РАСКРОЙ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы:

Практическое и теоретическое изучение технологического процесса раскроя облицованных и необлицованных древесностружечных плит.

Задачи работы:

При выполнении лабораторной работы в производственных условиях студенты должны изучить процесс раскроя плит; работу и устройство оборудования; принципы организации рабочих мест на участке раскроя; способы определения производительности, специфику разработки карт раскроя для данного вида оборудования.

Общие сведения о раскрое плитных материалов

Раскрой древесностружечных плит – один из самых важных этапов производства мебели на их основе. Насколько качественно изготовлена мебель из ДСтП в значительной мере зависит от того, насколько качественно был выполнен распил плиты на заготовки.

Эффективность операции раскроя плит определяется производительностью и рациональностью использования материала.

Эффективность раскроя по рациональности использования материала определяется коэффициентом полезного выхода P , который определяется по формуле

(1.1)

Для организации рационального раскроя плитных материалов технологи разрабатывают карты раскроя. Карты раскроя являются графическим представлением расположения заготовок на стандартном формате раскраиваемого материала. Для составления карт раскроя необходимо знать размеры заготовок, их количество в пределах производственной программы, форматы подлежащего раскрою материала, ширину пропилов, количество пил и последовательность пропилов, соответствующую техническим данным оборудования.

Если раскраивают облицованные или ламинированные плиты, фанеру и подобные древесные материалы, то при составлении карт раскроя необходимо располагать заготовки на формате с учетом направления волокон на облицованной поверхности. В таком случае заготовки имеют определенность размера вдоль и поперек волокон, что делает полезный выход меньше, чем при раскрое необлицованных плит. Раскрой облицованных древесностружечных плит производится в точный размер.

Благодаря своим высоким потребительским качествам при доступной цене приобрели большую популярность форматно-раскроечные станки фирмы Altendorfи их многочисленные аналоги (FL-3200B, FL-3200B, FL-3200 Light и др.). Модели таких станков различаются уровнем систем управления и технологичности. На мировом рынке оборудования предлагаются различные модели форматно-раскроечных станков с подрезной пилой: Omnia 3200R (MJ3200D), KS3200 MAKA, WA6, ELMO IV (Германия), SC-32, OPTIMAL-350, ТЕМА2600, EXPRESS-3200, UNICA-500E (Италия) и др.

Ассортимент оборудования расширился также за счет появления вертикальных станков для раскроя плит фирм Reich (Holz-Her), Sonnenberger, Striebig (Швейцария), Homad-Espana (Испания). Эти станки отличаются тем, что раскрой плитных материалов производится в вертикальном положении. Это обеспечивает снижение производственной площади, необходимое для организации рабочего места.

В качестве инструмента при раскрое ДСтП применяются дисковые пилы диаметром от 320 до 400 мм с пластинками из твердых сплавов. Скорость подачи на зуб Uz = 0,05-0,12 мм. Отклонение от перпендикулярности сторон заготовок не более 0,5 мм, от прямолинейности – не более 0,3 мм. При раскрое облицованных древесностружечных плит для сохранения качества облицовки резы производятся двумя пилами: основной и подрезной (рисунок 1). Подрезной агрегат предусмотрен на станках для того, чтобы при раскрое материалов с двухсторонней облицовкой с нижней стороны не образовывалось вырывов и сколов. Линия пропила подрезателя в точности совпадает с пропилом основного диска, в том числе и при пилении под углом.

Рисунок 1 – Схема штучного и пакетного раскроя облицованных плит

Расчетная производительность станка может быть определена по формуле

,

где Т см – продолжительность рабочей смены, мин;

К р – коэффициент, учитывающий потери рабочего времени на введенные в режим работы перерывы;

К м – коэффициент, учитывающий потери машинного времени;

U – скорость подачи, м/мин;

n - количество одновременно раскраиваемых плит;

m - число заготовок по карте раскроя для одной плиты;

∑L пр – длина пропилов по карте раскроя;

L разрыв. - длина межторцовых разрывов.

В качестве базовой модели оборудования используется форматно-раскроечный станок FL-3200B фирмы Filato (рисунок 2).

Рисунок 2 – Внешний вид станка

Станок предназначен для продольного, поперечного и углового штучного и пакетного раскроя плитных материалов (МДФ, ДВП, ДСП и клееных щитов) облицованных и ламинированных, а также заготовок из массивной древесины, с предварительной подрезкой нижней кромки заготовки для исключения образования сколов. При раскрое необлицованных плит подрезная пила не используется. Подобное оборудование применяется на предприятиях по производству корпусной мебели, в столярных мастерски по производству столярно-строительных изделий.

1. Схема раскроя

2. Приёмы раскроя

2.1. Приёмы поперечного раскроя

2.2. Приёмы продольного раскроя на круглопильных станках

2.3. Приёмы раскроя криволинейных заготовок

1. Схема раскроя.

