ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

 

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

Учебное пособие

для студентов по направлению подготовки бакалавра 220700.62 - «Автоматизация технологических процессов и производств»

 

Воронеж 2012

УДК 674.093.26-419.3+674.815(075)

П …

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол №………от …………..2012 г.)

 

Рецензенты: д.т.н., профессор, зав. кафедрой электротехники и автоматики

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный

университет имени Петра I»

Начальник производства деревообрабатывающего предприятия

ЗАО фирма "Гранд" С.К. Ненашев

 

Пономаренко Л.В.

ISBN ……………….. (в обл.) В учебном пособии излагаются технологические процессы основных… Учебное пособие предназначено для студентов по направлению подготовки бакалавра 220700.62 - «Автоматизация…

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ

Производственный процесс охватывает все виды работ, совершаемые над сырьём и полуфабрикатами до превращения их в продукцию данного производства. Он… При этом можно выделить часть работ, когда материал – предмет труда… Например, при сушке древесина претерпевает качественное изменение: из сырой превращается в сухую, изменяются при этом…

ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВ

Производства деревообрабатывающей промышленности делятся на три основных типа: индивидуальное, серийное и массовое. Допускается ещё единичный тип… Индивидуальным называется производство, изготавливающее разнохарактерные типы… Серийным называют производство, в котором на большинстве рабочих мест выполняются различные операции над отдельными…

ЛЕСОПИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Понятие о пиловочном сырье

Хлыст представляет собой ствол спиленного дерева без вершины, очищенный от сучьев. Бревно или кряж – часть хлыста, полученная поперечным делением его на части. …  

Продукция лесопильного производства

По породе. Пилопродукция подразделяется на три основные группы: хвойные, твёрдолиственные и мягколиственные породы. До 85 % пилопродукции… Главным требованием, предъявляемым к пилопродукции, является подбор древесины… По назначению. Две основные группы: пиломатериалы для применения внутри страны и на экспорт. Первая группа в свою…

Способы раскроя брёвен на пиломатериалы

Во втором случае в работе участвуют не менее двух пил, иногда их число доводится до 16…20. Этот способ называют групповой распиловкой. Групповая… Если при распиловке делается только один рез и отделяется только одна часть… Индивидуальная распиловка позволяет лучше использовать древесину с учётом особенности различных частей бревна.

Основы теории раскроя пиловочного сырья. Поставы

Группа пил и прокладок, установленных в многопильных станках в соответствии с заранее составленной и рассчитанной схемой раскроя брёвен на… Если бревно или брус распиливается на доски одинаковой толщины, то постав… Поставы по расположению досок относительно оси бревна могут быть симметричными и несимметричными; по количеству досок…

Подготовка сырья к распиловке

Производственный процесс во многом зависит от условий и способов доставки сырья к лесопильным цехам. Сырьё поступает в виде пиловочных брёвен и хлыстов. В последнем случае в… Сырьё к лесопильным заводам может доставляться сухопутно или по воде (рис. 9, 10).

Структура производственных процессов лесопильных цехов

При групповой распиловке могут быть такие схемы: распиловка вразвал, в которой участвуют основной первичный станок и обрезной станок; распиловка с… Продольный раскрой бревен, брусьев и сегментов на пиломатериалы производится… Производительность лесопильных рам (А, м3/см) определяется по формуле:

Распиловка брёвен на лесопильных рамах характерна для России и европейских стран. Они подразделяются на двухэтажные - 2Р50-11(22), 2Р75–3(4), 2Р80–1(2), 2Р100–1(2) и одноэтажные - Р63-4Б (рис. 18), Р80-2, ЛРБ-1, РГ-63 (Россия).

 

Рис. 18. Одноэтажная лесопильная рама Р63-4Б

 

В США и Канаде наибольшее распространение получили ленточнопильные станки. Неотъемлемая часть ленточных станков – базирующая тележка. Она служит для установки бревна относительно пильной ленты, подачи бревна и возврата в исходное положение для нового реза. Распиловка бревна осуществляется последовательными резами индивидуальным способом, поэтому использование его для крупномерного сырья особенно эффективно. Известны вертикальные ленточнопильные станки: бревнопильный ленточнопильный станок TA-cart- DD3 (Россия) (рис. 19), ленточнопильные станки SNT CANADIAN и SNR фирмы Bongioani (Италия), ленточно-делительный станок USTUNKARLI UYM-120/H (Турция) и др.; горизонтальные: многоленточный горизонтальный брусовопильный конвейер «Гравитон-МЛК» (Россия), ленточнопильный станок CRT- 800H PILOUS (Чехия) (рис. 20), ленточнопильный автомат ЛО-43 (Россия) и др. Комбинированные ленточнопильные станки проходного типа представляют собой сочетание вертикальных и горизонтальных пильных узлов. Примером такого бревнопильного оборудования может служить брусующий конвейер «Гравитон - КЛБ».

В последнее время созданы автоматизированные ленточнопильные установки на базе нескольких последовательно установленных сдвоенных ленточнопильных агрегатов, что позволяет производить распиловку сырья средних и малых диаметров групповым способом на больших скоростях подачи (до 150 об/мин).

Важнейшим показателем ленточнопильных агрегатов является диаметр шкивов. От него зависят наибольший диаметр распиливаемых брёвен, толщина и ширина ленты и мощность станка.

Сменная производительность ленточных станков (А, м³) определяется по формуле:

, (14)

где Т – продолжительность смены в минуту;

К – коэффициент использования станка;

t – среднее время на распиловку бревна по поставу, с;

q – объём бревна.

Рис. 19. Вертикальный бревнопильный ленточнопильный станок TA-cart- DD3

 

Рис. 20. Горизонтальный ленточнопильный станок CRT- 800H PILOUS

 

Для распиловки тонкомерного сырья преимущественно используют круглопильные станки. Они просты по конструкции и обеспечивают высокую производительность.

Технологические процессы на базе этих станков для продольного деления брёвен в России не распространены вследствие отсутствия до последнего времени надёжных современных круглопильных станков с регулируемым поставом пил. Однако эти процессы широко применяются в скандинавских странах.

По схеме работы круглопильный станок близок к ленточнопильному, только вместо ленты дисковая пила. Бревно также закрепляется на тележке, которая имеет поступательно-возвратное движение относительно пилы. Станки для распиловки брусьев имеют вальцовую подачу.

По технологическому признаку их можно разделить на бревно- и брусовопильные, по количеству пил – на одно- , двух- и многопильные, по принципу пиления – параллельного, вертикального, горизонтального, а также углового, по количеству валов - одно- , двух- и четырехвальные, по способу подачи лесоматериалов или портала (суппорта) - циклического и непрерывного действия.

Для индивидуального раскроя бревен применяют однопильные станки: ЦДТ6-2, ЦДТ6-3, СПР-320 (Россия), Laimet (Финляндия) (рис. 21) и др. Многопильные станки применяются для продольной распиловки бревен, («Бурсус 420М», «Бурсус 460М» (рис. 22), «Барс-ДГ», «Барс-Гепард» (Россия), KARA MASTER (Скандинавия) и др.), для продольной распиловки брусьев (ЦДТ-7, ЦМД (Россия), МН 250 Bongioani (Италия), MS MASCHINENBAU DNS (Германия), «Фаворит 200» (Россия) (рис. 23), ПЛП-АСТРА-ЕB (Беларусь) и др.)

Рис. 21. Однопильный круглопильный станок Laimet

 

 

Рис. 22. Станок многопильный «Бурсус 420М» и схема раскроя

 

Рис. 23. Станок многопильный «Фаворит 200» и схема раскроя

 

Производительность круглопильных станков с непрерывной (вальцевой) подачей (А, м³) можно определить по формуле:

A= UTK, (15)

где U – скорость подачи, м/мин;

Т – время смены, мин;

К – коэффициент использования станка.

Для выполнения комплекса технологических операций по обработке тонкомерных брёвен на пиломатериалы и технологическую щепу используются линии агрегатной переработки на базе фрезернопильных, фрезерно-брусующих и фрезерно-профилирующих станков в соответствии с рекомендуемыми схемами.

