第八章 木材及加工工艺
木材是一种优良的造型材料，自古以来，它一直是最广泛最常用的传统材料，其自然、朴素的特性令人产生亲切感，被认为是最富于人性特征的材料。
木材作为一种天然材料，在自然界中蓄积量大、分布广、取材方便，具有优良的特性。 在新材料层出不穷的今天，在设计应用中仍占有十分重要的地位(图8-1)。
8．1 木材的基本性能
木材是由树木采伐后经初步加工而得的， 是由纤维素、半纤维素和木质素等组成。树干 是木材的主要部分，由树皮、木质部和髓心三 部分组成。图8－2所示为树干的构造。 (1)质轻
木材由疏松多孔的纤维素和木质素构成。 它的密度因树种不同，一般在0。3一.0．8之间， 比金属、玻璃等材料的密度小得多，因而质轻 坚韧，并富有弹性，在纵向(生长方向)的强 度大，是有效的结构材料，但其抗压、抗弯曲 强度较差。
(2)具有天然的色泽和美丽的 不同树种的木材或同种木材的材区，都具有不同的天然悦目的色红松的心材呈淡玫瑰色，边材成黄杉木的心材成红褐色，边材呈淡黄又因年轮和木纹方向的不同而形成各种 粗、细、直、曲形状的纹理，经旋切、刨
花纹 不同 泽。如 白色； 色等。
切等多种方法还能截取或胶拼成种类繁多 的花纹。
(3)具有调湿特性
木材由许多长管状细胞组成。在一定温度和相对湿度下，对空气中的湿气具有吸收和 放出的平衡调节作用。 (4)隔声吸音性
木材是一种多孔性材料，具有良好的吸音隔声功能。 (5)具有可塑性
木材蒸煮后可以进行切片，在热压作用下可以弯曲成型，木材可以用胶、钉、榫眼等 方法比较容易和牢固地接合。 (6)易加工和涂饰
木材易锯、易刨、易切、易打孔、易组合加工成型，且加工比金属方便。由于木材的 管状细胞吸湿受潮，故对涂料的附着力强，易于着色和涂饰。 (7)对热、电具有良好的绝缘性
木材的热导率、电导率小，可做绝缘材料，但随着含水率增大，其绝缘性能降低。 (8)易变形、易燃
木材由于干缩湿胀容易引起构件尺寸及形状变异和强度变化，发生开裂、扭曲、翘曲 等弊病。木材的着火点低，容易燃烧。 (9)各向异性
木材是具有各向异性的材料，即使是同一树种的木材，因产地 其物理、化学性质差异很大，使之使用和加工受到一定的限制。
8．2 木材的工艺特性
将木材原材料通过木工手工工具或木工机械设备加工成构件，并将其组装成制品，再 经过表面处理、涂饰，最后形成一件完整的木制品的技术过程。
8．2．1 木材的成型加工 1 木材加工的工艺流程
每个构件加工前，都要根据被加工构件的形状、尺寸、所用材料、加工精度、表面粗 糙度等方面的技术要求和加工批量大小，合理选择各种加工方法、加工机床、刀具、夹具 等，拟定出加工该构件的每道工序和整个工艺讨程。
木制品构件的形状、规格多种多样，其加工工艺过程一般为以下顺序： (1)配料
配料就是按照木制品的质量要求，将各种不同树种、不同规格的木材，锯割成符合制 品规格的毛料，即基本构件。 (2)基准面的加工
为了构件获得正确的形状、尺寸和粗糙度的表面，并保证后续工序定位准确，必须对 毛料进行基准面的加工，作为后续工序加工的尺寸基准。
(3)相对面的加工
基准面完成后．以基准面为基准加工出其他几个表面 (4)划线
划线是保证产品质量的关键工序，它决定了构件上榫头、榫眼及圆孔等的位置和尺寸 直接影响到配合的精度和结合的强度。 (5)榫头、榫眼及犁面的加工
榫结合是木制品结构中最常用的结合方式，因此，开榫、打眼工序是构件加工的主要 工序，其加工质量直接影响产品的强度和使用质量。 (6)表面修整