Раскрой древесных материалов на заготовки производят преимущественнно на круглопильных станках. В качестве исходных материалов используются обрезные и необрезные пиломатериалы (-м) (доски), фанера, ДСтП, ДВП и др. Заготовками называют отрезки древесных материалов, вырезанные с расчётом получения из них вполне определённых деталей. В зависимости от размеров детали из заготовки можно получить одну или несколько деталей.

В большинстве случаев заготовки выкраивают несколько больших размеров, чем размеры детали в чистоте с учётом припусков на обработку заготовки. При раскраивании пиломатериалов п-м, не прошедших камерной сушки, учитываются припуски не только на механическую обработку, но и на усушку. При раскрое высушенных п-м учитывается припуск только на механическую обработку. Заготовки деталей из п-м (досок) должны иметь припуски по длине, ширине и толщине. При раскрое стандартных изделий (ДСтП, фанеры) припуски обычно даются только по длине и ширине.

Операции раскроя п-м состоят из распиливания их вдоль и поперёк. Необходимо всегда раскроить материал так, чтобы выход заготовок был наибольшим, а качество отвечало техническим требованиям. Под выходом заготовок понимают отношение объёма заготовок к объёму раскроенных досок, выраженное в процентах. При раскрое необходимо учитывать наличие пороков, которые удаляют.

Доску можно раскроить на заготовки, распилив её сначала поперёка затем вдоль (рис. 1а), но можно выполнить эти операции в обратном порядке (рис. 1б). В обоих случаях резы следует делать так, чтобы дефектные места доски не попадали в заготовки,

Рис. 1 а - торцевание доски поперёк и распиливание отрезков вдоль; б – распиливание доски вдоль и торцевание реек поперёк.

а здоровая часть доски, соответствующая техническим условиям на изделие, была использована наиболее полнее. Полезный выход заготовок при раскрое по схеме б на приблизительно на 3 % выше, чем по схеме а. Рациональнее раскраивать доску на несколько размеров заготовок – в этом случае выход будет больше. Для повышения выхода заготовок разметку доски для раскроя проводят заранее. Для лучшего определения пороков доску предварительно прострагивают с одной стороны.

2. Приёмы раскроя

Для раскроя доски на прямолинейные заготовки применяют круглопильные станки, а для раскроя на криволинейные заготовки применяют ленточнопильные станки.

2.1. Приёмы поперечного раскроя.

Операцию поперечного раскроя (торцевания) досок выполняют на суппортных, шарнирных либо маятниковых торцовочных станках. Производительность суппортных автоматических почти в 2 раза выше, чем маятниковых и шарнирных с ручной подачей. На маятниковых станках приходится применять значительные усилия, кроме того, при раскрое широких досок требуется использовать пильные диски большого диаметра.

Необходимой принадлежностью торцовочных станков является длинный стол, снабжённый линейкой и роликами. Обслуживает станок один основной и один –два подсобных рабочих.

Производительность торцовочного станка определяется числом резов в минуту. Число резов зависит от породы древесины, ширины и толщины торцуемых досок, длины заготовок, способа раскроя, организации рабочего места.

480 ( , шт/см (1)

Коэффициент использования рабочего времени, 0,93 (при ручной подаче);

n – число резов минуту (5 – 8 для хвойных пород, 4 – 6 – для лиственных);

m – дополнительные резы на оторцовку и вырезку дефектов (1 – 2);

a – кратность деталей в заготовке по длине;

b – кратность деталей в заготовке по ширине.

Схема организации рабочего места торцовочного станка показана на рис. 2.

Рис. 2. Рабочее место у станка для торцевания досок.

1 – станок; 2 – роликовый стол; 3 - площадка подъёмного лифта; 4 - штабель досок; 5, 6 – штабеля заготовок; 7 - ящик для обрезков; 8 – место станочника; 9 – место подсобных рабочих

2.2. Приёмы продольного раскроя на круглопильных станках.

Продольный раскрой осуществляют на круглопильных прирезных станках с механической и ручной подачей. Наиболее совершенными являются прирезные станки с механической гусеничной подачей (ЦДК 4-3). В большинстве случаев распиливание ведут по направляющей линейке, которую устанавливают параллельно пильному диску на расстоянии, равном ширине заготовки. Если есть обзол, первый рез делают на глаз без использования линейки.

Станки с ручной подачей менее производительны.

Обслуживают станок двое рабочих – станочник и подсобный.

Раскрой отрезков вдоль чаще ведут в один размер. При распиливании лиственных пород для массивных необлицуемых деталей в целях повышения выхода рационально вести раскрой на 2 – 3 размера пол ширине. В этом случае линейку устанавливают на самую большую ширину заготовки. Для распиливания на более узкие заготовки без перестановки линейки пользуются деревянными закладками, которые представляют собой точно выстроганные бруски с заплечиками на одном конце (рис. 3)

Чтобы выпиливать 2 – 3 размера рабочий должен иметь одну-две закладки. Как показывает практика, одновременная работа с большим количеством размеров не рациональна.

Производительность станка определяется по формуле

Шт/см (2)

где U - скорость подачи, м/мин (10 - 15);

φ д – коэффициент использования рабочего времени(0,93);

φ с – коэффициент использования машинного времени (0,95);

l з – длина заготовки, м;

m – среднее число пропилов на одну заготовку.

