CN105904561A - 一种异形榫结构的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种异形榫结构的加工方法，通过切割成型、预热、预干燥、真空干燥、冷却、加工榫头、阶段浸泡、二次真空干燥、成型步骤，最终能够将异形榫的含水率降到10%左右，能够有效起到干燥除水的作用。经过干燥处理的异形榫，能够防止在加工和使用中发生变形和开裂，有良好的结构强度。在加工中特别是将木方放置在热水中预热，将木方中的孔隙填满，使得整个木方的结构饱满，在后续的干燥中，能够将木方中的水份由内及外进行除去，使得木方中的水份呈阶梯线性分布，能够同时兼顾强度和韧性两者的优点，使用时更加牢固。在预干燥步骤中，使用到了微波加热，结合了内外加热的两种方式，能够对木方预热更彻底。
Description
技术领域
本发明涉及一种木工连接结构件的加工方法，具体涉及一种异形榫结构的加工方法。
背景技术
榫卯是古代中国建筑、家具及其它器械的主要结构方式，是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式。凸出部分叫榫（或叫榫头）；凹进部分叫卯（或叫榫眼、榫槽）。木构件上凸出的榫头与凹进去的卯眼，简单地咬合，便将木构件结合在一起，由于连接构件的形态不同，由此衍生出千变万化的组合方式，使家具达到功能与结构的完美统一。
传统榫卯结构技术要求是：榫头厚度小于榫眼宽度0.1～0.2mm，当榫头厚度大于榫眼宽度时由于挤压引起胶液流失从而降低胶合强度，装配时也容易使榫眼开裂。榫头宽度比榫眼长度大0.5～1mm，硬材为0.5mm，软材为1mm。榫头长度比榫眼深度小2～3mm并大于榫眼零件厚度的一半。榫结合采用基孔制，榫头厚度应调整到与方型套钻相符的尺寸。
木材干燥是木材加工过程中一项十分重要的工序，是保障和改善木材品质的重要环节。通过干燥处理，能够防止木材的变形开裂、改善物理性能、提高木材的利用率、防止木材腐朽虫蛀等。目前针对单独的榫卯结构没有有效的干燥手段，严重限制了榫卯的应用范围。而现有技术中，针对小直径的木材存在严重的干燥缺陷，干燥过程中极易产生严重变形和径裂，特别是对于硬木质的榫结构存在干燥困难、成品率低的问题，因此，干燥质量直接影响着由榫结构加工的产品的结构稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种异形榫结构的加工方法，针对异形榫结构进行有效的干燥加工，防止异形榫在加工和使用中发生变形和径裂。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种异形榫结构的加工方法，包括以下步骤：
第一步，切割成型，将木材加工成截面为矩形的木方；
第二步，预热，将木方放置于45～55℃的热水中，浸泡1～2小时；
第三步，预干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，放置在干燥箱内，将干燥箱内的环境温度升至60～65℃，调节干燥箱内的环境湿度至15～17%，保持1～2小时；同时辅以微波加热，微波的频率为890～940MHz，微波加热每持续2秒后间隔10秒；
第四步，真空干燥，将干燥箱内的环境温度升至90～140℃之间，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01～0.08Mpa，保持1～2小时；
第五步，将干燥箱内的环境温度降至55～60℃，环境湿度降至9～11%，并保持1～2小时；
第六步，冷却，将干燥箱内的环境温度降至25～30℃，环境湿度降至7～8%，保持1～2小时；
第七步，加工榫头，通过木材加工装置加工出木方两个侧面的榫头；
第八步，阶段浸泡，将加工有榫头的木方放置于45～55℃的热水中，浸泡0.5～1小时；
第九步，二次真空干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，将木方的四周通过压板压紧，放置在干燥箱内，干燥箱内的环境温度升至90～140℃之间，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01～0.08Mpa，保持1～2小时；
第十步，成型，将木方从干燥箱内取出，去除压板，得到成品。
采用上述技术方案时，最终能够将异形榫的含水率降到10%左右，能够有效起到干燥除水的作用。经过干燥处理的异形榫，能够防止在加工和使用中发生变形和开裂，有良好的结构强度。具体的，在加工中特别是将木方放置在热水中预热，一方面能够对木方后续干燥进行升温，再者，浸泡在热水中的木方，能够在受热和浸泡后体积膨胀，将木方中的孔隙填满，使得整个木方的结构饱满，在后续的干燥中，能够将木方中的水份由内及外进行除去，使得木方中的水份呈阶梯线性分布，能够同时兼顾强度和韧性两者的优点，使用时更加牢固。另外，在预干燥步骤中，使用到了微波加热，微波加热是一种内加热，不同于传统木材处理中的外加热方式，结合了内外加热的两种方式，能够对木方预热更彻底，防止木方的内外水份相差过大，导致木方开裂的问题。
进一步改进方案，所述第九步中，同时辅以微波加热，微波的频率为890～940MHz，微波加热时每持续2秒后间隔10～15秒。在二次真空干燥中，利用的微波加热是一种内加热，不同于传统木材处理中的外加热方式，结合了内外加热的两种方式，能够对木方预热更彻底，防止木方的内外水份相差过大，导致木方开裂的问题。
进一步改进方案，所述第一步中木方的截面尺寸为70×80mm，长度为170mm。
进一步改进方案，所述第四步中，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃。
