处承受压力不一致，使同一张胶合板上胶合强度不同；同时，不一致，使同一张胶合板上胶合强度不同；同时，胶压时需要较大的压力，增大了木材压缩率。胶压时需要较大的压力，增大了木材压缩率。单板厚度不均匀，也直接影响胶合板的平整度，使单板厚度不均匀，也直接影响胶合板的平整度，使表面加工与两大卫增加，薄的地方易砂漏。表面加工与两大卫增加，薄的地方易砂漏。二、背面裂隙二、背面裂隙 当旋切时当旋切时产生的应力大于产生的应力大于木材横纹抗拉强木材横纹抗拉强度时，在单板的度时，在单板的背面就会产生许背面就会产生许多小裂口，这个多小裂口，
7、这个裂口就叫背面裂裂口就叫背面裂隙。隙。正面正面（紧面）（紧面）背面背面（松面）（松面）.背面裂隙对胶合板质量的影响背面裂隙对胶合板质量的影响 背面裂隙大，则单板的横纹抗拉强度和表面粗糙背面裂隙大，则单板的横纹抗拉强度和表面粗糙度差；度差；作芯板用时，耗胶量、胶层收缩率、板坯内部应作芯板用时，耗胶量、胶层收缩率、板坯内部应力都增大，由于胶合板表面粗糙，胶合强度也下降；力都增大，由于胶合板表面粗糙，胶合强度也下降；作表板使用时，裂隙深度达易引起透胶，胶合后，作表板使用时，裂隙深度达易引起透胶，胶合后，单板裂隙延伸，容易产生表面龟裂，影响胶合板质单板裂隙延伸，容易产生表面龟裂，影响胶合板质量。量。
8、2.单板背面裂隙产生的主要原因单板背面裂隙产生的主要原因 压尺安装不正确（压尺的位置偏高，或压榨压尺安装不正确（压尺的位置偏高，或压榨程度不够）程度不够）后角太大；后角太大；木段水热处理不足木段水热处理不足 3-3 影响单板质量的主要因素影响单板质量的主要因素一、旋切条件对单板质量的影响一、旋切条件对单板质量的影响（一）水热处理对单板质量的影响（一）水热处理对单板质量的影响 蒸煮软化处理主要是增加木材的塑性，有利于旋切。蒸煮软化处理主要是增加木材的塑性，有利于旋切。不同的树种和单板材厚度，需蒸煮的温度和时间不同。不同的树种和单板材厚度，需蒸煮的温度和时间不同。水热处理温度对单板质量的影响：水热
9、处理温度对单板质量的影响：（1）水热处理温度过高，旋切单板易起毛，影响单水热处理温度过高，旋切单板易起毛，影响单 板表面粗糙度；板表面粗糙度；（2）水热处理温度过低，木材的塑性不足，单板背水热处理温度过低，木材的塑性不足，单板背 面裂隙度大，甚至不能正常旋切面裂隙度大，甚至不能正常旋切（二）旋切角度参数的影响（二）旋切角度参数的影响1.旋刀的研磨角旋刀的研磨角 若若过大，过大，旋刀的强度大，旋刀的强度大，但但过大，单板离开木段时反弯变形大而产生背裂，降过大，单板离开木段时反弯变形大而产生背裂，降低了单板质量。同时切削阻力也增大低了单板质量。同时切削阻力也增大 旋刀的旋刀的太小，太小，则刀刃薄而
10、锋利，则刀刃薄而锋利，但其刚性差，旋切时易颤动，单板成波纹状，并易磨损，但其刚性差，旋切时易颤动，单板成波纹状，并易磨损，旋切硬质木材或碰上树节子时，容易引起崩刃或卷刃。旋切硬质木材或碰上树节子时，容易引起崩刃或卷刃。树种树种值值松木松木2023椴木椴木1820水曲柳水曲柳2021常用树种的常用树种的值值2.旋切后角旋切后角 旋切后角如果太大，旋切后角如果太大，切削阻力增大，刀床可能发生震动，旋刀把单板先切削阻力增大，刀床可能发生震动，旋刀把单板先撕下后切断，单板表面粗糙度差；撕下后切断，单板表面粗糙度差；大，单板反向弯曲变形过大，背面裂隙度大大，单板反向弯曲变形过大，背面裂隙度大；旋切后角如
11、果太小，旋切后角如果太小，单板背面裂隙度小，但旋刀后面与木段的接触面积过大，单板背面裂隙度小，但旋刀后面与木段的接触面积过大，木段对旋刀的压力增大，使得木段容易劈裂尤其是小径木段对旋刀的压力增大，使得木段容易劈裂尤其是小径木更容易弯曲，使得旋切出来的单板厚薄不均。木更容易弯曲，使得旋切出来的单板厚薄不均。故后角应随木段半径减小而减小。故后角应随木段半径减小而减小。后角的大小实质上反映了旋刀的后面与木后角的大小实质上反映了旋刀的后面与木段表面接触的大小，其值表示木段对旋刀支撑段表面接触的大小，其值表示木段对旋刀支撑力的大小。力的大小。在旋切过程中，在旋切过程中，旋刀后面与木段表旋刀后面与木段表面
