CN110883887A - 一种实木无缝弯曲工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实木无缝弯曲工艺，其包括对木材的加湿处理、对木材的切削处理、对木材的加热软化、对木材的长度压缩、对木材的成型加工、对木材的弯曲成型、对木材的热气烘干和对木材的微波烘干。实现了对木材的弯曲定型，而无需将木材锯切。本发明提高木材利用率，增强曲线形零部件强度，保证产品表面的纹理色泽效果和油漆涂饰质量。
Description
技术领域
本发明涉及实木加工的技术领域，尤其是涉及一种实木无缝弯曲工艺。
背景技术
在中国传统实木家具产品中，为了满足使用功能和审美造型的需要，经常可以看到有各种各样的曲线形构件，如椅类实木家具的椅圈、靠背板、扶手、搭脑、联帮棍、腿足等零部件都涉及到曲线形构件的运用，且多为线型曲线形构件。实木家具的曲线形构件要比直线形构件加工工艺复杂得多。
目前常规的实木方材弯曲工艺还不适合将其加压弯曲成所需要的曲线形零部件，因而，在现有实木家具曲线形零部件实际生产中，椅类家具中的椅圈、靠背板、扶手、搭脑、联帮棍、腿足等弯曲零部件的制作，仍然还在采用传统的锯制加工方法，通常都需要用细木工带锯或线锯将实木板方材通过配料、划线后锯切成曲线形的毛料，再经铣削和净料加工成零部件。
但是，通过这种方法加工实木，则因有大量木材纤维被横向切断，使得曲线形零部件强度降低，且曲表面粗糙，难于油漆涂饰，因此需要改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种实木无缝弯曲工艺，提高木材利用率，增强曲线形零部件强度，保证产品表面的纹理色泽效果和油漆涂饰质量。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种实木无缝弯曲工艺，包括以下步骤：
S1、先将木材依次放置到密闭加湿桶内，再向密闭加湿桶内通入水体，将木材浸泡1-1.5小时；
S2、将浸泡完成的木材取出，通过切削装置将木材加工成毛坯料；
S3、将毛坯料放置到密闭加热桶内，并向密闭加热桶内通入水蒸气，保证密闭加热桶内的压强在0.35-0.4Mpa之间，水蒸气温度为110-120℃，将木材加热1-1.5小时；
S4、将加热完成的毛坯料放入到木材压缩机内进行长度压缩，压缩率为18-20%，并通过木材压缩机对木材持续保压至少4小时；
S5、通过成型装置将毛坯料加工成所需规格的半成品；
S6、将半成品安装到模具上，并将半成品夹紧固定，使得半成品弯曲定型为成品；
S7、将装有成品的模具放置到烘干房内，并向烘干房内通入热气，热气温度为60-65℃，将成品在烘干房内烘干2天；
S8、将装有成品的模具从烘干房内取出，并将成品从模具上取下，然后将成品放入到微波烘干机内，微波烘干温度为60-65℃，加热时间为6-8分钟。
通过采用上述技术方案，成品经过密闭加湿桶内的加湿、切削装置的切削加工、密闭加热桶内的加热软化、木材压缩机的长度压缩、成型装置的加工成型、模具的弯曲定型、烘干房的热气烘干和微波烘干机的微波烘干，从而被弯曲成型，故增强了曲线形零部件强度，降低了加工难度，提高了木材的利用率；且其表面不存在被横向切断的木材纤维，保证了成品表面的纹理色泽效果和油漆涂饰质量。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤S1中，在将木材放置到密闭加湿桶内后，并在向密闭加湿桶内通入水体之前，通过第一气泵将密闭加湿桶内的气体抽出，使得密闭加湿桶内形成压强值为0.075-0.085Mpa的负压。
通过采用上述技术方案，使得木材内的气体被抽出，故便于水体渗入到木材内，提高了水体的渗透效率，大大提高了加工效率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：密闭加湿桶内的压强值为0.085Mpa。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在密闭加湿桶内安装压力传感器，在密闭加湿桶外放置水箱和处理器，通过管道将水箱与密闭加湿桶相连，水箱上设有开口，管道上装有水阀，第一气泵、水阀和压力传感器均耦接于处理器，当压力传感器检测到密闭加湿桶内的压强为0.085Mpa时，压力传感器将向处理器发射感应信号，处理器将同时控制第一气泵关闭和水阀开启，水箱内的水体将被吸入到密闭加湿桶内。
