CN113103389B

CN113103389B - 一种竹材弯曲件的加工设备及方法

Info

Publication number: CN113103389B
Application number: CN202110419007.7A
Authority: CN
Inventors: 娄志超; 李延军; 韩贺; 王秋怡
Original assignee: Nanjing Forestry University
Current assignee: Nanjing Forestry University
Priority date: 2021-04-19
Filing date: 2021-04-19
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2041-04-19
Also published as: CN113103389A

Abstract

本发明公开一种竹材弯曲件的加工设备及方法，该种竹材弯曲件加工设备包括弯曲装置和热压定型装置，弯曲装置包括截面呈等腰梯形设置的弯曲框架，热压夹具组件、侧边热压弯曲组件和边角热压弯曲组件，所述弯曲框架的边角呈弧形弯曲，所述热压夹具组件对称设置，且对应分布在弯曲框架的长边和短边的一侧，所述侧边热压弯曲组件对称设置，且对应部分在弯曲框架的两个斜边的一侧；所述边角热压弯曲组件分布在弯曲框架的边角一侧，且对准弯曲框架的弧形边角，热压定型装置，包括第一热压卡设组件、第二热压卡设组件、热压定型推压组件和顶部热压定位组件，该种竹材弯曲件的加工设备及方法，操作简单且生产效率高。

Description

一种竹材弯曲件的加工设备及方法

技术领域

本发明涉及竹材加工技术领域，具体为一种竹材弯曲件的加工设备及方法。

背景技术

竹材是一种环境友好、可循环再生的绿色建材。通过将速生、短周期的竹材，经过去内节、去青去黄、高温软化、展平、干燥、砂光等一系列加工过程，可获得不同规格的竹展平板。目前生产加工工艺较为成熟，可以获得尺寸和长度的构件，而竹材弯曲件，可以显著增强竹材构件的物理、力学强度，有效提高竹产品的使用寿命，具有优异的发展前景。

目前一些竹材弯曲件的制备，由于温度、湿度控制不当，成品率较低，出现开裂，胶开等问题，一定程度上降低了竹产品的使用寿命。这些存在的问题会导致传统方法制造的竹材弯曲件难以在家具制造等行业进行快速推广。

专利申请号CN102145501A中，所涉及的一种竹家具弯曲构件的制备方法，虽然成功制备出弯曲构件。但其中使用叠轧方式虽然可保持多个竹片保持弯曲度一致，而之后的胶合，会由于竹片不同程度的应力回弹，造成拼接错位。同时制备过程中，该专利采用组胚、加热弯曲、施胶、组胚定型等工艺，多次使用夹具固定、2次组坯等，操作工艺较为繁琐。需人工多次操作，降低了生产效率。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有竹材加工中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种竹材弯曲件的加工设备及方法，操作简单且生产效率高。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种竹材弯曲件加工设备，其包括：

弯曲装置，包括截面呈等腰梯形设置的弯曲框架，热压夹具组件、侧边热压弯曲组件和边角热压弯曲组件，所述弯曲框架的边角呈弧形弯曲，所述热压夹具组件对称设置，且对应分布在弯曲框架的长边和短边的一侧，所述侧边热压弯曲组件对称设置，且对应分布在弯曲框架的两个斜边的一侧；所述边角热压弯曲组件分布在弯曲框架的边角一侧，且对准弯曲框架的弧形边角；

热压定型装置，包括第一热压卡设组件、第二热压卡设组件、热压定型推压组件和顶部热压定位组件，所述第一热压卡设组件和所述第二热压卡设组件对称设置，且所述热压定型推压组件对称设置，并对应分布于所述第一热压卡设组件和第二热压卡设组件的两侧。

作为本发明所述的一种竹材弯曲件加工设备的一种优选方案，其中，所述热压定型推压组件包括支撑板、一端部与所述支撑板连接的伸缩气缸和与所述伸缩气缸另一端部连接的热压推板。

作为本发明所述的一种竹材弯曲件加工设备的一种优选方案，其中，所述第一热压卡设组件和所述第二热压卡设组件的热压夹板的弯曲弧度与所述弯曲框架的弯曲弧度相同。

一种竹材弯曲件的加工方法，应用于一种竹材弯曲件加工设备上，该种竹材弯曲件的加工方法，具体步骤如下：

S1、选取竹展平竹条，经裁切、施胶和组坯，获得三种一定尺寸的预处理胶接竹材：第一预处理胶接竹材、第二预处理胶接竹材和预处理垂直件；

S2、将步骤S1获得的三种一定尺寸的预处理胶接竹材，进行调温调湿处理；

S3、从步骤S2中获得的处理后的胶接竹材中，选取第一预处理胶接竹材、第二预处理胶接竹材，分别置于弯曲装置，弯曲装置的初始温度为100℃，启动弯曲装置，首先，弯曲框架、热压夹具组件通过气压装置夹紧第一预处理胶接竹材或第二预处理胶接竹材，随后，边角热压弯曲组件在气压装置作用下，推动第一预处理胶接竹材或第二预处理胶接竹材开始弯曲，弯曲角度达到30-45°时，侧边热压弯曲组件启动，推动胶接竹材弯曲，达到最终弯曲角度，贴合定型，之后，上升温度并保压20 min，再次升温，保压20 min，得到第一弯曲件和第二弯曲件；

