4木材加工制材学.ppt
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1、第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-第四章第四章 锯解工艺锯解工艺 下锯法:原木锯解时,按锯材的种类、规格,确定锯下锯法:原木锯解时,按锯材的种类、规格,确定锯口部位和锯解顺序进行下锯的方法。口部位和锯解顺序进行下锯的方法。合理下锯:根据原木情况和产品要求,按工艺设计和合理下锯:根据原木情况和产品要求,按工艺设计和使用设备,在获得最大出材率和最高经济效益的前提下,使用设备,在获得最大出材率和最高经济效益的前提下,合理安排锯口位置和尺寸进行下锯。合理安排锯口位置和尺寸进行下锯。合理下锯的意义:合理下锯的意义:提高产品质量和出材率,提高产品质量和出材率,节约木材,充分利用森林资源。节约木材,充分利用森
2、林资源。2 2、综合出材率、综合出材率 综合出材率综合出材率=全部锯材包括:主产品、副产品、全部锯材包括:主产品、副产品、连产品、小规格材。连产品、小规格材。1 1、主产出材率、主产出材率 主产出材率主产出材率=主产品是指:枕木、大方、厚板。主产品是指:枕木、大方、厚板。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-441 1 制材生产主要技术指标制材生产主要技术指标 原原木木的的锯锯材材出出材材率率,即即所所产产锯锯材材材积与所耗原木材积之百分比。材积与所耗原木材积之百分比。P=V/Q*100%P=V/Q*100%式中:式中:P-P-原木的锯材出材率,原木的锯材出材率,%;V-V-锯材材积,锯材材积,m
3、m3 3;Q-Q-原木材积,原木材积,m m3 3。一、原木出材率一、原木出材率第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-二、锯材质量指标二、锯材质量指标 1 1、锯材抽查合格率、锯材抽查合格率 抽查对象:待调拨锯材抽查对象:待调拨锯材 方法:一半为指定材种,一半为随机抽样。方法:一半为指定材种,一半为随机抽样。原林业部要求锯材抽查合格率原林业部要求锯材抽查合格率95%95%。木材送货锯材误。木材送货锯材误差:数量差:数量 1%1%,质量,质量 CpCp,质量超额,多生产了质量高的锯材,好;,质量超额,多生产了质量高的锯材,好;CpCp CpCp,质量差。没有完成规定的锯材质量指标。质量差。没有完成规定
4、的锯材质量指标。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-影响影响:锯材出材率锯材出材率 锯材质量锯材质量 生产率生产率442 2 下锯法的分类与下锯图下锯法的分类与下锯图第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-分分 类类工工 艺艺 方方 法法优优 缺缺 点点 及及 适适 用用 范范 围围按按锯锯数数分分类类单单锯锯法法 用用单单锯锯片片圆圆锯锯机机、单单锯锯条条带带锯锯机机,一一次次锯锯一一个个锯锯口口,依依次次一一块块一一块块地地锯锯解板、方材。解板、方材。优优点点:可可以以翻翻转转下下锯锯,集集中中剔剔除除缺缺陷陷,提提高高质质量量和和出出材材率率;能能套套裁裁下下料料,能能生生产产几几种种不不同同规规格
5、格的的锯锯材材;带带锯锯条条锯锯路路小小,木木材损耗少。材损耗少。缺缺点点:锯锯材材规规格格较较差差,技技术术要要求求高高,生产效率低。生产效率低。适适用用于于缺缺陷陷原原木木、大大径径原原木木、珍珍贵贵材材和特殊用材的生产。和特殊用材的生产。组组锯锯法法 用用多多锯锯片片圆圆锯锯机机、多多联联带带锯锯机机、排排锯锯机机,一一次次锯锯解解数块板、方材。数块板、方材。优优点点:锯锯材材规规格格较较好好,生生产产效效率率高高,工工艺艺流流程程短短,易易于于机机械械化化自自动动化化,产产品品规规格少,简化分选堆垛工作。格少,简化分选堆垛工作。缺缺点点:不不能能看看材材下下锯锯、套套裁裁下下料料,锯锯