Отечественная промышленность выпускает линии агрегатной переработки бревен моделей ЛАПБ-2М, ЛАПБ-4 (Россия).ЛАПБ предназначены для автоматизированной (развальным способом) переработки тонкомерных бревен на пиломатериалы и технологическую щепу (рис. 24, 25).

В линиях для переработки бревен брусово-сегментным способом устанавливаются фрезерно-профилирующие станки (Giga02 (Италия)) (рис. 26), которые позволяют вырабатывать из параболической зоны бревна (сегментов и полусегментов) пиломатериалы различного профиля, удобные для последующей их склейки по ширине в щиты, а также получать из тонкомерного бревна обрезной пиломатериал и технологическую щепу (требуемой фракции) "за один проход".

В основу агрегатированных (состоящих из отдельных брусующих и распиловочных модулей) фрезернопильных линий (ЛФП-1, ЛФП-2, ЛФП-3 (Россия)) положен брусовый способ переработки бревен на обрезные пиломатериалы и технологическую щепу за два прохода. За первый проход из бревна получают двухкантный брус, одну или несколько пар боковых необрезных досок и технологическую щепу. За второй проход двухкантный брус перерабатывают на доски и технологическую щепу.

 

Рис. 24. Схемы переработки бревен на пиломатериалы и технологическую щепу на ЛАПБ

 

Рис. 25. Линия агрегатной переработки бревен ЛАПБ-4

 

Рис. 26. Фрезерно-профилирующая лесопильная бревнопильная линия Giga02

 

Объём переработки сырья агрегатным методом в России составляет примерно 7 %, в США – 29 %, Канаде – 48 %, Швеции – 20 %.

Затраты на переработку сырья на агрегатных установках ниже (в 1,5 – 2 раза), чем на лесопильных рамах вследствие их высокой производительности, меньшего числа требуемых рабочих. При этом в два раза уменьшается расход электроэнергии, в 4…5 раз – затраты на зарплату. Себестоимость переработки сырья на ЛАПБ в 2,8 раза ниже, чем на лесопильной раме. Уровень комплексного использования сырья достигает 89-90%. Выход пиломатериалов зависит от размерно-качественного состава сырья, конструкции инструмента, технологических и организационных факторов, вида вырабатываемой продукции.

В качестве режущего инструмента в агрегатных станках и линиях используются фрезы (цилиндрические, конические, торцово-конические), пилы (круглые, ленточные) и их комбинации.

Производительность агрегатных станков рассчитывается аналогично производительности круглопильных станков с вальцевой подачей.

Помимо основного оборудования лесопильные цепи оснащаются различного рода вспомогательными и транспортными устройствами, служащими для перемещения бревен и пиломатериалов по цеху и передачи их с одной операции на другую. К таким устройствам относятся продольные и поперечные цепные конвейеры, бревносбрасыватели, впередирамные тележки, рольганги, роликовые шины, брусоперекладчики, ленточные конвейеры и т.п.

 

ТЕХНОЛОГИЯ КЛЕЕНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Виды клееных материалов

К основным видам древесных материалов, изготовленных склеиванием, относятся фанера, плиты различных видов, древесные пластины, гнуто-клееные… Фанера клееная. По объему производства является основной продукцией,… Широкая и многообразная область применения фанеры обусловлена многими ее преимуществами по сравнению с массивной…

Сырье и клеи

Клей – вещество, способное при определенных условиях переходить в твердое состояние, прочно удерживая при этом соединенные материалы. В деревообрабатывающей промышленности применяются в качестве клеевых веществ… К природным соединениям относятся: целлюлоза, каучуки, глютин, получаемый из подкожного слоя, костей и хрящей…

Технология изготовления лущеного шпона. Оборудование

Для клееной фанеры применяются чураки длиной от 0,8 до 3,2 м, а для строганого шпона – от 1,5 м и выше. Размеры поперечного сечения сырья принципиального значения не имеют.… Качественные требования сводятся к ограничению как пороков древесины (сучков, ненормальной окраски и гнилей, трещин,…

Технология изготовления строганого шпона. Оборудование

В качестве сырья для производства строганого шпона обычно используют породы с красивым цветом и текстурой. Это древесина тропических пород, а также… Строгание шпона, так же, как и лущение, представляет собой резание древесины…

Технология изготовления фанеры. Оборудование

Для склеивания фанеры обычно применяют карбамидоформальдегидные, фенолоформальдегидные, реже казеиновые и др. клеи. Склеивание может осуществляться… Технологический процесс изготовления клееной фанеры включает следующие… Нанесение клея на шпон.Слой наносимого клея должен быть равномерным по толщине, непрерывным, его количество должно…

Склеивание фанеры производится в холодных или горячих прессах. Холодные пресса периодического действия могут быть одно- и многоэтажными. Для горячего склеивания применяются как непрерывные одноэтажные пресса, так и периодические одно- и многоэтажные.

Наибольшее применение нашли многоэтажные пресса горячего склеивания (П714Б, ДА4438, Д4038, П20 (Россия), НР «Angelo Cremona» (Италия), пресса фирмы «Raute» (Финляндия) (рис. 42) и др.). Рабочие промежутки пресса закрываются последовательно, начиная с нижнего. Используется симультанный механизм, обеспечивающий одновременное закрытие всех промежутков пресса. Операции загрузки и выгрузки клеильного пресса пакетами шпона трудоемки и осуществляются посредством подъемных платформ, многоэтажных этажерок, элеватора.

 

Рис. 42. 30-пролетный клеильный пресс «Raute»

 

При склеивании холодным способом пресс, как правило, используют только для создания необходимого давления. Дальнейшая выдержка пакетов осуществляется в зажатом с помощью специальных стяжек состоянии на подстопных местах.

В каждом промежутке пресса можно склеивать по одному и по несколько пакетов шпона. Суммарная толщина пакетов 12…20 мм и зависит от высоты промежутка пресса. Склеивание шпона по несколько пакетов обеспечивает максимально возможную производительность пресса. Однако предпочтительнее склеивать по одному листу фанеры в каждом пролете пресса, так как при этом уменьшаются упрессовка и коробление за счет более равномерного прогрева. Отметим, что при этом снижается производительность пресса, но этот недостаток устраняется путем механизации загрузочно-разгрузочных работ, а также уменьшается продолжительность выдержки в прессе.

Цикл работы клеильного пресса (рис. 43):

1) загрузка пакетов шпона в пресс, t₁;

2) подъем стола пресса до закрытия промежутков, t₂;

3) создание рабочего давления, t₃;

4) выдержка пакетов под давлением, t₄;

5) снижение давления, t₅ (время снятия давления в первом периоде,– время снятия давления во втором периоде);

6) опускание стола пресса, t₆;

7) выгрузка фанеры из пресса, t₇.

 

Рис. 43. Составляющие цикла склеивания и диаграмма изменения давления при склеивании фанеры

К основным параметрам режимов склеивания фанеры относятся: температура плит пресса (t), давление прессования (P), продолжительность прессования (t).

Для горячего способа склеивания, в зависимости от вида применяемого клея, температуру плит пресса устанавливают в следующих пределах:

казеиновый – 115…135 ^оС,

карбамидные – 115…130 ^оС,

фенольные – 140…145 ^оС,

бакелитовая пленка – 150…155 ^оС.

Давление прессования обеспечивает требуемую площадь контакта между склеиваемыми листами шпона. Величина давления зависит от породы древесины, шероховатости поверхности шпона и количества наносимого клея. Чаще всего давление составляет 1,8…2 МПа для горячего склеивания и давление 0,7…1,4 МПа – для холодного склеивания.

Продолжительность склеивания – фактор, определяющий производительность процесса склеивания. Продолжительность склеивания зависит от толщины склеиваемого пакета, слойности, температуры плит пресса, влажности, толщины шпона, породы древесины, вида применяемого клея и может колебаться от 2 до 6 часов при холодном склеивании и от 2 до 20 минут при горячем.

