制材

把原木鋸解成板材、方材、枕木等鋸材的工藝過(guò)程。制材工業(yè)是木材加工工業(yè)中最大的部門(mén)。世界每年采伐的工業(yè)用材約有一半以上用于制材，它對(duì)制材質(zhì)量、原木出材率和剩余物利用，以及提高木材綜合利用率有重要意義。制材學(xué)研究把原木鋸解成鋸材的原理及設(shè)備，內(nèi)容包括原木和鋸材的特性、技術(shù)條件、保存方法、原木下鋸法、制材工藝過(guò)程及生產(chǎn)設(shè)備等，目的在于合理鋸解原木，以提高出材率、木材利用率和鋸材質(zhì)量，并對(duì)生產(chǎn)和運(yùn)輸設(shè)備不斷進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

產(chǎn)品分類鋸材按照國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)鋸割。按斷面形狀可分為板材和方材。通過(guò)原木中心沿縱向鋸剖可得到半圓材（圖1a），供旋制紋理美觀的單板等。沿原木兩個(gè)相互垂直的直徑可鋸成 4塊扇形材稱四開(kāi)材（圖1b），供制造四分旋切的徑面單板。原木先經(jīng)鋸去相對(duì)兩側(cè)的板皮和1～2塊毛邊板，剩下的一塊方材供繼續(xù)鋸制整邊板的等邊毛方（圖1c）。板材是原木縱向鋸割所得的鋸材,其寬度為厚度的2倍以上（圖1h～k）。板材兩邊未著鋸,或雖著鋸而鈍棱超過(guò)允許限度的稱毛邊板（圖1i）；板材的側(cè)邊全部著鋸，或未著鋸的鈍棱沒(méi)有超過(guò)允許限度，而且兩材邊互相平衡，構(gòu)成較規(guī)整的平行六面體的稱整邊板（圖1j,k）。方材指鋸材寬度小于厚度的2倍者,它又可分為：二面毛方，即原木通過(guò)兩個(gè)平面鋸口，鋸去兩側(cè)面的木材或板皮；三面毛方，即原木三面著鋸,其中兩面相互平行,第三面垂直于上兩面者(圖1g)；四面方材，即四面見(jiàn)鋸，相鄰兩鋸面互相垂直者（圖1f）；枕木,它可能是整邊方材,也可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)帶有部分鈍棱(圖1d)。鋸材還可按材面紋理走向分徑鋸切板和弦鋸切板。國(guó)家有普通鋸材的區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，包括針葉樹(shù)材和闊葉樹(shù)材。不屬國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋸材，有林業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)定。原木鋸解過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生一些非規(guī)格材(圖1l、m)及可作為工業(yè)原料的板皮（圖1n、o）。 制材生產(chǎn)廣義制材生產(chǎn)過(guò)程包括原木供應(yīng)過(guò)程和車間工藝流程。原木供應(yīng)有水運(yùn)（見(jiàn)木材水運(yùn)）到材和陸運(yùn)(見(jiàn)木材陸運(yùn))到材兩種方式?？稍谒匈A存，也可在陸地(楞場(chǎng))貯存。大型工廠一般采用起重運(yùn)輸鏈把原木送進(jìn)車間。事先要進(jìn)行沖洗、剝皮、金屬探測(cè)、 X光檢查內(nèi)部缺陷、掃描檢尺、區(qū)分、整形和截?cái)嗟茸鳂I(yè)。

