膠合板磨削加工工藝的探究

經(jīng)本飛 李志勇

桂林市木材產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)站

1 引言

在膠合板的加工制作流程中，磨削是一道重要工具。使用專用的砂光機(jī)進(jìn)行磨削、砂光，可以保證膠合板的厚度尺寸精度、表面光滑度等符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)作為膠合板的出口大國(guó)，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)制作的膠合板也借助于“一帶一路”銷往世界各國(guó)。在這種情況下更應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)膠合板加工管理和質(zhì)量控制，而磨削加工作為一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，就成為了需要關(guān)注和研究的重點(diǎn)。

2 膠合板定厚磨削加工工藝

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的膠合板磨削加工中，常用的配置有雙面六砂架定厚磨削、雙面四砂架定厚磨削、雙面雙砂架定厚磨削和單面砂架等幾種。選擇不同的配置，加工出來(lái)的膠合板在尺寸進(jìn)度、表面質(zhì)量，以及生產(chǎn)成本等方面，均存在一定的差異。同時(shí)，由于膠合板大多數(shù)情況下都是由3層以上奇數(shù)薄板疊壓、膠合、壓實(shí)形成，因此如果單板誤差較大，經(jīng)過(guò)疊壓后產(chǎn)生的誤差也會(huì)進(jìn)一步增加。很容易讓加工出來(lái)的膠合板，因?yàn)檫_(dá)不到相關(guān)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)而無(wú)法順利銷售、使用。定厚磨削加工工藝就是使用砂光機(jī)作為主要加工工具，首先確定并校準(zhǔn)基材的厚度尺寸，然后進(jìn)行精細(xì)化磨削加工，保證了基材在技工后無(wú)論是厚度尺寸進(jìn)度還是面板質(zhì)量上，都能夠滿足加工要求。

3 雙架雙面砂光機(jī)的特點(diǎn)分析

3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

參考國(guó)際上寬帶砂光機(jī)設(shè)計(jì)和制造的先進(jìn)技術(shù)，機(jī)身應(yīng)采用阻振式焊接結(jié)構(gòu)。利用焊縫與結(jié)構(gòu)材料不同的阻尼特性，在機(jī)身傳振方向上，利用阻尼衰減機(jī)床振動(dòng)振幅，在激振方向上采用中斷式框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于借助于框架結(jié)構(gòu)中間的空氣作為緩沖介質(zhì)，減弱了因?yàn)檎駝?dòng)波導(dǎo)致的框架諧振問(wèn)題。整機(jī)運(yùn)行時(shí)，無(wú)論是振動(dòng)幅度還是振動(dòng)噪聲，都會(huì)得到明顯的減弱，無(wú)論是對(duì)保證加工精度還是延長(zhǎng)機(jī)身材料壽命都有積極作用。在外部的主體構(gòu)架上，選擇的是中空方管，方管內(nèi)部使用阻振礦鹽，這樣就保證了構(gòu)架放量在整體強(qiáng)度不變的情況下，提高了降噪緩震的效果?？蚣苁浇Y(jié)構(gòu)與以往的箱式結(jié)構(gòu)相比，環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)，加工過(guò)程更加穩(wěn)定。對(duì)比加工所得材料，框架式結(jié)構(gòu)機(jī)器加工的材料表面幾乎沒(méi)有波紋，因此加工質(zhì)量更高、殘次品率更低。從傳動(dòng)方式上來(lái)看，采用定厚輥驅(qū)動(dòng)作為主驅(qū)動(dòng)，輸入的動(dòng)力相對(duì)定厚輥為卸荷傳動(dòng)，使用傳動(dòng)軸加聯(lián)軸器的傳動(dòng)方式，克服了動(dòng)力源振動(dòng)對(duì)加工精度的影響，

