枫香木材弯曲成型技术研究

    叶友章 刘晓辉

    (福建省林业科学研究院)

    摘 要 采用过热饱和蒸汽对枫香木材进行弯曲成型技术研究 ,探讨了软化温度、时间、含水率对弯曲性能的影

    响 ,对弯曲设备进行了摸索。试验结果表明枫香是较好的弯曲树种 ,弯曲性能可达1 3～1 4。

    关键词 枫香;弯曲;软化;弯曲工艺

    木材弯曲成型是木制品生产中不可缺少的部分 ,在生产圆弧形椅子、车厢拉手、高级伞柄过程中 ,均需

    要木材弯曲成型技术。制造曲线形零部件虽然可以

    采用锯割方法 ,但由于木材经锯割后大量的纤维会被

    割断 ,使得零件强度降低 ,装饰质量差。特别在生产

    弯曲角度大和环行部件时出材率低 ,木材浪费严重。

    因此 ,世界很多先进国家多采用加压弯曲成型技术 ,我国也有这方面的报道 ,但多局限于水曲柳和东北榆

    木等珍贵树种[1 ]

    ,为了扩大弯曲木树种范围 ,我们对

    枫香木材的弯曲性能和弯曲工艺进行了研究。结果

    表明:枫香木材具有良好的弯曲性能 ,弯曲性能 h r

    可达到1 3～1 4 ,能满足大弯曲零部件的生产要求。

    1 材料与方法

    111 材 料

    枫香(Liquidambar formosana Hance)木材取自福建

    省 ,它属金缕梅科 ,散孔材 ,管孔小 ,分布均匀 ,木射线

    细。气干密度0158 g cm3

    ,硬度中等 ,油漆、着色和胶

    接性能良好 ,在我国分布较广。木材在到达工厂时已

    按照弯曲零部件毛料的要求进行了锯解干燥 ,使含水

    率在15 %～18 %之间 ,规格(长 ×宽 ×厚)为 400 mm

    × 80 mm× 35 mm。

    112 试验方法

    木材弯曲成型工艺如下:毛料加工 →软化处理 →

    弯曲 →干燥定型。

    毛料在软化前应将宽度方向的一面进行刨光处

    理 ,以便金属夹板能与弯曲毛料紧密贴合。木材软化

    处理是在蒸汽罐中进行 ,采用饱和过热蒸汽喷蒸方

    式。毛料相互间隔 1 cm左右 ,以便均匀喷蒸。加压

    弯曲是在自己加工的曲木机上进行 ,结构如图 1。曲

    木机上的样模铁块在弯曲前应放在马福炉中加热至

    规定温度后使用。安装木材时调整螺栓应旋紧 ,木材

    弯曲后用卡子固定 ,然后把弯曲毛料和金属夹板一起

    取下 ,送入干燥室进行干燥定型。

    1.螺栓 2.木材 3.样模铁块 4.钢板

    图 1 木材加压弯曲用曲木机

    2 结果与分析

    211 木材弯曲性能及其影响因素

    木材弯曲性能通常用木材厚度 h 与弯曲半径 r

    的比值 h r 表示。木材弯曲半径越小 ,其弯曲性能越

    好 ,弯曲性能 h r = ( ε 1 +ε 2) (1 -ε 2) 。 ε 1、 ε 2 分别为该

    种木材的拉伸和压缩许用应变值。木材的拉伸应变

    值在软化前后变化不大 ,在 1 %～2 %之间 ,压缩应变

    值则可以从 5 %提高到 30 %[2 ]。用钢带绷紧木材进

    行弯曲 ,就是为了在木材弯曲时 ,使中性层转移到拉

    伸区 ,使拉伸应变值变得尽可能小 ,而压缩应变值却

    变大 ,这样就可达到较大的弯曲性能 ......