谈森工林区木材的加工技术

张伟林

【摘 要】传统木材的加工技术不再具有社会生产力优势的时候，新型的现代化的木材加工技术开始逐渐取代传统的木材加工技术。新的加工技术可以更好的发挥木材的特性甚至可以创造一些新特性，这客观也拓宽了木材的应用范围。了解并掌握目前世界较为前沿的加工技术有利于提高我国木材加工企业的对外竞争力和自身经济效益的提高。

【关键词】森工林区；木材；加工技术

[Abstract] It is helpful to improve the competitiveness of our timber processing enterprises and improve their economic performance.

[Key words] national forest region； wood； process technology

1 木材加工的特点

1.1 加工对象为天然生长物

由于木材的各向异性的力学特性，使其抗拉、压、弯、剪等机械性能在不同纹理方向有很大差异。加工时受力变化较复杂。天然缺陷（如疖疤、裂纹、夹皮、虫道、腐烂组织）或在加工中产生的力道缺陷（如倒丝纹），破坏了木材完整性和均匀性；由于含水率的变化，干缩湿胀的特性，使木材会出现不同程度的翘曲、开裂、变形；木材的生物活性使木材含有真菌或滋生细菌，有些木材还带有刺激性物质，需要对木材进行防护处理。

1.2 木工机械刀具运动速度高

进行木材加工的机械称为木工机械，从原木采伐到木制品最终完成的整个过程中，要经过木材的防腐处理、人造板生产、天然木和人造板机械加工、成品的装配和表面修饰等很多工序。木材加工的各个环节都离不开木工机械，木工机械种类多，使用量大。由于木材天然纤维分布和导热性差的特点，必须通过刀具的高速切削来获得较好的加工表面质量。木工机械是高速机械，一般刀具速度可高达2500～4000r/min，甚至达每分钟上万转。

1.3 敞开式作业和手工操作

木材的天然特性和不规则形状，给装卡和封闭式作业造成困难，木工机械作业大多是暴露敞开式的，作业场地的流动性，使木材加工大量处于分散的、小规模的、个体作业状态， 手工操作比例高。木材加工的低水平状态长期存在，特别是初期木材加工的机械化、自动化水平普遍不高。

2 先进的木材加工技术

2.1 先进涂层技术

机械加工高效率、高精度、高可靠性等指标对加工刀具提出了更高的要求，刀具涂层技术应运而生。自20世纪60年代以来，刀具涂层技术一直是世界范围内的热门研究课题。刀具涂层技术可分为化学气相沉积（CVD）技术和物理气相沉积（PVD）技术两大类，其可以明显改善刀具的综合机械性能，有效提高刀具的使用寿命，大幅度提高加工效率。英国学者采用CVD法在PCD和PCBN刀片外表面上沉积一层镍、铜、钛、钴、铬和钽等金属的混合物以及钛化合物保护层，使刀片耐磨性提高4倍以上。

2.2 高速切削技术

高速切削技术是木材加工中最具效益的加工方法之一，通过提高切削速度可减少加工时间及提高切削质量。高速切削能有效地提高生产效率，提高设备运转效率并减小刀具切削力，但高速切削对刀体材料、刀具设计和精度等方面都有更高的要求。高速切削刀具的动平衡非常重要，刀具失衡会产生较大的惯性离心力，加剧机床和刀具的振动，这不仅会降低工件的加工质量，还会在一定程度上损坏加工设备，而且在加工过程中刀具失衡可能会发生飞刀事故，威胁操作人员的人身安全。

2.3 敏捷制造技术

敏捷制造是一种新型生产模式，是柔性制造和精益生产不断发展的结果。机械制造业中敏捷制造主要体现在减少刀具和工装夹具的准备及更换时间，提高切削速度和加工效率，最大限度地提高设备利用率。A.Kisselbach以高速切削镂铣机为对象，对高速切削过程中刀具的装夹进行了研究，研究发现，弹簧夹头的动态稳定性优越，其精确定位是高速加工稳定性的关键。因此，为保证切削质量、切削效率及人身安全，A.Kisselbach建议转速在24000 dmin以上时应采用弹簧夹头对刀具进行装夹。我国南京钢铁公司的王志明等人对400 t冷剪机快速換刀装置的设计和使用中存在的问题进行了深入分析，并对其不合理部分进行了改进，取得了较好的效果。湖北汽车工业学院的龙行先对随机快速换刀控制进行了研究，发现采用PLC软件选刀，可实现对数控机床旋转刀库的随机快速换刀。

2.4 切屑流向控制技术

切屑流向控制技术是一项新型环保的刀具设计制造技术。传统刀具设计仅考虑刀具结构、加工参数、容屑槽大小和排屑性能，未考虑到切屑的流向。然而，现代高速切削加工的背吃刀量较大，要保证不问断生产、避免发生生产事故，必须保持机器的绝对清洁，严格控制灰尘流动，确保碎屑流向的控制和合理收集。

3 结束语

当代木材加工技术发展态势总的是以应用高新技术，高效利用木材资源，加强环境保护，大力发展木基复合材料，以满足经济建设和人民生活不断增长的需要。虽然我国木材加工的技术水平和国外的先进水平相比差距很大。进一步密切和加深产学研的合作，增强我国木材加工及相关企业的联系，借鉴机械制造业成熟和好的发展经验，大力推进先进制造技术在木材加工行业的应用，逐步使我国的木工机械向高精度、高质量、集成化方向发展，才能在经济全球化的过程和激烈的市场竞争立于不败之地。

参考文献：

[1]沈隽.木材加工技术.（木材工业丛书）化学工业出版社，2005，8.

[2]李迎扁.速切削工艺参数优化模型研究及发展趋势[J].电子机械工程，2010，26（1）：1-9.