12、的接触宽度应基面的接触宽度应基本上保持在一定范本上保持在一定范围内，一般硬材约围内，一般硬材约为为23mm，软材为，软材为34mm。（三）（三）.旋刀安装高度对单板质量的影响旋刀安装高度对单板质量的影响 如果旋刀安装高了，旋刀后面就会压向木材，切削如果旋刀安装高了，旋刀后面就会压向木材，切削阻力增加，木段易弯曲变形，这时旋切下来的单板是两边阻力增加，木段易弯曲变形，这时旋切下来的单板是两边厚中间薄，剩下的木芯是两边薄中间厚。厚中间薄，剩下的木芯是两边薄中间厚。如果旋刀安装过低，低于卡轴中心线，在旋切过程中，如果旋刀安装过低，低于卡轴中心线，在旋切过程中，不仅不能随木段直径减小而减小，反而会随径
13、级不仅不能随木段直径减小而减小，反而会随径级减小而增加，导致裂减小而增加，导致裂隙加深，另外，木段隙加深，另外，木段由于自身而下垂，这由于自身而下垂，这时，旋切下来的单板时，旋切下来的单板是两边薄中间厚，木是两边薄中间厚，木芯是两边厚中间薄。芯是两边厚中间薄。（四）压尺的影响（四）压尺的影响1.压尺的作用有以下二点：压尺的作用有以下二点：v（1）防止在旋刀刀刃没有到达的地方产生无）防止在旋刀刀刃没有到达的地方产生无规则的劈裂（超前裂缝），同时也可以减少规则的劈裂（超前裂缝），同时也可以减少单板的背面裂隙单板的背面裂隙P2P3P1R1P1为劈力为劈力P2为切削力为切削力P3对木段的压力对木段的压
14、力v（2）在压尺的作用下，能挤出单板中一部分）在压尺的作用下，能挤出单板中一部分水分，有利于单板干燥。水分，有利于单板干燥。（1）（4）（3）（2）压尺正确安装位置：压尺正确安装位置：压榨率要符合要求，即刀门大小适中，同压榨率要符合要求，即刀门大小适中，同时压尺的压榨线应通过旋刀刀刃。时压尺的压榨线应通过旋刀刀刃。2.压尺的正确安装位置压尺的正确安装位置h0s0刀门缝隙宽度（刀门缝隙宽度（S0）：是指压尺的压棱与旋刀前面的垂直距离。）：是指压尺的压棱与旋刀前面的垂直距离。压榨率：用单板厚度方向上被压缩的百分比来表示。压榨率：用单板厚度方向上被压缩的百分比来表示。树种树种椴木椴木桦木桦木水曲柳水
15、曲柳松木松木柳安柳安阿必东阿必东压榨率压榨率（%）10-1512-1815-2015-2012-1815-20S0 和和h0计算公式如下：计算公式如下：=S0=S（1/100）式中：式中：S-单板的厚度，单板的厚度，mm；-压榨率，压榨率，%h0=S0（sin ）tgcos式中：式中：-压尺与旋刀之间的夹角，可在旋切机图上查出压尺与旋刀之间的夹角，可在旋切机图上查出或在机床上测得，一般为或在机床上测得，一般为7090；-旋刀的切削角旋刀的切削角h0s0S-S0S100 3.压尺的选择压尺的选择压尺的形状分为两大类压尺的形状分为两大类（1）接触型压尺）接触型压尺 固定式压尺固定式压尺121=45
16、2=85H=（1.52）SH1=4550圆棱压尺最好用于旋圆棱压尺最好用于旋切薄单板和硬质材切薄单板和硬质材斜面压棱压尺最好用于旋斜面压棱压尺最好用于旋切厚单板和软质材切厚单板和软质材A 圆棱压尺圆棱压尺B 斜面压棱压尺斜面压棱压尺 辊柱压尺辊柱压尺（2）非接触型压尺）非接触型压尺(高温压尺高温压尺)v影响单板背面裂隙度的因素：影响单板背面裂隙度的因素：v水热处理的程度水热处理的程度v压尺的安装压尺的安装v旋切后角的大小旋切后角的大小二、旋切机的精度和切削二、旋切机的精度和切削-被加工物系统的刚性被加工物系统的刚性三、机床的使用和保养三、机床的使用和保养 生产中由于维护保养不善，常导致旋切机生