Производительность клеильных прессов (А, м³/ч) определяется по формуле:

, (28)

где n – число промежутков пресса;

m – число пакетов в одном этаже пресса;

F – площадь листа фанеры в обрезном виде, м²;

S – толщина фанеры, мм;

K_в – коэффициент использования рабочего времени, K_в=0,97;

t₄ – продолжительность склеивания, мин;

t₅ – продолжительность снижения давления, мин;

t_всп – продолжительность вспомогательных операций, мин;

t_всп=t₁+t₂+t₃+t₆+t₇=3-5 мин.

Для придания листам фанеры товарного вида после склеивания, они подвергаются дальнейшей обработке, которая включает следующие операции: охлаждение, обрезку, сортировку, починку, шлифование и циклевание.

Охлаждение служит для снижения температуры и влажности. Фанеру обдувают воздухом комнатной температуры.

Если конечная влажность фанеры превышает допустимую (15 % при склеивании белковыми клеями и 10 % – синтетическими), то ее подвергают дополнительной сушке в камерных сушилках периодического действия.

Обрезка фанеры необходима для выравнивания кромок (прямолинейность) и установления прямоугольности углов. Производится чаще всего на круглопильных станках с одной (ЦФ-5) или несколькими пилами (ЦК-2, ЦТ-3Ф, ЦФ-2, ЛФО-16, «Raute» и др.). Наибольшее распространение получили двухпильные станки, где пилы установлены под углом 90^о друг к другу. Расстояние между пилами равно номинальному размеру листа фанеры.

Для обрезки фанеры с 4-х сторон используют спаренные двухпильные станки.

Производительность такого агрегата (А, листов/час) определяется по формуле:

, (29)

где U – скорость подачи, м/мин;

n – число листов в пачке, шт.;

К_м – коэффициент использования машинного времени;

К_в - коэффициент использования рабочего времени;

l – длина необрезного листа (для неквадратного листа l равно полусумме длины и ширины), м.

Одной из самых ответственных операций при обработке фанеры является сортировка.

Чем больше сортов высокого качества, тем больше прибыль предприятия. Существует 5 сортов фанеры общего назначения: .

Сортировку фанеры выполняют бригады из двух высококвалифицированных специалистов. Клееная фанера рассортировывается по породам, форматам, толщине, направлению волокон наружных слоев, маркам, сортам, виду обработки (шлифованная и нешлифованная).

Основными дефектами являются нахлесты, вмятины, обзол, царапины, просачивание клея, коробление, слабые углы, пузыри, некондиционная толщина.

Сортирование фанеры – трудоемкая и тяжелая операция, поэтому созданы сортировочные линии.

Лист фанеры попадает на контрольный стол с механизмом подъема листа до наклонного положения, чтобы хорошо была видна нижняя часть листа. Оператором с помощью пульта управления лист маркируется на маркировочном устройстве и направляется в сортировочный конвейер. С помощью блока управления лист подается в соответствующий карман. Для контроля толщины установлен толщиномер.

Если при сортировке обнаружены серьезные дефекты, лист отправляют либо на переобрез на меньшие форматы, либо на участок починки, чтобы повысить сортность.

Починка фанеры. Трещины заделываются вставками овальной формы, канавка выбирается торцовой фрезой. Можно использовать замазку в м.ч.: КФС – 50, раствор казеина в мочевине – 50, древесная мука – 5, щавелевая кислота – 3, тальк – 100, охра (цвет) – по цвету. Слабые углы исправляются разведением слоев и введением клея, запрессовкой. Пузыри вскрывают ножом, вводят в образующуюся полость клей и запрессовывают в винтовом прессе. Дефекты поверхности листа фанеры (вмятины, царапины) устраняются путем шлифования и циклевания.

Шлифование – процесс резания, когда участвует большое количество элементарных резцов – зерен шлифовальной шкурки. Шлифование осуществляется на цилиндровых станках с вальцовой подачей (ШлЗЦ-3, ШлЗЦ-19, ШлЗЦВ-3, ШлЗЦВ-19 (Россия)) и на широколенточных (ДКШ-1 (Россия), OSUS NOVA, NOVA-S, NOVA-N фирмы «Steinemann Technology AG» (Швейцария) и др.).

Качество шлифования (шероховатость поверхности) зависит от размещения шлифовальной шкурки на цилиндрах. Чаще всего применяют трех цилиндровые станки.

На первом цилиндре – шлифовальная шкурка № 80, 50 или 40, на втором – № 40 или 20, на третьем – № 25, 16.

Производительность шлифовального станка (А, листов/час) определяется по формуле:

, (30)

где К_з – коэффициент заполнения станка по длине, К_з=0,9.

Упаковка и маркировка фанеры. Фанеру упаковывают в пачки массой не более 80 кг. По согласованию с потребителем фанеру можно упаковать в пакеты увеличенной массы, но не более 900 кг. Листы фанеры укладывают в пачки лицевыми сторонами внутрь. Каждую пачку сверху и снизу укрывают упаковочной (низкосортной) фанерой, а по кромкам деревянными планками из сухой здоровой древесины. Затем пачку перевязывают металлической (стальной) лентой в продольном и поперечном направлениях. Фанеру низших сортов общего назначения можно упаковывать веревкой.

Для уменьшения расхода упаковочных материалов, улучшения хранения фанеры и снижения трудозатрат созданы автоматы, упаковывающие фанеру в пачки массой до 1 т.

На каждую пачку фанеры наносят маркировку, в которой указывают: наименование предприятия-изготовителя; марку и сорт фанеры породу древесины, размеры фанеры, сложность, число листов в пачке, массу пачки (пакета), вид обработки поверхностей наружных слоев фанеры, обозначение стандарта, которому соответствует фанера.

 

4.6 Технология производства древесностружечных плит

 

Древесностружечные плиты (ДСтП) – это материал, изготовленный путем горячего прессования древесных частиц, смешанных со связующим.

В качестве сырья для производства ДСтП используются дровяная древесина, щепа технологическая, отходы лесопиления и деревообработки в виде горбылей, реек, карандашей, шпона-рванины, станочной стружки, опилок.

Для изготовления ДСтП можно применять древесину различных пород. Но физико-механические свойства ДСтП в значительной степени определяются свойствами древесины этих пород. Например, из сосновой древесины получаются ДСтП имеющие наибольшую прочность и в тоже самое время наибольшее разбухание по толщине, из буковой – наименьшие значения прочности и разбухания.

Качество ДСтП зависит от шероховатости поверхности стружки, которая способствует адсорбции связующего древесиной, уменьшая тем самым его количество на поверхности. А в процессе склеивания участвует главным образом связующее, находящееся на поверхности стружки.

На адсорбцию стружки влияет и проницаемость древесины. Таким образом, наиболее приемлемыми древесными породами являются сосна, кедр, среднее положение у ели, наихудшими являются береза и бук.

В России плиты изготавливают преимущественно из древесины лиственных пород (75…80 %), в Германии и США – из хвойных (80…87 %).

Наличие коры в стружке снижает прочность ДСтП, так как по физико-механическим свойствам, химическому составу и внешнему виду кора резко отличается от древесины. Допускается небольшое количество коры во внутреннем слое трехслойной плиты. В наружных слоях применение коры нежелательно, особенно если плиты не будут в дальнейшем облицовываться.

Гнили также снижают прочность ДСтП. Если гниение находится в начальной стадии, эту древесину можно использовать в производстве ДСтП. Гниль в конечной стадии необходимо удалять.

В качестве связующего в производстве ДСтП используют в основном синтетические термореактивные смолы. Самыми распространенными являются карбамидоформальдегидные смолы, реже фенольные и самые дорогостоящие и редко применяемые – меламиновые.

Для улучшения свойств плит и повышения их прочности в смолы вводят различные добавки: гидрофобные (например пар афин), антисептические (кремнефтористый натрий, аммоний, медный купорос), антипирены (борная, ортофосфорная кислота).

Возможность использования для производства ДСтП некондиционной древесины и отходов, а также относительная легкость автоматизации процесса их изготовления делают производство плит высокоэкономичным.

