Обработка древесины

Прямые ящичные шипы зарезают на односторонних шипорезных станках ШПА40 и двусторонних Ш2ПА и Ш2ПА2. При небольшом объеме работы для этой цели используют фрезерные станки с шипорезной кареткой модели ФШ4.
Станки ШПА40 имеют горизонтальный фрезерный вал с набором двухрезцовых фрез, поперек которого в вертикальных направляющих перемещается подъемный стол с пачкой дощечек. Подача стола и закрепление пачки дощечек осуществляются от гидропривода. На этих станках за один проход зарезают шипы у дощечек только с одной стороны.
Шипорезные станки Ш2ПА и Ш2ПА2 имеют два пильных шпинделя для торцовки заготовки и два перемещающихся в вертикальных направляющих фрезерных суппорта для зарезки шипов. Дощечка или две дощечки, положенные одна на другую, подаются двумя конвейерными цепями к расположенным с обеих сторон пилам и далее к фрезерным шпинделям.
Для зарезки ящичных шипов применяют 25шпиндельные шипорезные полуавтоматы ШлХ3. Две спариваемые дощечки, закрепленные на столе такого станка одна вертикально, а другая горизонтально, совершают сложное движение относительно вертикальных концевых фрез, закрепленных на концах шпинделей и вращающихся в шпиндельной коробке. Во время этого движения в обеих дощечках вырабатываются шипы и проушины. Для компенсации износа фрез и подгонки шипа шпиндельной коробке придается поперечное колебательное движение. Величину колебаний можно регулировать.
Односторонний шипорезный станок ШПА40 с автоподачей имеет станину , ножевой вал (число оборотов 5000 в минуту) с автоматически закрывающим его ограждением , электродвигатель , подъемный стол, гидроцилиндр, гидронасос с электродвигателем , гидрозажимы . Пачка дощечек обрабатывается при подъеме стола вверх.
На гидравлической схеме можно проследить действие механизмов станка.

В процессе изготовления детали ее заготовка проходит через ряд последовательно выполняемых операций, с помощью которых в ней образуются новые поверхности. Эти поверхности определенным образом ориентированы относительно ранее обработанных поверхностей.

Поверхности (или поверхность) заготовки, в отношении которых она ориентируется (базируется) при обработке на станках, являются базовыми (основными) поверхностями.

Совокупность поверхностей обрабатываемой заготовки, используемых для придания ей нужного положения относительно режущего инструмента станка, называется установочной базой. Установочные базы могут быть черновыми и чистовыми.

Черновыми базами обычно служат еще не обработанные поверхности, например при раскрое древесины на заготовки и при первых операциях обработки заготовки. Чистовыми базами являются чисто обработанные поверхности.

При сборке деталей в изделие ориентируются в отношении отдельных элементов поверхностей детали, являющихся базовыми. Эти базовые поверхности называют сборочной базой.

Конструктивной базой называют совокупность поверхностей, линий или точек, по отношению к которым определяют положение рассматриваемой на чертеже поверхности, линии или точки.

При хорошо настроенном станке и остром инструменте решающее влияние на точность обработки оказывает состояние базовой поверхности. Для точной базировки деталей на станках большое значение имеет чистота поверхностей, на которых базируется деталь. Стружки, опилки и пыль, попадающие под установочные базы детали, могут вызвать большие погрешности в точности обработки.

В массовых производствах проверка соответствия размеров деталей номинальному размеру с учетом допусков осуществляется при помощи предельных калибров, имеющих две рабочие стороны — проходную и непроходную. Калибры представляют собой бесшкальные мерительные инструменты, предназначенные для определенной детали. Калибры бывают нормальные и предельные. Нормальные калибры применяют, когда в проверяемых размерах допускается невысокая точность. При высокой точности деталь следует контролировать предельными калибрами.

Точность изготовления деталей или узлов зависит также от требуемого характера их сопряжения с другими деталями, т. е. от того, с каким зазором или с каким натягом сопрягаются детали одна с другой. При наличии зазора одна деталь (например, вал) свободно входит в другую (например, в отверстие). При наличии натяга одна деталь (например, шип) несколько толще, чем сопрягаемая деталь (например, проушина) .

Характер сопряжения, определяющий прочность, плотность или взаимную подвижность двух связанных деталей, называется посадкой. Общесоюзная система допусков и посадок в деревообработке регламентируется ГОСТ 6449-53 «Допуски и посадки в деревообработке». Эта система предусматривает указанные выше три класса точности и семь посадок: прессовую, тугую, напряженную, плотную, скользящую, ходовую и легкоходовую. В некоторых случаях применяют комбинированную посадку, когда шип обрабатывают по 1му классу точности, а гнездо по 2му. Выбор посадки зависит от характера сопряжения.