通过采用上述技术方案，实现了密闭加湿桶内水体的自动进水，提高了自动化程度。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在密闭加湿桶上安装耦接于处理器的计时器，当水阀开启且水箱内水体流入到密闭加湿桶内后，计时器开始计时，当木材在密闭加湿桶内浸泡1小时后，计时器将向处理器发射感应信号，处理器将控制第一气泵开启，第一气泵将向密闭加湿桶内进气并将密闭加湿桶内的水体压入到水箱内，当压力传感器检测到密闭加湿桶内的压强为0.2Mpa时，压力传感器将向处理器发射感应信号，处理器将同时控制第一气泵和水阀关闭。
通过采用上述技术方案，实现了密闭加湿桶内水体的自动排出，提高了自动化程度。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤S4中，通过木材压缩机内的压紧装置将毛坯料压紧并夹持，然后通过位于毛坯料一端处的固定块将毛坯料抵触限位，再通过位于毛坯料另一侧的第一液压缸上安装的木块循环敲击毛坯料端部，使得毛坯料的长度被逐渐压缩。
通过采用上述技术方案，压紧装置将毛坯料压紧，提高了毛坯料的稳定性，使得毛坯料不易弯曲断裂；通过液压缸上的木块对毛坯料端部循环敲击，从而使得毛坯料逐渐被压缩，降低了毛坯料断裂的概率。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤S7中，烘干房内热气的温度为65℃。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：步骤S8中，微波烘干温度为65℃。
综上所述，本发明包括以下有益技术效果：
1.密闭加湿桶、切削装置、密闭加热桶、木材压缩机、成型装置、模具、烘干房和微波烘干机的设置，实现了成品的弯曲成型，提高木材利用率，增强曲线形零部件强度，保证产品表面的纹理色泽效果和油漆涂饰质量；
2.第一气泵和压力传感器的设置，使得木材内的气体被抽出，以便于水体浸入到木材内；
3.处理器、水阀、水箱和计时器的设置，实现了密闭加湿桶内水体的自动进入和自动排出，自动化程度高，降低了工人的劳动强度。
附图说明
图1是本发明实施例中木条压缩机的结构示意图；
图2是本发明实施例中表示压板、推板和木块的结构示意图；
图3是本发明实施例中隐藏了支架表示固定块和金属板的结构示意图；
图4是本发明实施例中表示模具、固定板和成品的结构示意图；
图5是本发明实施例中表示模具和成品的结构示意图。
附图标记：1、木条压缩机；11、工作台；12、固定块；13、支架；14、压板；141、滑条；142、横杆；143、纵杆；144、啮合齿轮；145、第一锥齿轮；146、第二锥齿轮；147、齿条；15、推板；16、第三液压缸；17、金属板；171、滑槽；18、第一液压缸；181、木块；19、第二液压缸；2、模具；21、框架；22、弧形板；23、第一限位块；24、第二限位块；25、限位板；26、夹板；261、嵌设腔；262、第一抵触块；263、螺筒；264、螺杆；265、第二抵触块；266、转动杆；27、编织带；3、固定板；31、卡接块；32、卡接腔；4、成品；41、弧形部；42、第一弯曲部；43、第二弯曲部。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种实木无缝弯曲工艺，包括以下步骤：
S1、先将木材放置到密闭加湿桶内，密闭加湿桶上装有第一气泵，密闭加湿桶内装有压力传感器，密闭加湿桶外放置水箱和处理器，水箱上设有开口并通过管道与密闭加湿桶相连，管道上装有水阀，第一气泵、水阀和压力传感器均耦接于处理器。
先通过第一气泵将密闭加湿桶内的气体抽出，使得密闭加湿桶内形成压强值为0.075-0.085Mpa的负压，密闭加湿桶内的较佳压强值为0.085Mpa，使得木材内的气体被抽出。