3.2 操作界面

人機(jī)操作界面主要分為兩部分，即控制臺(tái)和顯示屏。控制臺(tái)上可以提供多種操作功能，例如調(diào)節(jié)進(jìn)料速度、切換手動(dòng)/自動(dòng)模式、校準(zhǔn)加工厚度等；顯示屏上可以顯示機(jī)器運(yùn)行及加工的一些實(shí)時(shí)狀態(tài)、參數(shù)等，可以幫助技術(shù)人員及時(shí)了解板材的加工信息。同時(shí)，機(jī)床設(shè)置有自動(dòng)保護(hù)裝置，有效避免了因?yàn)槿藶椴僮魇д`，或是機(jī)械故障等導(dǎo)致板材受損。例如機(jī)器運(yùn)行中出現(xiàn)了電壓不穩(wěn)或是電力中斷，會(huì)觸發(fā)加工保護(hù)功能，一來(lái)是防止加工機(jī)床受到損害，二來(lái)也能夠保證板材的可用性。在后臺(tái)控制系統(tǒng)中，有加工歷史記錄，可以將以往板材的自動(dòng)加工程序、參數(shù)保留下來(lái)。今后要加工相同參數(shù)的板材，可以直接調(diào)用這些歷史記錄，而不需要重復(fù)輸入加工參數(shù)，簡(jiǎn)化了機(jī)器操作。

4 常見(jiàn)膠合板磨削加工工藝的對(duì)比分析

4.1 雙架雙面砂光機(jī)與單面砂光機(jī)

普通單面定厚砂光機(jī)，包括上砂架式和下砂架式兩種，在實(shí)現(xiàn)定厚磨削時(shí)，以一個(gè)板面作為基準(zhǔn)面加工另一個(gè)板面，板材的最終厚度尺寸精度取決于基準(zhǔn)面的質(zhì)量、加工機(jī)床自身的精度。具體來(lái)說(shuō)，像材質(zhì)、基材厚度、加工溫度等，都是可能導(dǎo)致加工偏差。在這種情況下，使用同一臺(tái)單面定厚砂光機(jī)，只要是加工前板材存在上述變量因素，加工后所得的產(chǎn)品，無(wú)論是在厚度尺寸還是表面光滑度上，都會(huì)存在一定的誤差。為了盡量縮小誤差，后期就需要不斷的調(diào)整參數(shù)，反復(fù)多次進(jìn)行微調(diào)。即便是最終將誤差控制在了標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，也會(huì)浪費(fèi)較多的時(shí)間，無(wú)法滿足批量化、高效化加工制作膠合板的要求。

相比之下，雙架雙面定厚砂光機(jī)則采用了上下砂架配對(duì)使用的模式，在上砂架和下砂架之間，采用了接觸輥進(jìn)行連接，保證了上下砂架的協(xié)同運(yùn)行。通過(guò)調(diào)整“上砂架-接觸輥”與“下砂架-接觸輥”的距離，進(jìn)而控制板材的厚度。將兩個(gè)距離參數(shù)調(diào)節(jié)為相同的數(shù)值，保證了板材厚度尺寸的一致性，自動(dòng)進(jìn)行誤差調(diào)節(jié)。同時(shí)，金屬定厚砂光輥的剛度大，不易變形，如果進(jìn)料的厚度參差不齊，在通過(guò)砂光輥后，可以采用磨削、擠壓的方式，保證板材整體厚度一致。相比之下，選擇雙架雙面砂光機(jī)可以加快膠合板的加工速度。

4.2 雙架雙面砂光機(jī)與四架雙面砂光機(jī)

隨著各行各業(yè)對(duì)膠合板質(zhì)量要求的日益嚴(yán)格，加工制作膠合板的各類器具也在不斷的更新?lián)Q代。就砂光機(jī)而言，從最初的一道定厚砂光機(jī)，又相繼出現(xiàn)了三道定厚砂光機(jī)、四道定厚砂光機(jī)。目前技術(shù)比較成熟、加工性能較為穩(wěn)定的是四架雙面砂光機(jī)。雖然在加工精度上相比于主流的雙架雙面砂光機(jī)有了進(jìn)一步的提升，但是由于裝機(jī)容量大，也會(huì)導(dǎo)致單板加工成本上升。對(duì)于需要大批量制作膠合板的企業(yè)來(lái)說(shuō)，兩種型式的砂光機(jī)在運(yùn)行成本上的差距不容忽視。例如，一臺(tái)雙面四砂架砂光機(jī)，其自身和配套系統(tǒng)的裝機(jī)容量可達(dá)350kW，如按每天雙班運(yùn)行，功率因數(shù)0.8 計(jì)算，則每天耗電量可達(dá)7000kW·h，砂光機(jī)的進(jìn)給速度可達(dá)24m/min～35m/min，生產(chǎn)能力巨大，匹配現(xiàn)行的中小規(guī)模膠合板生產(chǎn)線，大部分生產(chǎn)能力均被浪費(fèi)。

