膠合板磨削加工工藝的探究

經本飛 李志勇

桂林市木材產品質量檢驗站

1 引言

在膠合板的加工制作流程中，磨削是一道重要工具。使用專用的砂光機進行磨削、砂光，可以保證膠合板的厚度尺寸精度、表面光滑度等符合相關的標準，我國作為膠合板的出口大國，國內企業生產制作的膠合板也借助于“一帶一路”銷往世界各國。在這種情況下更應當加強膠合板加工管理和質量控制，而磨削加工作為一項關鍵環節，就成為了需要關注和研究的重點。

2 膠合板定厚磨削加工工藝

現階段國內常見的膠合板磨削加工中，常用的配置有雙面六砂架定厚磨削、雙面四砂架定厚磨削、雙面雙砂架定厚磨削和單面砂架等幾種。選擇不同的配置，加工出來的膠合板在尺寸進度、表面質量，以及生產成本等方面，均存在一定的差異。同時，由于膠合板大多數情況下都是由3層以上奇數薄板疊壓、膠合、壓實形成，因此如果單板誤差較大，經過疊壓后產生的誤差也會進一步增加。很容易讓加工出來的膠合板，因為達不到相關的驗收標準而無法順利銷售、使用。定厚磨削加工工藝就是使用砂光機作為主要加工工具，首先確定并校準基材的厚度尺寸，然后進行精細化磨削加工，保證了基材在技工后無論是厚度尺寸進度還是面板質量上，都能夠滿足加工要求。

3 雙架雙面砂光機的特點分析

3.1 結構特點

參考國際上寬帶砂光機設計和制造的先進技術，機身應采用阻振式焊接結構。利用焊縫與結構材料不同的阻尼特性，在機身傳振方向上，利用阻尼衰減機床振動振幅，在激振方向上采用中斷式框架結構。這種結構的優點在于借助于框架結構中間的空氣作為緩沖介質，減弱了因為振動波導致的框架諧振問題。整機運行時，無論是振動幅度還是振動噪聲，都會得到明顯的減弱，無論是對保證加工精度還是延長機身材料壽命都有積極作用。在外部的主體構架上，選擇的是中空方管，方管內部使用阻振礦鹽，這樣就保證了構架放量在整體強度不變的情況下，提高了降噪緩震的效果。框架式結構與以往的箱式結構相比，環境適應能力更強，加工過程更加穩定。對比加工所得材料，框架式結構機器加工的材料表面幾乎沒有波紋，因此加工質量更高、殘次品率更低。從傳動方式上來看，采用定厚輥驅動作為主驅動，輸入的動力相對定厚輥為卸荷傳動，使用傳動軸加聯軸器的傳動方式，克服了動力源振動對加工精度的影響，

3.2 操作界面

人機操作界面主要分為兩部分，即控制臺和顯示屏。控制臺上可以提供多種操作功能，例如調節進料速度、切換手動/自動模式、校準加工厚度等；顯示屏上可以顯示機器運行及加工的一些實時狀態、參數等，可以幫助技術人員及時了解板材的加工信息。同時，機床設置有自動保護裝置，有效避免了因為人為操作失誤，或是機械故障等導致板材受損。例如機器運行中出現了電壓不穩或是電力中斷，會觸發加工保護功能，一來是防止加工機床受到損害，二來也能夠保證板材的可用性。在后臺控制系統中，有加工歷史記錄，可以將以往板材的自動加工程序、參數保留下來。今后要加工相同參數的板材，可以直接調用這些歷史記錄，而不需要重復輸入加工參數，簡化了機器操作。

4 常見膠合板磨削加工工藝的對比分析

4.1 雙架雙面砂光機與單面砂光機

普通單面定厚砂光機，包括上砂架式和下砂架式兩種，在實現定厚磨削時，以一個板面作為基準面加工另一個板面，板材的最終厚度尺寸精度取決于基準面的質量、加工機床自身的精度。具體來說，像材質、基材厚度、加工溫度等，都是可能導致加工偏差。在這種情況下，使用同一臺單面定厚砂光機，只要是加工前板材存在上述變量因素，加工后所得的產品，無論是在厚度尺寸還是表面光滑度上，都會存在一定的誤差。為了盡量縮小誤差，后期就需要不斷的調整參數，反復多次進行微調。即便是最終將誤差控制在了標準范圍之內，也會浪費較多的時間，無法滿足批量化、高效化加工制作膠合板的要求。

