CN105710949B - 一种圆材的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆材的加工方法，包括如下步骤：选取合适的原木尺寸并进行截断处理；对截断后的原木做打圆处理，得到圆材；根据圆材的尺寸在两端分别开制应力释放槽；对圆材进行自然干燥；将自然干燥后的圆材放置于干燥窑内进行干燥；根据圆材的用途进行调湿处理，控制圆材最终的含水率；根据圆材的不同直径进行开料处理，得到相应板材。本发明省去了锯材干燥前锯材的步骤，减少了原木加工成板材多留一个锯路而造成的木材浪费，减少了锯材因干燥变形预留的加工余量。与现有技术相比，本方法具有生产效率高、木材出材率高、生产成本低的优点，适用于木材加工领域，很好地解决了现有圆材加工技术中存在的木材利用率低、出材率低的技术问题。

Description

一种圆材的加工方法

技术领域

本发明涉及原木的加工工艺领域，尤其涉及一种应用于圆形木材加工工艺和操作方法。

背景技术

传统的原木加工方法为：原木-锯材-干燥-截断-定厚加工-砂光等加工流程。由于原木取材部位不同，板材个体差异明显，所以板材在干燥过程中，容易产生扭曲、开裂等干燥缺陷，干燥质量差，板材利用率低。由于锯材后干燥会不可避免的产生变形和表面毛刺存在，因此在进行后续加工时，必须预留3毫米以上的加工余量，才能保证产品获得足够的尺寸。另外，由于传统的原木加工工艺流程长，造成工序复杂，劳动力大。

因此，现有的圆材加工技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆材的加工方法，旨在解决现有圆材加工技术中存在的木材利用率低、出材率低的技术问题。

本发明所设计的技术方案如下：

一种圆材的加工方法，其中，包括如下步骤：

步骤S1:选取合适的原木尺寸并进行截断处理；

步骤S2:对截断后的原木做打圆处理，得到圆材；

步骤S3:根据圆材的尺寸在两端分别开制应力释放槽；

步骤S4:对圆材进行自然干燥；

步骤S5:将自然干燥后的圆材放置于干燥窑内进行干燥；

步骤S6:根据圆材的用途进行调湿处理，控制圆材最终的含水率；

步骤S7:根据圆材的不同直径进行开料处理，得到相应板材。

所述的圆材的加工方法，其中，步骤S1中选用原木直径为4厘米至16厘米，且截断为长度35厘米至60厘米的圆材。

所述的圆材的加工方法，其中，打圆处理的加工深度为2毫米至5毫米。

所述的圆材的加工方法，其中，所述应力释放槽所在的平面穿过圆材的髓心。

所述的圆材的加工方法，其中，所述应力释放槽的长度L占原木长度的6％至15％，且应力释放槽的长度L≤15厘米；所述应力释放槽的深度S设为圆材半径的1/2；圆材直径为3.5厘米至8厘米时，应力释放槽开制的宽度W为1.5毫米至2.5毫米，圆材直径为8厘米至16厘米时，应力释放槽开制的宽度W为2.5毫米至4毫米。

所述的圆材的加工方法，其中，圆材的含水率在30％至55％范围时，自然干燥阶段结束。

所述的圆材的加工方法，其中，所述窑内干燥阶段还包括如下步骤：

步骤S40:圆材含水率在30％至45％阶段时，保持窑内干球温度在40℃至50℃之间，保持湿球温度在38℃至46℃之间；

步骤S41:圆材含水率在20％至30％阶段时，保持窑内干球温度在47℃至54℃之间，保持湿球温度在42℃至47℃之间；

步骤S42:圆材含水率在10％至20％阶段时，保持窑内干球温度在53℃至60℃之间，保持湿球温度在45℃至51℃之间。

所述的圆材的加工方法，其中，所述调湿处理阶段的温度设为60℃至65℃之间，相对湿度设为60％至70％之间，并持续1至3天。

所述的圆材的加工方法，其中，所述步骤S7中，当圆材直径<8厘米时，先对圆材进行定厚加工，再用多片锯进行开料；当选材直径≥8厘米时，先沿应力释放槽对开圆材，再进行定厚加工，最后用多片锯进行开料。