鋸木設(shè)備基本設(shè)備是帶鋸、框鋸和圓鋸。①帶鋸機(jī)。下輪為主動(dòng)輪，較重，起飛輪的作用。上輪為從動(dòng)輪，較輕，主要是繃緊鋸條，使之循環(huán)運(yùn)行。帶鋸機(jī)具有杠桿或彈性壓砣裝置，自動(dòng)微調(diào)上輪的升降，以保證鋸條有一定張力。另有鋸卡子，使鋸條在工作時(shí)保持直線,不致左右擺動(dòng)（圖2）。大帶鋸用作鋸解原木的主鋸。各種小帶鋸（立式、臥式）用作鋸解半成品的輔助鋸。帶鋸的優(yōu)點(diǎn)是鋸條薄,出材率高,節(jié)約木材；可以看材下鋸，隨意翻轉(zhuǎn)原木和改變鋸材的厚度，有利于提高鋸材質(zhì)量。②框鋸，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的框架中，安裝數(shù)根鋸條,上部稍向前傾（圖3）。用作鋸解原木的主鋸，或作鋸解毛方的二解鋸。鋸解的板材規(guī)格好，出材率較圓鋸高。但各鋸條的間隔須經(jīng)預(yù)先設(shè)定，鋸材的厚度不能隨時(shí)改變，故原木進(jìn)鋸前要按徑級(jí)區(qū)分。新型框鋸用液壓調(diào)整鋸條間距，以減少區(qū)分原木的時(shí)間。兩臺(tái)主鋸可以前后配合完成原木的鋸解，常見(jiàn)的為大帶鋸與排鋸配合，框鋸與框鋸配合。③圓鋸。鋸片周邊開(kāi)齒，環(huán)繞鋸軸轉(zhuǎn)動(dòng)以鋸解木材（圖 4）?？v剖大原木的大圓鋸,間或安裝可調(diào)換的活齒。小圓鋸用以裁邊,或截頭和截去缺陷。圓鋸可以根據(jù)原木的材質(zhì)，靈活下鋸，利于提高鋸材質(zhì)量。缺點(diǎn)是鋸口寬，木材浪費(fèi)較多，并且易出事故。

此外,還有雙聯(lián)、多聯(lián)帶鋸機(jī)，削片制材聯(lián)合機(jī),削片修邊機(jī)等。除部分削片用刀頭外，其他部分均系帶鋸或圓鋸的組合裝配。這些機(jī)械效率高，靈活性大。削片可供綜合利用，適于加工小徑級(jí)原木。

工藝流程原木貯存在露天倉(cāng)庫(kù)、水上作業(yè)場(chǎng)（水運(yùn)）及原木楞場(chǎng)（陸運(yùn)），在那里完成驗(yàn)收、出河（陸運(yùn)為卸車）、造材（原條到材時(shí)有此作業(yè)）、選材、歸楞，以及進(jìn)車間前的工藝準(zhǔn)備作業(yè)，包括原木預(yù)先區(qū)分（指按鋸材的用途、規(guī)格挑選一定尺寸、等級(jí)的原木）、調(diào)頭（把原木調(diào)整到小頭進(jìn)鋸，以保證看材對(duì)線下鋸）、截?cái)啵ㄩL(zhǎng)原木一般在鋸解前不截短，但對(duì)尖削度大或彎曲的原木要考慮截?cái)啵┮约皠兤ぁ⒄?、沖洗及金屬探測(cè)等。然后用運(yùn)輸鏈把原木送進(jìn)車間，按原木鋸剖→半成品再剖分→毛邊板裁邊→材頭截齊等工序完成全部工藝流程。

下鋸法按鋸材的種類、規(guī)格、確定鋸口部位和鋸解順序進(jìn)行下鋸的方法，目的在于獲得最大的出材率和最高的經(jīng)濟(jì)效果。中國(guó)在生產(chǎn)中主要使用以下幾種下鋸法：①毛板下鋸法。又稱二面下鋸法，是先鋸去一塊板皮,然后平行于第一鋸口依次鋸成毛邊板,用此法可鋸出較寬的板材（圖 5）。②毛方下鋸法。又稱四面下鋸法，先鋸去原木相對(duì)兩側(cè)的板皮和一、二塊毛邊板。中間剩余的毛方翻轉(zhuǎn)90°，鋸口平行鋸成等寬整邊板材,可減少裁邊工作量,是用徑級(jí)較大的原木大量生產(chǎn)普通用材時(shí)常見(jiàn)的一種下鋸法。③枕木下鋸法。用一邊擠下鋸法將可出一根枕木的枕資鋸出一根枕木和板材；割制兩根枕木有余的原木或毛方時(shí)采用中間抽板下鋸法。④徑切板下鋸法。沿原木半徑方向鋸解板材。在板材端面寬和厚的中心點(diǎn)上，年輪切線與材面夾成的銳角＞45°。材面紋理平直，適用于樂(lè)器、木尺等特殊用材。⑤弦切板下鋸法。沿原木某一年輪的弦線或切線鋸解的板材。年輪切線與外材面的夾角＜45°，材面紋理呈峰狀，適于做船甲板、桶、盒板等特殊用材。⑥小徑級(jí)原木桔瓣形下鋸法。鋸成的斷面桔瓣形板材可膠拼成長(zhǎng)材和寬材,使材面不露節(jié)子,克服原木尖削度大的不利條件。⑦尖削度大的原木下鋸法。采用一邊擠下鋸法可提高出材率。⑧原木缺陷集中下鋸法。大活節(jié)子原木和徑裂原木均平行缺陷下鋸，把缺陷集中在一、二塊板上。⑨原木缺陷剔除下鋸法。對(duì)內(nèi)腐（鐵眼）原木采用抽心下鋸法剔除腐朽部分。若原木外腐，視其厚度下板皮,再鋸制良材。⑩理論最高出材率下鋸法。有3種：第一種，直徑為d的原木,其內(nèi)接矩形以正方形（邊長(zhǎng)約等于0.71d）面積為最大，四側(cè)的板皮按圖5所示尺寸鋸割，所得板材橫斷面積也最大；第二種，直徑為d的原木，按圖6所示尺寸采取毛板下鋸法鋸制寬板材，其總材積最多；第三種，高為h呈拋物線形的毛邊板,自頂點(diǎn)起截去長(zhǎng)等于h/3的端頭（圖7）而后裁成整邊板，面積最大。劃線下鋸法。20世紀(jì)60年代中國(guó)東北林區(qū)根據(jù)原木條件，充分利用負(fù)公差搭配套裁，在原木小頭端面上劃出鋸口位置，比臨時(shí)看材下料可多出大規(guī)格的主要產(chǎn)品和質(zhì)量高的鋸材，出材率比不劃線的有所提高。60年代美國(guó)提出的B.O.F.下鋸法(bestopening face)，強(qiáng)調(diào)第一鋸口的重要性，與此法基本相同。

