胶合板磨削加工工艺的探究

经本飞 李志勇

桂林市木材产品质量检验站

1 引言

在胶合板的加工制作流程中，磨削是一道重要工具。使用专用的砂光机进行磨削、砂光，可以保证胶合板的厚度尺寸精度、表面光滑度等符合相关的标准，我国作为胶合板的出口大国，国内企业生产制作的胶合板也借助于“一带一路”销往世界各国。在这种情况下更应当加强胶合板加工管理和质量控制，而磨削加工作为一项关键环节，就成为了需要关注和研究的重点。

2 胶合板定厚磨削加工工艺

现阶段国内常见的胶合板磨削加工中，常用的配置有双面六砂架定厚磨削、双面四砂架定厚磨削、双面双砂架定厚磨削和单面砂架等几种。选择不同的配置，加工出来的胶合板在尺寸进度、表面质量，以及生产成本等方面，均存在一定的差异。同时，由于胶合板大多数情况下都是由3层以上奇数薄板叠压、胶合、压实形成，因此如果单板误差较大，经过叠压后产生的误差也会进一步增加。很容易让加工出来的胶合板，因为达不到相关的验收标准而无法顺利销售、使用。定厚磨削加工工艺就是使用砂光机作为主要加工工具，首先确定并校准基材的厚度尺寸，然后进行精细化磨削加工，保证了基材在技工后无论是厚度尺寸进度还是面板质量上，都能够满足加工要求。

3 双架双面砂光机的特点分析

3.1 结构特点

参考国际上宽带砂光机设计和制造的先进技术，机身应采用阻振式焊接结构。利用焊缝与结构材料不同的阻尼特性，在机身传振方向上，利用阻尼衰减机床振动振幅，在激振方向上采用中断式框架结构。这种结构的优点在于借助于框架结构中间的空气作为缓冲介质，减弱了因为振动波导致的框架谐振问题。整机运行时，无论是振动幅度还是振动噪声，都会得到明显的减弱，无论是对保证加工精度还是延长机身材料寿命都有积极作用。在外部的主体构架上，选择的是中空方管，方管内部使用阻振矿盐，这样就保证了构架放量在整体强度不变的情况下，提高了降噪缓震的效果。框架式结构与以往的箱式结构相比，环境适应能力更强，加工过程更加稳定。对比加工所得材料，框架式结构机器加工的材料表面几乎没有波纹，因此加工质量更高、残次品率更低。从传动方式上来看，采用定厚辊驱动作为主驱动，输入的动力相对定厚辊为卸荷传动，使用传动轴加联轴器的传动方式，克服了动力源振动对加工精度的影响，

3.2 操作界面

人机操作界面主要分为两部分，即控制台和显示屏。控制台上可以提供多种操作功能，例如调节进料速度、切换手动/自动模式、校准加工厚度等；显示屏上可以显示机器运行及加工的一些实时状态、参数等，可以帮助技术人员及时了解板材的加工信息。同时，机床设置有自动保护装置，有效避免了因为人为操作失误，或是机械故障等导致板材受损。例如机器运行中出现了电压不稳或是电力中断，会触发加工保护功能，一来是防止加工机床受到损害，二来也能够保证板材的可用性。在后台控制系统中，有加工历史记录，可以将以往板材的自动加工程序、参数保留下来。今后要加工相同参数的板材，可以直接调用这些历史记录，而不需要重复输入加工参数，简化了机器操作。

4 常见胶合板磨削加工工艺的对比分析

4.1 双架双面砂光机与单面砂光机

普通单面定厚砂光机，包括上砂架式和下砂架式两种，在实现定厚磨削时，以一个板面作为基准面加工另一个板面，板材的最终厚度尺寸精度取决于基准面的质量、加工机床自身的精度。具体来说，像材质、基材厚度、加工温度等，都是可能导致加工偏差。在这种情况下，使用同一台单面定厚砂光机，只要是加工前板材存在上述变量因素，加工后所得的产品，无论是在厚度尺寸还是表面光滑度上，都会存在一定的误差。为了尽量缩小误差，后期就需要不断的调整参数，反复多次进行微调。即便是最终将误差控制在了标准范围之内，也会浪费较多的时间，无法满足批量化、高效化加工制作胶合板的要求。

