木方短时加热对刨切薄木表面粗糙度的影响

1 引言

刨切薄木是表面装饰材料,其纹理美观,材色适中,其表面光洁度对装饰性具有很大影响,改善表面光洁度能提高装饰效果,提高被装饰产品价值,有利于产品销售和使用。刨切薄木一般比较薄,常用厚度在0 2～0 6ｍｍ左右,由于厚度小,在生产加工时很容易产生砂透现象,从而露出被装饰的基材,产生加工缺陷。或者根本不能砂光,只能利用原来的装饰表面。粗糙的表面给后续的涂饰工艺带来难度,增大了材料消耗和工时消耗,增加了产品生产成本。所以提高刨切薄木加工时的表面光洁度,改善薄木表面粗糙状况,对保证被装饰产品外观效果至关重要。改善刨切薄木表面粗糙度有多种方法,第一种方法是调节刀具(研磨角、切削后角、切削角),对于不同硬度的木材,调整刀角只能在一定范围内提高刨切薄木表面光洁度,此种方法受到木材硬度和刨切薄木厚度的限制。第二种方法是增加刨刀的锋利程度,这对改善薄木表面粗糙度很有效,此种方法因木方的硬度和刀具的材料不同而增加磨刀、换刀次数,但相应降低了生产效率。第三种方法是将木方浸水,增加木方含水率,使木方在水热联合作用下软化,这种方法能非常有效地改善刨切薄木的表面粗糙度,但工时和成本都较高。在前几种方法基础上,还可应用一种新的方法即木方短时加热刨切方法,这种方法是在切削过程和返回过程以及间歇的短暂时间里,对木方进行高温短时加热,使刨切木材短时膨胀和软化,从而改善刨切薄木表面粗糙度,此种方法简单易行,成本低,对木方含水率没有严格的要求,并能有效地改善薄木质量,使薄木具有较光滑的表面。这种方法可与其它方法联合使用,也可单独使用,为了摸索短时加热对刨切薄木的影响,我们进行了如下试验:

2 试验材料

山杨木方

3 设备设施

日产木方纵向进给卧式刨切机;木方加热设施及ＳＥ-4Ａ型粗糙度检测仪。

4 试验工艺

4. 1　首先要选择木方刨切面,根据所需要的薄木纹理,结合木方原有的缺陷,来确定刨切平面。

4. 2　先对刨切面进行预先加工整平,使刨切面具有较好的平整度,保证加热时木方均匀受热。4. 3　检查调整刨切面和相对面的平行状况。

4. 4　对木方进行刨切,刨切下来的薄木作为样板,用于与加热后刨切的薄木对比之用。

4. 5　木方加热后再刨切,并根据薄木表面粗糙状况改善程度,对加热条件进行调整,直至粗糙状况有良好改善。

4. 6　用粗糙度检测仪检测加热和未加热刨切的薄木表面粗糙状况,并进行统计分析。

4. 7　在薄木上选取10个试验区域,每个区域测量5个峰值和5个谷值,分别用它们的大值、平均值及差值衡量表面粗糙状况,通过数据和柱形图联合分析。

　从试验结果可以看出,每个试验区的粗糙状况都有所改善,少提高8 8%,多提高66%,平均提高36 9%。从10个试验区的不同测量点,分别选取5个大峰值和5个大谷值进行对比检测,用柱形图表示

　从五个大峰值对比图可以看出,加热刨切法比未加热刨切制得的薄木表面的凸起峰值明显降低,大降低54%,小降低13%,平均降低41%。从五个大谷值对比图可以看出,加热刨切法比未加热刨切制得的薄木表面凹下谷值也有减少,多减少37%,少减少53%,平均减少21%。以上说明加热刨切薄木表面微观形态更趋于平坦。将10个试验区的峰值和谷值分别平均,再进行对比分析,用柱形图表示如图3和图4:从不同测量点平均峰值对比图和平均谷值对比图也能看出,加热刨切法所制得的薄木表面峰谷值都有所减小,在总体上更趋于平滑,粗糙度有较明显的改善,其中峰值多减少45%,平均减少37%,谷值多减少43%,平均减少37%。再从另一个角度进行评价,即用峰值和谷值叠加的平均值,也就是用对应峰值和谷值绝对值之和的平均值分析,柱形图如图5

　从峰谷叠加平均值对比图看,叠加平均值相差多为43%,少为32%,平均37%,相差的百分率与前述分析一致,但相差的净值却大大增加,这说明峰值、谷值同时减小才能改善薄木的表面粗糙度。

5 结　论

通过上述试验证明,加热木方刨切法确实能改善薄木表面粗糙度,提高其外观装饰效果,对山杨刨切而言,能将表面光洁度总体提高30～40%。该方法对其它树种也能起到类似的作用。