17、产中由于维护保养不善，常导致旋切机严重磨损，如主滑道呈马鞍形或左右倾斜，刀严重磨损，如主滑道呈马鞍形或左右倾斜，刀架传动丝杆与螺母、压尺与刀架磨损松动，卡架传动丝杆与螺母、压尺与刀架磨损松动，卡轴与轴承磨损松动等，这些都会引起单板质量轴与轴承磨损松动等，这些都会引起单板质量问题，产生单板厚度误差大、松紧边以及背面问题，产生单板厚度误差大、松紧边以及背面裂隙增大等不良后果，因此应及时采取适当措裂隙增大等不良后果，因此应及时采取适当措施加以解决。施加以解决。表单板旋切过程中常见的缺陷产生原因和改进方法表单板旋切过程中常见的缺陷产生原因和改进方法3-4 单板出板率单板出板率原木的旋切分为四部分：原木
18、的旋切分为四部分：（1）碎单板一是由于原木的形状因素如弯曲、截面）碎单板一是由于原木的形状因素如弯曲、截面不规则、两端大小头等造成旋出的单板为碎单板；不规则、两端大小头等造成旋出的单板为碎单板；（2）长条单板：二是由于木段在旋切机上）长条单板：二是由于木段在旋切机上装卡位置不正确即定心不准而旋出断续的长条单板装卡位置不正确即定心不准而旋出断续的长条单板（3）连续单板带：三是木段旋圆后所旋出的连续单）连续单板带：三是木段旋圆后所旋出的连续单板带；板带；（4）木芯四是剩余木芯）木芯四是剩余木芯v提高湿单板出材率的措施有：提高湿单板出材率的措施有：v减小木芯直径减小木芯直径v合理挑选碎单板和窄长单板
19、合理挑选碎单板和窄长单板v提高木段定中心的准确程度提高木段定中心的准确程度 木段旋切到最后剩下木芯，一般木芯的直径约为木段旋切到最后剩下木芯，一般木芯的直径约为85140，若把它作为副产品销售是极大的浪，若把它作为副产品销售是极大的浪费。要提高木材利用率，除了含有腐朽髓心、开裂费。要提高木材利用率，除了含有腐朽髓心、开裂和其它不允许再旋切的缺陷外，必须对木芯再旋切，和其它不允许再旋切的缺陷外，必须对木芯再旋切，以减少木芯的直径。以减少木芯的直径。一、减小木芯直径一、减小木芯直径 减小木芯直径有两种方法减小木芯直径有两种方法:直接法和间接直接法和间接法。直接法是在大型旋切机，如含有内外双卡法。直
20、接法是在大型旋切机，如含有内外双卡头的带压辊的旋切机上直接旋切木芯。而间接头的带压辊的旋切机上直接旋切木芯。而间接法，是把木芯从旋切机上卸下截短后，再次旋法，是把木芯从旋切机上卸下截短后，再次旋切。旋切时可采用无卡轴旋切机进行旋切，如切。旋切时可采用无卡轴旋切机进行旋切，如江西第三机床厂、江苏镇江林机厂生产的无卡江西第三机床厂、江苏镇江林机厂生产的无卡轴旋切机。轴旋切机。1.直接法直接法（1）双卡轴带压辊的旋切机）双卡轴带压辊的旋切机防弯压辊的作用原理：防弯压辊的作用原理：由于木段旋切时产生的弯曲变形，影响由于木段旋切时产生的弯曲变形，影响了单板的厚度均匀性。为了改善这种切削状了单板的厚度均匀
21、性。为了改善这种切削状况，可在木段所受切削力合力作用线的相反况，可在木段所受切削力合力作用线的相反方向上设置防弯压辊方向上设置防弯压辊(见图见图4)，使压辊作用力，使压辊作用力的合力与切削合力大小相等、方向相反，用的合力与切削合力大小相等、方向相反，用以平衡切削力对木段的作用力，从而消除或以平衡切削力对木段的作用力，从而消除或减小木段在切削过程中的弯曲变形。减小木段在切削过程中的弯曲变形。防弯压辊的结构形式防弯压辊有两种型式防弯压辊的结构形式防弯压辊有两种型式:无动力压辊。无动力压辊。如图如图4所示，该防弯压辊装置由两个可以自转的圆所示，该防弯压辊装置由两个可以自转的圆柱形辊筒组成。工作时将两