6、路较大,出材率低。路较大,出材率低。适适用用于于人人工工林林原原木木质质量量均均一一,专专业业化化制材厂制材厂一、下锯法的分类及特点一、下锯法的分类及特点 第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-分分 类类工工 艺艺 方方 法法优优 缺缺 点点 及及 适适 用用 范范 围围按按下下锯锯顺顺序序分分类类四四面面下下锯锯法法 在在带带锯锯机机上上先先锯锯解解成成毛毛方方或或依依次次翻翻转转下下锯锯,在在锯锯取取4 4块块完完整整板板皮皮的的同同时时,有有选选择择地锯取优质板、方材。地锯取优质板、方材。优优点点:充充分分利利用用边边材材优优质质部部分分生生产产优优质质材材,板宽一致,裁边工作量减少;出材率较
7、高。板宽一致,裁边工作量减少;出材率较高。缺点:原木翻转次数较多,影响生产率。缺点:原木翻转次数较多,影响生产率。适适用用于于大大、中中径径级级各各种种质质量量的的原原木木,生生产产大方、厚板、枕木定制材。大方、厚板、枕木定制材。三三面面下下锯锯法法 在在带带锯锯机机上上先先锯锯去去一一块块板板皮皮或或带带一一块块板板材材,然然后后90900 0翻翻转转扣扣下下,依依次次平平行行下下料料或或锯板材。锯板材。优优点点:翻翻转转次次数数少少,生生产产效效率率高高,能能剔剔除除缺陷,板材较宽,裁边量居中。缺陷,板材较宽,裁边量居中。缺缺点点:与与四四面面下下锯锯比比较较,三三角角板板皮皮多多、增增加
8、裁边量。加裁边量。适适用用于于大大、中中径径级级各各种种质质量量的的原原木木、生生产产奇数枕木、中方、门窗及家具材。奇数枕木、中方、门窗及家具材。两两面面下下锯锯法法 也也称称毛毛板板下下锯锯法法,原原木木上上跑跑车车后后依依次次平平行锯割毛边板。行锯割毛边板。优优点点:工工艺艺简简单单,可可得得到到最最宽宽的的板板材材,便便于机械化自动化。于机械化自动化。缺缺点点:不不能能剔剔除除缺缺陷陷,材材质质差差,生生产产整整边边板出材率低,裁边工作量大,三角板皮多。板出材率低,裁边工作量大,三角板皮多。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-毛板下锯法毛板下锯法第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-三面下锯法三面
9、下锯法第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-四四面面下下锯锯法法第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-二二、特特种种用用材材下下锯锯法法下锯方法下锯方法下锯图下锯图 下锯方法下锯方法下锯图下锯图 (一)弦切板下锯法(一)弦切板下锯法 年年轮轮和和板板面面平平行行或或接接近近平平行行的的板板材材,径径向向角角为为0 00 045450 0,通通常常为为30300 0以以内内的的称称为为弦弦切切板。板。弦弦切切板板常常用用作作船船甲甲板板材材、桶桶板板材材和和装装饰用材。饰用材。锯锯解解弦弦切切板板一一般般是是沿沿边边材材部部分分和和年年轮轮平行下锯。平行下锯。需需量量不不大大,质质量量要要求求高高的的弦弦切
10、切板板,可可采用四面下锯法带制。采用四面下锯法带制。需量很大。质量需量很大。质量要求不高,可采用完要求不高,可采用完全弦切板下锯法。全弦切板下锯法。(二)径切板下锯法(二)径切板下锯法 年年轮轮和和板板面面垂垂直直或或接接近近垂垂直直的的板板材材,径径向向角角为为45450 090900 0,通通常常在在60600 0以以上上称称为为径径切切板。板。径径切切板板一一般般用用于于重重要要建建筑筑、航航空空、乐乐器器、军军工工、体体育育用用具具等方面。等方面。径径切切板板是是通通过过木木材材髓髓心心,沿沿原原木木的的半半径径或或直径锯制而成。直径锯制而成。径切板可用大径径切板可用大径级原木的边材部