进一步改进方案，所述第九步中，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃。上述两个步骤中，干燥箱内的环境温度升温速度较慢，一方面，能够通过慢升温，尽可能消除木方内外的温差，放置加热过程中变形。再者，慢升温能够延长整个加热过程，避免传统干燥中将木方长时间处于极限高温中，导致木方内部的水份不能有效交换，导致木方中出现水份断层，导致木方的强度下降，易开裂。
进一步改进方案，压板通过螺栓锁紧。
进一步改进方案，所述第九步中，将干燥箱内的环境湿度降至7～8% 。该设置能够通过有效控制环境湿度的措施确保最终成型的成品含水率达标。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明异形榫的结构示意图；
图2是图1的侧视结构示意图；
图3是图1的俯视结构示意图。
具体实施方式
实施例1
第一步，切割成型，将木材锯成截面为矩形的木方；木方的截面尺寸为70×80mm，长度为170mm；
第二步，预热，将木方放置于45～55℃的热水中，浸泡1～2小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第三步，预干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，放置在干燥箱内，将干燥箱内的环境温度升至60～65℃，调节干燥箱内的环境湿度至15～17%，保持1～2小时；同时辅以微波加热，微波的频率为890～940MHz，微波加热每持续2秒后间隔10秒；
第四步，真空干燥，将干燥箱内的环境温度升至90～140℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01～0.08Mpa，保持1～2小时；
第五步，将干燥箱内的环境温度降至55～60℃，环境湿度降至9～11%，并保持1～2小时；
第六步，冷却，将干燥箱内的环境温度降至25～30℃，环境湿度降至7～8%，保持1～2小时；
第七步，加工榫头，通过木材加工装置加工出木方两个侧面的榫头；
第八步，阶段浸泡，将加工有榫头的木方放置于45～55℃的热水中，浸泡0.5～1小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第九步，二次真空干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，将木方的四周通过压板压紧，压板通过螺栓锁紧，放置在干燥箱内，干燥箱内的环境温度升至90～140℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01～0.08Mpa，将干燥箱内的环境湿度降至7～8%，保持1～2小时；同时辅以微波加热，微波的频率为890～940MHz，微波加热时每持续2秒后间隔10～15秒；
第十步，成型，将木方从干燥箱内取出，去除压板，得到成品。
实施例2
实施例1
第一步，切割成型，将木材锯成截面为矩形的木方；木方的截面尺寸为70×80mm，长度为170mm；
第二步，预热，将木方放置于50℃的热水中，浸泡1.5小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第三步，预干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，放置在干燥箱内，将干燥箱内的环境温度升至60℃，调节干燥箱内的环境湿度至16%，保持1.5小时；同时辅以微波加热，微波的频率为920MHz，微波加热每持续2秒后间隔10秒；
第四步，真空干燥，将干燥箱内的环境温度升至120℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.05Mpa，保持1.5小时；
第五步，将干燥箱内的环境温度降至55℃，环境湿度降至10%，并保持1.5小时；
第六步，冷却，将干燥箱内的环境温度降至25℃，环境湿度降至7%，保持1.5小时；
第七步，加工榫头，通过木材加工装置加工出木方两个侧面的榫头；
第八步，阶段浸泡，将加工有榫头的木方放置于50℃的热水中，浸泡1小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第九步，二次真空干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，将木方的四周通过压板压紧，压板通过螺栓锁紧，放置在干燥箱内，干燥箱内的环境温度升至120℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.05Mpa，将干燥箱内的环境湿度降至7%，保持1.5小时；同时辅以微波加热，微波的频率为920MHz，微波加热时每持续2秒后间隔12秒；
第十步，成型，将木方从干燥箱内取出，去除压板，得到成品。
实施例3
第一步，切割成型，将木材锯成截面为矩形的木方；木方的截面尺寸为70×80mm，长度为170mm；
第二步，预热，将木方放置于55℃的热水中，浸泡1小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第三步，预干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，放置在干燥箱内，将干燥箱内的环境温度升至65℃，调节干燥箱内的环境湿度至15%，保持1小时；同时辅以微波加热，微波的频率为940MHz，微波加热每持续2秒后间隔10秒；
第四步，真空干燥，将干燥箱内的环境温度升至140℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01Mpa，保持1小时；