Технологический процесс производства ДСтП включает следующие основные операции: сортировку древесного сырья по видам и породам, гидротермическую обработку и окорку, разделку по длине, измельчение стружки, сушку стружки, сортировку измельченной стружки, приготовление рабочего раствора смолы, отвердителя и добавок, дозирование и смешивание компонентов связующего, формирование стружечного ковра, подпрессовку, горячее прессование, обрезку плит по формату, выдержку, калибрование, шлифование, сортировку и складирование.

Отделение инородных включений от древесных частиц. Для выявления металлических включений применяются металлоискатели (ДМИ-1), электромагнитные шкивы и вибропитатели.

Металлоискатель – электронное устройство, подающее звуковой сигнал при обнаружении металла, применяется для определения металлических включений в дровяной древесине и отходах (карандашах, горбылях и т.п.). Максимальная длина древесины до 300 мм. Недостаток – подверженность влиянию радиопомех (ложное срабатывание).

Для отделения металлических включений из технологической щепы и мелкокусковых отходов применяют электромагнитные шкивы (ЭШ 8/6,3-1, АМ 42С-1, АМ 44С-1). Принцип действия основан на притяжении металла к магнитам.

Вибропитатели используют для отделения металлических включений при транспортировке щепы. Ввиду разности удельных масс щепа перемещается по наклонному лотку вперед, а более тяжелые включения движутся назад и собираются у края лотка, откуда периодически вынимаются.

Гидротермическая обработка. Влажность древесины перед измельчением должна быть 40…70 %, а температура – 5…40 ^оС. При других условиях при резании увеличивается количество пыли и, следовательно, снижаются прочностные показатели плит. Также мощность резания сухой и мерзлой древесины в 1,5…3 раза больше, чем влажной. А в производстве ДСтП рекомендуется применять горячую воду или насыщенный пар. Высокая трудоемкость этой операции привела к ее исключению из технологического процесса на большинстве предприятий.

Окорка. В производстве ДСтП широкое распространение получили два способа окорки: фрикционный и механический.

Сущность фрикционного способа состоит в удалении коры путем трения круглой древесины друг о друга и о выступы на станках машин. Оборудование: барабанные окорочные машины – БД-11; бункерный окорочный агрегат.

Барабан состоит из двух секций: глухой, куда непрерывно поступает вода для размягчения коры, и открытой, где происходит основная окорка. Через ее щели удаляются вода и кора.

Механический способ – кулачковые (роторные) станки. (См. п. 4.3)

Древесное сырье перерабатывается в стружку по двум схемам.

Согласно первой схеме, длинномерная дровяная древесина раскраивается по длине на мерные отрезки, которые затем перерабатываются в стружку на стружечных станках с ножевым валом. Полученная стружка затем измельчается в специальных дробилках. Получаемая в итоге стружка имеет плоскую форму и пригодна для всех слоев. Недостатком данной схемы является невозможность переработки в стружку маломерных кусковых отходов и шпона-рванины.

Вторая схема позволяет перерабатывать все виды исходного сырья. Сырье измельчается рубительными машинами в технологическую щепу, которая затем центробежными стружечными станками перерабатывается в игольчатую стружку. При повторном измельчении игольчатая стружка также пригодна для всех слоев плит. Эта схема является наиболее прогрессивной.

Подготовка и раскрой древесного сырья. Длинномерная дровяная древесина разделывается по длине на чураки размером 1 м на многокруглопильном станке ДЦ-10. Для разделки особо крупного и неправильной формы сырья применяются балансирные станки АЦ-2; АП3.

Отрезки бревен большого диаметра (400 мм и более) раскалываются на поленья на дровокольных станках КЦ-7; КЦ-6.

Получение технологической щепы. Длинномерная древесина, поступающая в переработку на рубильные машины, обычно не разделывается ни по длине, ни по толщине, если размеры проходного окна питателя рубительной машины достаточно велики. На таких машинах получают технологическую щепу. Рубительные машины по конструкции (виду рабочего органа) делятся на дисковые и барабанные.

Наибольшее распространение получили дисковые рубительные машины (рис. 44). В них на вращающиеся в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскости диска под постоянным углом наклона к поверхности расположены режущие ножи. Эти машины применяют в основном для измельчения крупномерного сырья. Наиболее распространенными марками дисковых рубительных машин являются: МРНП-10, МРНП-30Н, МРГ-40, МРН-50 (Россия), «Rauma Repola» (Финляндия) и др.

При работе барабанных машин ножи, находящиеся на поверхности барабана, совершают кругообразные движения, врезаясь в древесину под разными углами наклона, зависящими от толщины перерабатываемого сырья (рис. 45). Получаемая при этом щепа имеет неоднородный фракционный состав. Машины применяют для переработки крупномерного сырья, так и для кусковых отходов. Из барабанных рубительных машин используются: ДШ-3, ДУ-2А (Россия), «Raute» (Финляндия), «Maier» (Германия), «HOMBAK» (Германия) и др.

 

 

Рис. 44. Схема узлов резания дисковой рубительной машины: а) – с плоскими ножами; б) – с геликоидальными ножами (1 – древесное сырьё; 2 – ножи; 3 – вращающийся диск)

 

Рис. 45. Схема работы барабанной рубительной машины: а) – с закрытым ротором; б) – с открытым ротором

 

Для производства плит плоского прессования рекомендуется фракция стружки 40/5, то есть щепа, проходящая через сито с размерами ячеек 40х40 мм и остающаяся на сите с размером 5х5 мм.

Полученная на рубительных машинах щепа различна по фракционному составу и подвергается сортировке, в процессе которой удаляется мелочь, выделяется кондиционная фракция и отделяются крупные частицы, которые возвращаются для повторного измельчения.

Для сортировки щепы применяются в основном плоские сортирующие устройства, рабочей частью которого является сито с отверстиями определённых размеров круглого или квадратного сечения. Сита устанавливают в подвижной коробке и совершают качательные движения. Марки: СЩ-1М; СЩ-120 (рис. 46).

Рис. 46. Сортировка щепы плоская СЩ-120: 1 - ситовой короб; 2 - питающий желоб; 3 - отводящий желоб; 4 - фундамент; 5 - привод; 6 – распределитель

 

Получение стружки. Стружку получают из круглой древесины и из технологической щепы. Эта задача решается путём измельчения древесины резанием на стружечных станках. Для этого используют ножевые, дисковые, фрезерные, центробежные станки.

На дисковых станках получается наиболее качественная стружка равномерной толщины с гладкой поверхностью. Однако станки этого типа громоздки и малопроизводительны, требуется предварительная нарезка древесины на мерные заготовки.

Стружечные станки с ножевым валом (ДС-6 (рис. 47), ДС-8 (Россия), Z-130-55 фирмы «HOMBAK» (Германия) и др.) имеют меньшие габариты по сравнению с дисковыми, но при малых диаметрах ножевых валов дают клиновидную, серпообразной формы стружку. При больших диаметрах ножевых валов форма стружки на этих станках приближается к получаемой на дисковых станках. Так же, как и дисковые, перед резанием древесины на большинстве станков с ножевым валом требуется разделка ее на отрезки заданной длины. В станках перерабатывается древесина длиной от 1 до 2 м.

 

Рис. 47. Схема стружечного станка ДС-6 и конструкция ножа станка: 1 – загрузочные конвейеры; 2 – ножевой вал; 3 –контрножи

 

Фрезерные станки перерабатывают древесину различной длины, что исключает необходимость предварительной разделки древесины.

Центробежные стружечные станки (ДС-5, ДС-7 (Россия) (рис. 48), фирмы “Пальман”, «Maier» (Германия) и др.) предназначены для получения стружки из щепы и мелких кусковых отходов. Рабочими органами этих станков является ножевой барабан и крыльчатка, которые расположены на одной оси в корпусе и вращаются в противоположные стороны. Центробежные станки изготавливают игольчатую резаную стружку, неравномерную по толщине, которая используется только для внутреннего слоя плит или, после специальной дополнительной обработки – для наружного слоя.

