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现代木家具的砂光技术

 

现代木家具的砂光技术

  大多数消费者购买家具时把家具质量作为重要的考虑因素,特别是外观质量成为选购家具的首要因素,因为内在质量需要通过设备检测才能判断优劣,外观质量只需要通过人们感官就可以进行判断,因此外观质量是影响家具销售的重要因素。

  经验丰富的油漆技工常说:“白坯光得越到位,油漆质量越高”。从这句话不难看出家具白坏表面质量在家具外观质量中所起的重要作用。

  传统家具白坯表面修整方法是精光和砂光。精光是利用刀片在白坯表面精细切削的一种零件表面修整方法多数为手工操作。砂光是采用砂纸磨削木材表面的过程,由于机械设备的原因,传统家具零件表面修整方法有相当的局限性,它主要适合实木方材表面修整,至于大幅面的板式零件或有型面的零件,则修整后的零件表面质量不高,零件型面形状正确率也不高。现代家具的结构、材料家具相比较发生了非常显著的变化,其零件表面质量水平也提高到了一个新层次,与此同时,现代家具零件表面修整技术与传统家具零件表面修整技术也发生了深刻的变化。

  现代砂光技术的典型砂光设备

  现代木家具砂光技术可砂磨的零件形状有平面型零件和型面型零件,所有的设备分为带式砂光机、盘式砂光机和刷式砂光机,其中带式砂光机占绝对主导地位。机型有:宽带砂光机、手压砂光机、带式型面砂光机、带式曲形零件砂光机、海绵砂光机、振荡砂光机、八角砂光机等。

  2.1现代宽带砂光机的结构特点

  通用型砂光机以宽带砂光机和手压砂光机为主。宽带砂光机和手压砂光机几乎成为实木家具生产商和板式家具生产商必备的加工设备,因此本文重点介绍有代表性的宽带砂光机的结构特点如图1。

  2.1.1CSD压力传送系统

  先进的宽带砂光机是由CNC控制,其砂光压力控制是通过CNC电子控制分段压块加压来实现的,所以又将该种砂光机称为琴键式砂光机。

  在有厚度偏差的基材上贴比较薄的单板或涂饰油漆然后再砂光,此时采用普通型宽带砂光机和琴键式砂光机得到两种完全不同的结果。采用普通型宽砂光机砂光此类零件,要么某些部位没有被砂光,要么局部被砂破,而琴键式砂光机则不同,它会忽略板材的厚度偏差,将砂带压力均匀地分布到整个砂磨面上。

  CSD压力系统能够精确地、自动地调整每一个压力单元的压力,而且是按着位于压力单元下的工作表面尺寸来调整的,同时按此压力分布规律确保到零件的边部,且不受零件形状的影响,如图2所示。如果零件边部有轻微的重叠现象也能被砂平,因为压力单元在边部的压力可以被增加。

  由于CSD系统有精确的方位性,其压力单元具有一定的柔性,因此允许最大2mm厚度偏差的多个零件同时进给,且能得到等厚的,表面质量合格的零件砂光表面。

  图3表示了CSD压力系统与普通压力系统的不同点。普通宽带砂光机采用空气压力圆柱砂光技术,这种技术不可能使每个单独的压力单元得到精确的压力量,要么每个压力单元的压力为100%,要么为0%,因此砂光遇到有镶边的零件或开孔零件则会出现压力不均现象。

  2.1.2横向砂光单元

  现代砂光技术增加了横向砂光单元(图4)。该单元的砂磨方向与板材前进方向成90度角,所以能够很好地切断纤维,从而避免油漆时出现毛刺现象。横向砂光单元砂出的光滑表面符合油漆薄型涂饰的涂饰要求,同时也可以避免软质实木砂过头的现象。另外此单元也适合砂光环孔材。为了使砂光机适合不同类型木材的砂光,横向砂光常常与纵向砂光单元联合使用。

  2.1.3定厚砂光系统

  在定厚砂光过程中,为了得到一个等厚的砂光表面采用钢制定厚砂光辊是现代砂光机又一特征。(图5)。

  当砂光软质木材时,钢制定厚辊与橡胶辊相比较,可以避免砂过头现象。高质量砂光机的每根砂辊都作了动平衡,因此能够保持高速平稳运转。当使用不同粒度砂带时,砂带的厚度是不同的,为保证零件的厚度,现代砂光机有一个整体砂带补偿装置。

  定厚砂光单元的调整是通过数字控制装置来调的,结合分段加压装置、横砂和纵砂组成的砂光机可以达到精细砂光木材表面的水平。

  2.1.4砂光单元组合

  现代砂光机有接触辊、纵砂、横砂、刷辊等基本单元组成。这些基本单元的不同组合,所适应的零件材质、类型及砂光质量都不相同。表1举例说明部分砂光单元组合特点。

  2.1.5图形操作系统

  现代砂光机的操作清晰简单,从计算机开始按钮就可以自动或停止砂光机的工作。遇紧急情况按紧急停止按钮可停止机械的所有操作。用户可图形操作终端调整各种工作参数,这些参数完全反映在屏幕上,包括砂光机出现错误控制的信息。调整后的参数可以作为一个程序存放存储器中,以便再调用(图6)。