Схема организации рабочего места прирезного станка показана на рис. 4.

Технологические операции раскроя листовых и плитных материалов включают распиливание их вдоль и поперек с получением заготовок или деталей требуемых размеров. При этом необходимо выполнять главные требования, предъявляемые к раскрою – обеспечение максимального коэффициента раскроя, комплектности заготовок в соответствии с объемом производства и соответствующим им качеством. Максимальный процент полезного выхода деталей в чистоте может быть обеспечен при условии, если припуски будут минимальными, организационные и технологические потери сведены к нулю, а раскрой плитных и листовых материалов на заготовки будет основан на строгих математических расчетах.

На производстве заготовки из плитных и листовых материалов раскраивают по картам раскроя. При разработке карт раскроя требуется строгое соблюдение максимального выхода деталей, комплектности деталей разных размеров и назначения в соответствии с объемом производства, максимального количества типоразмеров деталей при раскрое одной плиты и минимального повторения одних и тех же деталей в разных картах раскроя. Карты раскроя составляют с учетом припусков на последующую механическую обработку. Для мебельных заготовок из плитных материалов припуски на обработку устанавливают по длине и ширине. При составлении карт раскроя, облицованных ДСтП, учитывают направление рисунка в заготовках.

Применяемое на мебельных и деревообрабатывающих предприятиях оборудование для раскроя плит реализует схему поэтапного раскроя, при которой на первом этапе ДСтП раскраивают по длине на полосы, затем, на втором этапе, полосы раскраивают на заготовки. В зависимости от количества типоразмеров заготовок, входящих в карту раскроя, и соблюдения или несоблюдения комплектности заготовок в одной карте раскроя, различают индивидуальный, комбинированный и совместный способы раскроя.

При индивидуальном раскрое материалы (плиты) одного вида раскраиваются на заготовки одного вида или материалы одного вида раскраиваются на заготовки нескольких видов (нескольких типоразмеров) и, наконец, материалы нескольких видов раскраиваются на заготовки одного вида. Индивидуальный способ раскроя сопровождается большим количеством отходов.

Комбинированный раскрой предусматривает включение в каждую карту раскроя нескольких типоразмеров заготовок или деталей с обязательным соблюдением комплектности по выкраиваемым заготовкам. Этот способ раскроя является, как правило, более эффективным по сравнению с индивидуальным, но он более сложен.

Совместный раскрой может включать индивидуальный и комбинированный способы раскроя и является наиболее эффективным по сравнению с рассмотренными.

Наибольше применение для раскроя необлицованной ДСтП нашли такие станки как ЦТМФ-1, ЦТЗФ-1 (Россия) (рис. 67); для раскроя ламинированной ДСтП – форматно-раскроечные станки ITALMAC Omnia-3200R (рис. 68), CASOLIN Astra SE400 (Италия), ROBLAND (Бельгия), PANHANS (Германия) и центры по раскрою с числовым программным управлением SELCO EB 120 (рис. 69), Biesse SELCO WNAR600 (Италия), HVP 120 (рис. 70) и др.

Рис. 67. Станок форматно-обрезной ЦТ3Ф-1: 1-станина; 2-направляющая; 3-пульт управления; 4-гидростанция; 5-гидропривод поперечного суппорта; 6-траверса; 7, 12-суппорты; 8, 11-маховики; 9-пила для продольного пиления; 10-пила для поперечного пиления; 13-трос; 14-распиливаемый материал; 15-каретка

Рис. 68. Форматно-раскроечный станок ITALMAC Omnia-3200R

Рис. 69. Форматно-раскроечный с ЧПУ SELCO EB 120

Рис. 70. Вертикальный форматно-раскроечный центр с ЧПУ HVP 120

Раскрой древесных материалов на заготовки является пер­вой стадией механической обработки. Цель раскроя -получе­ние заготовок необходимых размеров, из которых при дальней­шей обработке будут получены детали. В настоящее время при технологической специализации раскрой выполняют на специа­лизированных участках предприятий -изготовителей древес­ных материалов. При такой организации раскроя сокращаются объемы перевозок и создаются условия для более рациональ­ного использования сырья. Предприятиям, потребляющим древесные материалы, транспартируются только полезные объемы заготовок, значительные объемы отходов, образующихся при раскрое, представляют вторичное сырье и могут быть эффективно использованы по различному назначению. Процесс раскроя организуется в зависимости от вида раскраиваемого материала, объемов производства и назначения заготовок. По виду получаемых при раскрое

весные материалы, транспартируюся только полезные объемы заготовок, значительные объемы отходов, образующихся при раскрое, представлют вторичное сырье и могут быть эффективно организуется в зависимости от вида раскраиваемого маиериала, объемов производства и назначения заготовок. По виду получаемых при раскрое заготовок раскрой может быть на черновые заготовки, которые в дальнейшем обрабатывают, и на чистовые. В первом случае при раскрое используют черновые базы, во втором-необходимы чистовые базы и применение особых приемов, оборудования и инструмента, обеспечивающих необходимую точность и качество обработки. По виду раскраиваемых материалов различают раскрой досок, древесеных плит, листовых и рулонных материалов. Рациональность процесса раскроя орценивается эффективностью труда.

