專利名稱：利用單板旋切機下腳料芯軸制作優質細木工板加工工藝和設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于細木板加工工藝和專用加工設備的新設計方案，特別是利用廢舊工業原料加工優質人造細木工板的綜合工藝和設備。
背景技術：
植物在人類生存環境中起決定性作用。樹木則是植物中占主體地位的品種，人們又不得不采伐大量的樹木以滿足人類社會的種種需求，所以人類是在自己毀滅自己。當人們認識到這一問題的嚴重性后開始大規模的自然保護運動，減少甚至禁止砍伐森林已在許多國家立法，擴大播種和維護森林生長則成為同樣重要的另一方面。但是，人們無法遏制對木材的需求量，甚至不能遏制日益增長的需求量，禁止使用木材是不可能的。所以，人們已經充分認識到了更重要的一項工作，即是如何盡量提高木材的利用率以對抗森林的負增長。日益發展的人造板，復合拼接板和集成材，正是這種需求下的產物。人們將木材分解加工，如旋切成單板，刨切成面板，刨花片，甚至是鋸沫，就可以重新粘合成材，不但充分利用了木材，而且強度高，花紋優美，也能適應人們追求純木天然的愛好。所以木材的深加工已成為木材行業中最重要的基礎企業。各種各樣的合成材、集成材、層壓板等木質新材料發展的極為迅速。細木工板即是其中最常見應用最廣泛，而且也最重要的一種。
優質細木工板不但是建筑、家具、裝修及航空運輸方面重要基礎材料，而且為木材的節約和充分利用提供了絕好的技術基礎。因為細木工板結構中的中間芯板可以采用許多企業的產品加工中木材的下腳料，這不但使木材總的利用率提高，而且可以大大降低細木工板的成本。所采用規格極難統一的下腳料雖然可以降低原料成本，但是其加工起來費時費工，拼合芯板時很難將工序轉入機械化自動化生產。由于下腳料的混雜，木性的差異使加工的難度加大，難以實現大批量高效率的機械化生產，而且也容易在長期應用中產生變形，難以批量生產優質細木工板。所以，芯板加工在細木工板的制作中歷來是關鍵的環節，中間過渡層和兩邊面層的粘合則往往取決于設備質量和膠的水平，并不是生產的關鍵也不存在什么工藝上的難度。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用單板旋切機下腳料進行優質細木加工的新工藝和為這種小直徑圓棒狀芯軸廢料所專門設計的芯板成形設備。為利用下腳料進行規模化機械化生產提供完整的技術支持。
本發明的關鍵之一在于本發明所采用的基本原材料為單板旋切機加工單板后所拋棄的小直徑芯軸，用它來做細木工板的芯板原料。在生產單板的基地，這樣芯軸堆積如山，其直徑在5厘米左右，長度0.9-2米之間幾何尺寸相當標準，但其多為木料中的芯材，強度較差已失去利用的價值，均做為燒材處理。在單板生產集中的地方，芯軸甚至是一個公害無法處理。其木質差，纖維短缺陷多造紙漿都沒有相應的價值.但經過我們反復實驗研究證明單板旋切機下來的小直徑芯軸，其抗壓強度，處理拼接后的彈性模量、抗彎區和變形能力均不低于優質木材的邊腳料。而且由于其基本原料幾何尺寸規范，木材性能(包括材質、纖維走向密度，熱膨脹系數)趨于一致，所以特別適合于形成機械化、規模化加工，而有利于全面降低成本和提高質量。經過多年試驗終于研制成以單板旋切機下腳料為基材的優質細木工板加工的工藝和專用機械設備，從而為堆集成害的廢料找到了出路，并為細木工板的生產技術開僻了一個新的領域。
