實木零部件加工過程告訴你精細的雕刻與榫卯結合從何而來!

導讀:
雕刻裝飾在實木家具生產中占有重要的地位,雕刻作為家具裝飾元素由來已久,它承載著家具裝飾的歷史變遷,是判斷家具風格的重要依據,也是決定家具產品檔次的重要條件。

實木零部件凈料加工就是將備料加工后的零部件毛坯加工成符合圖紙要求零部件的過程,其主要任務是將備料所得零部件毛料經銑型、制榫、鉆孔、拉槽及表面砂光等工序,加工成待組裝的半成品零部件。

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實木零部件成型加工

實木零部件成型加工,顧名思義就是將木材零部件經過銑削等工藝步驟做出我們想要的外形來。根據實木零部件的形狀特點及加工工藝的不同,將常見實木零部件大致歸為以下幾類。

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直線型面:零件縱向呈直線形,橫斷面呈直線或型面,例如各種裝飾線條等,如圖a。

直線型零部件的加工:貫通的直線型面零部件一般可以在下備料過程中用四面刨等直接刨削得到,也可在凈料加工過程中選擇下軸銑床、鏤銑機、木線機甚至專用壓刨進行生產。

四面刨生產效率高,質量高,但價格貴且調試難,適合大批量生產。小批量生產適合使用立軸銑床來加工。

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二維曲線型面:零件一個面為平面(厚度方向),另一個面(寬度方向)至少一邊呈曲線造型,曲線面為平面或型面,或者直線型部件兩端呈弧線形。如圖b、c、d。

二維曲線型面零部件的加工:曲線型面零部件加工前通常先用細木工帶鋸或曲線鋸鋸出粗坯,當然也可以用多層膠合彎曲或實木加壓彎曲等備料方法來得到彎曲的毛坯,厚度一致的兩個面先用平刨和壓刨加工成凈規格,然后再進行銑削加工。

此類加工常用設備為下軸銑床,線型較小時可以采用鏤銑機,符合特征的線形零部件也可采用自動雙面靠模銑床(仿形銑),厚度一致且曲率半徑較大的弧形零部件也可以采用壓刨來生產。

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簡單三維型面:零部件寬度及厚度方向都有曲線,通常是一面為曲線平面(如實木彎曲部件等)或簡單刀型,另一個面至少一個邊為曲線造型,整個部件截面可以有簡單刀型。如圖ef。

簡單的三維型面部件的加工原理與二維曲線型面部件基本相同,只是需要的裝夾定位方式及模具更加復雜,且通常需要經過多次銑型才可完成。一般情況下,可以把簡單三維型面部件看作幾個相對獨立的二維型面的組合體。

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三維復雜外形型面:零件的縱向和橫斷面至少一面為不規則的曲線形狀,如h所示,很多古典家具的腿腳多為此類造型,如鵝冠腳、老虎腳、象鼻腳等。

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寬幅面零部件型面加工:寬幅面零部件或板料的內外輪廓可采用回轉工作臺靠模銑床、鏤銑機、立軸、壓刨床甚至數控銑床來加工。

回轉工作臺靠模銑床有兩類,一類是普通的外緣靠模銑床,另一類內徑靠模銑床。寬幅面型面較寬零部件或拼板部件的內外輪廓或表面鏡削成的各種形狀及線型。如圖g.

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榫頭、榫眼及榫槽加工

榫卯接合是框架結構家具的基本接合方式。采用這種方式接合的零部件,相應部位必須開出榫頭、榫眼或榫槽。傳統接合主要采用直角榫與方榫眼配合、燕尾榫眼與梯形榫相配合等形式,現代家具則主要采用長圓榫與長圓榫眼相配合、圓榫與孔配合等榫接合形式。

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榫頭榫眼的配合精度對家具的組裝質量有重要影響,直接關系到組裝的方便性及產品的接合強度,在制作過程中,應注意以下幾點:

①嚴格控制兩榫肩之間的距離、榫頰與榫肩之間的角度,使之與相接合的零件相適應,以保證接合后部件或產品的尺寸正確、接合緊密;

②榫頭榫眼的加工精度受加工機床本身狀態、刀具規格及調機精度影響很大,因此生產調機時一般應先試制和試組裝,確保配合精度;

③方料精截及開榫頭是否采用同一定基準面,也會影響榫頭榫眼的加工精度,因此制榫前的毛料精加工必須標準,制榫時應盡可能與之采用同一定位基準;

④制榫時工作臺上不能有鋸末、刨花等雜物,且加工平穩,以保證形位公差;

⑤制榫刀具保持鋒利和尺寸準確,以保持榫頭榫眼的表面質量及尺寸精度;

⑥榫頭與榫眼的配合精度受加工環境溫濕度的影響,要防止由于木材干縮濕脹等原因導致的配合不良而影響組裝作業。

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榫頭加工

榫頭的加工設備主要有方榫開榫機、長圓榫開榫機、立軸機、鏤銑機,有時候用萬能鋸及帶鋸也可生產,只是效率或精度較低而已。

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榫眼加工

與榫頭相匹配,榫眼也有方榫眼、長圓榫眼、燕尾榫及圓榫眼幾類,相應的加工方法及設備也各不相同。

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榫槽加工

實木家具生產中,方料的縱橫連接常采用榫頭和棒榫眼連接,而縱向連接則通常采用榫槽與榫簧進行連接,沿寬度橫向連接常采用缺口連接,另外還有一些專用的溝槽(如安裝合頁或鎖等配件),這時就要進行榫槽加工。

一般來說,順纖維方向的榫槽配合俗稱為榫槽及榫簧,橫纖維方向的榫槽俗稱缺口或裁口,局部的非貫通的缺口俗稱為槽口,實際生產中往往統稱為榫槽。通常利用刨床、銑床及圓鋸機等設備進行生產。