相比之下，在保證加工精度滿足要求的前提下，使用雙架雙面砂光機(jī)由于本身裝機(jī)容量下，可以有效的降低成本。目前企業(yè)常用的雙架雙面砂光機(jī)，裝機(jī)容量通常在160kW，按每天雙班運(yùn)行，每天的耗電量為3200kW·h，成本降低了1倍有余。因此，對(duì)于一些中小規(guī)模的膠合板加工制作企業(yè)，選擇合適的加工機(jī)具，往往能夠創(chuàng)造更大的效益。

5 膠合板磨削加工的其他注意事項(xiàng)

5.1 板材厚度誤差的控制

目前世界各國(guó)對(duì)于膠合板厚度誤差的標(biāo)準(zhǔn)要求存在一定的差異，例如美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)是以膠合板厚度為參照，厚度未超過(guò)20mm的，誤差應(yīng)控制在±0.15mm 以內(nèi)；厚度超過(guò)20mm 的，誤差控制在±0.3mm 以內(nèi)。另外日本、歐盟等國(guó)家也有自己的一套標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)膠合板加工規(guī)模的擴(kuò)大，近年來(lái)國(guó)內(nèi)關(guān)于膠合板厚度尺寸誤差控制的標(biāo)準(zhǔn)也逐漸成熟。最早的標(biāo)準(zhǔn)是于1998年制定的《普通膠合板尺寸和公差技術(shù)條件》，后來(lái)經(jīng)過(guò)修訂，成為目前仍然在用的GBT 9846.3—2004《普通膠合板通用技術(shù)條件》。該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定闊葉材膠合板公稱厚度尺寸20mm以下時(shí)，雙面砂光允許的偏差是+1.0mm 和-1.2mm，板材公稱厚度尺寸20mm以上時(shí)，雙面砂光允許的偏差是+1.5mm和-1.7mm。

5.2 板面質(zhì)量的控制

在GBT 9846.4—2004《普通膠合板外觀粉等技術(shù)條件》中，對(duì)于膠合板的表面質(zhì)量也作出了詳細(xì)的規(guī)定。按照該標(biāo)準(zhǔn)，將膠合板的等級(jí)劃分為四等，即特等、一等、二等和三等。每個(gè)等級(jí)均有不同的外觀質(zhì)量要求，在加工過(guò)程中，以及加工后的檢查中，都要對(duì)應(yīng)具體的標(biāo)準(zhǔn)，確定是否符合要求。另外，對(duì)于以“闊葉樹(shù)材單本為表板”和以“針葉樹(shù)材單板為表板”的兩種膠合板，其板面質(zhì)量允許缺陷也不完全相同。對(duì)于膠合板的板面出現(xiàn)死節(jié)、孔洞的，應(yīng)當(dāng)測(cè)量其直徑的長(zhǎng)度。如果長(zhǎng)度在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)，則采取相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行填塞、修補(bǔ)；如果長(zhǎng)度超出了標(biāo)準(zhǔn)允許范圍，應(yīng)降低其等級(jí)，或是作為殘次品處理。板面光滑度也是評(píng)定膠合板磨削加工質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，可以借助于特定的儀器進(jìn)行測(cè)量。除了上述幾個(gè)硬性標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求外，還有砂光缺陷、板面正反面手感差異等，也都是影響膠合板加工質(zhì)量的重要因素，需要在磨削加工過(guò)程中予以控制。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)膠合板市場(chǎng)要想做大做強(qiáng)，必須要緊跟市場(chǎng)需求，不斷優(yōu)化膠合板的加工制作工藝。在加工設(shè)備方面，定厚磨削砂光機(jī)的選用，除了會(huì)直接影響板材加工的尺寸進(jìn)度與板面質(zhì)量，還會(huì)在加工速度、加工成本等方面產(chǎn)生較大的差距。因此，膠合板的加工企業(yè)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的情況，充分考慮板材、能耗、成本、精度等各方面的因素，恰當(dāng)選用定厚磨削砂光機(jī)。目前來(lái)看，雙面雙架定厚砂光機(jī)可以滿足大多數(shù)情況下的膠合板制作需求，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。