具體的工藝技術中，仍然包括常規的中間過渡層和表面裝飾層與芯板的熱后粘合工序。而芯板的拼接粘合則采取了全新的工藝處理方法，特別是芯板的拼接粘合中采用的專用設備中從基料到芯板條塊的一次成型和芯板條縱向的階梯形拼接成為本工藝中特殊的要點。具體的工序則可由以下幾步完成(1)芯軸干燥本道工序所采取的是自然干燥和烘干相結合的方法。由于旋切時要求木材保持相對高的含水量，所以，芯軸的含水量通常是很高的。所以我們將芯軸加工之前必須將其口多余水分脫去以防止在其變成芯板中的一部分時會隨其干燥而引發變形。自然干燥時，是將芯軸縱橫排按層次錯排列均勻分散碼成垛，留有通風縫隙，自然風干5-7天，然后再將其轉垛進入烘干窯，在60℃-150℃下，烘烤5-10天，保證水分含量下降到10％以下。
(2)截選成型。將水份含量低于10％以下的芯軸取出烘干窯，去除疤結爛裂不可能再利用的部分，截成20-30厘米長的短圓柱狀，然后送入專用設備成型，一次加工成為兩片相同的橫截面為凸或條形芯條板。這樣條形芯板側面可形成良好的階梯對拼。
(3)芯板的拼接，在這道工序中將已加工好的芯條板端面刷膠可接長，將條形芯板的側面階梯形面抹膠后錯對拼粘合，粘合過程中注意讓芯條板橫端面接口交錯從而拼粘成為一個面積為1.2×2.4米厚度為13-15毫米的芯板板面，然后整形刨平，裁截標尺。在加工過程可施加周邊側向壓力10-15公斤/平方厘米，上下利用循環熱壓箱板加壓2-3公斤/平方厘米，加熱為80℃-120℃。
(4)過渡層加工，將找平的芯板上下兩橫向鋪整一層涂好膠的單板，上下加熱加壓固化處理，壓力可在2-3公斤/平方厘米，溫度80℃-120℃，固化后裁截標尺，表面砂光，這樣就大大加強芯板的抗彎(橫向強度)。
(5)表面層加工裝飾面層的加工和中間過度層的加工工序基本相同。所不同的是所采用的原料是優質裝飾性面板，將其涂膠后粘在過渡層上面加壓3-5公斤/平方厘米，加熱80℃-120℃，3-5分鐘后即可固化。
(6)砂光整形，包裝。將加工好的細木工板的裝飾表面處理，進一步按國標國際標準裁截尺寸，然后即可包裝入庫，準備出廠。
下面給出專用加工設備附圖及其加工過程的示意圖以進一步說明本專利是如何借助專用設備實現發明目的的。


附圖1為專用設備成型機的結構示意圖。
附圖2為喂料輥的位置與形狀示意圖。
附圖3為階梯面組合刨刀總成的位置示意圖。
附圖4為輥式刨刀的結構示意圖。
附圖5這經過組合刨刀加工后芯軸的橫截面示意圖。
附圖6為組合鋸的位置示意圖。
附圖7為經組合鋸后芯軸轉化為芯條板時成型機截面圖。
附圖8為加工成芯條板后的橫截面示意圖。
附圖9為芯條板拼粘為芯板的示意圖。
圖中1代表長條形機架，2代表待加工中已烘干的芯軸，3代表鏈式傳送機構，3A代表傳輸鏈條，3A1代表傳輸鏈條上的送料擋片，3B代表輸送鏈輪，4代表喂料輥總成，4A代表下喂料輥，該輥的軸與加力驅動機構相連，4B從動上喂料輥，4C代表帶復位簧機構的從動輥支架，5代表組合刨刀總成，5A代表上刨刀組，5B代表下刨刀組，6代表組合鋸片，6A代表鋸片軸，7A為下承重輸料輥，7B上限位上輸料輥，7C為輸料短輥，8為分料板，9為刨切后的芯軸，10為鋸切后的芯板條，11為拼合狀態下的芯板，12為中間過渡層，13為裝飾面層。
具體實施例方式
本發明工藝得以實施的關鍵在于將工業下腳廢料在專用設備中一次成型為標準拼接芯板的原料條塊，從而使其能夠順利進入批量機械化生產，從而保證低成本與高質量地制成優質細木工板，從附圖給出的專用成型機的結構示意圖，和各關鍵組合的結構示意圖可以清楚地看出本發明的設計思想和具體實施方案。