Рис. 48. Схема центробежного стружечного станка ДС-7: а – вид сбоку; б – схема резания щепы: 1 – ротор; 2 – крыльчатка; 3 – щепа; 4 – ножи; 5 – контрножи ротора; 6 – контрножи

Вторичное (повторное) измельчение стружки. Размеры стружки, получаемые при первичном измельчении резанием, не отвечают требованиям производства ДСП по ширине, а при ударном измельчении и по толщине. Поэтому в технологическом процессе производства плит предусмотрено вторичное измельчение древесных частиц.

Размеры стружки, получаемые при первичном измельчении резанием, составляют по ширине до 40 мм. Для получения кондиционных частиц ее дробят на молотковых, лопастных и зубчато-ситовых дробилках.

В молотковых дробилках измельчение стружки осуществляется билами. Дробилка марки ДМ-7 (рис. 49) представляет собой ротор, состоящий из дисков, на которых установлено 150 пластин-молотков.

 

 

Рис. 49. Молотковая мельница ДМ – 7:

1 – ротор из 14 дисков; 2 – молотки; 3 – ситовые вкладыши; 4 - корпус

 

Из лопастных дробилок отметим отечественную модель ДМ-3, GSK фирмы “Кондукс” (ФРГ).

Получение микростружки для наружных слоев плит с высококачественной производится в зубчато-ситовых мельницах (ДМ-8 (рис. 50), ДС-5М, ДС-7М). Ротор и барабан вращаются навстречу друг другу. В мельницах стружка перетирается в микростружку и проходя через отверстия ситовых вкладышей пневмотранспортом удаляется.

Рис. 50. Схема зубчато-ситовой мельницы ДМ-8: 1 – ротор; 2 – лопасти; 3 - барабан; 4 - зубчатые блоки; 5 - ситовые вкладыши

 

Транспортировка щепы и стружки в цехи осуществляется на ленточных, скребковых и винтовых конвейерах, а также пневмотранспортными устройствами.

Хранение щепы и стружки. Для бесперебойной и надёжной работы всех агрегатов на определённых стадиях необходимы запасы технологической щепы и стружки.

Хранение запасов щепы может быть в кучах на открытых складах или вертикальных бункерах типа ДБО.

Схема вертикального бункера для щепы представлена на рис. 51.

Рис. 51. Бункер для хранения щепы: 1 – ворошитель; 2 – винтовой разгрузчик

 

Для хранения межоперационных запасов стружки устанавливают горизонтальные бункера марки ДБД-1 с дозирующими устройствами, вертикальными стенками и подвижным дном. Горизонтальные бункера более сложны по конструкции, имеют меньшую ёмкость, поэтому здесь может использоваться и вертикальный бункер ДБО-60 (если позволяют габариты стружечного цеха).

Сушка стружки. Влажность стружки оказывает решающее влияние на процесс прессования ДСтП. Высокая влажность повышает расход тепла на превращение воды в пар и увеличивает продолжительность прессования, а также приводит к образованию пузырей или разрыву плит при размыкании пресса. При низкой влажности стружки последняя поглощает значительное количество связующего, что приводит к снижению прочности плит.

Рекомендуемая влажность стружки в трёхслойных плитах составляет 5…12 % для наружных слоёв и 3…5 % – для внутреннего слоя.

Для сушки стружки используются отечественные сушилки завода “Прогресс” (рис. 52) или импортные “Бюттнер” и “Бизон”.

Рис. 52. Схема сушильного барабана «Прогресс»: 1 – циклон; 2 – вентилятор; 3- вращающийся барабан; 4 – питатель; 5 - газоход

 

Существуют кондуктивные (контактные) и конвективные сушилки.

При кондуктивной сушке тепло передаётся непосредственно от нагретого тела, недостатком является истирание стружки при перемешивании, достоинством – низкий удельный расход тепла.

Конвективные сушилки могут быть с механическим и пневматическим перемешиванием стружки. В этих сушилках древесные частицы высушиваются во взвешенном состоянии в потоке газовоздушной смеси при температуре 200…600 ^оС на входе в барабан и 90…100 ^оС – на выходе. Для увеличения производительности сушилок их дополняют циклонно-спиральными приставками, в которых на входе при t = 600…800 ^оС удаляется свободная влага.

Сортировка стружки.Устройства для сортирования стружки делятся на механические и пневматические.

Механическая сортировка осуществляется в закрытом коробе с помощью сит, расположенных под углом 4…6 ^о к горизонтальной плоскости и совершающих плоскопараллельное качающее движение в горизонтальной плоскости.

В пневмосепараторах древесные частицы сортируются в воздушном потоке. Схема пневмосепаратора представлена на рис. 53.

Рис. 53. Схема пневмосепаратора

 

Сухая стружка складируется в бункера и затем дозировано подается к смесителю.

Приготовление и дозирование связующего и спецдобавок. В качестве связующего обычно используют карбамидоформальдегидную смолу и отвердитель – хлористый аммоний. Количество отвердителя соответствует 0,7…1 % от массы жидкого рабочего раствора связующего.

Для качественного распыления связующего его вязкость должна составлять 13…22 с по вискозиметру ВЗ – 246. Приготовление рабочего раствора осуществляется путем добавления воды. При этом концентрация связующего снижается до 50…55. Снизить вязкость можно также путем нагревания смолы до температуры 30…35 ^оС.

Количество связующего для наружных слоев составляет 13…15 %, для внутренних – 9…11 % от массы абсолютно сухой стружки.

Смешивание стружки со связующим происходит в смесителях (рис. 54). Сегодня наиболее распространенными являются малогабаритные скоростные смесители с безвоздушным распылением связующего (марки ДСМ – 5), что позволяет исключать применение пневматических форсунок, так как они постоянно засоряются клеем.

Рис. 54. Схема скоростного смесителя: 1 – захватывающие лопасти; 2 – перемешивающие лопасти; 3 – устройство для ввода воды в полый вал; 4 – сопла подачи связующего

 

Операции главного конвейера. Проклеенную (осмоленную) древесную стружку необходимо превратить в ковер или плоский пакет. Это первая операция главного конвейера, схема которого представлена на рис. 55.

 

Рис. 55. Схема главного конвейера: 1 – цепные конвейеры; 2 - формирующие машины; 3 – холодный пресс; 4 – контрольные весы; 5 – горячий пресс; 6 – отделитель плит от поддонов; 7 – камера охлаждения поддонов

 

Формирующие машины предназначены для дозирования и равномерной насыпки осмоленной стружки на движущиеся поддоны. Для формирования многослойных плит последовательно устанавливаются несколько машин марок ДФ-1, ДФ-6 (рис. 56).

 

-

Рис. 56. Схема формирующей машины ДФ-6: 1 – донный конвейер; 2 – вальцы; 3 – ковшовые весы; 4 – игольчатый валец; 5 – валец; 6 – бункер-дозатор; 7, 8 – конвейеры

 

Подпрессовка стружечного пакета выполняется для уменьшения его толщины и придания транспортной устойчивости при движении по конвейеру. Выполняется эта операция в холодных одноэтажных гидравлических прессах ПР-5. Загрузка и выгрузка пакетов в пресс автоматическая. Режимы холодного подпрессовывания: давление плит пресса 1,5 МПа, продолжительность выдержки 4 секунды.

Уплотненный пакет поступает на контрольные весы для контроля массы плиты. Масса пакета обуславливает требуемую плотность готовой плиты и ее физико-механические показатели.

Наиболее ответственная операция технологического процесса производства ДСтП – горячее прессование. Циклограмма работы многоэтажных гидравлических прессов при плавном снижении давления приведена на рис. 57. Головное оборудование – горячие многоэтажные пресса периодического действия типа ПР – 6 Загрузка всех пакетов производится одновременно с помощью автоматического загрузчика. Одновременное смыкание плит пресса обеспечивается симультанным механизмом. Заданная толщина плит обеспечивается дистанционными прокладками, прикрепленными к плитам пресса. Выгрузка плит осуществляется специальными захватами, которые одновременно вытаскивают поддоны с готовыми плитами на разгрузочную этажерку. Далее плиты последовательно выгружаются на конвейер и отделяются от металлических поддонов.

