實木零部件凈料加工技術工作內容描述

實木零部件凈料加工（有些企業也稱機加工）的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，有些零件還須經過車制及雕刻加工，有些情況下還要將零件組裝、膠合成部件后再進行上述加工。簡單地說，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。模塊一實木零件成型加工

實木成型加工是利用銑削類設備對零部件的邊緣及表面銑削成相應的形狀和刀型，采用專門的模具可把零件的內外輪廓銑削成相應的外形。圖7-1銑削加工原理示意圖圖7-2常見實木型邊7.1.1直線型面零部件的加工

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。7.1.2二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。另一類是檔環上置式，即檔環安裝在刀具上面，這類模具結構相對簡單。對于窄長線型曲線型面，還可以通過自動雙軸靠模銑來加工。

即將毛坯固定在相應形狀的模板上并定基準，利用送料輥帶動板坯與模板一起移動，兩把銑刀頭可以通過氣壓或彈簧裝置緊貼靠模轉動，完成銑削加工。利用合適的模具，可以加工各種復雜的曲面零件。曲線型面部件還可以利用回轉工作臺自動靠模銑床進行銑削加工。7.1.3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（如圖7-16所示），另一類是內徑靠模銑；實際生產中，厚度不大的寬幅部件銑型時，主要利用鏤銑機來完成。對于寬度幅面較大且等厚的零部件，在銑內外弧面時，由于立軸作業時工件裝夾困難且作業安全隱患大，此時可借助固定在臺面上與工件曲率相應的樣模，在壓刨上進行加工，不僅生產效率高，且作業安全質量好；但模具制作比較困難，且要求這類壓刨床結構符合要求。7.1.4三維型面部件加工

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，我們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。7.1.5復雜零件的仿形靠模銑

對于寬度及厚度方向均呈復雜型面或復雜曲線型體的零件，如鵝冠腳、老虎腳、象鼻腳、彎腳等，可利用立軸或專用的仿形銑床加工。7.1.6復雜零部件的數控銑削

數控銑床（常稱為數控加工中心CNC）是家具工業中應用范圍最廣泛的一類數控設備，現代家具工業用數控銑床除銑削功能外，還可實現鋸、鉆、刨甚至車削等多種功能，實現三維立體化生產，一機多能，能滿足現代家具企業對產品多方面的加工要求，并能迅速適應設計和工藝的變化，且生產效率高、質量好，適合小批量多品種的生產方式，是家具現代化生產的主要發展方向。模塊二榫頭、榫眼及榫槽加工

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。7.2.1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。

榫頭制作時應采用基孔制的原則，即制作榫頭時應以相配的榫眼尺寸為依據來調整榫頭參數，使榫頭和榫眼之間具有規定的公差和配合，以獲得互換性好的零件。但圓棒榫的接合例外，因為圓榫通常作為標準件在市場上流通，所以應采用基軸制，鉆孔時選用相應規格的鉆頭即可。

7.2.1.1直角方榫及燕尾榫制作

直角方榫可以在單頭或雙頭開榫機上制作，采用帶割刀的銑刀頭、切槽銑刀或圓盤銑刀等進行加工，也可以直接在銑床上加工，

除此之外，利用銑床、圓鋸機也可加工方榫頭。為保證工件移動平穩，用于制榫的立軸機一般帶有推臺（如圖7-32所示），利用相應形狀的銑刀，可用來加工各種規格的直角榫甚至直角多榫。板料寬度較大的直角多頭榫（也叫箱框榫）可以在直角箱榫開榫機上用多片切槽銑刀進行加工，加工工藝方法如圖7-34所示。在實際生產中，也可在燕尾榫開榫機上用圓柱形柄銑刀加工，甚至直接用圓鋸機作業，如圖7-35所示。7.2.1.2長圓榫頭制作

直角榫接合由于榫眼加工效率較低等原因，目前使用的越來越少，近年廣泛使用的是橢圓榫（也叫長圓形榫）連接。

單頭作榫機雖然通用性強，但長度方向控制不便，特別對于兩頭都有榫頭的彎曲零部件，調機定位相當麻煩，精度難以保證。7.2.1.3圓棒榫制作

圓棒榫作為標準件，在家具生產中應用非常廣。制作圓棒機需要專門的設備，即圓榫機及圓榫截斷機。7.2.2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7.2.2.1長方榫眼制作