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車木零部件制作

實木家具生產中,回轉體是常用的零部件類型,俗稱車木或車積,在桌椅的腿腳、床柱、桌子的立柱等部位應用廣泛。回轉體部件加工的主要設備為各類車床或圓棒機,定位基準為工件的中心線。

普通車木加工前,應將部件毛坯截面備料成正方形或正多面形,然后居中固定在車床兩卡軸之間。工作時,毛坯作回轉運動,刀具作進給運動,將毛坯加工成相應形狀的回轉體。圓棒機可將方形毛料連續不斷地加工成等截面的圓柱體,加工效率非常高。

車床類型較多,結構的復雜程度相差很大,常見的有普通車床、仿形車床、背刀車床、花盤車床及其他專用車床等

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典型項目舉例分析

(1)工作任務

(2)任務背景在實木家具生產中,車木零部件應用非常廣泛,這類零部件的主要特征

是斷面形狀呈圓形或圓形開槽形式,且多在端頭留取或制作一段方形截面,用來與其他零部件進行連接。

(3)任務說明及要求

①由一整段優質橡膠木方料車制,允許拼板備料;

②車木上段與餐桌立水角部連接,做成切角的正方形結構并鉆孔和安裝預埋牙,用來連接三角木;

③車木中段要求均勻銑削8道裝飾凹槽;

④要求車木外形準確,截面過渡順暢,表面光潔,尺寸精度控制在1mm。適合批量生產。

(4)工藝流程分析

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家具雕刻工藝

雕刻裝飾在實木家具生產中占有重要的地位,雕刻作為家具裝飾元素由來已久,它承載著家具裝飾的歷史變遷,是判斷家具風格的重要依據,也是決定家具產品檔次的重要條件。家具的雕刻工藝是隨木雕技術的發展而逐漸發展的,我國的木雕種類繁多,遍布于大江南北,其中較著名的是人們常說的"四大名雕",即:浙江東陽木雕、廣東金漆木雕、溫州黃楊木雕、福建龍眼木雕。

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手工雕刻工藝

在家具的傳統工藝中,雕刻作業主要靠手工來完成,材料多為硬質實木,手工雕刻適應性強,產品具有較強的藝術氣息,但對工人的雕刻技藝和藝術修養有較高的要求,且生產效率不高。

傳統雕刻中將雕刻工藝大致可分為畫活、鎪活、鑿活、鏟活、銼活、磨活等幾道工序。

(1)畫活。畫活即圖案設計,把圖案畫在木料上作為雕刻的基本輪廓線,要求圖案在工件上的位置正確,用單線的條將待雕刻圖案的大致輪廓勾畫出來,方便雕刻時找準位置。家具生產中雕刻的圖案一般是早已設計好的,不需要即興創作,所以大多數情況下是將圖案按1:1打印或描繪出來作為樣板。

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(2)鎪活。鎪活即鏤空作業,指用鋼絲鋸按圖案輪廓鏤雪花板,主要針對透雕而言,鏤空前須先用手電鉆在待鏤空處畫線邊緣鉆了小孔,最好是在轉角處,方便鋼絲鋸穿過和鏤空鋸切。鋸切過程中要控制好鋼絲鋸條的刃口方向,應始終沿著畫線的切線方法,并將畫線保留,防止影響雕刻效果。

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(3)鑿活。鑿活即粗雕,是雕刻的主要工序之一,指用較大的苗刀和拍斧(或敲錘)先將工件沿畫線鑿出基本形狀。

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(4)鏟活。鏟活指的是掘細坯和修光,是決定雕刻質量的關鍵工序,指用較小型的修光刀進行精細加工,鏟到沒有一絲荒料并達到設計要求的精氣神。

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(5)銼活。銼活和磨活主要在雕刻的后期,通過銼刀或砂紙將雕刻圖案打磨到細潤光滑。

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(6)磨活。磨活是雕刻作業的最后一道工序,是利用打磨工具、刮磨刀具及各類砂紙對雕刻件進行磨光,除去刀痕和砂痕,使雕刻圖案圓潤光滑。

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數控雕刻技術

隨著數控技術的成熟及廣泛應用,數控雕刻機在家具雕刻生產中的應用也越來越普遍。利用數控雕刻機制作雕刻件,生產速度快、精度高,可實現大部分實木雕刻或板面的銑型作業,而且能保留實木材料的天然色澤、紋理和質感,是代替手工雕刻的首選方法。

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實木零部件砂光

實木家具生產中,回轉體是常用的零部件類型。

家具零部件表面砂光質量會直接影響后面的油漆工序,零部件在機械加工過程中,由于受到加工方式、設備的加工精度、刀具的安裝精度及鋒利度、工藝系統的彈性變形、工件表面殘余物、加工及搬運過程中的污染及碰撞等因素的影響,會在工件表面上留下微小的凹凸不平、撕裂、毛剌、壓痕、木屑甚至污漬等,這些需要通過表面砂光工序來消除。有時候,砂光也可用來作為零部件切削加工,如工件的定厚、邊緣倒棱角以及型面曲線的表面加工等。因而砂光作業可以安排在家具生產過程中的備料、凈料加工以及產品組裝后等各個工段,且一般會在零部件凈料加工后期、產品組裝前安排一次集中的砂光處理,使工件表面質量達到涂裝要求。

實木砂光機的類型很多,按使用功能可分為通用性和專用型;按設備安裝方式不同可以分為固定式和手提電動工具式;按砂光機結構可分為盤式、輻式、帶式和刷式等。

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參考文獻:

劉培義,《家具制造工藝》

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