相比之下，雙架雙面定厚砂光機則采用了上下砂架配對使用的模式，在上砂架和下砂架之間，采用了接觸輥進行連接，保證了上下砂架的協同運行。通過調整“上砂架-接觸輥”與“下砂架-接觸輥”的距離，進而控制板材的厚度。將兩個距離參數調節為相同的數值，保證了板材厚度尺寸的一致性，自動進行誤差調節。同時，金屬定厚砂光輥的剛度大，不易變形，如果進料的厚度參差不齊，在通過砂光輥后，可以采用磨削、擠壓的方式，保證板材整體厚度一致。相比之下，選擇雙架雙面砂光機可以加快膠合板的加工速度。

4.2 雙架雙面砂光機與四架雙面砂光機

隨著各行各業對膠合板質量要求的日益嚴格，加工制作膠合板的各類器具也在不斷的更新換代。就砂光機而言，從最初的一道定厚砂光機，又相繼出現了三道定厚砂光機、四道定厚砂光機。目前技術比較成熟、加工性能較為穩定的是四架雙面砂光機。雖然在加工精度上相比于主流的雙架雙面砂光機有了進一步的提升，但是由于裝機容量大，也會導致單板加工成本上升。對于需要大批量制作膠合板的企業來說，兩種型式的砂光機在運行成本上的差距不容忽視。例如，一臺雙面四砂架砂光機，其自身和配套系統的裝機容量可達350kW，如按每天雙班運行，功率因數0.8 計算，則每天耗電量可達7000kW·h，砂光機的進給速度可達24m/min～35m/min，生產能力巨大，匹配現行的中小規模膠合板生產線，大部分生產能力均被浪費。

相比之下，在保證加工精度滿足要求的前提下，使用雙架雙面砂光機由于本身裝機容量下，可以有效的降低成本。目前企業常用的雙架雙面砂光機，裝機容量通常在160kW，按每天雙班運行，每天的耗電量為3200kW·h，成本降低了1倍有余。因此，對于一些中小規模的膠合板加工制作企業，選擇合適的加工機具，往往能夠創造更大的效益。

5 膠合板磨削加工的其他注意事項

5.1 板材厚度誤差的控制

目前世界各國對于膠合板厚度誤差的標準要求存在一定的差異，例如美國標準是以膠合板厚度為參照，厚度未超過20mm的，誤差應控制在±0.15mm 以內；厚度超過20mm 的，誤差控制在±0.3mm 以內。另外日本、歐盟等國家也有自己的一套標準。隨著我國膠合板加工規模的擴大，近年來國內關于膠合板厚度尺寸誤差控制的標準也逐漸成熟。最早的標準是于1998年制定的《普通膠合板尺寸和公差技術條件》，后來經過修訂，成為目前仍然在用的GBT 9846.3—2004《普通膠合板通用技術條件》。該技術標準中規定闊葉材膠合板公稱厚度尺寸20mm以下時，雙面砂光允許的偏差是+1.0mm 和-1.2mm，板材公稱厚度尺寸20mm以上時，雙面砂光允許的偏差是+1.5mm和-1.7mm。

5.2 板面質量的控制

在GBT 9846.4—2004《普通膠合板外觀粉等技術條件》中，對于膠合板的表面質量也作出了詳細的規定。按照該標準，將膠合板的等級劃分為四等，即特等、一等、二等和三等。每個等級均有不同的外觀質量要求，在加工過程中，以及加工后的檢查中，都要對應具體的標準，確定是否符合要求。另外，對于以“闊葉樹材單本為表板”和以“針葉樹材單板為表板”的兩種膠合板，其板面質量允許缺陷也不完全相同。對于膠合板的板面出現死節、孔洞的，應當測量其直徑的長度。如果長度在標準允許范圍內，則采取相應的技術措施進行填塞、修補；如果長度超出了標準允許范圍，應降低其等級，或是作為殘次品處理。板面光滑度也是評定膠合板磨削加工質量的一項重要指標，可以借助于特定的儀器進行測量。除了上述幾個硬性標準必須達到標準要求外，還有砂光缺陷、板面正反面手感差異等，也都是影響膠合板加工質量的重要因素，需要在磨削加工過程中予以控制。

6 結語

我國膠合板市場要想做大做強，必須要緊跟市場需求，不斷優化膠合板的加工制作工藝。在加工設備方面，定厚磨削砂光機的選用，除了會直接影響板材加工的尺寸進度與板面質量，還會在加工速度、加工成本等方面產生較大的差距。因此，膠合板的加工企業，應當結合自身的情況，充分考慮板材、能耗、成本、精度等各方面的因素，恰當選用定厚磨削砂光機。目前來看，雙面雙架定厚砂光機可以滿足大多數情況下的膠合板制作需求，具有推廣應用價值。