22、个压辊压在旋转的木段上，柱形辊筒组成。工作时将两个压辊压在旋转的木段上，并通过进给机构对木段施以一定的压力，压力的大小并通过进给机构对木段施以一定的压力，压力的大小以平衡切削力为准。以平衡切削力为准。动力压辊动力压辊 该压辊装置中的两个圆柱形辊筒通过传动系该压辊装置中的两个圆柱形辊筒通过传动系统带动旋转，旋转的辊筒与木段表面产生的摩统带动旋转，旋转的辊筒与木段表面产生的摩擦力将使木段产生一定的转矩擦力将使木段产生一定的转矩(一般为旋切机卡一般为旋切机卡轴转矩的轴转矩的30%左右左右)，并同时起防弯作用。这种，并同时起防弯作用。这种防弯压辊既可以对木段产生防弯作用，又可使防弯压辊既可以对木段产生
23、防弯作用，又可使旋切机卡轴对木段的转矩减少旋切机卡轴对木段的转矩减少30%，使木段在，使木段在旋切过程中不容易产生旋脱现象，这对于芯部旋切过程中不容易产生旋脱现象，这对于芯部具有一定腐软程度的木段尤为重要。采用防弯具有一定腐软程度的木段尤为重要。采用防弯压辊还可以使木段得到充分地旋切，明显地提压辊还可以使木段得到充分地旋切，明显地提高单板的出材率，节约木材。高单板的出材率，节约木材。(2)采用动力压辊或动力压尺的旋切机采用动力压辊或动力压尺的旋切机 一般采用双卡头带压辊的旋切机旋切木一般采用双卡头带压辊的旋切机旋切木芯，直径只能减少到芯，直径只能减少到6580左右。而采左右。而采用无卡轴旋切机
24、旋切木芯，可以把木芯直径用无卡轴旋切机旋切木芯，可以把木芯直径减小到减小到50。2.间接法间接法 无卡轴旋切机不是无卡轴旋切机不是靠卡轴带动木段，而靠卡轴带动木段，而是借助两个同步转动是借助两个同步转动的摩擦辊与固定压尺的摩擦辊与固定压尺辊呈三角形抱住木段，辊呈三角形抱住木段，靠摩擦辊外圆驱动木靠摩擦辊外圆驱动木段逆着回转的同时，段逆着回转的同时，将木段向旋刀仅给。将木段向旋刀仅给。二、合理挑选碎单板和窄长单板二、合理挑选碎单板和窄长单板 旋切时，由于木段形状不规则旋切时，由于木段形状不规则(如弯曲、尖如弯曲、尖削等削等)，容易产生一定比例的碎单板和窄、长单，容易产生一定比例的碎单板和窄、长单
25、板。为了提高单板出板率和原木利用率，降低板。为了提高单板出板率和原木利用率，降低原材料成本，应把碎单板中要利用的单板挑选原材料成本，应把碎单板中要利用的单板挑选出来，作为胶合板生产的芯板。出来，作为胶合板生产的芯板。三、提高木段定中心的准确程度三、提高木段定中心的准确程度 在胶合板生产中，旋切工艺的先进程度是获得在胶合板生产中，旋切工艺的先进程度是获得高出材率的关键。而精确的定心，又是整个旋切过高出材率的关键。而精确的定心，又是整个旋切过程的关键，即使是很小的定心误差也会使原木出板程的关键，即使是很小的定心误差也会使原木出板率受到严重影响。因此，木段定心技术得以迅速发率受到严重影响。因此，木段
26、定心技术得以迅速发展，从原始的人工定心，到机械式三点定心和光环展，从原始的人工定心，到机械式三点定心和光环定心，发展到现在的激光扫描定心，发展到现在的激光扫描XY定心，使得木段定定心，使得木段定心精度得到较大程度的提高。心精度得到较大程度的提高。3-5 旋切机和后工序的配合旋切机和后工序的配合v一、带式传送带一、带式传送带v二、单板折叠输送器二、单板折叠输送器单板单板单板卷单板卷空卷筒空卷筒三、卷筒装置三、卷筒装置思考题思考题v评定单板质量的主要指标是什么？，它们对胶合板的质量有评定单板质量的主要指标是什么？，它们对胶合板的质量有哪些影响？哪些影响？v单板旋切工艺要求旋刀后角如何变化？单板旋切工艺要求旋刀后角如何变化？v压尺有什么作用？压尺有什么作用？v什么叫刀门缝隙宽度？什么叫压榨率？什么叫刀门缝隙宽度？什么叫压榨率？v怎样正确安装压尺？怎样正确安装压尺？v单板旋切过程中常见的缺陷有哪些？原因在哪里？如何消除？单板旋切过程中常见的缺陷有哪些？原因在哪里？如何消除？v提高湿单板出材率的措施有哪些？提高湿单板出材率的措施有哪些？v旋切机和后工序的配合形式有几种？旋切机和后工序的配合形式有几种？v研磨角和后角的大小对单板质量有何影响？研磨角和后角的大小对单板质量有何影响？v水热处理温度对单板质量有何影响？水热处理温度对单板质量有何影响？