11、分带级原木的边材部分带制,也可采用完全径制,也可采用完全径切板下锯法进行专制。切板下锯法进行专制。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-径向下锯法径向下锯法第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-弦弦向向下下锯锯法法第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-模拟下锯模拟下锯 第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-二、下锯图表示方法二、下锯图表示方法 分类分类下下 锯锯 图图表表 示示 方方 法法四四面面下下锯锯图图1 1、15152525180180252515152 2、15153030404040404040404030301515三三面面下下锯锯图图1 1、303040401201201515303040404040
12、4040404030301515两两面面下下锯锯图图1 1、(5.5)15(5.5)1530304040404040404040303015(5.5)15(5.5)2 2、3 3、下锯图:原木锯解前,按锯材规格在原木小头端面上排列出的锯口图式。下锯图:原木锯解前,按锯材规格在原木小头端面上排列出的锯口图式。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-三、下锯图的计算三、下锯图的计算 1 1、下锯图计算的理论依据、下锯图计算的理论依据 下下锯锯图图的的计计算算,是是指指用用数数学学方方法法求求得得锯锯材材的的最最大大材材积积,其其计计算算的的依据是:依据是:(1 1)将原木形状看作是抛物线回转体;)将原木形
13、状看作是抛物线回转体;(2 2)沿沿原原木木纵纵轴轴剖剖开开,材材面面呈呈抛抛物物线线面面,可可用用抛抛物物线线方方程程式式y y2 2=2px=2px表示;表示;(3 3)将将原原木木分分成成圆圆柱柱体体和和削削度度部部分分。圆圆柱柱体体部部分分长长度度等等于于原原木木长长度,削度部分短于原木长度,这两部分都应充分利用;度,削度部分短于原木长度,这两部分都应充分利用;(4 4)板材裁边截断后应获得最大材积的锯材。)板材裁边截断后应获得最大材积的锯材。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-2 2、下锯图的计算、下锯图的计算 第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-第四章第四章
14、 锯解工艺锯解工艺-第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-3 3、带钝棱最大方材出材率的计算、带钝棱最大方材出材率的计算 根根据据锯锯材材国国家家标标准准规规定定,生生产产锯锯材材可可允允许许带带一一定定尺尺寸寸的的钝钝棱棱。其其钝钝棱棱最最严严重重的的缺缺角角尺尺寸寸:一一等等材材不不得得超超过过材材宽宽的的2525,二二等等材材不不得得超超过过材材宽宽的的5050,三三等等材材不不得得超超过过材材宽宽的的8080。其其带带钝钝棱棱最最大大方方材材尺尺寸寸计计算算如如下:下:设设从从原原木木直直径径d d中中锯锯解解最最大大方方材材一一边边ABAB,按按材材质质等等
15、级级允允许许带带有有钝钝棱棱K K,如图,如图4 44 4所示。即所示。即a ab bd/2d/2b/2b/2R R第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-带钝棱最大扁方材出材率的计算:带钝棱最大扁方材出材率的计算:设设d d为为小小头头直直径径,a a为为扁扁方方材材的的宽宽度度,b b为为着着锯锯宽宽度度,K K为为钝钝棱棱百百分分比比。按按国国家家标标准准规规定定,锯锯材材厚厚度度部部分分的的钝钝棱棱以以着着锯锯为为限限,因因此此,扁扁方方材材的的宽宽度度a a可趋近于直径可趋近于直径d d。则。则 :b=(1-K)ab=(1-K)a(1-K)d(1-K)d 由图上直角三角形可得出:由图上直角三