综上所述，本发明所提供的圆材加工方法省去了锯材干燥前开料的步骤，减少了原木加工成板材多留一个锯路而造成的木材浪费，减少了锯材因干燥变形预留的加工余量。与现有技术相比，本方法具有生产效率高、木材出材率高、生产成本低的优点，适用于木材加工领域，很好地解决了现有圆材加工技术中存在的木材利用率低、出材率低的技术问题。

附图说明

图1是本发明所提供的圆材开制应力释放槽的示意图。

图2是本发明所提供的开有应力释放槽的圆材示意图。

图3是本发明所提供的开料方法一的定厚加工示意图。

图4是本发明所提供的开料方法一的多锯片开料示意图。

图5是本发明所提供的开料方法二的对开加工示意图。

图6是本发明所提供的开料方法二的定厚加工示意图。

图7是本发明所提供的开料方法二的多锯片开料示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明公开了一种圆材的加工方法，该方法适用于于小径原木，采用先将原木截断，然后对圆材进行干燥，再根据圆材直径进行开料的加工工艺，从根本上提高原木加工生产效率，提升木材利用率和降低成本。其中，该加工方法包括如下步骤：

步骤S1:选取合适的原木尺寸并进行截断处理。

具体的，选取的原木直径为4厘米至16厘米，且截断为长度35厘米至60厘米为宜。

步骤S2:对截断后的原木做打圆处理，得到圆材。

打圆处理时，可采用旋切机对原木进行去皮、去枝处理，加工深度控制在2毫米至5毫米之间，打圆后的圆材直径大约在3.5厘米至12厘米之间。

步骤S3:根据圆材的尺寸在两端分别开制应力释放槽100。

根据需干燥圆材的长度、直径，开制不同长度、宽度、深度的应力释放槽100。具体是，在圆材两端分别开制应力释放槽100，该应力释放槽100所在的平面穿过髓心(即应力释放槽100设置在圆材任意一个轴截面上)。应力释放槽100的长度L≤15厘米并且长度L占圆材长度的6％至15％。应力释放槽100的深度S设为圆材半径长度的1/2。当圆材直径为3.5厘米至8厘米时，应力释放槽100开制的宽度W为1.5毫米至2.5毫米；圆材直径为8厘米至16厘米时，应力释放槽100开制的宽度W为2.5毫米至4毫米。

步骤S4:对圆材进行自然干燥。

在自然干燥阶段，应选取通风良好、无阳光暴晒的场地，将圆材架空进行自然干燥。当圆材的含水率下降至30％至55％范围时，自然干燥阶段结束。作为本实施例的优选方案，建议将圆材的含水率降至35％至45％最为合适。

步骤S5:将自然干燥后的圆材放置于干燥窑内进行干燥。

经自然干燥后圆材的含水率会比较高，所以要将圆材放入窑内进行干燥，进一步降低圆材的含水率，其中需要控制好窑内的干球温度、湿球温度、以及持续时间等参数，具体操作步骤如下：