長方榫眼又稱直角榫眼，常用的加工設備是打眼機（又稱方榫榫槽機或臺式方鑿),利用正方形空心鉆套和麻花鉆芯配合起來加工。7.2.2.2長圓形榫眼制作

長圓形榫眼的制作可以用專用的長圓形榫眼機和上軸鏤銑機等設備，也可采用手提式鏤銑機。

長圓形榫眼多采用專用的長圓形榫眼加工設備來生產，其中最常用的為臥式雙端榫槽機.

該設備利用專用的直柄銑刀，由凸輪機構帶動轉動的銑刀左右擺動，同時工作臺在氣缸的作用下帶動工件向銑刀作進給運動，完成榫眼加工，榫眼寬起決于擺動的幅度，榫厚取決于銑刀的直徑，而深度起決于氣缸的控制行程。

臥式雙端榫槽機一次只能加工一個榫眼，對于一個零部件上有多個榫眼的情況，生產效率比較低，且定位精度不容易控制，彎曲部件更是如此。這種情況下可以選用多軸榫槽機.

對于同一軸線上有多個同規格的長圓榫孔時，還經常采用臥式多軸鉆銑機。這類設備擁用一排聯動的銑削刀軸，可以同時擺動和進刀，相比之下，這類設備結構相對簡單，價格也比較便宜，在床類或百葉窗的產中應用較多。

當榫槽長度規格或位置超過長圓形榫眼機的加工范圍時，可以采用上軸鏤銑機進行加工，加工前應根據榫眼寬度來安裝相應直徑的柄銑刀，調節好靠尺和擋塊來控制制榫眼位置及長度，必要時須制作相應的模具。也可以利用手提式鏤銑機來制作。7.2.2.3圓榫眼制作

圓榫眼俗稱圓孔，是家具連接的重要方式，主要用作圓棒榫、五金連接件的安裝孔或預鉆孔等。圓孔主要在各類鉆床（立式或臥式、單軸或多軸）及上軸鏤銑機上用鉆頭或柄銑刀來加工。普通圓孔利用鉆床來加工，單軸立式鉆床（俗稱臺鉆）是最簡單最常用的設備之一。（1）水平鉆：根據鉆孔部位可將水平鉆分端頭鉆、側邊鉆及萬能鉆。對于雙端都需鉆孔的部件，可以選用雙端水平鉆。有時為了提高工作效率，可以將雙頭精截的工序合并到鉆床上一次性完成，制成雙頭鋸鉆機，這類設備的圓鋸片及鉆頭可在0～45度范圍內方便調節，同時完成定長和鉆孔作業，加工效率很高。

一些水平鉆除對端頭進行鉆孔外，還可以同時對側邊鉆孔加工，根據需要，側向安裝的鉆軸數量可以選配，每個鉆軸可單獨調節位置，有些還可以旋轉一定的角度，如圖7-54所示。還有些鉆孔機不要兩端的鉆頭，專門用來鉆工件側邊的圓孔，稱為臥式多軸鉆孔機，如圖7-55所示。（2）垂直鉆：垂直鉆床除前面介紹的臺鉆外，常用的有垂直多軸鉆。多頭萬能鉆

垂直多軸鉆中還有一類比較特殊的鉆床，機床上分布3～8所可獨立調節的鉆軸，可進行任意位置和角度調節，非常適合孔位呈不同角度的零部件，如椅面板、椅后背框等部件的鉆孔加工，如圖7-57所示。

（3）立臥鉆：有些部件要求端頭水平和垂直兩個方向都要鉆孔加工（如偏心連接件或橫桿螺母連接件等），這時可選用立臥鉆。立臥鉆同樣有單頭和雙頭兩種形式，如圖7-58及7-59所示，主軸上可安裝單軸、多軸甚至排鉆軸，從而實現不同的功能。圖7-58單頭立臥鉆圖7-59雙端立臥鉆