Эффективность использования материалов при раскрое является важнейшей задачей современного производства. В общем виде эффективность использования материала оценивается коэффициентом выхода Кв заготовок, определяемым процентным соотношением объема, площади, погонажа или массы полученных заготовок V 3 объему, площади раскроенного материала Vc:

Кв = V 3 /Vc100. (77)

Повышение коэффициента выхода заготовок является важной и сложной проблемой. Выход заготовок зависит от множества факторов, основными из которых являются пороки древесины, структурные отступления, природные дефекты, явные и скрытые, требования к качеству заготовок и их размеры, квалификация рабочих, условия труда, применяемое оборудование и инструмент и т.д. По этим причинам раскрой досок на заготовки производится при непосредственном участии рабочих, которые визуально оценивают качество заготовок и сопоставляют его с требованием к качеству изготавливаемых из них деталей.

По степени участия рабочего в осуществлении контроля за процессом раскрой различают индивидуальный и групповой, а по рсуществлению –т поперечный и продольный. Индивидуальный раскрой характеризуются тем, что его производят с учетом размеров, качества сырья по наиболее рациональной схеме. Групповой раскрой осуществляется без учета качества сырья по заранее установленной схеме.

Групповой раскрой неспецифицированных пиломатериалов снижает выход заготовок на 7% по сравнению с индивидульным раскроем.

Поперечный раскрой пиломатериалов производят разделе­нием пиломатериала на заготовки требуемой длины. Продоль­ный раскрой пиломатериалов предусматривает разделение материала на заготовки требуемой ширины или толщины. В за­висимости от последовательности осуществления этих техноло­гических операций раскроя различают при общей оценке рас­крой поперечно-продольный и продольно-поперечный.

При организации раскроя пиломатериалов необходимо уста­новить соотношение размеров имеющихся досок с размерами заготовок. При этом возможны следующие варианты: размеры сечения досок соответствуют размерам сечения заготовок; ши­рина досок равна ширине заготовок, но толщина является крат­ной или превышает толщину заготовки; толщина досок соот­ветствует толщине заготовок, а ширина кратна или превышает ширину заготовок; толщина и ширина досок превышают раз­меры сечения заготовок или кратны им. Длина заготовки также оказывает влияние на организацию раскроя пиломатериалов. Если из имеющихся сортов пиломатериалов получить заго­товку значительного размера не представляется возможным, то в процессе раскроя вводятся технологические операции по склеи­ванию отрезков по пласти и кромке так, чтобы склеенные за­готовки соответствовали по размерам и качеству предъявляе­мым к ним требованиям.

При раскрое пиломатериалов можно воспользоваться мно­жеством схем в зависимости от вида досок, породы древесины, размеров заготовок и условий производства. Например:

1.Поперечно-продольный раскрой производят в такой по­
следовательности: торцевание досок на отрезки с вырезкой де­
фектов: распиливание отрезков на заготовки.

2. Продольно-поперечный раскрой - доски вначале раскраи­
вают распиливанием вдоль на рейки, затем торцуют по разме­
рам заготовки.

3. Торцевание досок на отрезки с вырезкой дефектных мест
и последующей разметкой отрезков и выпиливанием из них
заготовок.

5. Фрезерование одной или двух пластей доски, разметка и
далее раскрой по схеме 1 или 2.

6. Фрезерование пласти, торцевание на отрезки с вырезкой
дефектных мест, опиливание кромок у необрезных досок, фу­
гование кромок и склеивание щитов, разметка и выпиливание
криволинейных заготовок (см. рис. 57). При использовании об­
резных досок для получения заготовок значительных длин
можно применять схемы раскроя, приведенные ниже.

7. Фрезерование пласти, торцевание на отрезки с вырезкой
дефектных мест, склеивание на зубчатый шип по длине, кали­
брование, торцевание на заготовки.

8. Торцевание досок, склеивание по длине на зубчатый шип,
торцевание на мерные отрезки, фрезерование кромок и пласти,
склеивание щита, раскрой щита по ширине на заготовки, кали­
брование заготовок.

9. Раскрой досок на рейки, торцевание реек с вырезкой де­
фектов, склеивание реек в непрерывный брус, раскрой бруса на
заготовки.

Первые шесть схем широко применяются в производстве ме­бели, строительных деталей. На рис. 58 показаны примеры рас­кроя" необрезных досок по 1, 2 и 6-й схемам. Как видно, про-

Рис. 58. Схемы раскроя досок:

а - поперечно-продольный (схема 1); б - продольно-поперечный (схема 2);

в - после склеивания отрезков в щит (схема 6)

дольно-поперечный раскрой обеспечивает более высокий выход заготовки за счет меньшей потери материала при вырезке де­фектов. Он особенно эффективен для низких сортов досок. По 2-й схеме превышение выхода заготовок составляет 3 % по от­ношению к 1-й схеме.