步骤S40:圆材含水率在30％至45％阶段时，保持窑内干球温度在40℃至50℃之间，保持湿球温度在38℃至46℃之间；

步骤S41:圆材含水率在20％至30％阶段时，保持窑内干球温度在47℃至54℃之间，保持湿球温度在42℃至47℃之间；

步骤S42:圆材含水率在10％至20％阶段时，保持窑内干球温度在53℃至60℃之间，保持湿球温度在45℃至51℃之间。

经过上述窑内干燥步骤后，圆材的含水率得到很好控制，可以获得符合要求的含水率，内部的应力也得到释放，出材率进一步得到提高。

步骤S6:根据圆材的用途进行调湿处理，控制圆材最终的含水率。

圆材在出窑前，会根据木材的不同用途进行调湿处理，该调湿处理阶段的温度设为60℃至65℃之间，相对湿度设为60％至70％之间，并持续1天至3天。

步骤S7:根据圆材的不同直径进行开料处理，得到相应板材。

结合图1至图7所示，圆材的含水率经过上述步骤后达到对应用途的要求，可以进行后续的开料工序。当圆材直径<8厘米时，如图2、图3和图4所示，需要先对圆材进行定厚加工，然后用高精度的多片锯进行开料，切成板材，实现以锯代刨，锯解后的木材可直接用于制造指接板、装饰板、家具、木门等方面；当选材直径≥8厘米时，如图2、图5、图6和图7所示，需要先沿应力释放槽100对开圆材，以消除应力释放槽100对出材率的影响，然后进行定厚加工，最后才用高精度的多片锯进行开料，切成板材，实现以锯代刨，锯解后的木材可直接使用于制造指接板、装饰板、家具、木门等方面。

与现有技术相比，本发明所提供的圆材加工方法具有以下几个优点：

一是，传统加工方法是将未干燥的原木开料成锯材再进行干燥，干燥后再进行定厚加工和砂光加工等工艺。由于锯材后再进行干燥的过程中，会不可避免地产生扭曲、翘曲、横弯、变形等缺陷；水分蒸发后的木材也会产生尺寸上的变化，因此，干燥后的锯材加工成木制造品时需要预留3毫米以上的加工余量，这样才能给成品留有足够的加工尺寸，由此而造成原木的利用率低，原木的出材率低(不足35％)。而本发明提供的加工方法是，先对原木进行截断，然后进行打圆处理，接着对圆材进行干燥，干燥后再对圆材进行开料处理。圆材干燥过程中由于开制了应力释放槽100，所以不会产生变形缺陷；而且直接对干燥好的圆材进行开料，开出的锯材不会变形，并且厚度尺寸保持一致，从而显著提高原木的利用率(超过40％)。

二是，由于干燥时木材内的水分从纵向排出比从横向排出要快10至20倍，所以本发明采取先对原木进行截断成圆材(圆材的长度较短)，有利于水分的纵向排出；然后对圆材进行干燥，使圆材内部水分主要从两端头排出。又由于圆材两端头水分排出时很容易产生应力集中，造成圆材产生端裂；所以本发明通过在圆材两端开制应力释放槽100，释放圆材在生长时、在干燥时所产生的应力，以此避免圆材的端裂。因此，本发明具有干燥速度快，圆材干燥开裂少的优点。另外，应力释放槽100增加圆材端头水分蒸发的面积，有效提高圆材的干燥速度。

三是，在传统的干燥方法当中，干燥过程进行中间处理和终了调湿处理的目的是，在相对温度、湿度较高的环境中消除板材干燥应力，适当恢复干燥过程中产生的干燥缺陷。但是，对于干燥缺陷严重、残余应力大的木材，这个干燥过程甚至需要持续3天至5天，耗费的时间长。干燥窑在这个过程中需要消耗很高的能耗去维持高温、高湿的环境，所以传统干燥方法的耗能高、成本高。而在本发明中，每根圆材都为一个独立的力学平衡体，通过开制应力释放槽100来减小干燥应力。在干燥过程中及干燥后不存在残余的干燥应力，只在长度及直径方向上存在微小的含水率偏差。所以在本发明中，只需1至2次中间处理及短时间的终了调湿处理，就会使圆材各个部位的含水率分布均匀。该方法能有效地降低能源消耗。同时可以根据所需的最终含水率，相应调整终了调湿处理的工艺参数，达到所需的最终含水率的要求。

