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在木材干燥過程中,如果木材內存在比較大的含水率梯度,干燥速度過快時,就會使木材產生應力和變形。
含水率分布不均勻會引起木材產生暫時的應力和變形,等含水率均勻后,其應力和變形隨之消失,這個應力叫做含水率應力,變形叫做含水率變形或彈性變形。
這說明木材具有彈性,除此而外木材還具有塑性。在含水率應力與變形持續(xù)的期間,由于熱濕的作用,木材的外層或內層發(fā)生塑性變形,使得在含水率分布均勻后,塑性變形的部分不能恢復到原來尺寸,也不能減少到應當干縮的尺寸,并且保持著一部分應力,這種變形叫做殘余變形,這種應力叫做殘余應力。
在木材干燥過程中,全應力影響木材的質量。干燥過程結束后,繼續(xù)影響木材質量的是殘余應力。為此,殘余應力越小越好。
應力在木材干燥過程中的變化可分為四個階段,即干燥剛開始階段、干燥初期階段、干燥中間階段及干燥終了階段。
(1)干燥剛開始階段。此時木材內外各部分都還沒有發(fā)生干縮,木材內不存在含水率應力和殘余應力。
(2)干燥初期階段。此時木材的心層還保持著比較高的含水率,而木材表層的自由水在迅速蒸發(fā),隨著水分蒸發(fā)的深入,吸著水也在逐步排出,與此同時,木材表層開始干縮,心層還沒有干縮。心層受到表層的壓縮,表層受到拉伸。
所以,木材干燥初期階段的內應力是表層受到拉應力、心層受到壓應力,這種應力是由木材的含水率梯度造成的。雖然木材內部的水分移動要借助于含水率梯度,允許這種應力在一定時間內存在,但它不宜過大和時間不宜過長,否則將引起木材的表面干裂。在這個階段要充分利用木材的含水率梯度,但不能使木材應力過大。
(3)干燥中期階段。此時木材內部的含水率已下降到纖維飽和點以下。假如在干燥初期階段對被干木材沒有進行熱濕處理,則木材表層已失去正常的干縮條件而固定于伸張狀態(tài)。
目前我國的家具木工機械發(fā)展已經走進了數(shù)控化的初始階段,以往,家具的制造需要很長的時間,一般一件家具都是全手工制造,需要大概一個月,一些個別的精美家具采用更加細致的手工工藝,那么需要的時間更久,對于這樣的時間,在現(xiàn)代是很浪費的,家具企業(yè)的生產要考慮到質與量的同步!
以往,我國的木工技術還是比較落后的,生產一件家具就需要很多的時間。所以我國數(shù)控木工機械的發(fā)展對家具工業(yè)有很大的貢獻,目前我國數(shù)控低端鏤銑機已經有了極大的發(fā)展,在世界低檔數(shù)控家具機械市場上,來自中國的數(shù)控低端鏤銑機產品已經開始沖擊國際市場。
中國家具加工機械數(shù)控化受到阻礙的主要原因是什么?我國家具機械廠家沒有用戶培訓和二次開發(fā)的人才,沒有適應國產數(shù)控家具機床的專用系統(tǒng),數(shù)控家具機械的研發(fā)方向難尋,國產低檔數(shù)控設備價格偏低增加研制成本,產學研嚴重脫節(jié)等原因。
家具加工機械數(shù)控化的應用前景,批量生產木制品生產線的前景最光明。重點應該利用數(shù)控實現(xiàn)家具部件加工的自動化,開發(fā)國際市場高端數(shù)控家具機械產品的國產化,用于大批量家具零件的專業(yè)化加工專用數(shù)控機械開發(fā)前景廣闊,低檔實用的簡易家具加工機械的數(shù)控化開發(fā)勢在必行。