專利名稱：用嵌合式木材坯料制造的木制品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木制品的制造方法，具體的說，涉及使用嵌合式木材坯料制造的小型木制品的制造方法。
背景技術(shù)：
一般木材的紋理都具有方向性，因此，木材的強(qiáng)度也是有方向性的。在順著木材紋理的方向上，拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度等各種機(jī)械強(qiáng)度都較高，而在垂直于紋理的方向上，這些強(qiáng)度就要低很多，兩者之間的差別視材質(zhì)而定，最大可達(dá)到50％左右。此外，在木材紋理的不同方向上，因溫度和濕度的變化而產(chǎn)生的變形也不相同。
在現(xiàn)有技術(shù)中，制造小型木制品和木制工具，例如，木梳之類的制品時(shí)，都采用整體坯料制造，即，使用從木材上切下來的單獨(dú)一塊坯料進(jìn)行加工制作而成。這樣，由于木材固有紋理的方向性，使用單獨(dú)一件坯料制成的木制品，其強(qiáng)度和抵抗變形的能力也就有了方向性。
以帶把的木梳為例，如果木材的紋理是沿著整個(gè)木梳(包括梳子和梳把)的長(zhǎng)度方向的，那么，木梳在長(zhǎng)度方向抵抗彎矩的強(qiáng)度就高，不容易折斷，也不容易變形。但，由于梳齒的長(zhǎng)度方向與梳子的整體長(zhǎng)度垂直，因此，梳齒在工作時(shí)所受到的彎矩的方向就與木材的紋理垂直。這樣，梳齒的抵抗彎矩等各種載荷的機(jī)械強(qiáng)度就降低了，其耐疲勞的性能也較差，抵抗變形的能力也較差。結(jié)果，往往梳齒很容易變形或折斷。反之，如果使木材的紋理順著梳齒長(zhǎng)度的方向，則會(huì)使得沿著整個(gè)木梳長(zhǎng)度的各種機(jī)械強(qiáng)度降低，也容易變形。
因此，當(dāng)使用單獨(dú)一塊坯料制造小型木制品和木制工具時(shí)，例如，制造木梳時(shí)，不可能獲得在各個(gè)方向上機(jī)械強(qiáng)度和其它機(jī)械性能基本相同的制品。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，還沒有使用兩塊以上嵌合式木材坯料(以下簡(jiǎn)稱嵌合坯料)制造的木制品，以使木制品的各部分具有不同方向的紋理，因而使各部分具有同樣的抵抗不同方向的載荷的機(jī)械強(qiáng)度和機(jī)械性能。因而，也就沒有使用嵌合坯料制造木制品的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提出來的，其目的是提供一種用嵌合坯料制作木制品的制造方法。
這種木制品根據(jù)木制品的各部分在使用時(shí)所承受的不同方向的載荷，使木制品的各部分具有不同方向的紋理，因而使得各部分具有同樣的抵抗各種方向的載荷的機(jī)械強(qiáng)度和機(jī)械性能，這樣，就能克服使用整體式木材坯料時(shí)，由于紋理的方向單一所造成的缺點(diǎn)，提高小型木制品的各種機(jī)械性能和使用壽命。此外，使用嵌合坯料制作的木制品，還能使得木制品表面上原來單調(diào)的紋理形狀產(chǎn)生各種變化，美化木制品的外觀。
使用嵌合坯料制作的木制品，由至少兩件互相嵌合并用粘接劑粘接的嵌合坯料加工制成，其中，形成嵌合坯料的每一件嵌合坯料都具有用于互相緊密嵌合的至少一個(gè)凸部和/或至少一個(gè)凹部，并且上述至少兩件坯料上木材紋理的方向各不相同。
為了使嵌合式材料制作的木制品的各部分具有更大的承受機(jī)械載荷的性能，可以使上述至少兩件嵌合坯料上木材紋理的方向，分別與該坯料與木制品這一部分上使用時(shí)的主要受力方向垂直。
此外，上述木材坯料上的各凸部和/或凹部的嵌合部分的形狀，可以是由平面和/或曲面組合而成的各種形狀，上述木材坯料上的各凸部和/或凹部的嵌合結(jié)構(gòu)，可以是兩端穿通的互嵌式，兩端封閉的內(nèi)嵌式，或者是一個(gè)或幾個(gè)較小的坯料埋入另一個(gè)較大坯料中的埋嵌式。