S2、在密闭加湿桶上安装耦接于处理器的计时器，当压力传感器检测到密闭加湿桶内的压强为0.085Mpa时，压力传感器将向处理器发射感应信号，处理器将同时控制第一气泵关闭、水阀开启和计时器计时。因密闭加湿桶内为负压状态，故水箱内的水体将被吸入到密闭加湿桶内，吸水时间为420秒，然后将木材浸泡1-1.5小时，较佳的浸泡时间为1小时，此时木材的湿度将达到30%以上。因木材内的气体已被压出，故便于水体渗入到木材内，提高了水体的渗透效率，大大提高了加工效率。
S3、当计时器计时1小时后，计时器将向处理器发射感应信号，处理器将同时控制第一气泵开启和计时器关闭，第一气泵将向密闭加湿桶内进气并将密闭加湿桶内的水体压入到水箱内，实现了密闭加湿桶内水体的自动排出；当压力传感器检测到密闭加湿桶内的压强值为0.2Mpa时，压力传感器将向处理器发射感应信号，处理器将同时控制第一气泵和水阀关闭。
S4、通过第一气泵对密闭加湿桶泄压，使得密闭加湿桶内的气压与外部大气压一致，再将密闭加湿桶内的木材取出，并通过切削装置对木材加工成毛坯料，在本实施例中切削装置为压刨机，压刨机为现有技术，故在此不多做赘述；压刨机将对木材进行宽度切削和高度切削，使其横截面成正方形，在本实施例中木材的横截面尺寸为35mm*35mm。
S5、将毛坯料放置到密闭加热桶内，并通过热气管和第二气泵持续向密闭加热桶内通入水蒸气，使得密闭加热桶内的压强在0.35-0.4Mpa之间，密闭加热桶的较佳压强值为0.4Mpa，水蒸气温度为110-120℃，水蒸气的较佳温度为120℃，将木材加热1-1.5小时，加热的较佳时间为1小时，使得毛坯料被加热软化。同时，因密闭加热桶内的压强值为0.4Mpa，而大气压的压强值为0.1Mpa，故提高了毛坯料被加热的效率。
在密闭加热桶上安装安全阀，待密闭加热桶内的压强值高于0.4Mpa时，安全阀将会自动泄压，保证安全性。
S6、当毛坯料在密闭加热桶内加热1小时后，第二气泵反向将密闭加热桶内的水蒸气抽出，使得密闭加热桶内的压强与外部大气压一致，再将加热完成的毛坯料放入到木材压缩机的工作台11上（见图1），使得毛坯料端部抵触于工作台11上的固定块12（见图3），并通过木材压缩机内的压紧装置将毛坯料压紧并夹持。
如图1和图2所示，压紧装置包括支架13、压板14、若干第二液压缸19、推板15和若干第三液压缸16，工作台11固定在支架13上，压板14贴合于木材上侧，所有第二液压缸19的活塞杆均沿竖直方向延伸并均固定连接于压板14，所有第三液压缸16的活塞杆均沿水平方向延伸并均固定连接于推板15，压板14和推板15相对的一侧上均设有金属板17（见图3）。
如图2和图3所示，将加热完成的毛坯料放入到工作台11上并使木材端部抵触于固定块12，再通过第二液压缸19带动压板14下压，并通过第三液压缸16带动推板15运动，压板14将把毛坯料压紧在工作台11上，两组金属板17将共同夹紧于毛坯料。
如图2所示，工作台11上固定有第一液压缸18，第一液压缸18上固定有木块181，木块181和固定块12分设于毛坯料的两侧，第一液压缸18带动木块181循环敲击毛坯料的端部，使得毛坯料进行长度压缩，压缩率为20%，以便于毛坯料的后续弯曲；在本实施例中毛坯料的长度为2米，经长度压缩后，其长度为1.6米。
如图3所示，压板14和推板15相对的一侧上均固定有沿毛坯料延伸方向设置的滑条141，两组滑条141分别固定在对应压板14或推板15上，两组金属板17上均开设有供对应的滑条141滑动嵌设的滑槽171。故在木块181循环敲击毛坯料的过程中，毛坯料的长度将逐渐被压缩，两组金属板17也将被木块181敲击并沿水平方向运动；因毛坯料被压缩时其两侧将产生巨大的挤压力，而两组金属板17将随毛坯料同步运动，故便于毛坯料的压缩，降低了能耗，且使得毛坯料的侧部不易被磨损。
如图2和图3所示，压板14的上侧转动连接有两组横杆142和两组纵杆143，两组横杆142和两组纵杆143均沿水平方向延伸且延伸方向相垂直，两组横杆142的两端上均固定套设有啮合齿轮144，支架13上固定有四组啮合于对应啮合齿轮144的齿条147，所有齿条147均沿竖直方向延伸。故在压板14的升降过程中，啮合齿轮144将啮合于齿条147并在齿条147上转动，提高了压板14的稳定性。