Применение предварительной разметки доски (схема 4) дает повышение выхода по сравнению с 1-й схемой на 9%. Если пласть доски фрезеровать и этим вскрыть невидимые дефекты, то это еще повысит выход заготовок на 3 % по сравнению со схемой 4. Чтобы лучше использовать годную часть доски, рас­крой целесообразно вести на заготовки разных размеров. В та­ком случае представляется возможным подобрать размеры заготовок так, чтобы как можно полнее использовать бездефект­ную часть доски. В первую очередь необходимо выкраивать наи­более длинные заготовки - основные. При визуальной оценке качества досок количество типоразмеров заготовок при таком раскрое ограничено физиологическими особенностями рабочего. Квалифицированный рабочий может в процессе раскроя изме­нять не более чем 4-5 типоразмеров заготовок при условии, что разница между их размерами будет более 100 мм.

Увеличение количества типоразмеров заготовок для одно­временного раскроя их из одной доски резко снизит производи-

тельность и может привести к ошибкам. Ошибки станочника при раскрое снижают полезный выход заготовок. Применение дополнительных при раскрое операций -разметки, склеивания и фрезерования удорожает стоимость заготовок. Сопоставление эффективности повышения выхода заготовок и роста произво­дительности труда показывает, что повышение выхода загото­вок более эффективно и соответствует директивному направле­нию экономии сырья и материалов. Применение склеивания при раскрое по схеме 6 повышает выход криволинейных загото­вок на 8-12 % по сравнению со схемой 3. Схемы 7, 8 и 9 при-

Рис. 59. Организация раскроя пиломатериалов:

а - на поточной линии; / - приводной ролик; 2 - торцовочный станок; 3 - непривод­ной ролик; 4 - упор; 5 -ленточный конвейер; б -прижимный ролик; 7 - передаточ­ный стол; 8 - прирезной станок; 5 - стол; 10 - концевой выключатель; // - кнопка включения; 12 - педаль; б, в - на станках ЦДКЧ-3, ЛС80-6

меняют для получения заготовок для клееных строительных конструкций длиной до 80 м.

При раскрое досок на прямолинейные заготовки используют круглопильные станки общего назначения, а для криволиней­ных-ленточнопильные. В специализированных раскройных це­хах, кроме того, применяются делительные ребровые станки, многопильные и станки для заделки сучков.

На рис. 59 приведена схема устройства и организации рабо­чего места частично автоматизированного торцовочного станка ЦПА40 или ЦМЭ-ЗА для раскроя обрезных досок на заготовки строительных деталей. Доски из штабеля станочник сбрасы­вает на приемный стол торцовочного станка. Приемный стол снабжен приводными винтовыми роликами 1, которые не только подают доску вперед, но и прижимают ее к линейке. Подлежа­щая торцеванию доска продвигается вперед по консольным не­приводным роликам до упора 4. Дойдя до этого упора, торец доски нажимает на рычаг концевого выключателя 10, останав­ливает электродвигатель, приводящий в движение подающие ро-

лики и одновременно включает подачу пилы. Суппорт 2 с пиль­ным диском выдвигается вперед и перерезает доску. При обратном движении суппорт пилы при помощи системы рычагов сбра­сывает отрезанный конец доски с консольных роликов на нахо­дящийся под ним движущийся ленточный конвейер 5 и одновре­менно включает электропривод подающих приводных роликов /.

Кроме автоматического, станок имеет и ручное механизиро­ванное управление, которым станочник может пользоваться для произвольной остановки доски на любом расстоянии до упора для вырезки из нее дефектных мест. Этой цели служат педаль 12 и включатель (кнопка) 11. Нажим ногой на педаль 12 останавливает вращение подающих роликов, а нажим ру­кой на кнопку И вызывает поперечную подачу пильного диска.

Станок может работать в составе линии (как это показано на рис. 59) и самостоятельно. Производительность такого ча­стично автоматизированного станка, обслуживаемого одним станочником, примерно равна производительности станка, об­служиваемого станочником с двумя подсобными рабочими, а сама работа значительно безопаснее и легче.

Отрезки распиливают вдоль на круглопильных станках с ме­ханической или ручной подачей. (В линии - на позициях 6 -9.) Из станков с механической подачей наиболее совершенными для распиливания отрезков на заготовки являются прирезные станки с гусеничной подачей типа ЦДК-4-3 и ЦДК-5-2. Эти станки обеспечивают высокую прямолинейность реза без при­менения направляющей линейки, что очень важно при раскрое по разметке, когда рабочий направляет отрезок в станок по ка­рандашной риске. Однако в большинстве случаев распиливание ведут по направляющей линейке, которую устанавливают па­раллельно пильному диску и на расстоянии, равном ширине заготовки. Если есть обзол, первый рез делают на глаз, а при втором, третьем и других прижимают опиленную кромку к ли­нейке.

Обслуживают станок 2 человека - станочник и подсобный рабочий. Первый управляет станком и подает в него отрезки, второй принимает их и, если нужно, возвращает для повтор­ного реза.

