異形零部件加工過程

1 基本加工流程

實(shí)木家具就是以木材原料為主要材料，經(jīng)生產(chǎn)處理而制成的家具，這類家具非常受消費(fèi)者的歡迎。異形零件與普通木質(zhì)零件的加工都需要經(jīng)過干燥、配料、毛料加工、凈料加工、裝配和涂飾的過程。家具生產(chǎn)的常規(guī)加工流程如圖9所示。而異形零件與其他零件在加工上的主要區(qū)別在于凈料加工工序，且由于異形零件形狀比較多變，不同類型的異形零件在加工工藝上有一定的區(qū)別。

2 關(guān)鍵加工工序

2.1 配料

配料是家具加工的重要工序，合理的配料可以提高原材料的利用率，通過減少原材料的浪費(fèi)來降低生產(chǎn)成本[12]。

對(duì)于異形零件的配料來說，由于異形零件具有較多的異形曲線，在進(jìn)行加工時(shí)需要切削掉大量的材料，因此需要合理設(shè)計(jì)配料方案，如先劃線再進(jìn)行鋸切，或使用拼版法，將原材料拼合成一定規(guī)格的集成材，再進(jìn)行鋸切，以達(dá)到提高出材率的目的。

圖9 家具生產(chǎn)常規(guī)加工流程

Fig.9 Wooden furniture conventional processing process

2.2 銑型

銑型是指使用成型銑刀或端銑刀將零件加工成一定的型面或者曲面，也是異形零件成型的重要工序。使用仿形銑床可以批量生產(chǎn)曲線零件；鏤銑機(jī)可用于零件內(nèi)外的銑型或雕花等；在使用下軸銑床對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，需要注意保持刀軸的旋轉(zhuǎn)方向與木紋方向一致，否則易導(dǎo)致零件崩茬或開裂。

2.3 砂光

家具零件的表面粗糙程度對(duì)涂飾質(zhì)量有著直接的影響，因此在切削過程中產(chǎn)生的不平和毛刺等缺陷需要通過砂光來去除。由于異形零件的表面形狀比較復(fù)雜，比方材和板材的砂光難度高[13]，應(yīng)選用適合異形零部件外部輪廓的砂光機(jī)進(jìn)行砂光，以免出現(xiàn)砂光不均等缺陷。

3 加工過程

3.1 裝飾性異形零件加工

（1）雕花類零件

雕花類零件是異形零件中外觀結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的零件，通常采用手工雕刻的方法，將需要加工成的花紋繪制于零件表面，由工人手工操作雕刻。也可采用數(shù)控雕刻機(jī)進(jìn)行加工[14]，但數(shù)控雕刻機(jī)成本較高，且需要先建立三維數(shù)字模型才能進(jìn)行加工。具體加工工藝流程如圖10所示。

圖10 雕花類零件加工流程示意圖

Fig.10 Processing schematic diagram of carved parts

（2）簡單線型零件

簡單線型零件加工比較簡單，可以使用帶鋸機(jī)鋸出毛料，然后在四面刨或者銑床上進(jìn)行成型加工，工序較為簡單，加工效率比較高。對(duì)于長度較長而寬度不大的簡單線型零件可以直接使用四面刨進(jìn)行加工。而由于四面刨的加工范圍有限，長度和寬度都比較大的零件更適合使用銑床進(jìn)行加工。具體加工工藝流程如圖11所示。

3.2 結(jié)構(gòu)性異形零件加工

（1）線狀異形零件

線狀異形零件的加工方式可以分為2種，回轉(zhuǎn)體狀的異形零件可以直接使用木工車床進(jìn)行加工，而其他形狀的線狀異形零件則要根據(jù)需求在不同的形狀，在帶鋸機(jī)上進(jìn)行曲線鋸解，并在立式木工銑床上采用成型銑刀進(jìn)行加工。成型銑刀一般每次的切削量較少，應(yīng)多次切削才能完成[15]，刀片的給進(jìn)量越高刀片的邊緣磨損程度越高[16]，曲線直徑較大的零件還要拼板后再進(jìn)行加工。具體加工工藝流程如圖12所示。

圖11 簡單線型零件加工流程示意圖

Fig.11 Processing schematic diagram of simple linear parts

圖12 線狀異形零件加工流程示意圖

Fig.12 Processing schematic diagram of the special shaped linear parts

（2）面狀異形零件

面狀異形零件具有異形曲線的一面尺寸較大，可以使用靠模銑床或者立式木工銑床進(jìn)行加工。使用靠模銑床進(jìn)行加工時(shí)，需要高精度的模板輔助操作，且在更換工件時(shí)較為不便。使用立式木工銑床進(jìn)行加工時(shí)，操作相對(duì)簡單，但需要按毛料上的畫線進(jìn)行操作，精度不容易控制。具體加工工藝流程如圖13所示。

圖13 面狀異形零件加工流程示意圖

Fig.13 Processing schematic diagram of the special shaped panel parts

（3）塊狀異形零件

塊狀異形零件在所有異形零件中所占的數(shù)量較少，但加工工藝最為復(fù)雜。由于塊狀異形零件尺寸通常都比較大，需要先拼板才能進(jìn)行進(jìn)一步的加工。且由于塊狀異形零件具有多個(gè)彎曲角度，使用仿形銑床可以進(jìn)行高效的加工。但仿形銑床需要預(yù)先制作金屬或其他硬度較高的零件，在步驟上比較繁瑣�；蛘呖梢灾苯邮褂肅NC加工中心進(jìn)行加工，將塊狀異形零件的三維模型輸入即可實(shí)現(xiàn)高精度的加工。但傳統(tǒng)的CNC加工中心往往會(huì)受到加工線路失控、刀具行徑復(fù)雜等多方面的挑戰(zhàn)。具體加工工藝流程如圖14所示。

圖14 塊狀異形零件加工流程示意圖

Fig.14 Schematic diagram of the processing flow of block shaped parts

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