使用本發(fā)明的用嵌合坯料制作的木制品的制造方法，不但可以把至少兩件經(jīng)過加工的嵌合坯料嵌合粘接在一起，保證其加工和配合的精度，而且還能提高其生產(chǎn)效率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的用嵌合坯料制造木制品的方法，具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的各種步驟原木的分解；對(duì)分解后的原料進(jìn)行熱處理；切割規(guī)定形狀和尺寸的坯料；進(jìn)行各種類型的成形機(jī)械加工；精整；涂漆等等步驟，其特征在于，它還包括下列步驟在切割規(guī)定形狀和尺寸的坯料的步驟中，根據(jù)上述木制品對(duì)于各部分尺寸和紋理方向的要求，切割成至少兩塊坯料；根據(jù)各坯料對(duì)紋理方向的要求，在坯料的至少一側(cè)(或一端)加工出規(guī)定形狀、尺寸和精度的凸部或凹部，成為嵌合坯料；用粘接劑把各嵌合坯料上互相配合的凸部或凹部粘接結(jié)合在一起。
在本發(fā)明的制造用嵌合坯料制作的木制品的制造方法中，在加工上述凸部或凹部時(shí)，采用能一次加工成凸部或凹部的組合刀具。這樣，既提高了生產(chǎn)率，也提高了加工精度。
此外，在本發(fā)明的制造用嵌合坯料制作的木制品的工藝方法中，當(dāng)嵌合坯料上的凸部或凹部為曲線形狀時(shí)，采用能形成上述凸部或凹部的曲線形狀的仿形靠模進(jìn)行加工。這樣，既提高了生產(chǎn)率，也提高了加工精度。
此外，在本發(fā)明的制造用嵌合坯料制作的木制品的制造方法中，所采用的加工設(shè)備是帶有安裝刀具用的動(dòng)力頭和工作臺(tái)板的裝置，并且，上述動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)速不低于3000rpm。


圖1a和圖1b是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；圖2a和圖2b是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例；圖3a和圖3b是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的又一個(gè)實(shí)施例；圖4a和圖4b是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的又一個(gè)實(shí)施例；圖5a和圖5b是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的又一個(gè)實(shí)施例；圖6a和圖6b是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的互嵌式結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例，圖6c是該實(shí)施例另一種橫斷面圖；
圖7是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的埋嵌式結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；圖8是本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的埋嵌式結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例；圖9a、9b、9c是本發(fā)明的用嵌合坯料制造木制品的制造方法所使用的，一次加工成凸部或凹部的組合刀具的示意斷面圖；圖10是本發(fā)明的用嵌合坯料制造木制品的制造方法所使用的，帶有安裝刀具用的動(dòng)力頭和工作臺(tái)板的裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的用嵌合坯料制造的木制品的制造方法的實(shí)施例。
本發(fā)明的方法制造的木制品是用嵌合坯料制造的木制品，這種木制品的共同特征是使用至少兩個(gè)互相嵌合并粘接的木材坯料，制成各部分具有不同紋理方向的木制品嵌合坯料，然后對(duì)其進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械加工和其它工序而制成。本發(fā)明的不論何種木制品或木制工具，與現(xiàn)有的整體式木制品之間的區(qū)別，都在于它在紋理方向不同的坯料之間具有嵌合結(jié)構(gòu)。
圖1～4是用嵌合坯料制造的木制品的各種內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的斷面圖。在這四個(gè)實(shí)施例中，帶有凸部或凹部的嵌合坯料，都采用內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)把兩個(gè)嵌合坯料嵌合并粘接在一起。即，把較小的嵌合坯料完全嵌合較大的嵌合坯料內(nèi)部，用以構(gòu)成木制品上紋理方向不同的各部分。
