談森工林區木材的加工技術

張偉林

【摘 要】傳統木材的加工技術不再具有社會生產力優勢的時候，新型的現代化的木材加工技術開始逐漸取代傳統的木材加工技術。新的加工技術可以更好的發揮木材的特性甚至可以創造一些新特性，這客觀也拓寬了木材的應用范圍。了解并掌握目前世界較為前沿的加工技術有利于提高我國木材加工企業的對外競爭力和自身經濟效益的提高。

【關鍵詞】森工林區；木材；加工技術

[Abstract] It is helpful to improve the competitiveness of our timber processing enterprises and improve their economic performance.

[Key words] national forest region； wood； process technology

1 木材加工的特點

1.1 加工對象為天然生長物

由于木材的各向異性的力學特性，使其抗拉、壓、彎、剪等機械性能在不同紋理方向有很大差異。加工時受力變化較復雜。天然缺陷（如癤疤、裂紋、夾皮、蟲道、腐爛組織）或在加工中產生的力道缺陷（如倒絲紋），破壞了木材完整性和均勻性；由于含水率的變化，干縮濕脹的特性，使木材會出現不同程度的翹曲、開裂、變形；木材的生物活性使木材含有真菌或滋生細菌，有些木材還帶有刺激性物質，需要對木材進行防護處理。

1.2 木工機械刀具運動速度高

進行木材加工的機械稱為木工機械，從原木采伐到木制品最終完成的整個過程中，要經過木材的防腐處理、人造板生產、天然木和人造板機械加工、成品的裝配和表面修飾等很多工序。木材加工的各個環節都離不開木工機械，木工機械種類多，使用量大。由于木材天然纖維分布和導熱性差的特點，必須通過刀具的高速切削來獲得較好的加工表面質量。木工機械是高速機械，一般刀具速度可高達2500～4000r/min，甚至達每分鐘上萬轉。

1.3 敞開式作業和手工操作

木材的天然特性和不規則形狀，給裝卡和封閉式作業造成困難，木工機械作業大多是暴露敞開式的，作業場地的流動性，使木材加工大量處于分散的、小規模的、個體作業狀態， 手工操作比例高。木材加工的低水平狀態長期存在，特別是初期木材加工的機械化、自動化水平普遍不高。

2 先進的木材加工技術

2.1 先進涂層技術

機械加工高效率、高精度、高可靠性等指標對加工刀具提出了更高的要求，刀具涂層技術應運而生。自20世紀60年代以來，刀具涂層技術一直是世界范圍內的熱門研究課題。刀具涂層技術可分為化學氣相沉積（CVD）技術和物理氣相沉積（PVD）技術兩大類，其可以明顯改善刀具的綜合機械性能，有效提高刀具的使用壽命，大幅度提高加工效率。英國學者采用CVD法在PCD和PCBN刀片外表面上沉積一層鎳、銅、鈦、鈷、鉻和鉭等金屬的混合物以及鈦化合物保護層，使刀片耐磨性提高4倍以上。

2.2 高速切削技術

高速切削技術是木材加工中最具效益的加工方法之一，通過提高切削速度可減少加工時間及提高切削質量。高速切削能有效地提高生產效率，提高設備運轉效率并減小刀具切削力，但高速切削對刀體材料、刀具設計和精度等方面都有更高的要求。高速切削刀具的動平衡非常重要，刀具失衡會產生較大的慣性離心力，加劇機床和刀具的振動，這不僅會降低工件的加工質量，還會在一定程度上損壞加工設備，而且在加工過程中刀具失衡可能會發生飛刀事故，威脅操作人員的人身安全。

2.3 敏捷制造技術

敏捷制造是一種新型生產模式，是柔性制造和精益生產不斷發展的結果。機械制造業中敏捷制造主要體現在減少刀具和工裝夾具的準備及更換時間，提高切削速度和加工效率，最大限度地提高設備利用率。A.Kisselbach以高速切削鏤銑機為對象，對高速切削過程中刀具的裝夾進行了研究，研究發現，彈簧夾頭的動態穩定性優越，其精確定位是高速加工穩定性的關鍵。因此，為保證切削質量、切削效率及人身安全，A.Kisselbach建議轉速在24000 dmin以上時應采用彈簧夾頭對刀具進行裝夾。我國南京鋼鐵公司的王志明等人對400 t冷剪機快速換刀裝置的設計和使用中存在的問題進行了深入分析，并對其不合理部分進行了改進，取得了較好的效果。湖北汽車工業學院的龍行先對隨機快速換刀控制進行了研究，發現采用PLC軟件選刀，可實現對數控機床旋轉刀庫的隨機快速換刀。

2.4 切屑流向控制技術

切屑流向控制技術是一項新型環保的刀具設計制造技術。傳統刀具設計僅考慮刀具結構、加工參數、容屑槽大小和排屑性能，未考慮到切屑的流向。然而，現代高速切削加工的背吃刀量較大，要保證不問斷生產、避免發生生產事故，必須保持機器的絕對清潔，嚴格控制灰塵流動，確保碎屑流向的控制和合理收集。

3 結束語

當代木材加工技術發展態勢總的是以應用高新技術，高效利用木材資源，加強環境保護，大力發展木基復合材料，以滿足經濟建設和人民生活不斷增長的需要。雖然我國木材加工的技術水平和國外的先進水平相比差距很大。進一步密切和加深產學研的合作，增強我國木材加工及相關企業的聯系，借鑒機械制造業成熟和好的發展經驗，大力推進先進制造技術在木材加工行業的應用，逐步使我國的木工機械向高精度、高質量、集成化方向發展，才能在經濟全球化的過程和激烈的市場競爭立于不敗之地。

參考文獻：

[1]沈雋.木材加工技術.（木材工業叢書）化學工業出版社，2005，8.

[2]李迎扁.速切削工藝參數優化模型研究及發展趨勢[J].電子機械工程，2010，26（1）：1-9.