На предприятиях применяют следующие марки многоэтажных гидравлических прессов: ДБ0842, Д0842, ДА0844, Д0844, ДА0842, ДА0846, Д0846, Д0847 фирмы «Днепропресс» (Украина).

 

Рис. 57. Циклограмма работы многоэтажных гидравлических прессов при плавном снижении давления: t_з – продолжительность загрузки пресса; t_с – то же смыкания плит пресса; t_п – то же подъема удельного давления; t_упр – то же упрессовки стружечных брикетов (время от момента достижения давления до момента смыкания плит с дистанционными прокладками); t₁ – продолжительность выдержки брикетов под давлением; t₂ - продолжительность снятия давления; t₄ – продолжительность выдержки плит в сомкнутом прессе без давления; t_р – время размыкания плит пресса; t_выд – продолжительность прессования плит в прессе; t_ц – цикл работы пресса

Основными параметрами режима прессования, определяющими качество плит и производительность пресса, являются: температура прессования, давление и продолжительность прессования. Температуру прессования обычно принимают 160…180 ^оС в многоэтажных и 180…220 ^оС в одноэтажных прессах. Давление прессования зависит от плотности плиты, породы древесины, влажности стружки и других факторов. В процессе прессования оно остается постоянным и равно 2,6…3,3 МПа, а уменьшается ступенчато или плавно. Продолжительность прессования зависит от типа плиты, ее плотности и толщины, температуры прессования, влажности осмоленной стружки. Рекомендуется устанавливать продолжительность прессования в пределах от 0,2 до 0,52 мин на 1 мм толщины готовой плиты.

Производительность горячего пресса определяет объемы производства заводов ДСтП (П, м³/час) и рассчитывается по формуле:

, (31)

где n – число этажей пресса;

l – длина ДСтП, м;

b –ширина ДСтП, м;

δ – толщина плиты, м;

К – коэффициент использования главного конвейера, К=0,85-0,90;

τ- продолжительность прессования, мин;

τ_всп – продолжительность вспомогательных операций, мин, (τ_всп=1,5…2,0 мин).

Кондиционирование древесностружечных плит производят сразу же после горячего прессования. Эта операция производится для выравнивания внутренних напряжений в плите. С этой целью используются камеры кондиционирования с принудительной циркуляцией воздуха и охладители веерного типа (рис. 58).

 

Рис. 58. Охладитель веерный для ДСтП

 

Обрезка ДСтП по периметру для выравнивания кромок и установления прямоугольности углов производится на четырехпильных форматнообрезных агрегатах, которые состоят из двух спаренных между собой и расположенных под углом 90^о двухпильных станков.

ШлифованиеДСтП производится на автоматических линиях ДЛШ-50 и ДЛШ-100, смонтированных на базе широколенточных шлифовальных станков ДКШ-1. Шлифование производится по пласти одновременно с двух сторон шлифовальными шкурками на первом проходе № 80-40 и на втором – № 32-25.

Сортирование плит производят на этой же линии, которая оборудуется автоматическим толщиномером, устройством для осмотра нижней поверхности плиты, штабелеукладчиками для плит разного качества. Готовые плиты контролируют на соответствие физико-механических показателей предъявляемым требованиям.

Далее шлифованные ДСтП укладываются пачками высотой до 1,8 м и хранятся на складах.

 

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

Материалы

Материалы для приготовления изделий из древесины можно разделить на конструкционные, облицовочные и на материалы, характерные для производства… Конструкционные материалы - это материалы, из которых изготавливают детали… Древесина. Ее достоинства разбирались в введении, но она имеет и недостатки: анизотропность (разные механические…

Требования к изделиям из древесины

 

Утилитарность - функциональная оправданность конструкции, ее полезность, целесообразность. Разновидностью утилитарных требований являются гигиенические требования (выборочное применение материалов и ограничение их контакта с человеком).

Технологичность - возможность применения при изготовлении изделий из древесины современного оборудования и обеспечения поточности производства, создание минимума трудовых и материальных затрат.

Эстетические требования. Изделия должны отвечать запросам разных потребительских групп населения, иметь современные архитектурные формы, решать вопросы пропорций и масштабности в интерьере, иметь широкую гамму цветовых решений.

 

Структурные элементы изделий

  Рис. 59. Структура изделия

Правила конструирования изделий из древесины

Для изделий из древесины сложность конструирования заключается в том, что при неизбежном изменении размера и формы отдельных деталей и узлов изделия… Здесь надо помнить такие свойства древесины как ее гигроскопичность и… Также при изготовления любого изделия необходимо обеспечить минимальные материальные и трудовые затраты. Освоение…

Основные понятия о допусках и посадках

Указанные на чертеже размеры не могут быть выполнены абсолютно точно. Размеры полученных деталей имеют некоторую погрешность, то есть некоторое несоответствие размерам, указанным в чертеже. Величина погрешности зависит от точности работы станка, от степени износа инструмента и приспособлений, от изменения размеров деталей при изменении влажности древесины, от точности измерительного инструмента и ряда других факторов. Вместе с тем для каждого размера могут быть допущены определенные отклонения от заданного без ущерба для качества изделия и взаимозаменяемости его деталей, поэтому установление величин допустимых погрешностей обеспечивает взаимозаменяемость составных частей изделия и его надежную эксплуатацию.

Два подвижно или неподвижно соединенных друг с другом элемента называются сопрягаемыми. Поверхности, по которым происходит соединение двух деталей, называются сопрягаемыми поверхностями. При соединении сопрягаемых плоскостей различают охватываемую и охватывающую поверхности. У цилиндрических соединений охватывающая поверхность называется «отверстием», а охватываемая – «вал». Названия «отверстие» и «вал» условно применимы ко всем охватывающим и охватываемым поверхностям.

Номинальный размер является основным расчетным размером, который устанавливается при конструировании и проставляется на чертеже.

Действительный размер определяется при измерении соответствующими инструментами полученной после обработки детали.

Предельными называются такие размеры, между которыми может колебаться действительный размер. Наибольшим предельным размером является сумма номинального размера и верхнего предельного отклонения, а наименьшим – сумма номинального размера и нижнего предельного отклонения.

Верхним предельным отклонением называется разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Нижним предельным отклонением называется разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

Допуском называется разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами, зазором–положительная разность между размерами отверстия и вала, натягом –отрицательная разность между размерами отверстия и вала, создающая после их сборки неподвижное соединение. Посадкой называют характер сопряжений, определяющий плотность и взаимную подвижность двух или нескольких связанных между собой деталей.

Систему допусков и посадок, регламентирующую точность обработки и сборки, а также необходимую прочность, плотность и взаимную подвижность деталей, узлов и изделий из древесины, устанавливает ГОСТ 6449-82 «Допуски и посадки в деревообработке».

Контроль за размерами обрабатываемых деталей может осуществляться универсальными измерительными инструментами (линейкой, штангенциркулем), нормальными и предельными калибрами.

Современное производство предполагает контроль размеров производить с помощью предельных калибров.

Калибр – бесшкальный измерительный инструмент для контроля размеров и формы деталей. Все калибры делятся на три типа: скобы предназначены для контроля внешних размеров деталей, пробки – внутренних размеров (отверстий); уступомеры контролируют размеры уступов, глубины пазов, высоты заплечиков.

Основное назначение калибров заключается в определении годности детали, а не в измерении действительной величины размера. Калибр имеет два размера: наибольший предельный размер и наименьший, которые могут находиться на одной стороне калибра или по обеим сторонам.

Качество обработки на станках характеризуется не только точностью форм и размеров деталей, но и шероховатостью поверхности.