圖1中表示的是在嵌合坯料11中嵌入嵌合坯料12的一種內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，其中，嵌合坯料11上的嵌合槽13的各個(gè)表面都是平面。圖1a是其縱斷面圖，圖1b是其橫斷面圖。整個(gè)嵌合坯料12都嵌合在嵌合坯料11的嵌合槽13內(nèi)，只有嵌合坯料12的上表面露出在外面，所以稱其為內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)。并且，坯料12的上表面與坯料11的上表面平滑連接，坯料12的紋理方向沿著圖1的水平方向，而坯料11的紋理方向沿著圖1的垂直方向，兩者的紋理互相垂直。
這種內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的制造方法，除了具有與整體式木制品相同的各種工序之外，還要把嵌合坯料11中的嵌合槽(凹部)13與嵌合坯料12互相配合的尺寸加工到規(guī)定尺寸，使兩者接觸面上留有能容納粘接劑的間隙。一般，上述能容納粘接劑的間隙為0.05mm左右。然后，在互相嵌合的配合面上涂上粘接劑，把兩者嵌合在一起。待粘接劑凝結(jié)牢固之后，進(jìn)行該木制品的各種后續(xù)成形加工工序。
圖2也表示一種內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，圖2a是其縱斷面圖，圖2b是其橫斷面圖。圖2中嵌合坯料22完全嵌入嵌合坯料21中。圖2中的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)與圖1不同之處是，根據(jù)木制品形狀的需要，嵌合坯料22的形狀是彎曲的，所以嵌合坯料21上的嵌合槽(凹部)23的底面24加工成曲面，而圖1中的嵌合槽的底面14是平面。
圖3和圖4也都是用嵌合坯料制造木制品的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的斷面圖，圖3a是其縱斷面圖，圖3b是其橫斷面圖；圖4a是其縱斷面圖，圖4b是其橫斷面圖。圖3、圖4與圖1、圖2的不同之處是，圖3、圖4中的嵌合槽的端面33和43是曲面。另外，圖3a的嵌合槽的底面34是曲面，而圖4a中的嵌合槽的底面44基本上是平面。
圖5是另一種內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的斷面圖，圖5a是其縱斷面圖，圖5b是其橫斷面圖。由圖5a可見，嵌合坯料51上的嵌合槽(凹部)53是一條直線狀的通槽，兩端沒有端面，只有兩側(cè)的側(cè)面和底面。嵌合坯料51、52的頂面是曲面，它們的底面54，既可以是平面，也可以是曲面。顯然，加工這種穿通的嵌合槽比較方便快捷。
以上這些內(nèi)嵌式的嵌合結(jié)構(gòu)，主要用于尺寸大小差別比較大的兩件嵌合坯料之間的嵌合，將體積較小的坯料整個(gè)嵌入體積大得多的坯料中，以保證兩者連接的牢固程度。
圖6是用嵌合坯料制造的木制品的互嵌式結(jié)構(gòu)的斷面圖，圖6a是其縱斷面圖，圖6b是其橫斷面圖，圖6c是其另一種橫斷面圖。圖6b與圖6c的區(qū)別在于，形成凹部63與凸部64的嵌合坯料正好相反。這種互嵌式結(jié)構(gòu)，主要用于尺寸大小大致相同的嵌合坯料的嵌合。如果在坯料61上形成嵌合槽(凹部)63，則在另一個(gè)坯料62上就形成凸部64?；蛘呦喾?。坯料61和62在圖6中互相接觸的面，根據(jù)木制品的形狀和強(qiáng)度要求，既可以是平面，也可以是曲面。
圖7和圖8是用嵌合坯料制造的木制品的各種埋嵌式結(jié)構(gòu)的斷面圖。所謂埋嵌式，如圖7或圖8所示，就是把相對(duì)來說體積很小的坯料71或81，完全埋入體積相對(duì)很大的坯料72或82上所鉆出的孔內(nèi)。在這種結(jié)構(gòu)中，形狀為圓形、放行或橢圓形的坯料71或81主要是用于加強(qiáng)坯料72或82局部的強(qiáng)度或剛度，例如，應(yīng)用于尺寸很小的木梳或者木制工具的把上。在這種嵌合結(jié)構(gòu)中，有時(shí)可以采用鋼鐵或者工程塑料等強(qiáng)度和剛度很高的材料來制作坯料71，此時(shí)，如圖8所示，可以在埋嵌孔的端部嵌入一個(gè)木制的堵頭83。