專用設備的關鍵結構是一個流水作業機，總體裝配在一個長條形的機架1上，按順序定位在機架最前方的是輸送總成3了，撮動式喂料輥總成4，組合刨刀5，組合鋸片6以及配套的輸送輥(7A，7B，7C)和動力傳輸機構。經烘干并截為標準長度的芯軸2，從料斗放在輸送鏈條總成3A上，由其上的送料擋片3A1強行推入喂料輥總成4，再進入組合刨刀5區將兩個階梯面加工完成形成中間產品—刨切后的料條9，然后在后繼上來料軸推動下進入組合鋸片6區，被截去兩邊沿并中間分開成為兩片對稱的凸形結構芯板條，然后推出機體。整個過程簡潔、規范、高效率、高標準一次形制成可以拼合的橫截面為凸形條形芯條板10。
在芯條板10的加工過程中充分利用了原下腳料幾何尺寸規范的這一特點，從而形成機械化加工的優勢、降低了產品的綜合成本，由此而講，采取廢棄原料是本次發明成功關鍵的一步。其二在于，加工專用設備決定了其真正的技術價值。所以專用成型機亦是本發明獲取成功的又一關鍵設計。
在成型機中，鏈條輸送總成3是由寬輥鏈條3A和傳動鏈輪3B組成。鏈條上設計有推料擋片3A1，當芯軸2落入鏈條3A上后由3A1推動其進入喂料輥總成4。喂料輥總成4即是由兩對撮動式送料輥組成，下料輥4A和上料輥4B組成一個撮動送料結構，使半圓鞍形輥對合成一個與芯軸2外圓尺寸近以的輸送通道。下料輥4A的軸與傳動機構相連是主動輥，上料輥4B定位在由復位簧支撐的彈性支架4C上，形成從動撮合輥，這樣在芯軸2進入后會被撮動送進組合刨刀5的工作區。
組合刨刀5分上下兩組，共六個滾動刨刀，其結構位置設計見圖4圖、圖5所示，每三刨刀(5A、5B)成品字狀分布，定位機架上，每個刨刀均采用輥式機制刨刀的基本結構，每個刨刀輥上設有三一六把刀片，刀片的吃刀量成等差數列均布。還可以在刨刀5A的設置上采用不同的結構刨刀組合成品字形。最上或最下面的刨刀采用輥式機制刨刀。兩側邊采用定位刨刀，可分為二到四道設置，固定在機架上，利用其多道刨切完成側通臺階的加工。加工完的芯軸其上下面出現了階梯形結構的芯軸9(見圖5)。刨刀的形狀結構位置可以有多種組合分布形式，從而使生成的階梯形表面可以是凸形、 形、 形等等。可按芯軸木質的差異而采取多元化設計，以適應原料的千變萬化。該料軸在后續料推動下進入組合鋸片6的工作區，此時芯軸料9受限位轉輸輥(7A，7B)的承重和上下限位，以保證鋸片的正常工作。
在組合鋸片6區，三個平行設置的同軸6A鋸片定位在機架1上，鋸片軸6A與動力驅動機構直接相連隨著芯軸2推進經刨切加工之后變成帶階梯邊的芯軸料條9，它被推入組合鋸片6工作區被三個鋸片加工成兩個對稱芯板條10，然后推上設在機架上的傳送輥7C送出成型機外，至此其成型加工結束。一根芯軸2變成2個對稱的橫截面為凸的芯板條10。
將以上加工出來的芯板條10側面階梯形涂膠，端涂膠即可拼粘成1.2×2.4米的芯面板。待加壓，加熱固化后整修平整，標尺截裁后配上中間過渡層單板和雙面裝飾性面板，涂膠加壓固化后，再經整形砂光標尺裁截即可成優質的細木工板。
由于以上工藝有專用設備的配合；使下腳料的加工變成了規范化的大工業生產，可以嚴格地把握其加工質量，并有效地降低了生產成本，真正實現了變廢為寶，而且完全可以與優質木材加工出的產品相比美，所以其社會效益、環境效益和經濟效益均十分顯著，而且其根原因于本工藝和本設備的設計。
權利要求