  2.1.6砂光带清洁系统
砂光带清洁系统在保证砂光质量和提高砂光效率上占有相当重要的位置。砂带上砂粒之间的间隙很容易被木材纤维或木粉填满,如果填满,砂带的砂磨能力就会大大地下降,砂光的质量和效率也会大大地降低,同时砂带会发热,影响砂带的使用寿命。

  现代砂光机采用吹和吸联合作用清洁砂带。一般安装在砂辊转回处,因为此处砂粒的间隙处于张开最大状态。家具零件的砂磨量越小,砂带粒度越细,清洁系统就显得越重要。

  2.2专业型砂光机

  专业型砂光机以带式型面砂光机、带式曲形零件砂光机为主。

  对于砂光机走专业化道路也是生产的需要,只有采用专业砂光机才能保证砂光质量和生产效率。带式型面砂光机如图7所示。

  带式型面砂光机有多个独立的砂带从多个角度和侧面对零件的侧边和平面部分砂光。砂光压块(sanding block)具有与零件型面相配合的形状,零件的每一个形状对应一个砂光压块(图8)。

  2.3手工砂光

  手工砂光以海绵砂光机、振荡砂光机、八角砂光机和刷式砂光机为主。

  手工砂光主要针对于形状或装饰比较复杂的零件进行砂光。手工砂光是对不能采用自动砂光机的一个补充,也是不可缺少的部分。

  刷式砂光机是由灵活的氧化铝砂光布组成。适合于柜门、车削零件、雕刻零件轮廓砂光,也包括曲线锯解所得产品砂光(图9)。

  现代砂光技术的典型砂光工艺

  由于现代家具用材的多样性、零件形状的复杂性及砂光质量的要求,所以砂光工艺又分为多种类型。

  3.1家具零件典型砂光工艺分类

  (1)平面通用型砂光工艺; 
  (2)型面专业型砂光工艺;
  (3)手工砂光工艺;
  (4)平面通用型砂光+手工砂光工艺;
  (5)平面定厚型砂光工艺;
  (6)工序联合型砂光工艺。

  平面通用型砂光工艺:主要对象是平面型零件,如方材表面砂光、刨花板、MDF、细木工板、集成材的素板砂光及其贴面后砂光,此时无论是方形零件、还是椭圆形或其它形状零件都可以进行平面砂光。如果零件表面平整度高,砂光设备精度高,则可以砂磨漆膜。宽带砂光机是平面通用型砂光的典型设备,它可以一次完成砂光任务,生产效率比较高。

  型面专业型砂光工艺:主要对象是型面型零件,如车削零件、装饰条(如通过四面刨、压刨、下轴铣床加工的线条或通过线条面加工的线条)、弯曲型零件(如实木弯曲型零件、锯弯型零件)、圆柱型零件(如车削或铣削加工的零件)等。一般采用专业机械,如车削零件砂光机、圆柱零件表面砂光机等。所用砂具为砂带或砂轮,如果采用砂带砂磨型面多数需配仿型的压块。

  手工砂光工艺:该种方法适合于任何零件的砂光,但是考虑到生产效率及砂光质量,此种方法常用于形状复杂,体积比较大或不适合机械进给的零件砂光,如海绵砂光机、振荡砂光机,八角砂光机和刷式砂光机,其中八角砂光机和刷式砂光机更适合花纹雕刻零件等的砂光。对于一定厚度偏差贴木皮的板材往往一次宽带砂光机砂光不能完全满足砂光的要求,因此也可以采用手压砂光机进行补充砂光。

  平面定厚型砂光工艺:主要适合于实木零件和素板的砂光,其目的是为了减少厚度公差,保证后续工序的加工质量,如保证贴面的平整度、油漆的平整度等。

  工序联合型砂光工艺:对于仿型铣所加工的零件多数形状比较复杂,一般没有相应的砂光机械进行砂光,常采用手工砂光,因此容易造成零件变形。先进的仿型铣采用铣刀与砂带同步加工的形式来完成零件的铣削和砂光,此设备加工的零件表面光滑、形状正确率高。

  一般家具零件砂光工艺过程

  3.2.1实木零件:备料→毛料加工→胶合或弯曲→净料加工或部件装配或涂饰→平面砂光或型面专业型砂光→侧面砂光或砂光→细砂。

  3.2.2 板式零件:人造板素板备料或实木条封边→平面定厚砂光→贴木皮→平面砂光→平面补充砂光→侧边铣削→侧面砂光或型面专业型砂光。

  现代砂光技术的特点

  专业化分工明确,如油漆砂光机、薄木砂光机、实木砂光机、平面砂光机、型面砂光机等;

  计算机控制程度越来越高,如横切传感器测量零件的尺寸、形状和零件的厚度,并且控制分段压辊,随时调整零件通过时所要得到的精确压力。

  自动化程度高。CSD压力传送系统,可以实现无级调节每一个砂光垫的压力,包括敏感的边部区域砂光质量高;砂光量、平整度、压力分布、砂光范围根据需要用户设定;

  具有横向砂光、纵向砂光及两者的多种组合,大大地提高砂光表面质量和扩大了砂光机的适应范围。

  适应性强,通过砂光机的弹性压力系统可以多零件同时进给,且允许有2mm或更大的公差;砂光表面质量,误差小,最小砂削厚度为0.08mm;

  操作简单,设置的时间短,调机方便,低能耗,低噪音,保证砂光精度。

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