如图2和图3所示，两组横杆142的两端上均固定套设有第一锥齿轮145，两组纵杆143的两端上均固定有啮合于对应第一锥齿轮145的第二锥齿轮146。故在压板14的升降过程中，因横杆142的设置，故位于同一横杆142上的两组啮合齿轮144将同步转动；且在横杆142的转动过程中，横杆142将带动第一锥齿轮145转动，第一锥齿轮145将促使第二锥齿轮146转动，因纵杆143的设置，故同一纵杆143的两组第二锥齿轮146将同步转动，从而保证了两组横杆142的同步转动，进一步提高了压板14的稳定性。
随后对毛坯料持续保压至少4小时，以便于毛坯料的压缩定型，并保证毛坯料需冷却至室温，使得毛坯料不易回胀。待毛坯料保压4小时以上后，将毛坯料取出。
S7、通过成型装置将毛坯料加工成所需规格的半成品4，在本实施例中成型装置为圆棒机，圆棒机为现有技术，故在此不多做赘述；圆棒机将木材加工成所需直径的圆棒，在本实施例中半成品4的横截面直径为30mm。
S8、如图4所示，先将模具2安装在固定板3上，固定板3上固定有两组呈“L”形设置的卡接块31，两组卡接块31均围成了供同一框架21卡接的卡接腔32。然后将半成品4安装到模具2上，使得半成品4根据所需而弯曲成特定的形状，从而制成成品4，并通过夹紧组件将成品4夹紧固定。
如图4所示，成品4包括弧形部41、两组第一弯曲部42和两组第二弯曲部43；模具2包括供成品4贴合的框架21，框架21的表面上固定有弧形板22、两组分设于成品4两侧第一限位块23、两组分设于成品4两侧的第二限位块24和两组限位板25；弧形部41贴合于弧形板22，用于对弧形板22弯曲定型；两组第一限位块23分别抵紧于对应的第一弯曲部42，两组第二限位块24分别抵紧于对应的第一弯曲部42，两组第一限位块23和两组第二限位块24用于对两组第一弯曲部42弯曲定型；两组限位板25均呈“L”形设置并分别抵紧于对应的第二弯曲部43，用于对第二弯曲部43弯曲定型，并使得第二弯曲部43不易翘起。
如图5所示，所有夹紧组件的结构均相同，夹紧组件包括呈“U”形设置的夹板26，夹板26围成了供成品4和模具2嵌设的嵌设腔261；夹板26相对的两组内侧上分别固定有第一抵触块262和螺筒263；螺筒263内螺纹配合有螺纹件，螺纹件为螺杆264，螺杆264朝向第一抵触块262的一端固定有第二抵触块265。通过旋转螺杆264即可促使第二抵触块265抵紧于模具2，并促使第一抵触块262抵紧于成品4，从而将成品4夹紧固定在模具2上，提高了成品4的弯曲定型效果。螺杆264的另一端上固定有转动杆266，通过转动杆266便于螺杆264的旋转。
如图5所示，第一抵触块262与成品4之间设有编织带27，故第一抵触块262将无法直接抵紧在成品4上，从而使得成品4上不易产生压痕；同时，因第一抵触块262体积较小，故在后续通过热气加热装置对成品4和模具2加热时，热量易在第一抵触块262上堆积，而编织带27将第一抵触块262和成品4隔开，使得第一抵触块262不易在成品4上烧出黑印，保证了成品4的外观质量。
S9、将装有成品4的模具2放置到烘干房内，并向烘干房内通入热气，热气温度为60-65℃，烘干房内热气的较佳温度为65℃，将成品4在烘干房内放置2天，热气自外而内对成品4进行烘干，2天后，成品4湿度为15%左右。烘干房上安装有第二安全阀，当烘干房内的压强过大时，第二安全阀将自动开启泄压，用于保证安全。
S10、将装有成品4的模具2从烘干房内取出，并将成品4从模具2上取下，然后将成品4放入到微波烘干机内，微波烘干温度为60-65℃，微波烘干的较佳温度为65℃，加热时间为6-8分钟，加热的较佳时间为7分钟。微波自内而外对成品4进行烘干，将成品4烘干7分钟后，将成品4取出，成品4湿度为8%-12%，此时成品4已被弯曲定型。此时成品4的内在应力极小，其使用寿命长，耐潮，不易变形，可达到普通板式家具的5倍以上。