为了更清楚地说明本发明的原理和操作方法，以下结合附图和具体实施例对圆材的加工方法做进一步说明：

实施例1：

(1)选材截断：采用直径为5厘米(误差±1厘米)的桉木原木，截断为长度为35厘米(误差±5厘米)。

(2)打圆。使用旋切机对原木进行打圆处理，以去除原木表面的树枝、节子、树皮；打圆厚度为3毫米。

(3)开制应力释放槽100。在圆材两端头过髓心方向各开制长度为5厘米，宽度2.5毫米，深度2厘米的应力释放槽100。

(4)自然干燥。选取通风良好、无阳光暴晒的场地进行自然干燥。当圆材的含水率在35％时，完成自然干燥。

(5)窑干燥。干燥工艺过程包括：

a)圆材含水率30％至35％阶段，保持窑内干球温度45℃，湿球温度42℃；

b)圆材含水率20％至30％阶段，保持窑内干球温度50℃，湿球温度44℃；

c)圆材含水率10％至20％阶段，保持窑内干球温度55℃，湿球温度45℃；

(6)调湿处理。采用干球温度56℃，湿球温度52℃进行调湿处理24小时。处理后的圆材含水率为11％至16％。

(7)开料。由于圆材直径<8厘米，干燥后采用先进行定厚加工再用高精度多片锯进行开料的加工方法。将圆材加工成长35厘米至45厘米、宽35毫米、厚20毫米的木材，与采用常规加工方法的相同尺寸木材进行出材率对比。