Прессовая посадка (с натягом) используется весьма редко, главным образом в бесклеевых соединениях.

Тугая посадка (с малым натягом и в отдельных случаях с малым зазором) применяется для сопряжений средних брусков дверных полотен с брусками обвязки, а также для сопряжений горбыльков с брусками обвязки оконных переплетов и др.

Тугую и прессовую посадки не следует применять в соединениях «шип — гнездо», если гнездо расположено менее чем в 30 мм от торца детали, так как это может привести к раскалыванию детали по торцу. Такие посадки также не рекомендуется применять для соединений «шип — проушина» ввиду того, что  они вызывают распор проушины.

Напряженная посадка (с малым натягом или зазором) используется, например, для концевых соединений рамок с одинарными шипами.

Плотная посадка (с наименьшим натягом или зазором) рекомендуется для шпунтовых соединений досок полов и вагонной обшивки, для концевых соединений рамок различных конструкций при двойных шипах.

Скользящая посадка (с малым зазором) используется, например, для соединения дверных филенок с брусками обвязки или для соединения в шпунт фанерного дна со стенками выдвижного ящика.

Ходовая посадка (с зазором) применяется в соединениях плоскостных конструкций — дверей, сидений стульев и т. п.

Легкоходовая посадка (с большим зазором) рекомендуется для соединений входных дверей с дверными коробками, оконных переплетов с оконными коробками, выдвижных ящиков и т. п.

На чертеже посадку показывают следующим образом. Например, тугая посадка шипа, имеющего номинальный размер 12 лш, обозначается 12 дТ, что соответствует отклонениям: нижнему + 0,1 и верхнему +0,4 мм. Цифровое определение посадки находят по специальной таблице. Обозначение посадки может быть представлено в цифровом выражении: 12+(0,4-0,1). Это означает, что шип может быть выполнен с допуском 0,4-0,1=0,3 мм или размером в пределах от 12,1 до 12,4 мм.

Для получения хороших соединений, при которых одна деталь плотно входит в другую (например, в шиповых соединениях) или при наличии зазора свободно перемещается между соприкасающимися поверхностями (например, ящик стола в направляющих), необходимо изготовить эти детали или узлы с заданной точностью в пределах определенного допуска.

Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами. Например, для шипа толщиной 10 мм установлен допуск в большую сторону +0,1 мм и в меньшую сторону — 0,1 мм. Предельные размеры шипа в этом случае будут 10,1 и 9,9 мм. Система допусков предусмотрена ГОСТ 6449-53 и является обязательной для массовых индустриальных производств.

На точность обработки деталей оказывает влияние ряд факторов: свойства обрабатываемого материала и его влажность, выбор технологических баз, точность применяемых станков, инструмента и приспособлений, методы и приемы обработки, размеры и форма обрабатываемых деталей.

В массовом и серийном производстве изделия изготовляют партиями. В этом случае каждая партия изделий проходит через все операции технологического процесса. Все детали партии должны быть взаимозаменяемыми, т. е. любая деталь из партии одноименных деталей должна собираться с соответствующей любой деталью другого наименования без столярной пригонки. Следовательно, взаимозаменяемость деталей означает, что они изготовлены с такой степенью точности и с такими допускаемыми отклонениями от номинального размера, которые исключают подгонку деталей или их частей и обеспечивают необходимую прочность и точность изделия.

Выбор класса точности обработки нужно делать с таким расчетом, чтобы не получить изделия низкого качества и вместе с тем не предъявлять к его точности чрезмерно больших требований, что может неоправданно повысить стоимость обработки.

По 1му классу точности изготовляют такие изделия, как футляры для точной аппаратуры, кассеты для кабинетной фотоаппаратуры и т. п. 2й класс точности используется для сопряжений мебели, футляров, аппаратуры связи, радио ящиков, деревянных частей автомашин и вагонов, чертежных принадлежностей. 3й класс точности применяется в производстве дверей, оконных переплетов, паркета, строганой тары, досок для полов, строганой обшивки для стен, потолков, товарных вагонов, грузовых автомашин.

Точность размеров собираемых узлов и изделий зависит от точности изготовления их деталей и точности наладки сборочных приспособлений и вайм. Точность размеров детали определяет ряд размеров, составляющих подетальную размерную цепь, которой обусловливается положение поверхностей или осей относительно друг друга. Так, например, на чертеже детали бруска двери проставляют размеры, последовательно примыкающие один к другому. Эти размеры предопределяют точность собранных из таких деталей узлов пли изделия в целом.

Для всех размеров и соответственно размерных цепей допускаются строго ограниченные отклонения — допуски, которые обеспечивают взаимозаменяемость деталей и заданную точность изделий.