 

Шероховатость поверхности

Микронеровности – это мелкие выступы и впадины: анатомические, структурные неровности древесины, неровности разрушения и упругого восстановления в… Шероховатость поверхности характеризуется числовыми значениями параметров… Для оценки шероховатости древесных материалов применяют

Технологический процесс и оборудование

Рациональный раскрой древесных материалов на заготовки является одним из способов увеличения их объемного выхода. Правильная организация раскроя… При групповом доски раскраивают по одной и той же заранее установленной схеме.… При индивидуальном раскрое каждую доску раскраивают в зависимости от качества древесины и расположения пороков по…

Фуговальные станки c ручной подачей малопроизводительны, поэтому для фугования широких пластей крупных заготовок можно применять механическую подачу. Применяются следующие марки станков: СФ4-1Б (Россия) (рис. 74), Robland XSD-310 (Бельгия), ROJEK SD-B-510, ROJEK RFS410 (Чехия) (рис. 75), GRIGGIO COPMACT PF 41 (Италия) и др.

 

Рис. 74. Односторонний фуговальный станок с ручной подачей СФ4-1Б

Рис. 75. Фуговальный односторонний станок ROJEK RFS410

 

Чтобы обработать заготовку в размер по толщине, необходимо отфуговать ее вторую сторону, параллельную первой и расположенную от нее на определенном расстоянии. Такая обработка может быть выполнена по схеме: заготовка базируется обработанной стороной на плоскости и при поступательном движении на ножевой вал, расположенный на другой плоскости, параллельной первой, обрабатывается вторая сторона заготовки.

Чтобы обработать заготовку в размер по толщине и создать у нее параллельность сторон, применяются рейсмусовые станки (рис. 76).

 

Рис. 76. Схема работы рейсмусового станка: 1 – ножевой вал; 2 – стружколоматель; 3 – прижимная колодка; 4 – подающий рифленый валик; 5 – подающий гладкий валик; 6 – опорные валики; 7 – когтевая завеса

 

Наиболее широко распространены в промышленности односторонние рейсмусовые станки марок СР6-10 (Россия), СР8-2, ВЗ-350 (Беларусь), D-510 и D 630 фирмы ROBLAND (Бельгия), Griggio PS 43 (Италия) (рис. 77) и др. Также существуют двусторонние рейсмусовые станки С2Р8-2 и PRJG30 фирмы ROBLAND (Бельгия) и др. Последний снабжен предохранительным микровыключателем, индикатором размера заготовок, аспирационным колпакам, магнитной системой установки ножей, дробилкой отходов на подаче и выходе, цифровым программным управлением.

 

Рис. 77. Односторонний рейсмусовый станок Griggio PS 43

 

Высокая производительность при обработке заготовок с трех-четырех сторон получается на четырехсторонних строгальных станках (рис. 78). Наиболее распространены станки марок С16-4А, С20-2М, С25-2А (Россия), Weinig UNIMAT 23 EL (рис. 79), Weinig PROFIMAT-26S (Германия) и др. Эти станки имеют механическую подачу (вальцовую или гусеничную) и не менее четырех ножевых валов: два горизонтальных (верхний и нижний) для обработки пластей и два вертикальных – для обработки кромок заготовки. Большое распространение стали получать станки, сочетающие в себе фуговальный и четырехсторонний фрезерный.

Рис. 78. Схема четырехстороннего продольно-фрезерного станка: 1 – цепной конвейер; 2 – вертикальные ножевые головки; 3 – нижний ножевой вал; 4 – верхний ножевой вал; 5 – подающие валики; 6 – прижимы

 

Рис. 79. Четырехсторонний станок Weinig UNIMAT 23 EL

 

Обработка прямолинейных заготовок может быть выполнена на разных станках с различной точностью и с различной производительностью. При выборе варианта технологического процесса обработки следует ориентироваться на самые производительные станки, учитывая требуемую точность обработки. Варианты технологических процессов обработки черновых заготовок представлены в табл. 4.

 

Таблица 4

Варианты технологических процессов обработки черновых заготовок

 

Наиболее точная обработка будет получена по варианту 1, так как средняя точность обработки на фуговальном станке с последующей обработкой на рейсмусовом станке выше, чем у четырехсторонних фрезерных станков. Менее точная обработка будет по варианту 2, а еще менее – по варианту 4.

Торцевание заготовок производится для придания детали точной длины и для получения плоскостей достаточно ровных и расположенных перпендикулярно или под определенным углом к боковым граням (рис. 80, 81). Для этой цели применяются круглопильные торцовочные станки с одним, двумя или несколькими пильными дисками марок СТ - 404 (Россия), STROMAB TR 450 (рис. 82) и TR 600 (Италия).

Рис. 80. Схема торцевания заготовок на станке с кареткой:

1 – каретка с линейкой и упором; 2 – пила; 3 – направляющая линейка

Рис. 81. Схема двухстороннего торцовочного станка:

1 – пилы; 2 – конвейерная цепь; 3 – упоры; 4 – заготовки

Рис. 82. Торцовочный станок STROMAB TR-450

 

При больших объемах производства брусковых деталей целесообразно использовать высокопроизводительные автоматические линии, например автоматический торцовочный станок DIMTER OPTICUT S50 (Германия) (рис. 83).

Для обработки брусковых деталей применяются высокопроизводительные линии МОБ-1, ОК-508, ОК-503 (Россия) и угловые центры UNICONTROL 6 (рис. 84) и UNICONTROL 10 (Германия). Угловые центры предназначены для выполнения всего комплекса операций по изготовлению оконных рам с различными размерами и профилями. Станки этого класса отличаются не только высокой производительностью, но и хорошим качеством изделий, а также быстрой переналадкой агрегата.

 

Рис. 83. Универсальная торцовочная установка DIMTER OptiCut S50

 

 

Рис. 84. Угловой центр Unicontrol 6 WEINIG

 

5.8.5 Калибрование заготовок щитов из древесностружечных плит

Из всех раскраиваемых листовых материалов дополнительной обработке в размер подвергаются лишь заготовки из древесностружечных плит. Обработка заключается в калибровании их по толщине. Плиты в соответствии с ГОСТ 10632-2007 могут иметь отклонения по толщине, которые при облицовывании нескольких щитов в одном пролете пресса приводят к появлению брака. Поэтому древесностружечные плиты обрабатывают (калибруют) по толщине.

При одностороннем калибровании равновесие напряжений, действующих по обеим сторонам плиты, нарушается и происходит коробление. Поэтому заготовки калибруют с двух сторон, сохраняя тем самым симметричность конструкции плиты. Необходимо, чтобы оборудование для калибрования обеспечивало симметричность снятия припусков и точность обработки по толщине ±(0,1…0,2) мм. Шероховатость поверхности должна быть в пределах 100…60 мкм.

Калибрование ДСтП осуществляется следующими методами: строганием, фрезерованием, шлифованием. Наибольшее распространение получило калибрование шлифованием, осуществляемое на широколенточных шлифовальных станках ДКШ-1 (рис. 85) и МКШ-1 (Россия), Griggio GC 65 (рис. 86), SIMPLEX, PIONEER, EXPLORER, VENUS фирмы E.M.C.SRL (Италия), которые обеспечивают получение разнотолщинности и шероховатости в требуемых пределах.

 

Рис. 85. Схема станка ДКШ-1: 1 - шлифуемый материал; 2 - подающие вальцы; 3 – механизм подъема верхней станины; 4 - шлифовальный агрегат; 5 – щетки

 

Рис. 86. Калибровально-шлифовальный станок Griggio GC 65

 

5.8.6 Гнутые заготовки

Криволинейные детали изготавливаются следующими способами: выпиливанием, путем загибания прямолинейного бруска в шаблоне, прессованием массивной древесины с одновременным гнутьем, гнутьем заготовок из шпона с одновременным склеиванием, изготовлением гнутопропильных заготовок.

Все перечисленные способы широко применяются на практике и имеют свои преимущества и недостатки.

Выпиливание криволинейных заготовок отличается простотой технологического процесса и не требует специального оборудования. Однако при выпиливании перерезаются волокна древесины, что ослабляет прочность детали. Детали с большой кривизной и детали замкнутого контура приходится составлять из нескольких элементов. Метод выпиливания криволинейных заготовок дает низкий процент полезного выхода.