构件的表面修整加工应根据表面的质量要求来决定。外露的构件表面要精确修整，内 部用料可不作修整。 2 木材加工的基本方法
(1)木材的锯割
木材的锯割是小材成型加工中用得最多的一种操作。按设计要求将尺寸较大的原木、 板材或方材等，沿纵向、横向或按任—曲线进行开锯、分解、开榫、锯肩、截断、下料时 都要运用锯割加工。 (2)木材的刨削
刨削也是木材加工的主要工艺方法之一。木材经锯割后的表面一般较粗糙且不平整， 因此必须进行刨削加工，木材经刨削加工后可以获得尺寸和形状准确、表面平整光洁的 构件。
(3)木材的凿削
木制品构件间结合的基本形式是框架榫孔结构。因此，榫孔的凿削是木制品成型加工 的基本操作之一。 (4)木材的铣削
木制品中的各种曲线零件，制作工艺比较复杂，木工铣削机床是一种万能设备，既可 用来截口、起线、开榫、开槽等直线成形表面加工和平面加工，又可用于曲线外形加工， 是木材制品成型加工中不可缺少的设备之一。 3 木制品的装配
按照木制品结构装配图以及有关的技术要求，将若干构件结合成部件，再将若干部件 结合或若干部件和构件结合成木制品的过程，称为装配。木制品的构件间的结合方式，常 见的有榫结合、胶结合、螺钉结合、圆钉结合、金属或硬质塑料联结件结合，以及混合结 合等。采取不同的结合方式对制品的美观和强度、加工过程和成本，均有很大的影响，需 要在产品造品设计时根据质量技术要求确定。下面简要介绍几种常用结合方式。 (1)榫结合
榫结合是木制品中应用广泛的传统结合方式。它主要依靠榫头四壁与榫孔相吻合，装 配时，注意清理榫孔内的残存木渣，榫头和榫孔四壁涂胶层要薄而均匀，装榫头时用力不
宜过猛，以防挤裂榫眼，必要的可加木楔，达到配合紧实。
榫结合的优点是：传力明确、构造简单，结构外露，便于检查。根据结合部位的尺寸、位置以及构件在结构中的作用不同，榫头有各种形式，如图8—3所示。各种榫根据木制品 结构的需要有明榫和暗榫之分。榫孔的形状和大小，根据榫头而定。 (2)胶结合
胶结合是木制品常用的一种结合方式，主要用于实木板的拼接及榫头和榫孔的胶合。 其特点是制作简便、结构坚固、外型美观。
装配使用粘合剂时，要根据操作条件、被粘木材种类、所要求的粘接性能、制品的使 用条件等合理选择粘合剂。操作过程中，要掌握涂胶量、晾置和陈放、压紧、操作温度、粘
接层的厚度五大要素。
目前木制品行业中常用的胶粘剂种类繁多，最常用的是聚醋酸乙烯酯乳胶液，俗称乳 白胶。它的优点是使用方便，具有良好和安全的操作性能，不易燃，无腐蚀性，对人体无 刺激作用；在常温下固化快，无需加热，并可得到较好的干状胶合强度，固化后的胶层无 色透明，不污染木材表面。但成本较高，耐水性、耐热性差，易吸湿，在长时间静载荷作 用下胶层会出现蠕变，只适用于室内木制品。 (3)螺钉与圆钉结合
螺钉与圆钉的结合强度取决于木材的硬度和钉的长度，并与木材的纹理有关。木材越 硬，钉直径越大，长度越长，沿横纹结合，则强度越大，否则强度越小。操作时要合理确 定钉的有效长度，并防止构件劈裂。 (4)板材拼接常用的结合方式
木制品上较宽幅面的板材，一般都采用实木板拼接而成。采用实木板拼接时，为减少 拼接后的翘曲变形，应尽可能选用材质相近的板料，用胶粘剂或既用胶粘剂又用榫、槽、 钉等结构，拼接成具有一定强度的较宽幅面板材。拼接的结合方式有多种，如图8—4所示。
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