無論嵌合結(jié)構(gòu)是互嵌式或埋嵌式，它們的制造工藝都與內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)相同，即，除了具有與整體式木制品相同的各種工序之外，還要在把兩個(gè)嵌合坯料互相配合的凸部和凹部的尺寸加工到一定尺寸，使兩者接觸面上留有能容納一定厚度粘接劑的間隙。一般，上述能容納粘接劑的間隙為0.05mm左右。然后，在互相嵌合的配合面上涂上粘接劑，把兩者嵌合在一起，待粘接劑凝結(jié)牢固之后，進(jìn)行后續(xù)的各種成形加工工序。
另外，根據(jù)木制品在使用時(shí)的強(qiáng)度或剛度的要求，可以把兩個(gè)以上的嵌合坯料嵌合在一起，制成一個(gè)木制品。而且，在木制品的結(jié)構(gòu)需要時(shí)，可以把以上這些嵌合結(jié)構(gòu)中的兩種或幾種結(jié)構(gòu)綜合起來應(yīng)用，以滿足該木制品在強(qiáng)度或剛度上的要求，或者外觀上美感的要求。
此外，在木制品或者木制品的一部分中，對(duì)強(qiáng)度或剛度要求特別高時(shí)，也可以用金屬或工程塑料制作嵌合坯料。
下面，詳細(xì)描述本發(fā)明的用嵌合坯料制造木制品的制造方法的實(shí)施例。
如上所述，本發(fā)明的用嵌合坯料制造木制品的制造方法中，包括現(xiàn)有技術(shù)中的所有各種步驟原木的分解；對(duì)分解后的木料進(jìn)行熱處理；切割規(guī)定形狀和尺寸的坯料；進(jìn)行各種類型的成形機(jī)械加工；精整；涂漆等等。此外，它還包括下列步驟在切割規(guī)定形狀和尺寸的坯料的步驟中，根據(jù)上述木制品對(duì)于各部分的尺寸和紋理方向的要求，切割成至少兩塊坯料；并根據(jù)對(duì)各坯料的紋理方向的要求，在坯料的至少一側(cè)(或一端)加工出規(guī)定形狀、尺寸和精度的凸部或凹部，成為嵌合坯料；把各坯料上互相配合的凸部或凹部結(jié)合在一起，并用粘接劑粘接上述互相配合的凸部和凹部。
在制造整體木制品時(shí)，是根據(jù)木制品整體的輪廓尺寸把原木分解成能制成許多木制品的大木料，然后，經(jīng)過熱處理，再切割成能制造整體木制品的坯料。而在本發(fā)明的用嵌合坯料制造木制品的制造方法中，則要根據(jù)木制品的各嵌合坯料的輪廓尺寸，以及對(duì)各嵌合坯料的紋理方向的要求，把原木分解成適合于制造各種嵌合坯料的大木料，然后，經(jīng)過熱處理，再切割成各種尺寸的嵌合坯料。
熱處理步驟的目的是，通過蒸汽加熱處理，減少木材中所含有的水分，以防止以后木材的變形。
在制造整體木制品時(shí)，成形機(jī)械加工是把一塊整體的坯料加工成木制品的形狀和尺寸。而在本發(fā)明的用嵌合坯料制造木制品的制造方法中，則是把至少兩塊加工出凸部和凹部的嵌合坯料，粘接在一起之后，再加工成木制品的形狀和尺寸。
精整步驟是對(duì)經(jīng)過成形機(jī)械加工的木制品進(jìn)行磨光和拋光，以提高木制品外表的光潔度。
涂漆(或噴漆)是在木制品的外表面上噴涂不同色彩的漆料，用以保護(hù)木制品的表面，并增加其美觀的程度。
下面，詳細(xì)描述切割坯料，加工嵌合坯料上的凸部和凹部，以及粘接結(jié)合至少兩個(gè)嵌合坯料的步驟的工作過程。
首先，在切割坯料時(shí)，要根據(jù)木制品上各嵌合坯料的輪廓尺寸，以及對(duì)各嵌合坯料的紋理方向的要求進(jìn)行切割。例如，如圖1a所示的兩塊坯料11和12中，坯料11的紋理方向應(yīng)該沿著圖1的垂直方向，而坯料12的紋理方向應(yīng)該沿著圖1的水平方向，兩者的紋理互相垂直。并且，在坯料11上加工的嵌合槽的底面14與坯料11的紋理方向垂直。其余各種嵌合結(jié)構(gòu)中，不論是互嵌式或埋嵌式，都要按照對(duì)各嵌合坯料紋理方向的要求來切割坯料。
其次，在加工嵌合坯料上的凸部或凹部時(shí)，可以采用圖9中的組合銑刀。其中，圖9a中的組合銑刀是用于加工嵌合坯料上的凸部的，而圖9b、9c中的銑刀是用來加工嵌合坯料上的凹部的。采用組合銑刀加工的凸部和凹部的尺寸公差可以控制得很小，從而在涂敷上粘接劑之后，能保證凸部與凹部的結(jié)合十分牢固。