第五步，将干燥箱内的环境温度降至60℃，环境湿度降至9%，并保持1小时；
第六步，冷却，将干燥箱内的环境温度降至25℃，环境湿度降至7%，保持1小时；
第七步，加工榫头，通过木材加工装置加工出木方两个侧面的榫头；
第八步，阶段浸泡，将加工有榫头的木方放置于55℃的热水中，浸泡0.5小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第九步，二次真空干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，将木方的四周通过压板压紧，压板通过螺栓锁紧，放置在干燥箱内，干燥箱内的环境温度升至140℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01Mpa，将干燥箱内的环境湿度降至7%，保持1小时；同时辅以微波加热，微波的频率为940MHz，微波加热时每持续2秒后间隔10秒；
第十步，成型，将木方从干燥箱内取出，去除压板，得到成品。
实施例4
第一步，切割成型，将木材锯成截面为矩形的木方；木方的截面尺寸为70×80mm，长度为170mm；
第二步，预热，将木方放置于45℃的热水中，浸泡2小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第三步，预干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，放置在干燥箱内，将干燥箱内的环境温度升至60℃，调节干燥箱内的环境湿度至15%，保持2小时；同时辅以微波加热，微波的频率为890MHz，微波加热每持续2秒后间隔10秒；
第四步，真空干燥，将干燥箱内的环境温度升至90℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.08Mpa，保持2小时；
第五步，将干燥箱内的环境温度降至55℃，环境湿度降至11%，并保持2小时；
第六步，冷却，将干燥箱内的环境温度降至30℃，环境湿度降至8%，保持2小时；
第七步，加工榫头，通过木材加工装置加工出木方两个侧面的榫头；
第八步，阶段浸泡，将加工有榫头的木方放置于45℃的热水中，浸泡1小时，可以使用压板等辅件将木方完全浸入水中；
第九步，二次真空干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，将木方的四周通过压板压紧，压板通过螺栓锁紧，放置在干燥箱内，干燥箱内的环境温度升至90℃之间，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃，将干燥箱内的绝对压力控制在0.08Mpa，将干燥箱内的环境湿度降至8%，保持2小时；同时辅以微波加热，微波的频率为890MHz，微波加热时每持续2秒后间隔15秒；
第十步，成型，将木方从干燥箱内取出，去除压板，得到成品。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (7)
1.一种异形榫结构的加工方法，其特征是，包括以下步骤：
第一步，切割成型，将木材加工成截面为矩形的木方；
第二步，预热，将木方放置于45～55℃的热水中，浸泡1～2小时；
第三步，预干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，放置在干燥箱内，将干燥箱内的环境温度升至60～65℃，调节干燥箱内的环境湿度至15～17%，保持1～2小时；同时辅以微波加热，微波的频率为890～940MHz，微波加热每持续2秒后间隔10秒；
第四步，真空干燥，将干燥箱内的环境温度升至90～140℃之间，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01～0.08Mpa，保持1～2小时；
第五步，将干燥箱内的环境温度降至55～60℃，环境湿度降至9～11%，并保持1～2小时；
第六步，冷却，将干燥箱内的环境温度降至25～30℃，环境湿度降至7～8%，保持1～2小时；
第七步，加工榫头，通过木材加工装置加工出木方两个侧面的榫头；
第八步，阶段浸泡，将加工有榫头的木方放置于45～55℃的热水中，浸泡0.5～1小时；
第九步，二次真空干燥，将木方从热水中取出，擦干表面的水份，将木方的四周通过压板压紧，放置在干燥箱内，干燥箱内的环境温度升至90～140℃之间，将干燥箱内的绝对压力控制在0.01～0.08Mpa，保持1～2小时；
第十步，成型，将木方从干燥箱内取出，去除压板，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种异形榫结构的加工方法，其特征是，所述第九步中，同时辅以微波加热，微波的频率为890～940MHz，微波加热时每持续2秒后间隔10～15秒。
3.根据权利要求1所述的一种异形榫结构的加工方法，其特征是，所述第一步中木方的截面尺寸为70×80mm，长度为170mm。
4.根据权利要求1所述的一种异形榫结构的加工方法，其特征是，所述第四步中，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃。
5.根据权利要求1或4所述的一种异形榫结构的加工方法，其特征是，所述第九步中，干燥箱内的环境温度升温速度每分钟不超过2℃。
6.根据权利要求1所述的一种异形榫结构的加工方法，其特征是，所述第九步中，压板通过螺栓锁紧。
7.根据权利要求1所述的一种异形榫结构的加工方法，其特征是，所述第九步中，将干燥箱内的环境湿度降至7～8% 。
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