S4、调整热压定型装置初始温度为100℃，将步骤S3中获得的第一弯曲件和第二弯曲件进行外侧施胶，施胶量为200 g/m²，之后分别置于热压定型装置中，并对应卡套第一热压卡设组件和第二热压卡设组件的热压板上，再将步骤S2中获得的处理后的垂直胶接竹材，置于热压定型推压组件处，第一热压卡设组件和第二热压卡设组件移动夹紧第一弯曲件和第二弯曲件，之后，热压定型推压组件向内侧移动，使预处理垂直件与第一弯曲件和第二弯曲件贴合，顶部热压定位组件加热推板垂直向下移动，压紧预处理垂直件与第一弯曲件和第二弯曲件，对弯曲件进一步定型组装，组件与胶接竹材全部贴合后，热压定型装置升温，保压时间20 min，随后继续升温至120℃，保压时间20 min，保压完成，装置泄压，获得成型弯曲件；

S5、取出步骤S4中获得的弯曲件，放置于固定夹具中，之后进行调温调湿处理，温度30℃，湿度55%，控制含水率11%，陈放时间3天，进行砂光处理获得成型弯曲件。

作为本发明所述的一种竹材弯曲件的加工方法的一种优选方案，其中，所述步骤S1中，竹展平竹条长度为100～250cm，壁厚为1.0～1.5cm，宽度为2～6cm。

作为本发明所述的一种竹材弯曲件的加工方法的一种优选方案，其中，所述步骤S1中，预处理胶接竹材厚度方向上胶接的竹展平单板层数为1-7层。

作为本发明所述的一种竹材弯曲件的加工方法的一种优选方案，其中，所述步骤S3中，弯曲装置的加热推板初始温度为95～100℃，第一次保压温度为105～110℃，第二次保压温度为115～120℃，两次保压时间均为20 min，压力为15-17 kg/cm。

作为本发明所述的一种竹材弯曲件的加工方法的一种优选方案，其中，所述步骤S4中，热压定型装置的初始温度为95～100℃，第一次保压温度为105～110℃，第二次保压温度为115～120℃，两次保压时间均为20 min，压力为15～17 kg/cm。

作为本发明所述的一种竹材弯曲件的加工方法的一种优选方案，其中，所述步骤S1和步骤S4中所述胶为脲醛树脂胶或酚醛树脂胶，胶的涂胶量为100～200g/m²。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、将竹材先施胶组胚再热压弯曲定型，采用一次胶合组坯、热压弯曲成型工艺，完全机械自动化，一次性实现弯曲件的加工制备，显著提高了弯曲件的生产效率。

2、同时采用内外侧同时分段加热的方式，可使组合竹单板受热均匀，减少裂痕、开胶等现象的发生，实现多层竹单板的胶接弯曲，增加了弯曲件的操作厚度。

3、同时其竹材弯曲件制作装置，采用内侧、外侧热压弯曲组件结合的方式，通过调整装置加热推板的形状、尺寸、弧度，可实现多种弧度、形状的竹材弯曲定型，操作灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一种竹材弯曲件加工设备的弯曲装置结构示意图；

图2为本发明一种竹材弯曲件加工设备的热压定型装置正视图；

图3为本发明一种竹材弯曲件加工设备的热压定型装置俯视图；

图4为本发明一种竹材弯曲件加工设备制得的第一弯曲件的示意图；

图5为本发明一种竹材弯曲件加工设备制得的第二弯曲件的示意图；

图6为本发明一种竹材弯曲件加工设备制得的垂直胶接竹材示意图；

图7为本发明一种竹材弯曲件加工设备制得的成型弯曲件的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明提供一种竹材弯曲件的加工设备及方法，操作简单且生产效率高。

图1-图3示出的是本发明一种竹材弯曲件的加工设备一实施方式的结构示意图，请参阅图1-图3，本实施方式的一种竹材弯曲件的加工设备，其主体部分包括弯曲装置100和热压定型装置200。