此外，在加工嵌合坯料上的凸部或凹部時(shí)，可以采用圖10中的帶有安裝刀具用的動(dòng)力頭(圖中未表示)和工作臺(tái)板的裝置。如圖10所示，其中的標(biāo)號(hào)101表示木工機(jī)床上的工作臺(tái)板，標(biāo)號(hào)102表示安裝在夾具上的嵌合坯料，標(biāo)號(hào)103表示組合銑刀，標(biāo)號(hào)104表示嵌合坯料上加工出來的凸部的表面，標(biāo)號(hào)105表示用于安裝和壓緊嵌合坯料的夾具，標(biāo)號(hào)106表示安裝在銑刀主軸上的仿形靠樁，標(biāo)號(hào)107表示安裝在夾具105上的靠模板。加工時(shí)，開動(dòng)動(dòng)力頭，銑刀103便旋轉(zhuǎn)，一般，旋轉(zhuǎn)的速度在3000rpm/分鐘左右。然后，用手動(dòng)或機(jī)動(dòng)的方式推動(dòng)裝有嵌合坯料102的夾具105沿著縱向(與圖面垂直的方向)移動(dòng)，便可方便地加工出嵌合坯料上的凸部(或凹部)。當(dāng)凸部或凹部的形狀呈曲線的形狀時(shí)，可利用安裝在銑刀主軸上的仿形靠樁106和安裝在夾具105上的帶有曲線形狀的靠模板107，讓靠模板貼著靠樁移動(dòng)，就能方便地加工出曲線形狀的凸部或凹部。
一般，為了兩件嵌合坯料在嵌合時(shí)，在兩者的嵌合部分上能容納一定量的粘接劑，在凸部與凹部的配合表面之間，應(yīng)該留有間隙，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這種間隙為0.05mm左右。
綜上所述，采用本發(fā)明的用嵌合式木材坯料制造的木制品的制造方法，能精確而且高校地制造出用嵌合式木材坯料制造的木制品來。
權(quán)利要求
1.一種制造用嵌合坯料制造木制品的方法，這種木制品由至少兩件木材坯料互相嵌合并用粘接劑粘接后，經(jīng)過加工而制成，其中的每一件嵌合坯料上都具有用于互相精密嵌合的至少一個(gè)凸部和/或至少一個(gè)凹部，并且在木制品上的上述至少兩件嵌合坯料的木材紋理方向各不相同，這種制造方法具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的各種步驟分解原木；對(duì)分解后的原木進(jìn)行熱處理；切割規(guī)定尺寸的坯料；進(jìn)行各種類型的成形機(jī)械加工；精整；涂漆等等，其特征在于，它還包括下列步驟根據(jù)各嵌合坯料對(duì)紋理方向的要求，從經(jīng)過處理的原料上把各種形狀和尺寸的多個(gè)木材坯料切割下來；根據(jù)各嵌合坯料對(duì)紋理方向的要求，在坯料的至少一側(cè)(或一端)加工規(guī)定形狀、尺寸和精度的凸部和/或凹部，成為嵌合坯料；用粘接劑粘接結(jié)合各嵌合坯料上互相配合的凸部和/或凹部。
2.如權(quán)利要求1所述的用嵌合坯料制造木制品的制造方法，其特征在于，在加工上述凸部或凹部時(shí)，采用能一次加工成凸部或凹部的組合刀具。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制造用嵌合坯料制作的木制品的工藝方法，其特征在于，當(dāng)嵌合坯料上的凸部或凹部為曲線形狀時(shí)，采用能形成上述凸部或凹部的曲線形狀的仿形靠模進(jìn)行加工。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制造用嵌合坯料制作的木制品的工藝方法，其特征在于，加工嵌合坯料上的凸部和凹部所采用的設(shè)備是帶有安裝刀具用的動(dòng)力頭和工作臺(tái)板的裝置，并且，上述動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)速不低于3000rpm。
5.如權(quán)利要求1或2所述的制造用嵌合坯料制作的木制品的工藝方法，其特征在于，嵌合坯料互相配合的凸部和凹部的尺寸加工到兩者的接觸面上留有容納粘接劑的間隙為0.05mm左右。
全文摘要
本發(fā)明提供了使用嵌合坯料制作的木制品，它由至少兩件互相嵌合并用粘接劑粘接的嵌合坯料加工制成，其中，形成嵌合坯料的每一件木材坯料都具有用于互相緊密嵌合的至少一個(gè)凸部和/或至少一個(gè)凹部，并且上述至少兩件坯料上木材紋理的方向各不相同。此外，本發(fā)明還提供了制造用嵌合坯料制作的木制品的工藝方法，它除了具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的各種步驟之外，還包括下列步驟從經(jīng)過處理的原料上把各種形狀和尺寸的多個(gè)木材坯料切割下來；在坯料的至少一側(cè)(或一端)加工規(guī)定形狀、尺寸和精度的凸部和/或凹部；根據(jù)對(duì)于各坯料的紋理方向的要求，把各坯料上互相配合的凸部和/或凹部結(jié)合在一起，并用粘接劑粘接上述互相配合的凸部和凹部。
文檔編號(hào)B27K5/00GK1583379SQ03153758
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者譚傳華 申請(qǐng)人:重慶譚木匠工藝品有限公司