相比之下，双架双面定厚砂光机则采用了上下砂架配对使用的模式，在上砂架和下砂架之间，采用了接触辊进行连接，保证了上下砂架的协同运行。通过调整“上砂架-接触辊”与“下砂架-接触辊”的距离，进而控制板材的厚度。将两个距离参数调节为相同的数值，保证了板材厚度尺寸的一致性，自动进行误差调节。同时，金属定厚砂光辊的刚度大，不易变形，如果进料的厚度参差不齐，在通过砂光辊后，可以采用磨削、挤压的方式，保证板材整体厚度一致。相比之下，选择双架双面砂光机可以加快胶合板的加工速度。

4.2 双架双面砂光机与四架双面砂光机

随着各行各业对胶合板质量要求的日益严格，加工制作胶合板的各类器具也在不断的更新换代。就砂光机而言，从最初的一道定厚砂光机，又相继出现了三道定厚砂光机、四道定厚砂光机。目前技术比较成熟、加工性能较为稳定的是四架双面砂光机。虽然在加工精度上相比于主流的双架双面砂光机有了进一步的提升，但是由于装机容量大，也会导致单板加工成本上升。对于需要大批量制作胶合板的企业来说，两种型式的砂光机在运行成本上的差距不容忽视。例如，一台双面四砂架砂光机，其自身和配套系统的装机容量可达350kW，如按每天双班运行，功率因数0.8 计算，则每天耗电量可达7000kW·h，砂光机的进给速度可达24m/min～35m/min，生产能力巨大，匹配现行的中小规模胶合板生产线，大部分生产能力均被浪费。

相比之下，在保证加工精度满足要求的前提下，使用双架双面砂光机由于本身装机容量下，可以有效的降低成本。目前企业常用的双架双面砂光机，装机容量通常在160kW，按每天双班运行，每天的耗电量为3200kW·h，成本降低了1倍有余。因此，对于一些中小规模的胶合板加工制作企业，选择合适的加工机具，往往能够创造更大的效益。

5 胶合板磨削加工的其他注意事项

5.1 板材厚度误差的控制

目前世界各国对于胶合板厚度误差的标准要求存在一定的差异，例如美国标准是以胶合板厚度为参照，厚度未超过20mm的，误差应控制在±0.15mm 以内；厚度超过20mm 的，误差控制在±0.3mm 以内。另外日本、欧盟等国家也有自己的一套标准。随着我国胶合板加工规模的扩大，近年来国内关于胶合板厚度尺寸误差控制的标准也逐渐成熟。最早的标准是于1998年制定的《普通胶合板尺寸和公差技术条件》，后来经过修订，成为目前仍然在用的GBT 9846.3—2004《普通胶合板通用技术条件》。该技术标准中规定阔叶材胶合板公称厚度尺寸20mm以下时，双面砂光允许的偏差是+1.0mm 和-1.2mm，板材公称厚度尺寸20mm以上时，双面砂光允许的偏差是+1.5mm和-1.7mm。

5.2 板面质量的控制

在GBT 9846.4—2004《普通胶合板外观粉等技术条件》中，对于胶合板的表面质量也作出了详细的规定。按照该标准，将胶合板的等级划分为四等，即特等、一等、二等和三等。每个等级均有不同的外观质量要求，在加工过程中，以及加工后的检查中，都要对应具体的标准，确定是否符合要求。另外，对于以“阔叶树材单本为表板”和以“针叶树材单板为表板”的两种胶合板，其板面质量允许缺陷也不完全相同。对于胶合板的板面出现死节、孔洞的，应当测量其直径的长度。如果长度在标准允许范围内，则采取相应的技术措施进行填塞、修补；如果长度超出了标准允许范围，应降低其等级，或是作为残次品处理。板面光滑度也是评定胶合板磨削加工质量的一项重要指标，可以借助于特定的仪器进行测量。除了上述几个硬性标准必须达到标准要求外，还有砂光缺陷、板面正反面手感差异等，也都是影响胶合板加工质量的重要因素，需要在磨削加工过程中予以控制。

6 结语

我国胶合板市场要想做大做强，必须要紧跟市场需求，不断优化胶合板的加工制作工艺。在加工设备方面，定厚磨削砂光机的选用，除了会直接影响板材加工的尺寸进度与板面质量，还会在加工速度、加工成本等方面产生较大的差距。因此，胶合板的加工企业，应当结合自身的情况，充分考虑板材、能耗、成本、精度等各方面的因素，恰当选用定厚磨削砂光机。目前来看，双面双架定厚砂光机可以满足大多数情况下的胶合板制作需求，具有推广应用价值。