Работа на круглопильных станках с ручной подачей анало­гична работе на станках с механической подачей, но менее про­изводительна, менее безопасна и требует значительных усилий со стороны станочника при надвигании отрезков на пилу.

Распиливают отрезки вдоль чаще всего на один размер. Лиственные породы для массивных деталей для повышения вы­хода рационально раскраивать на два-три размера по ширине. В этом случае линейку на станке устанавливают на самую большую ширину заготовки. Для распиливания на более узкие заготовки без перестановки линейки пользуются специальными

устройствами или закладками, которые представляют собой бруски с заплечиками на одном конце. На рис. 60 и 61 пока­заны схемы специализированных участков раскроя пиломате­риалов, работающих по схемам раскроя 1 и 2.

При раскрое пиломатериалов потери древесины определяют три причины, не зависящие от организации раскроя: 1) есте­ственные природные дефекты древесины и дефекты, зависящие от сортности досок; 2) некратность заготовок размерам безде­фектных участков доски, когда расстояние между рядами не­допустимых сучков меньше длины двух заготовок; 3) потери в опилки.

Если обозначить коэффициенты использования древесины, отражающие потери по этим факторам, соответственно К д - коэффициент использования, учитывающий потери из-за вы­резки дефектов в зависимости от сортности досок; Кк- коэф­фициент, учитывающий потери из-за некратности заготовок размерам бездефектных участков доски; Ко- коэффициент, учитывающий потери на опилки, то общий коэффициент выхода Кв (табл. 11) определится как

К в- КдКкКо = Vз /Vс(78)

Потери на опилки зависят от количества резов и применяе­мых пил. Если раскрой ведется по трем размерам доски, то ко­эффициент Коопределяется из соотношения

К в- К / оК // кК /// о, (79)

где Ко- учитывает потери при поперечной распиловке К / о и К // о К /// о – соответственно продольной и ребровой.

Выход заготовок в большей степени зависит от сортности сырья и размера заготовок. Увеличение длины заготовок на 1 м снижает их выход примерно на 5%. Нормы полезного выхода заготовок для мебели приведены в табл. 12.

Выход комплектных заготовок с ухудшением сортового состава пиломатериалов снижается.

При раскрое досок на криволинейные заготовки используют ленточнопильные станки с узким полотном пильной ленты (до

11. ЗНАЧЕНИЕ ОБЩЕГО КОЭФФИЦИЕНТА ВЫХОДА ЗАГОТОВОК Кв

Рис. 60. Участок поперечно-продольного раскроя досок:

/ - лифт; 2 - торцовочный станок; 3 - прирезные станки; 4 - конвейер;

5-автомат для заделки сучков; 6 - упаковочный стол; 7 - сортировочное устройство; В - пакет до­сок; 9 - делительный станок

Рис. 61. Участок продольно-поперечного раскроя досок:

/ - прирезной станок; 2 - делительный станок; 3, 7 - торцовочные станки;

4-автомат для заделки сучков; 5 - сортировочное устройство;

6 - упаковочный стол

12. НОРМЫ ПОЛЕЗНОГО ВЫХОДА ЗАГОТОВОК ПРИ РАСКРОЕ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В МЕБЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

40 мм). Ширина пильной ленты выбирается в зависимости от минимального радиуса кривизны заготовки. Чем меньше радиус кривизны заготовки, тем уже должна лента пилы. Минимальный радиус кривизны заготовки в зависимости от ширины ленты пилы и ее развода определяется по формуле

Rmin = 0,12В 2 /b, (80)

где Rmin - минимальный радиус кривизны заготовки, мм; В - ширина ленты пилы, мм; b-развод зубьев пилы на одну сторону, мм.

Uz =(0,05-0,1) s, мм, (81)

где S – толщина пилы, мм.

Скорость подачи определяется по формуле

U = [(0,05 – 0,1) s 60υ], м/мин, (81)

Где u – скорость подачи, м/мин; S – толщина пилы, мм; υ – скорость резания, м/с; t-шаг зубьев, мм.

Средняя точность заготовок при раскрое досок приведена в табл. 13.

Автоматизация процесса раскроя пиломатериалов вызывает трудности тем, что необходима визуальная оценка качества раскраиваемых материалов и согласование этой оценки с требованиями к качеству заготовок и их размерам. Применение принципов силовой сортировки пиломатериалов с учетом назначения получаемых заготовок позволяет преодолеть эти трудности.

Возможно создать автоматизированную систему раскроя пиломатериалов с микропцессором, учитывающим размеры заготовок и их физико-механические показатели, опрделяемые при раскрое.

Имеются также оптические устройства, фиксирующие размеры природных дефектов древеситны, способные поглощать световой поток (сучки, трещины, гили и т.п.). Такие устройства могут управлять вырезку дефектов автоматически.

Раскрой древесных материалов

К атегория:

Технология деревообрабатывающего производства

Раскрой древесных материалов

Раскрой древесных материалов (пиломатериалов, фанеры, столярных, древесностружечных и древесноволокнистых плит) на заготовки- одна из первых стадий технологического процесса деревообрабатывающего производства.