16、角形可得出:h hh/2h/2b bh/2h/2R Ra a第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-4 4、各种规格方材的计算、各种规格方材的计算 各各径径级级原原木木割割制制最最大大正正方方材材的的材材宽宽,以以及及生生产产不不同同宽宽度度的的正正方方材材所所需需的的原原木木直直径径,可可按按前前述述的的求求圆圆形形断断面面内内接接正正方方形形出出材材量量的的计计算算公公式式求求之之。但但割割制制各各种种规规格格的的方方材材时时,即即各各径径级级原原木木割割制制不不同同厚厚度度方方料料的的出出材材宽度和锯口尺寸,则计算方法如下:宽度和锯口尺寸,则计算方法如下:(1 1)先求最大方料宽度)先求最大方料
17、宽度a a和方料厚度和方料厚度h h。式中:式中:d-d-原木直径。原木直径。(2 2)依锯材规格,算出所能锯得的方材块数。)依锯材规格,算出所能锯得的方材块数。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-例例如如:原原木木直直径径36cm36cm,长长6m6m,割割制制80mm*80mm80mm*80mm的的方方材材,能能出出多多少少块块?总总的下料尺寸是多少?的下料尺寸是多少?解:解:246246 块块实际下料尺寸:实际下料尺寸:第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-5 5、板材出材量的计算、板材出材量的计算 锯锯解解板板材材时时,也也是是按按原原木木径径级级和和最最大大出出材材率率原原理理,先先计计算算最
18、最大大方方料料的的宽宽度度和和厚厚度度,再再算算出出板板块块数数。因因此此,设设计计板板材材宽宽厚厚尺尺寸寸时时,应应力力求求等等于或接近该原木最大方料的尺寸为宜。计算步骤如下:于或接近该原木最大方料的尺寸为宜。计算步骤如下:(1 1)先先算算出出最最大大方方料料厚厚度度,按按板板材材标标准准宽宽度度圆圆整整,即即下下料料厚厚度度(或板材宽度)。(或板材宽度)。az hzdmh(2 2)计算最大方料宽度,算出板材块数。)计算最大方料宽度,算出板材块数。(3 3)计算下料总宽度:)计算下料总宽度:第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-例例:原原木木直直径径30cm30cm,锯锯割割25mm25mm厚厚
19、板板材材,求求能能锯锯制制板板材材的的块块数数及及下下料料尺尺寸寸是多少?是多少?解:解:az hzdmh取取210210取取8 8即:可生产即:可生产25mm25mm厚板材厚板材8 8块,下料总尺寸为块,下料总尺寸为221221210mm210mm2 2。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-6 6、板皮厚度与材面宽度的计算、板皮厚度与材面宽度的计算 原原木木采采用用四四面面下下锯锯法法锯锯制制主主产产后后,一一般般可可得得到到四四块块完完整整板板皮皮,其其板板皮皮的的大大小小和和主主产产品品是是否否钝钝棱棱有有关关(如如主主产产品品带带钝钝棱棱,板板皮皮相相对对减减小小),与与原原木木直直径径及
20、及长长度度也也有有直直接接关关系系(原原木木直直径径大大,板板皮皮的的厚厚度度和和宽宽度度就就大大;原木长度长,不仅板皮长,而且板皮的大头厚度和宽度也大)。原木长度长,不仅板皮长,而且板皮的大头厚度和宽度也大)。(1 1)无钝棱最大方材板皮的宽、厚尺寸的计算)无钝棱最大方材板皮的宽、厚尺寸的计算 设原木直径为设原木直径为d d,最大方材边长为,最大方材边长为a a,板皮的厚度为,板皮的厚度为B B。则。则d da aB B第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-(2 2)不同厚度板皮着锯面宽度的计算)不同厚度板皮着锯面宽度的计算 在在制制材材生生产产中中,为为了了锯锯制制一一定定规规格格的的的的锯锯材