（4）專用鉆孔設備：在實木家具生產中，還有一類高端的鋸、鉆、銑一體機，可對實木零件端部進行定長截斷、銑型和鉆孔作業，如圖7-60所示。有些甚至還可同時完成注膠、插圓棒榫等功能，如圖7-61所示。（5）鉆頭選用：一般來說，鉆頭的規格是有標準的，圓孔的設計不能超過鉆頭的直徑范圍（3～50mm），否則就只能用柄銑刀在鏤銑機上加工。A.匙形鉆、蝸形螺旋鉆和錐刃螺旋鉆主要用于順纖維鉆孔；B.中心鉆和切刃螺旋鉆（麻花鉆）主要用于橫纖維鉆孔；C.螺旋鉆和蝸桿鉆主要用于鉆深孔；D.各種擴孔鉆（開孔器）則主要用于鉆較大直徑的孔或深孔。圖7-62鉆頭的種類和形式（a）匙形鉆（b）蝸形螺旋鉆（c）錐刃螺旋鉆（d）（e）中心鉆（f）（g）切刃螺旋鉆（麻花鉆）（h）（i）螺旋鉆（j）蝸桿鉆（k）圓刃擴孔鉆（l）齒刃擴孔鉆（m）（n）錐形擴孔鉆技術要求：A.如果要鉆盲孔，則應該選用有中心鉆尖與帶割刃的鉆頭；B.如果要鉆通孔，則應該選用帶V型刀的鉆頭；C.如果要鉆沉孔，則應選用臺階鉆（也稱沙拉鉆）；D.對于薄板上鉆通孔，最好采用空心取孔鉆。E.用鉆床加工圓孔的切削速度主要取決于材料的硬度、孔徑的大小、孔的深度及鉆頭的排屑能力，隨著孔深和孔徑的增大，鉆頭定心的精度也會降低，鉆孔進給速度應放慢。7.2.3榫槽加工

實木家具生產中，方料的縱橫連接常采用榫頭和榫眼連接，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。7.2.3.1刨床類

四面刨是生產榫槽最常用的設備，主要用于生產縱向通槽，這是家具生產中最常見的榫槽連接形式，作業時只需根據榫槽的位置及形狀將相應的平銑刀更換為成型銑刀即可：當榫槽寬度較大時多選用上下水平刀頭，槽寬較小時則選用垂直的立刀頭。7.2.3.2銑床類

在立軸上安裝相應的制榫碟刀，可在方料側邊或端部開出榫槽，榫槽深度可通過調節刀具相對導尺的伸出量來控制。

上軸鏤銑機、下軸鏤銑機及手提式鏤銑機也是加工榫槽的常用設備。鏤銑刀具直徑小，操作靈活，特別適合加工較小規格榫槽或線形較復雜零部件上的槽口。

對于燕尾榫及內空榫槽，用其它設備加工通常比較困難，這種情況一般要定制與槽口相應的柄銑刀，利用鏤銑機來作業。除通槽外，利用這種方法還可加工鎖孔、內凹把手孔等特殊的內凹槽口。

合頁槽口的加工相對來說較為復雜，大多數企業是利用鏤銑機先加工出大致輪廓，然后利用手工鏟刀將圓弧角切成直角，如圖7-66所示。圖7-66合頁槽口的加工方法

市場上也有專用的合頁起槽機，用兩把刀具組成，一把“n”形刀作上下運動將纖維切斷，另一把水平切刀作水平往復運動將切斷的木材鏟下，從而得到所要求的加工表面。7.2.3.3圓鋸機類

圓鋸機也經常用來加工槽口，常用的為臺式圓鋸機。由于圓鋸片厚度薄，因而所開槽口一般為3～5mm貫通窄槽，如抽底板槽及背板嵌槽，加工效率非常高；由于圓鋸片直徑大，因而槽口深度調節范圍大，適合各類槽口和缺口的加工，且鋸口邊緣質量好，不易崩缺，如圖7-67和7-68所示。