制材產(chǎn)品處理 生產(chǎn)的鋸材可立即進(jìn)行防腐浸漬,再按樹(shù)種、規(guī)格及品等進(jìn)行區(qū)分，然后進(jìn)行檢尺；也可直接調(diào)撥銷售，經(jīng)歸楞干燥。制材剩余物，如板皮、邊條、截頭、鋸屑等，通過(guò)削片作業(yè)，用以制造刨花板、纖維板、紙漿等。

評(píng)等區(qū)分按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將產(chǎn)品分等，是制材企業(yè)重要生產(chǎn)工藝，對(duì)木材的合理利用與企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成效都有關(guān)系。分等方法有：①缺陷分等法。即按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的鋸材每一等級(jí)最大容許缺陷來(lái)分等，通常是在傳送線上用人工目測(cè)方法檢查鋸材表面缺陷，并按標(biāo)準(zhǔn)打上等級(jí)印記，再由人工或機(jī)械將打印后的鋸材從傳送線上卸下，即按等級(jí)分別堆放。②應(yīng)力分等法。即按用材最低強(qiáng)度要求區(qū)分等級(jí)。用于結(jié)構(gòu)材的評(píng)等，有目測(cè)法與機(jī)械法兩種,目測(cè)法是由人工將鋸材的4個(gè)材面上可見(jiàn)缺陷的影響剔減，再估計(jì)它的強(qiáng)度；機(jī)械法是通過(guò)專用無(wú)損檢測(cè)機(jī)械，快速測(cè)出鋸材在固定載荷下的撓度，用以確定與強(qiáng)度有關(guān)的剛度，據(jù)以判分成材等級(jí)。

展望世界各國(guó)都在為節(jié)約木材而努力提高制材出材率和木材的綜合利用率。其措施包括采用更薄的鋸條以減少鋸口消耗；探索無(wú)屑切割木材途徑；利用削片技術(shù)；盡量利用制材剩余物；推廣連續(xù)進(jìn)料、高效率的多聯(lián)帶鋸，以適應(yīng)鋸解小徑原木，利用掃描器和電子計(jì)算機(jī)相結(jié)合，以控制原木，準(zhǔn)確定位，合理下鋸；加強(qiáng)修鋸理論和技術(shù)的研究，改進(jìn)修鋸設(shè)備等。此外，還將逐步研究采用干燥的鋸材調(diào)撥代替原木調(diào)撥。

內(nèi) 容 提 要

本書(shū)為高等林業(yè)院校木材加工專業(yè)教材，內(nèi)容分為兩部分:制材工藝和制材設(shè)備。在制材工藝中，闡述了制

材作業(yè)的組織、管理以及提高鋸材質(zhì)量和出材率的措施;在制材設(shè)備中，介紹了各種鋸機(jī)以及出河、運(yùn)輸、歸楞

等作業(yè)機(jī)械的性能、工作參數(shù)和應(yīng)用。

本書(shū)可供高等林業(yè)院校木材加工以及相關(guān)專業(yè)的師生閱讀，也可供從事制材工作的技術(shù)人員參考。