21、材,第第一一个个锯锯口口的的位位置置或或着着锯锯面面尺尺寸寸是是非非常常关关键键的的。第第一一个个锯锯口口如如下下得得不不准准,就就会会因因一一锯锯之之差差,不不能能锯锯出出所所要要求求规规格格的的锯锯材材,因因此此需需要要准准确确计计算算第第一一个个锯锯口口板板皮皮着着锯锯面面的尺寸。的尺寸。设板皮厚度为设板皮厚度为h h,板皮宽度,板皮宽度a a,原木断面半径为,原木断面半径为r r,如图,如图4 41010所示。所示。根据计算,则着锯面尺寸为:根据计算,则着锯面尺寸为:第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-(3)(3)原木边部板皮最大出材率的计算原木边部板皮最大出材率的计算 A A、圆形断面原
22、木边部板皮最大出材率的计算、圆形断面原木边部板皮最大出材率的计算 在在实实际际生生产产中中,由由原原木木断断面面内内锯锯取取方方材材外外的的四四块块板板皮皮,一一般般以以锯锯解解中中、薄薄板板为为宜宜。应应用用数数学学极极大大值值原原理理计计算算可可以以证证明明,在在原原木木边边部部取取厚厚度度等于等于0.1D0.1D的板材时,其出材率为最大。的板材时,其出材率为最大。B B椭圆形原木边部板皮最大出材率的计算椭圆形原木边部板皮最大出材率的计算 椭椭圆圆形形原原木木锯锯制制最最大大扁扁方方后后,其其周周边边板板皮皮通通常常锯锯制制中中、薄薄板板,其其厚厚度与椭圆长半径,短半径之比,以度与椭圆长半
23、径,短半径之比,以0.20.2为宜。其理论计算略。为宜。其理论计算略。7 7、锯削半圆木内接梯形材面积的计算、锯削半圆木内接梯形材面积的计算 在在利利用用小小径径木木生生产产胶胶合合木木的的下下锯锯法法中中,由由半半圆圆木木生生产产内内接接梯梯形形材材,梯梯形形材材下下锯锯最最大大出出材材率率,通通过过计计算算,梯梯形形底底两两侧侧角角均均等等于于6060o o时时(即即梯梯形形恰恰好等于圆内接正六边形的一半好等于圆内接正六边形的一半),其面积最大。,其面积最大。第四章第四章 锯解工艺锯解工艺-8 8、毛边板截头与裁边最大出材率的计算、毛边板截头与裁边最大出材率的计算 在在上上述述最最大大出出
24、材材率率原原理理计计算算中中,假假设设原原木木外外形形为为抛抛物物线线的的回回转转体体。因此平行原木中心线锯解时所锯出的材面是抛物线面。因此平行原木中心线锯解时所锯出的材面是抛物线面。若若下下锯锯图图最最外外侧侧一一个个锯锯口口超超过过原原木木小小头头直直径径范范围围以以外外,这这时时板板材材材材面面是是具具有有抛抛物物线线顶顶点点的的抛抛物物线线面面。毛毛边边板板截截头头时时,按按理理论论计计算算,截截去去抛抛物线高度物线高度1 13 3后,再进行裁边,求得内接矩形面积为最大。后,再进行裁边,求得内接矩形面积为最大。若若在在下下锯锯图图最最外外侧侧的的一一个个锯锯口口,在在原原木木小小头头直
25、直径径范范围围以以内内,这这时时板板材材材材面面是是一一个个没没有有抛抛物物线线顶顶点点的的抛抛物物线线面面,它它的的截截头头问问题题可可以以用用同同样样的的方方法法来来进进行行计计算算。当当板板材材小小头头宽宽度度与与大大头头宽宽度度之之比比,大大于于或或等等于于0.5770.577时,就可以不要截断,而按小头宽度进行裁边。时,就可以不要截断,而按小头宽度进行裁边。由于长板材利用价值高于短板材,一般长板材不能任意截断,但长由于长板材利用价值高于短板材,一般长板材不能任意截断,但长板材必须要截断时,可结合订制规格和锯材价值率适当截断。板材必须要截断时,可结合订制规格和锯材价值率适当截断。第四章
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