Древесные материалы на крупных предприятиях раскраивают в раскройных цехах. На средних и небольших предприятиях раскройный участок (отделение) входит в состав укрупненного деревообрабатывающего цеха.

Понятие о заготовках. Заготовками называют отрезки древесных материалов определенных размеров и формы, из которых при дальнейшей механической обработке получают детали.

Заготовки, получаемые в раскройном цехе при раскрое материала пилами, будут называться черновыми заготовками. По размерам черновые заготовки могут быть одинарными и кратными. Одинарная заготовка имеет размеры, позволяющие получить из нее только одну деталь. Из’кратной заготовки можно получить несколько деталей по толщине, ширине или длине.

Размеры черновой заготовки, даже одинарной, всегда больше размеров детали. Разность между размерами заготовки и размерами получаемой из нее детали называется припуском заготовки на обработку. Необходимость припуска объясняется тем, что при изготовлении детали из заготовки при механической обработке часть материала будет удалена.

Заготовки из пиломатериалов должны иметь припуски по толщине, ширине и длине, потому что при выработке деталей они обрабатываются со всех сторон.

Для заготовок, вырабатываемых из плит и фанеры, припуски на обработку даются только по длине и ширине, так как плиты и фанера имеют стандартную толщину. Возможны случаи, когда припуски по длине и ширине заготовок не предусматриваются, например в заготовках для филенок, вставляемых в пазы.

Если раскраивается сырой материал, то в размеры заготовок должны быть включены не только припуски на обработку, но и припуски на усушку. В размерах кратных заготовок должны быть еще учтены дополнительные припуски на раскрой (деление) кратных заготовок на одинарные.

Правильный выбор величины припуска имеет огромное экономическое значение. Если припуски взяты больше нормы, то кроме перерасхода древесины, увеличится время обработки заготовок, расход электроэнергии, величина погрешностей обработки, ухудшится качество деталей. Явно заниженные припуски также нежелательны, так как увеличивается вероятность получения брака (непрострожка, заниженная длина), усложняются работы по наладке и настройке станков и инструментов.

Общий припуск на обработку складывается из операционных припусков. Операционных припусков будет столько, сколько операций проходит заготовка в процессе превращения ее в деталь. Припуски на механическую обработку пиломатериалов и заготовок регламентированы ГОСТ 7307-75.

Полезный выход заготовок. Раскрой древесных материалов - важная стадия технологического процесса в деревообрабатывающем производстве. От раскроя зависит, какие заготовки и в каком количестве пойдут в дальнейшую обработку. Из одной и той же доски или плиты можно получить разное количество заготовок различных размеров и качества. Раскрой необходимо производить только на заготовки нужных размеров, при этом следует стремиться получить их какtможно больше и более высокого качества. Получение наибольшего полезного выхода заготовок - главная задача раскроя. Под полезным выходом заготовок понимают отношение объема полученных заготовок к объему раскроенного материала, выраженное в процентах.

В себестоимости заготовок стоимость самой древесины составляет около 80%. Увеличение полезного выхода заготовок только на 1% равноценно увеличению производительности участка раскроя в 1,5 раза. Однако получение высокого выхода заготовок нужного качества - далеко не простая-задача, особенно при раскрое пиломатериалов или фанеры низких сортов. В них содержится много пороков, которые не допускаются в заготовках и поэтому должны быть вырезаны при раскрое. В этом случае особенно трудно получать длинные заготовки.

Существует несколько способов и схем раскроя древесных материалов на заготовки, которые дают различные результаты по выходу.

Способы и схемы раскроя. Раскрой материалов может быть групповым и индивидуальным. При групповом раскрое все доски или плиты раскраивают по одной и той же схеме без учета качества материала. Групповой раскрой можно производить на многопильных станках или одновременно по нескольку штук (пачками) на однопильных станках. Он применим тогда, когда качество раскраиваемого материала совпадает с качеством вырабатываемых заготовок и отпадает необходимость вырезать пороки древесины или когда размеры вырабатываемых заготовок небольшие. Групповым способом раскраивают пиломатериалы и листы фанеры высших сортов, а также все древесные плиты, имеющие примерно одинаковое качество по всей поверхности.

При индивидуальном раскрое для каждой доски или листа фанеры выбирают наиболее выгодную схему в зависимости от качества древесины и расположения пороков. Такой способ раскроя затрудняет механизацию и автоматизацию, повышает трудовые затраты, но при невысоком качестве раскраиваемого материала и жестких требованиях к качеству заготовок он повышает полезный выход заготовок по сравнению с групповым раскроем на 5…7%.

Рис. 4. Схемы раскроя пиломатериалов: I - продольно-поперечная, II - поперечно-продольная, III - комбинированная; а - обрезных пиломатериалов, б - необрезных пиломатериалов

Выход заготовок, особенно при раскрое материала низких сортов, во многом зависит от применяемой схемы раскроя. Различают три принципиальные схемы раскроя пиломатериалов на прямолинейные заготовки.