实施例1的技术效果：

采用上述加工后，开制的锯材板面平整，厚度均匀，无内裂、少许端头开裂，无表裂，含水率均匀，无残余应力，出格率高达54.5％。

实施例2：

(1)选材截断：采用直径为10厘米(误差±1厘米)的杉木原木，截断为长度为50厘米(误差±5厘米)的原木。

(2)打圆。使用旋切机对原木进行打圆处理，以去除原木表面的树枝、节子、树皮；打圆厚度为4毫米。

(3)开制应力释放槽100。在圆材两端头过髓心方向各开制长度为6厘米，宽度4毫米，深度5厘米的应力释放槽100。

(4)自然干燥。选取通风良好、无阳光暴晒的场地进行自然干燥。当圆材的含水率在40％时，完成自然干燥。

(5)窑干燥。干燥工艺过程包括：

a)圆材含水率30％至40％阶段，保持窑内干球温度47℃，湿球温度43℃；

b)圆材含水率20％至30％阶段，保持窑内干球温度52℃，湿球温度46℃；

c)圆材含水率10％至20％阶段，保持窑内干球温度57℃，湿球温度47℃；

(6)调湿处理。采用干球温度58℃，湿球温度53℃进行调湿处理48小时。处理后的圆材含水率为10％至15％。

(7)开料。由于圆材直径≥8厘米，干燥后采用先沿应力释放槽100对开圆材，再定厚，最后再采用高精度多片锯进行开料的加工方法。

将圆材加工成长45厘米至55厘米、宽20毫米、厚18毫米的木材，与采用常规加工方法的相同尺寸木材进行出材率对比。

实施例2的技术效果：

采用上述加工后，开制的锯材板面平整，厚度均匀，无内裂、少许端头开裂，无表裂，含水率均匀，无残余应力，出格率高达57.3％。

实施例3：

(1)选材截断：采用直径为16厘米(误差±1厘米)的松木原木，截断为长度为60厘米(误差±5厘米)的原木。

(2)打圆。使用旋切机对原木进行打圆处理，以去除原木表面的树枝、节子、树皮；打圆厚度为5毫米。

(3)开制应力释放槽100。在圆材两端头过髓心方向各开制长度为6厘米，宽度5毫米，深度8厘米的应力释放槽100。

(4)自然干燥。选取通风良好、无阳光暴晒的场地进行自然干燥。当圆材的含水率在45％时，完成自然干燥。

(5)窑干燥。干燥工艺过程包括：

a)圆材含水率30％至45％阶段，保持窑内干球温度49℃，湿球温度45℃；

b)圆材含水率20％至30％阶段，保持窑内干球温度54℃，湿球温度48℃；

c)圆材含水率10％至20％阶段，保持窑内干球温度59℃，湿球温度49℃。

(6)调湿处理。采用干球温度60℃，湿球温度54℃进行调湿处理72小时。处理后的圆材含水率为8％至13％。

(7)开料。由于圆材直径≥8厘米，干燥后采用先沿应力释放槽100对开圆材，再定厚，最后再采用高精度多片锯进行开料的加工方法。

将圆材加工成长55厘米至60厘米、宽30毫米、厚24毫米的木材，与采用常规加工方法的相同尺寸木材进行出材率对比。

实施例3的技术效果：

采用上述加工后，开制的锯材板面平整，厚度均匀，无内裂、少许端头开裂，无表裂，含水率均匀，无残余应力，出格率高达63.3％。

综上所述，本发明所提供的圆材加工方法省去了锯材干燥前开料的步骤，减少了原木加工成板材多留一个锯路而造成的木材浪费，减少了锯材因干燥变形预留的加工余量。与现有技术相比，本方法具有生产效率高、木材出材率高、生产成本低的优点，适用于木材加工领域，很好地解决了现有圆材加工技术中存在的木材利用率低、出材率低的技术问题。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，例如，对本发明中的各组分的常见/惯用的替换等，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种圆材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1:选取合适的原木尺寸并进行截断处理；

步骤S2:对截断后的原木做打圆处理，得到圆材；

步骤S3:根据圆材的尺寸在两端分别开制应力释放槽；

所述应力释放槽所在的平面穿过圆材的髓心；所述应力释放槽的长度L占原木长度的6％至15％，且应力释放槽的长度L≤15厘米；所述应力释放槽的深度S设为圆材半径的1/2；圆材直径为3.5厘米至8厘米时，应力释放槽开制的宽度W为1.5毫米至2.5毫米，圆材直径为8厘米至16厘米时，应力释放槽开制的宽度W为2.5毫米至4毫米；

步骤S4:对圆材进行自然干燥；

步骤S5:将自然干燥后的圆材放置于干燥窑内进行干燥；

步骤S6:根据圆材的用途进行调湿处理，控制圆材最终的含水率；

步骤S7:根据圆材的不同直径进行开料处理，得到相应板材；当圆材直径<8厘米时，先对圆材进行定厚加工，再用多片锯进行开料；当圆 材直径≥8厘米时，先沿应力释放槽对开圆材，再进行定厚加工，最后用多片锯进行开料。

2.根据权利要求1所述的圆材的加工方法，其特征在于，步骤S1中选用原木直径为4厘米至16厘米，且截断为长度35厘米至60厘米的圆材。

3.根据权利要求1所述的圆材的加工方法，其特征在于，打圆处理的加工深度为2毫米至5毫米。

4.根据权利要求1所述的圆材的加工方法，其特征在于，圆材的含水率在30％至55％范围时，自然干燥阶段结束。

5.根据权利要求1所述的圆材的加工方法，其特征在于，窑内干燥阶段还包括如下步骤：

步骤S50:圆材含水率在30％至45％阶段时，保持窑内干球温度在40℃至50℃之间，保持湿球温度在38℃至46℃之间；

步骤S51:圆材含水率在20％至30％阶段时，保持窑内干球温度在47℃至54℃之间，保持湿球温度在42℃至47℃之间；

步骤S52:圆材含水率在10％至20％阶段时，保持窑内干球温度在53℃至60℃之间，保持湿球温度在45℃至51℃之间。

6.根据权利要求1所述的圆材的加工方法，其特征在于，所述调湿处理阶段的温度设为60℃至65℃之间，相对湿度设为60％至70％之间，并持续1至3天。