弯曲装置100用于对第一预处理胶接竹材和第二预处理胶接竹材热压弯曲形成第一弯曲件和第二弯曲件，具体的，弯曲装置100包括截面呈等腰梯形设置的弯曲框架110，热压夹具组件120、侧边热压弯曲组件130和边角热压弯曲组件140，弯曲框架110的边角呈弧形弯曲，热压夹具组件120对称设置，且对应分布在弯曲框架110的长边和短边的一侧，侧边热压弯曲组件130对称设置，且对应分布在弯曲框架110的两个斜边的一侧；边角热压弯曲组件140分布在弯曲框架110的边角一侧，且对准弯曲框架110的弧形边角。

热压定型装置200用于对第一弯曲件、第二弯曲件和预处理垂直件热压定型形成成型弯曲件，具体的，热压定型装置200包括第一热压卡设组件210、第二热压卡设组件220、热压定型推压组件230和顶部热压定位组件240，第一热压卡设组件210和第二热压卡设组件220对称设置，且热压定型推压组件230对称设置，并对应分布于第一热压卡设组件210和第二热压卡设组件220的两侧。作为优选，在本实施方式中，热压定型推压组件230包括支撑板、一端部与支撑板连接的伸缩气缸和与伸缩气缸另一端部连接的热压推板。第一热压卡设组件210和第二热压卡设组件220的热压夹板的弯曲弧度与弯曲框架110的弯曲弧度相同。

结合图1-图3及图4-图7，对上述竹材弯曲件的加工设备的具体操作方法做具体描述：

S1、选取竹展平竹条，经裁切、施胶和组坯，获得三种一定尺寸的预处理胶接竹材：第一预处理胶接竹材、第二预处理胶接竹材和预处理垂直件；作为优选，展平竹条长度为100～250cm，壁厚为1.0～1.5cm，宽度为2～6cm。预处理胶接竹材厚度方向上胶接的竹展平单板层数为1-7层。

S3、从步骤S2中获得的处理后的胶接竹材中，选取第一预处理胶接竹材、第二预处理胶接竹材，分别置于弯曲装置100，弯曲装置100的初始温度为100℃，启动弯曲装置，首先，弯曲框架110、热压夹具组件120通过气压装置夹紧第一预处理胶接竹材或第二预处理胶接竹材，随后，边角热压弯曲组件140在气压装置作用下，推动第一预处理胶接竹材或第二预处理胶接竹材开始弯曲，弯曲角度达到30-45°时，侧边热压弯曲组件130启动，推动胶接竹材弯曲，达到最终弯曲角度，贴合定型，之后，上升温度并保压20 min，再次升温，保压20 min，得到第一弯曲件和第二弯曲件；作为优选，在本实施方式中，弯曲装置100的加热推板初始温度为95～100℃，第一次保压温度为105～110℃，第二次保压温度为115～120℃，两次保压时间均为20 min，压力为15-17 kg/cm。

S4、调整热压定型装置200初始温度为100℃，将步骤S3中获得的第一弯曲件和第二弯曲件进行外侧施胶，施胶量为200 g/m²，之后分别置于热压定型装置200中，并对应卡套第一热压卡设组件210和第二热压卡设组件220的热压板上，再将步骤S2中获得的处理后的垂直胶接竹材，置于热压定型推压组件230处，第一热压卡设组件210和第二热压卡设组件220移动夹紧第一弯曲件和第二弯曲件，之后，热压定型推压组件230向内侧移动，使预处理垂直件与第一弯曲件和第二弯曲件贴合，顶部热压定位组件240加热推板垂直向下移动，压紧预处理垂直件与第一弯曲件和第二弯曲件，对弯曲件进一步定型组装，组件与胶接竹材全部贴合后，热压定型装置200升温，保压时间20 min，随后继续升温至120℃，保压时间20 min，保压完成，装置泄压，获得成型弯曲件。作为优选，在本实施方式中，热压定型装置200的初始温度为95～100℃，第一次保压温度为105～110℃，第二次保压温度为115～120℃，两次保压时间均为20 min，压力为15～17 kg/cm。而且胶为脲醛树脂胶或酚醛树脂胶，胶的涂胶量为100～200g/m²。

该种竹材弯曲件的加工设备及方法将竹材先施胶组胚再热压弯曲定型，采用一次胶合组坯、热压弯曲成型工艺，完全机械自动化，一次性实现弯曲件的加工制备，显著提高了弯曲件的生产效率。同时采用内外侧同时分段加热的方式，可使组合竹单板受热均匀，减少裂痕、开胶等现象的发生，实现多层竹单板的胶接弯曲，增加了弯曲件的操作厚度。同时其竹材弯曲件制作装置，采用内侧、外侧热压弯曲组件结合的方式，通过调整装置加热推板的形状、尺寸、弧度，可实现多种弧度、形状的竹材弯曲定型，操作灵活。

虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，采用一种竹材弯曲件加工设备，具体步骤如下：

S3、从步骤S2中获得的处理后的胶接竹材中，选取第一预处理胶接竹材、第二预处理胶接竹材，分别置于弯曲装置（100），弯曲装置（100）的初始温度为100℃，启动弯曲装置，首先，弯曲框架（110）、热压夹具组件（120）通过气压装置夹紧第一预处理胶接竹材或第二预处理胶接竹材，随后，边角热压弯曲组件（140）在气压装置作用下，推动第一预处理胶接竹材或第二预处理胶接竹材开始弯曲，弯曲角度达到30-45°时，侧边热压弯曲组件（130）启动，推动胶接竹材弯曲，达到最终弯曲角度，贴合定型，之后，上升温度并保压20 min，再次升温，保压20 min，得到第一弯曲件和第二弯曲件；

S4、调整热压定型装置（200）初始温度为100℃，将步骤S3中获得的第一弯曲件和第二弯曲件进行外侧施胶，施胶量为200 g/m²，之后分别置于热压定型装置（200）中，并对应卡套第一热压卡设组件（210）和第二热压卡设组件（220）的热压板上，再将步骤S2中获得的处理后的垂直胶接竹材，置于热压定型推压组件（230）处，第一热压卡设组件（210）和第二热压卡设组件（220）移动夹紧第一弯曲件和第二弯曲件，之后，热压定型推压组件（230）向内侧移动，使预处理垂直件与第一弯曲件和第二弯曲件贴合，顶部热压定位组件（240）加热推板垂直向下移动，压紧预处理垂直件与第一弯曲件和第二弯曲件，对弯曲件进一步定型组装，组件与胶接竹材全部贴合后，热压定型装置（200）升温，保压时间20 min，随后继续升温至120℃，保压时间20 min，保压完成，装置泄压，获得成型弯曲件；

S5、取出步骤S4中获得的弯曲件，放置于固定夹具中，之后进行调温调湿处理，温度30℃，湿度55%，控制含水率11%，陈放时间3天，进行砂光处理获得成型弯曲件；

其中，所述一种竹材弯曲件加工设备，包括：

弯曲装置（100），包括截面呈等腰梯形设置的弯曲框架（110），热压夹具组件（120）、侧边热压弯曲组件（130）和边角热压弯曲组件（140），所述弯曲框架（110）的边角呈弧形弯曲，所述热压夹具组件（120）对称设置，且对应分布在弯曲框架（110）的长边和短边的一侧，所述侧边热压弯曲组件（130）对称设置，且对应分布在弯曲框架（110）的两个斜边的一侧；所述边角热压弯曲组件（140）分布在弯曲框架（110）的边角一侧，且对准弯曲框架（110）的弧形边角；

热压定型装置（200），包括第一热压卡设组件（210）、第二热压卡设组件（220）、热压定型推压组件（230）和顶部热压定位组件（240），所述第一热压卡设组件（210）和所述第二热压卡设组件（220）对称设置，且所述热压定型推压组件（230）对称设置，并对应分布于所述第一热压卡设组件（210）和第二热压卡设组件（220）的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，所述热压定型推压组件（230）包括支撑板、一端部与所述支撑板连接的伸缩气缸和与所述伸缩气缸另一端部连接的热压推板。

3.根据权利要求1所述的一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，所述第一热压卡设组件（210）和所述第二热压卡设组件（220）的热压夹板的弯曲弧度与所述弯曲框架（110）的弯曲弧度相同。

4.根据权利要求1所述的一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，竹展平竹条长度为100～250cm，壁厚为1.0～1.5cm，宽度为2～6cm。

5.根据权利要求1所述的一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，预处理胶接竹材厚度方向上胶接的竹展平单板层数为1-7层。

6.根据权利要求1所述的一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，弯曲装置（100）的加热推板初始温度为95～100℃，第一次保压温度为105～110℃，第二次保压温度为115～120℃，两次保压时间均为20 min，压力为15-17 kg/cm。

7.根据权利要求1所述的一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，所述步骤S4中，热压定型装置（200）的初始温度为95～100℃，第一次保压温度为105～110℃，第二次保压温度为115～120℃，两次保压时间均为20 min，压力为15～17 kg/cm。

8.根据权利要求1所述的一种竹材弯曲件的加工方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S4中，所述胶为脲醛树脂胶或酚醛树脂胶，胶的涂胶量为100～200g/m²。