По первой схеме доску сначала распиливают вдоль на рейки или бруски шириной, равной ширине заготовок. Затем их торцуют на отрезки длиной, равной длине заготовок, удаляя при этом недопустимые пороки древесины. Раскрой по первой схеме называют продольно-поперечным. Эта схема дает хорошие показатели по выходу заготовок, особенно длинных. Для размещения оборудования по этой схеме требуются дополнительные площади, так как на обеих операциях (поперечный и продольный раскрой) приходится иметь дело с длинными досками.

По второй схеме доску сначала распиливают поперек на отрезки, равные длине той или иной заготовки, вырезая при этом по всей ширине доски пороки, не допустимые в заготовках. Затем отрезки распиливают вдоль на заготовки нужной ширины. Раскрой по второй схеме называют поперечно-продольным. Эта схема менее выгодна, чем первая. Выход заготовок, особенно длинных, будет меньше за счет больших отходов здоровой древесины вместе с удаляемыми пороками. Только при раскрое узких необрезных досок, имеющих, как правило, большую кривизну по кромке, второй схеме можно отдать предпочтение перед первой.

Однако вторая схема имеет пока наибольшее распространение в промышленности.

Третья схема представляет собой комбинацию первых двух. По этой схеме доску сначала распиливают поперек без вырезки пороков. При этом стремятся получить наиболее длинные отрезки. Затем отрезки распиливают вдоль на заготовки нужной ширины. Имеющиеся недопустимые пороки в некоторых заготовках вырезают при дополнительной торцовке или продольной опиловке заготовок. При этом размеры заготовок уменьшаются соответственно по длине или ширине. При правильном применений третья схема позволяет получить высокий выход заготовок. Она лишена недостатков первой и частично второй схем.

Полезный выход заготовок при любой схеме раскроя пиломатериалов может быть повышен включением в технологический процесс дополнительных операций: предварительной разметки и строжки-калибровки досок перед раскроем. Введение-дополнительных операций несколько удорожает стоимость раскроя за счет увеличения числа станков, рабочих и производственной площади, но получаемая экономия древесины перекрывает это удорожание. Так, при внедрении разметки досок перед раскроем выход заготовок увеличивается на 9%, а при внедрении строгания и разметки - на 12%. Внедрение в процессы раскроя предварительного строгания способствует также лучшему использованию получающихся при раскрое короткомерных отрезков, их можно сразу же пускать на склейку по длине.

Схемы раскроя материалов на криволинейные заготовки имеют свои особенности. Раскрою должна предшествовать разметка материала, которую производят шаблонами-заготовками, накладываемыми на материал и очерчиваемыми.

Применяют следующие схемы раскроя материала на криволинейные заготовки: – поперечный раскрой досок на отрезки длиной, равной длине заготовок, - разметка отрезков на заготовки - выпиливание заготовок; – разметка досок на заготовки - выпиливание заготовок; – поперечный раскрой досок на отрезки - вырезка дефектов и опиловка кромок - фугование кромок - склеивание отрезков в щиты - разметка щитов на заготовки - выпиливание заготовок.

По второй схеме раскроя выход заготовок для задних ножек столярного стула получается больше на 4…6% по сравнению с первой. Наиболее выгодной является третья схема, при которой выход заготовок увеличивается на 10% по сравнению с первой схемой.

Рис. 5. Схема получения криволинейных заготовок: а - из отдельных отрезков, б - из отрезков, склеенных в щит; 1, 2, 3 - отрезки

На рис. 5, а показано получение криволинейных заготовок по первой схеме из отдельных отрезков, а на рис. 5, б - по третьей схеме из отрезков, склеенных в щит.

Средние нормы выхода заготовок. Процент выхода заготовок из пиломатериалов зависит от многих факторов: от породы древесины, вида пиломатериалов (обрезные и необрезные), сорта пиломатериалов, схем раскроя и назначения самих заготовок.

Средняя норма выхода заготовок при раскрое фанеры и плит всех видов составляет 85%. При тщательной разработке раскройных карт полезный выход может быть и выше.

Производство клееных заготовок и деталей. Использование клееных заготовок позволяет увеличить выход основных заготовок на 8. . . 12%.

Склеивание или сращивание заготовок по длине производится в основном на зубчатый шип.

Отечественной промышленностью выпускаются механизированные поточные линии, на которых производится нарезание зубчатых шипов, склеивание и раскрой склеенной ленты на заготовки. Например, линия ОК502 предназначена для сращивания брусков по длине. На этой линии могут склеиваться отрезки длиной 250… 1200, шириной 50… 150 и толщиной 40…85 мм. Длина получаемых заготовок 560… 2300 мм.

Отрезки, подлежащие склеиванию, должны быть строгаными или калиброванными, влажность древесины не должна превышать 12%. Для ускорения отверждения клея и ликвидации выдержки заготовок после склеивания клеевые швы прогревают токами высокой частоты (ТВЧ ).

Склеивание заготовок по ширине и толщине производится на гладкую фугу и на шиповое соединение. Для этого применяют разнообразное оборудование: струбцины, сжимы, клеильно-конвейер-ные прессы и щитосборочные автоматы.