木材经过密闭加湿桶内的加湿、压刨机的切削加工、密闭加热桶内的加热软化、木材压缩机的长度压缩、圆棒机的加工成型、模具2的弯曲定型、烘干房的热气烘干和微波烘干机的微波烘干，从而被弯曲成型，故增强了曲线形零部件强度，降低了加工难度，提高了木材的利用率；且其表面不存在被横向切断的木材纤维，保证了成品4表面的纹理色泽效果和油漆涂饰质量。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、先将木材依次放置到密闭加湿桶内，再向密闭加湿桶内通入水体，将木材浸泡1-1.5小时；
S2、将浸泡完成的木材取出，通过切削装置将木材加工成毛坯料；
S3、将毛坯料放置到密闭加热桶内，并向密闭加热桶内通入水蒸气，保证密闭加热桶内的压强在0.35-0.4Mpa之间，水蒸气温度为110-120℃，将木材加热1-1.5小时；
S4、将加热完成的毛坯料放入到木材压缩机内进行长度压缩，压缩率为18-20%，并通过木材压缩机对木材持续保压至少4小时；
S5、通过成型装置将毛坯料加工成所需规格的半成品（4）；
S6、将半成品（4）安装到模具（2）上，并将半成品（4）夹紧固定，使得半成品（4）弯曲定型为成品（4）；
S7、将装有成品（4）的模具（2）放置到烘干房内，并向烘干房内通入热气，热气温度为60-65℃，将成品（4）在烘干房内烘干2天；
S8、将装有成品（4）的模具（2）从烘干房内取出，并将成品（4）从模具（2）上取下，然后将成品（4）放入到微波烘干机内，微波烘干温度为60-65℃，加热时间为6-8分钟。
2.根据权利要求1所述的一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：步骤S1中，在将木材放置到密闭加湿桶内后，并在向密闭加湿桶内通入水体之前，通过第一气泵将密闭加湿桶内的气体抽出，使得密闭加湿桶内形成压强值为0.075-0.085Mpa的负压。
3.根据权利要求2所述的一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：密闭加湿桶内的压强值为0.085Mpa。
4.根据权利要求3所述的一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：在密闭加湿桶内安装压力传感器，在密闭加湿桶外放置水箱和处理器，通过管道将水箱与密闭加湿桶相连，水箱上设有开口，管道上装有水阀，第一气泵、水阀和压力传感器均耦接于处理器，当压力传感器检测到密闭加湿桶内的压强为0.085Mpa时，压力传感器将向处理器发射感应信号，处理器将同时控制第一气泵关闭和水阀开启，水箱内的水体将被吸入到密闭加湿桶内。
5.根据权利要求4所述的一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：在密闭加湿桶上安装耦接于处理器的计时器，当水阀开启且水箱内水体流入到密闭加湿桶内后，计时器开始计时，当木材在密闭加湿桶内浸泡1小时后，计时器将向处理器发射感应信号，处理器将控制第一气泵开启，第一气泵将向密闭加湿桶内进气并将密闭加湿桶内的水体压入到水箱内，当压力传感器检测到密闭加湿桶内的压强为0.2Mpa时，压力传感器将向处理器发射感应信号，处理器将同时控制第一气泵和水阀关闭。
6.根据权利要求1所述的一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：步骤S4中，通过木材压缩机内的压紧装置将毛坯料压紧并夹持，然后通过位于毛坯料一端处的固定块（12）将毛坯料抵触限位，再通过位于毛坯料另一侧的第一液压缸（18）上安装的木块（181）循环敲击毛坯料端部，使得毛坯料的长度被逐渐压缩。
7.根据权利要求1所述的一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：步骤S7中，烘干房内热气的温度为65℃。
8.根据权利要求1所述的一种实木无缝弯曲工艺，其特征在于：步骤S8中，微波烘干温度为65℃。
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