板式家具部件变形机制及其工艺改进

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根据实地走访家具企业和产品的市场调研,看到板式家具出现最多的问题是板式部件产生变形,尤其是那些用多层中密度纤维板经过胶合弯曲的的部件。板式部件变形问题已经成为业界共通的技术难题,制约着板式家具的发展。我国家具行业将迎来下一个发展高峰期,届时我国将完成从家具生产大国向家具强国的跨越。板式家具要再创辉煌,就必须解决好上面提及的变形问题。研究试图通过理论解析和实验测试等手段对板式家具部件变形产生机理进行解析,并对变形问题的改善或解决提出切实可行的改进工艺。   论文首先综合分析了可能影响板式家具部件变形的因素,确立后续试验测试分析的研究因素。在测试解析阶段,分别从胶黏剂、组坯方式和平衡时间等可能影响变形的因素来设计试验方案,结合残余应力测试分析,并采用有限元数值分析技术,综合分析了板式部件产生变形的残余应力问题,并提出了切实可行的工艺改进。论文的主要结论如下:   (1)通过多种形式综合分析各种可能影响板式家具部件变形的因素,结果表明影响板式家具部件变形的影响因素复杂,诸如基材品质、胶黏剂、平衡时间、结构对称性和使用环境等。但在众多导致板式家具部件变形的因素中,究其根源还在于基材湿胀干缩特性,加工、储藏和使用过程中含水率变化所导致的尺寸变化和后序加工过程中产生的残余应力。   (2)参照相关的测试标准,首先测试了中密度纤维板基材因素,研究还考虑了平衡时间对板材含水率的影响以及不同组坯情况下板材的密度、含水率。结果显示实验中使用的基材品质较好,相关的检测都达到标准要求。平衡过程中板材会向周围环境释放热量和水分,平衡时间到24h的时候,板材的含水率相对于平衡lh板材的含水率下降了3.1%,然后平衡时间从24h到72h的过程中,含水率只降低了0.6%,推荐平衡时间选择24h左右。所用胶黏剂的固含量不同,热压成型板材的密度相近,含水率却随固含量增加而变小。改变组坯方式的板材含水率的比原来组坯工艺的板材含水率下降1.6%,两者密度和力学强度基本接近。   (3)用钻孔法对比测试了四种组坯方式板材上相同的六个位置的应力情况,结果显示四种组坯方式下的相同点的应力分布情况是:0o夹角>对照>胶合板>45o夹角,在生产过程中用胶合板单板代替中中密度纤维板单板和对背板进行45o开槽都起到释放板材中残余应力的作用。   (4)鉴于残余应力的测试只能测试板材中指定点的应力情况,论文运用数值分析软件ANSYS模拟成型板材各处的应力分布情况,对比钻孔法测得的应力和从模型中提取的对应点的应力,对比结果显示两者很靠近,都在0.5MPa左右,模型很好的预测了板间的应力情况,模型中其他点的应力分布情况是可信的。
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