Чистота поверхности. При резании древесины обработанная поверхность может иметь различные неровности в виде рисок и вырывов, получающихся при пилении, или волнистости, образующейся при фрезеровании, или шероховатостей, вырывов, ворсистости и мшистости, которые могут получаться при разных способах обработки.

Чистота поверхности определяется средней арифметической величиной максимальных высот неровностей , которая предопределяет класс чистоты. Всего в деревообработке предусмотрено 10 классов чистоты поверхности, установленных ГОСТ 7016-54 . Таким образом, поверхность, отнесенная по чистоте к 1му классу, будет иметь неровности высотой от 1250 до 1600 мк (т. е. от 1,25 до 1,6 мм), а деталь, отнесенная к 10му классу, — не свыше 16 мк (0,016 мм).

В производственных условиях пользуются определенными нормативами качества по чистоте и точности механической обработки древесины на дереворежущих станках .

Повышение чистоты обработки древесины может быть достигнуто за счет следующих мероприятий:

1. Волокна древесины перед резцом прижимают специальными подпорами.

2. На передней грани резца помещают стружколоматель, который

круто загибает и ломает стружку на более мелкие элементы, не допуская заколов.

3. Увеличивают скорости резания, чтобы повысить естественный (инерционный) подпор волокон. Благодаря подпору волокна перерезаются лезвием прежде чем они успевают отклониться или отщепиться от основной массы древесины.

4. Ведут резание по возможности вдоль волокон. При продольном фрезеровании устанавливают ножевой вал под углом в плане 20-25° или располагают ножи по винтовой линии (см. ниже).

5. По возможности уменьшают угол резания.

6. Обеспечивают равномерную работу всех резцов инструмента. На фрезерных инструментах увеличивают число ножей в головке, причем их затачивают и фугуют непосредственно на головке (на ножевом валу).

 7. Чаще затачивают дереворежущий инструмент и правят его оселком, достигая, например, у заточенных фрезерных ножей радиуса затупления.

8. Уменьшают вибрацию шпинделей путем тщательной балансировки шпинделей, ножевых головок и фрез.

При раскрое пиломатериалов получают так называемые черновые заготовки, т. е. заготовки, вырезанные по заданным размерам, с необработанными поверхностями. Раскрой бывает поперечный и продольный. Поперечный раскрой выполняют на торцовочных круглопильных станках, продольный — на прирезных круглопильных станках.

Чистовой заготовкой называется заготовка, поверхности которой обработаны по заданным размерам. Придание черновым заготовкам правильной формы осуществляют на фуговальных, рейсмусовых и четырехсторонних строгальных станках, а точную их прирезку — на круглопильных станках — концеравнителях или торцовочных с использованием упоров. Обработку чистовых заготовок производят в зависимости от назначения получаемых из них деталей на шипорезных, фрезерных, сверлильных, цепнодолбежных, шлифовальных, копировальных и других станках.

При механической обработке заготовок стремятся получить заданную чистоту поверхности и точность размеров. В массовых производствах особо высокие требования предъявляются к точности размеров деталей, которые должны быть взаимозаменяемы, что необходимо для облегчения сборки изделий и исключения подгоночных ручных работ. В этом случае большую роль играет применяемая в производстве система допусков и посадок, особенно для шиповых и других соединений деталей между собой, а также использование калибров.

Производственный процесс предприятия — это совокупность всех процессов, связанных с превращением материалов в готовую продукцию.

Технологический процесс является основной частью производственного и заключается в изменении размеров, формы древесины и превращении ее в изделия — продукцию производства. Методы, способы и приемы, применяемые для превращения сырья в готовую продукцию, составляют технологию производства. Технологический процесс делится на стадии и операции.

Операцией называется часть технологического процесса, являющаяся первичной единицей его деления. Операции следуют в строго определенном порядке. Например, вслед за разметкой материалов выполняют их раскрой на заготовки, потом строгание, торцевание заготовок, зарезку в них шипов и т. д. Нельзя, например, шлифовать настроганные заготовки.

Столярные изделия (рамка, щит, коробка и др.) состоят из ряда конструктивных элементов, повторяющихся в одном и том же изделии в различных сочетаниях. К основным частям изделия относятся деталь, узел, группа. Деталь это элементарная часть изделия, форма и размеры которой заданы чертежом. Узел представляет собой разъемное или неразъемное соединение деталей, а группа — сочетание соединенных узлов и деталей.

Изделие состоящее только из узлов и деталей, называется простым. Изделие, в состав которого входят группы, называется

Технологический процесс по обработке древесины в столярно мебельном производстве включает следующие стадии: сушку древесины, раскрой ее на черновые заготовки, обработку черновых заготовок, склеивание и фанерование заготовок, обработку чистовых заготовок в детали, сборку деталей в узлы, обработку узлов, сборку узлов и деталей в группы и изделия, отделку изделий.