1.一種利用單板旋動機下腳料芯軸(2)制取優質細木板的加工工藝，包括芯板的拼合修整，中間層(12)與表面層(13)的熱壓粘合工序，其特征在于該工藝中芯板(10)原料所采用的是單板旋切機加工后的小直徑芯軸(2)，并采用一次加工成形為縱方向上呈階梯形拼接新工序，具體工藝路線如下(1)芯軸干燥，(2)截選成型，(3)芯板拼接，(4)加粘過濾層，(5)加粘表面層，(6)砂光整形，
2.根據權利要求1所說的優質細木工板加工工藝，其特征在于芯軸干燥采取自然干燥和入窯烘干兩步完成，自然干燥采取縱橫層間隔碼垛自然風干5-7天，烘干窯內溫度60℃-150℃，烘干5-10天，使含水量低于10％。
3.根據權利要求1所說的優質細木工板加工工藝，其特征在于截選成型工序中將烘干后的芯軸(2)去除廢疤爛裂部分截成20-30厘米長度，然后送入專用設備中加工成兩片相同的橫截面呈階梯形的條形芯板(10)。
4.根據權利要求1所說的優質細木工板加工工藝，其特征在于芯板拼接工序中將芯板條(10)兩個階梯面刷膠后交錯對應，橫斷面錯位相間，拼接成一個面積為1.2×2.4米，厚13-15毫米的芯板板面，然后整形，找平，標尺裁截，芯板在成型時可在周邊加側向壓力10-15公斤/平方厘米，上下利用循環熱油板加壓2-3公斤/平方厘米，80℃-120℃加熱固化。
5.根據權利要求1所說的優質細不工板加工工藝，其特征在于過渡中間層(12)加工工序中將單板以上下兩層涂膠后貼敷在加工好的芯板兩側面上，上下加熱加壓，壓力2-5公斤/平方厘米，溫度80℃-120℃，固化后，整形、標尺、表面砂光，在面層(1 3)加工工序中，將優質單板涂膠后雙面貼敷在已加工好中間層的芯板兩側面上加壓3-5公斤/平方厘米，加熱85℃-120℃，3-5分鐘。
6.利用旋切機下腳料芯軸制作優質的細木工板專用芯板成型機，其特征在于成型機由長條狀機架(11)，按順序定位在機架(1)上的輸送鏈條總成(3)，撮合式喂料滾總成(4)，組合刨刀(5)、組合鋸片(6)和配套的從動輸送輥(7A、7B、7C)及傳動機構組成。
7.根據權利要求6所說得到芯板成型機，其特征在于輸送鏈條總成(3)由鏈輪(3B)、寬輥鏈條(3A)組成，鏈條上每間隔35-40厘米設有一個推料擋片(3A)，主動鏈輪與傳動機構相連，鏈條兩邊有定位機架(1)上的芯軸(2)限位導向板。
8.根據權利要求6所說得到芯板成型機，其特征在于組合刨刀(5)由6把組成，分上下兩組對稱成品字型分布(5A，5B)，定位在機架(1)上，每個刨刀都是輥式機制刨刀結構，每個輥上都設有3-6個刀片。
9.根據權利要求6所說得到芯板成型機，其特征在于組合鋸片(6)有三片，平行同軸分布，定位在機架(1)上，鋸片軸(6A)與配套轉動機構相連。
10.根據權利要求6所說得到芯板成型機，其特征在于撮動式喂料輥(4)設有兩組，每組有與轉動機構相連的主動輥(4A)和帶復位驅動簧的從動軸(4B)組成。
全文摘要
本發明涉及利用單板旋切機加工后的廢棄物料生產優質細木工板的新工藝及專用加工設備。新的加工工藝中包括將芯軸干燥至含水量10%以下,再將其截選后放入專用設備中處理成橫截面為凸形的芯條板。再將中間過度層、面層熱壓并固化,經整形后形成成品,本發明中還涉及專用芯板成形機,該設備可以將截成標準長度的芯軸一次制成兩片橫截面為階梯形的芯板條,主要結構由輸送鏈、撮動輪、組合刨刀和組合鋸片組成。
文檔編號B27D1/06GK1375386SQ0211772
公開日2002年10月23日 申請日期2002年5月14日 優先權日2002年5月14日
發明者王喜明 申請人:王喜明