由于圓鋸片厚度有限，當加工槽口寬度較大時，可將多張直徑相同的圓鋸片疊起來安裝，也可訂制與槽口寬度相應的專用槽刀代替圓鋸片，如圖7-69所示。

一般來說，刀具直徑越大、齒數越多，加工效率越高，且加工出的榫槽的質量越好，不容易崩缺，這在橫槽加工時顯得尤為重要，即刀具選用的優先順序為：圓鋸片>碟狀銑刀>柱狀銑刀>T型柄銑刀>直柄銑刀。7.2.4典型項目舉例分析7.2.4.1床頭柜底框制作本例部件由三種不同規格的零件組成，它們的工藝路線各不相同。后條較簡單，經平壓刨后直接定長和鉆孔加工即可；側條及前條因有裝飾線條，可考慮在組裝后一起銑型，因而在配料及毛料加工時，要考慮留取寬度方向的銑削余量，并以內側作為制榫的基準邊。榫頭榫眼加工好后先組裝成木框，并進行定厚砂光處理，以消除平面誤差，然后對整個木框進行三邊銑型，最好對木框鉆孔作業。具體工藝路線表如表7-5所示。工藝流程分析7.2.4.2帶弧形櫥柜門制作工藝流程分析本例為典型的框式門結構，直線型門框料備料后直接用四面刨成型加工，門橫檔端頭榫槽及彎曲門上橫用立軸作業；門框在組裝后要進行后續修整加工，包括表面定厚砂光及四周成型加工，因而在門框備料及銑形作業時，應考慮每根框料留取相應的修邊余量：寬度方向1mm、厚度方向0.5mm（要求余量留取均勻，以便在制榫和鉆孔加工過程中考慮這一因素）。整個部件的詳細工藝流程如圖7-72所示。7.3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，俗稱車木或車枳，在桌椅的腿腳、床柱、炮管桌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。7.3.1車床加工圖7-73木工車床類型（a）（b）普通車床（c）仿形車床（d）（e）（f）花盤車床（h）背刀車床（g）（i）專用車床

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、花盤車床及其它專用車床等。

（1）普通車床：圖7-74為普通木工車床，具有刀架及手動縱向進給裝置。作業時由操作人員選用相應的車刀，手動頂向工件，對木材進行切割和刮削。圖7-74普通木工車床圖7-75車刀選用示意圖一般來說，普通車床作業時應注意以下幾點：做好工件初加工：將待車制毛坯加工成正方形，大規格部件還要剖切或膠拼成多邊形，以減少車削的作業負荷。做好工件的定位：保證定位在毛坯中央，通常在毛坯兩端截面對角線畫十字交叉線，兩交點的連線即為工件的軸線。調整刀架位置：工件定位后，應根據工件的大小，調整刀架的位置，使刀架與工件平行，并使工件與刀架保持約3～5mm左右的間距。

（2）仿形車床：普通車床雖然操作方便，但制品精度不高，同一批零件尺寸誤差大，且對操作人員的技術要求比較高。

（3）數控車床：由電腦或PLC控制主軸的轉動及刀架的運動軌跡，實現無模板仿形車削作業，還可按照程序設置，對工件毛坯進行粗車和精車等多次作業，從而方便地車制各類復雜車木零件，生產效率高，加工表面質量好。

（4）背刀車床：仿形車床及數控車床雖然車制形狀準確，但生產效率仍待提高，要得到高效、精確的車木零件，可以選用背刀式車床，如圖7-79所示。（5）專用車床：對于餐桌炮管等直徑較大的部件，還可以選用專門的中柱成型車床，其工作原理與背刀式車床相似，也是利用一組刀具，一次性完成車削任務，如圖7-80所示。

為了提高回車木零件表面的裝飾效果，有些車木表面經常做成螺旋紋或直紋溝槽等形狀，此時應采用槽紋成型車床（又稱螺紋成型機，如圖7-81所示）。（6）車床附件及二次加工：在車木表面加工溝槽等裝飾線型是家具造型設計的常用方法，這類車木零件可在車制成型后，利用專門的車木溝槽成型機進行銑