Изготовление криволинейных деталей методом гнутья требует специального оборудования и представляет собой сложный технологический процесс. При этом после гнутья полностью сохраняется прочность древесины и деталей, изготовленных из нее.

Теоретические основы гнутья древесины.

При изгибе любого тела в пределах упругих деформаций возникают нормальные к поперечному сечению напряжения: растягивающие на выпуклой и сжимающие на вогнутой стороне. Между зонами растяжения и сжатия находится нейтральный слой, нормальные напряжения в котором равны нулю. Величина возникающих деформаций растяжения и сжатия зависит от толщины бруска и радиуса изгиба.

Бездефектный изгиб возможен лишь до того предела, пока величина относительного удлинения растянутых или относительного сжатия сжимаемых слоев не превысит предельных значений для данного материала. Если сопротивление материала сжатию будет больше, чем растяжению, то нейтральная линия при изгибе будет смещаться к вогнутой стороне и, наоборот, при большем сопротивлении материала растяжению нейтральная линия будет смещаться к выпуклой стороне, что наблюдается у древесины. Тем не менее при свободном изгибе древесины разрушение, как правило, происходит от разрыва наружных, растянутых слоев. Объясняется это тем, что предельная величина деформации растяжения у древесины очень мала, всего 1…2 %, в то время как предел деформации сжатия составляет 15…25 %.

Для повышения способности древесины к гнутью применяют гидротермическую обработку. Возможности гнутья цельных деталей могут быть увеличены, если максимально использовать способность пропаренной древесины принимать значительные деформации сжатия. Это достигается наложением тонкой стальной шины на наружную сторону бруска до изгибания. Так как сопротивление стальной шины растяжению значительно больше, чем сопротивление древесины, то при изгибании бруска она будет препятствовать растяжению наружных слоев, и изгиб произойдет в основном за счет деформации сжатия на вогнутой стороне бруска. Путем наложения шины искусственно вызывают смещение нейтрального слоя к наружной стороне изгибаемого бруска и увеличивают в бруске деформации сжатия.

Технологический процесс гнутья древесины состоит из гидротермической обработки, гнутья и сушки изогнутых деталей.

Пластификация древесины. Опыт показывает, что наилучшие результаты получаются при гнутье древесины влажностью 25…30 %, то есть близкой к точке насыщения волокна. При меньшей влажности древесина менее пластична, а при большей процесс экономически не выгоден. Гидротермическая обработка осуществляется:

1. Провариванием в ваннах (баках). Температура воды 90…95 ^оC. Средняя продолжительность проваривания составляет 1…2,5 ч. Недостаток проваривания – в неравномерном увлажнении древесины и в перенасыщении водой наружных волокон.

2. Пропаривание производят в пропарочных котлах. Преимущество пропаривания в том, что оно лишь незначительно изменяет влажность древесины, причем древесина с начальной влажностью ниже точки насыщения волокна повышает свою влажность, а древесина влажностью 50…60 % и выше даже несколько подсушивается. Для пропаривания пользуются насыщенным паром невысокого давления 0,02…0,05 МПа при температуре 102…105 ^оС. Продолжительность пропаривания зависит от размеров и влажности древесины.

Гнутье. Для гнутья заготовок используют гнутарные станки двух типов: станки с холодными и станки с обогреваемыми формами.

После окончания процесса гнутья второй конец заготовки вместе с шиной закрепляется на шаблоне, шаблон снимается с вала и отправляется в сушильную камеру.

Станок с холодными формами предназначен для гнутья на замкнутый контур с навертыванием заготовки на вращающийся шаблон (рис. 87) и для гнутья заготовок больших радиусов кривизны незамкнутого контура (рис. 88). В первом случае шаблон с изогнутым бруском и шиной снимается со станка и помещается в сушильную камеру, а на вал станка надевается новый шаблон. В втором случае после окончания гнутья заготовка фиксируется стяжкой ив таком виде происходит сушка.

 

Рис. 87. Схема станка для гнутья на замкнутый контур: 1 – вал; 2 – прижимной ролик; 3 – шина; 4 – направляющие; 5 – каретка; 6 – заготовка; 7 – шаблон; 8 – электродвигатель с редуктором

 

Рис. 88. Схема станка для гнутья на незамкнутый контур:
1 – рельсы; 2 – ролики; 3 – шина; 4 – изгибающие балки; 5 – упоры; 6 – заготовки; 7 – шаблон; 8 – тяговые цепи; 9 – прижимная колодка; 10 – стяжка

 

Гнутарные станки с обогреваемыми формами могут быть двух типов: с односторонним обогревом и двухсторонним. Станки с обогреваемыми формами называют гнутарно-сушильными.

Станок с односторонним обогревом представляет собой металлический шаблон, который обогревается насыщенным парам низкого давления (0,05-0,07 МПа). Продолжительность выдержки в станке 1,5-3 часа до влажности 12-15%, после чего их освобождают и досушивают до требуемой конечной влажности в обычных сушильных камерах (рис. 89).

Рис. 89. Схема гнутарно-сушильного станка с односторонним обогревом: 1 – шаблон; 2 – чугунная колодка; 3 – шина; 4 – прижимные колодки; 5 – заготовка; 6 – натяжные упоры; 7 - захваты

 

Гнутарно-сушильные станки с двухсторонним обогревом представляют собой многоэтажные прессы с обогреваемыми плитами – шаблонами. Заготовки с натянутыми шинами укладывают в промежутки между плитами пресса, зажимают и подсушивают до влажности 12-15%. При гнутье заготовок с большим радиусом изгиба начальную влажность пропаренных заготовок принимают равной 12-15%. Запрессовку производят в течение 70-85 минут до достижения конечной влажности 10±2%. Это значительно сокращает затраты тепла на сушку.

Процесс гнутья заготовок с одновременным прессованием позволяет успешно изгибать детали даже из древесины хвойных пород. Также возможно гнутье древесины с такими пороками как сучки на наружной стороне бруска. Упрессовка для хвойных и лиственных пород рекомендуется до 20-30%, а твердых пород 5-10% от начального размера. Схема гнутья показана на рис. 90.

Рис. 90. Схема гнутья с одновременным прессованием: 1 – шаблон с насечкой; 2 – заготовка; 3 – прессующий ролик; 4 – шина

 

Сушка. Изогнутые заготовки вместе с шаблонами и шинами сушатся в сушильных камерах. Применяемые режимы сушки мало отличаются от режимов сушки пиленых заготовок из тех же пород.

Изготовление гнутопропильных заготовок.Продольные пропилы делаются в заготовках, у которых необходимо изогнуть концевые части. Чаще всего это заготовки для стульев. Пропилы выполняются дисковыми мелкозубыми или строгальными пилами толщиной до 2,5 мм. Длина пропила берется больше длины изгибаемой части. Расстояние между пропилами (то есть толщину оставшихся планок) устанавливают в зависимости от радиуса изгиба в пределах 1,5…3 мм.

Поперечные пропилы в заготовках применяются при изготовлении царг круглых столов. Пропилы делают прямоугольные и клиновидные.

Склеивание в технологии изделий из древесины

· заготовок (по толщине и длине), · шиповых соединений, · щитов и приклеивание раскладок на кромки щитов,

Механическая обработка чистовых заготовок

- операции по формированию шипов, фрезерованию профилей, выборке гнезд и сверлению отверстий; - технологические операции по зачистке и подготовке поверхности готовых… 5.10.1 Формирование шипов и проушин

Рис. 102. Станок автоматический шипорезный форматно-обрезной двусторонний Beaver 3820

 

Применяются фрезерные станки с нижним расположением шпинделя, предназначенные для фрезерования по направляющей линейке или шаблону, для нарезания шипов и проушин марок GRIGGIO Т-90i (Италия), TP 120 фирмы ROBLAND (Бельгия) (рис. 103). Станок TP 120 оборудован эксцентриковым прижимом, телескопической наклонной линейкой для нарезания шипов, кожухом с аспирацией. В качестве опций предлагаются копировальное устройство, автоматическое пусковое устройство, верхние и нижние прижимы заготовки, алюминиевые ограждения шпинделя.

Рис. 103. Фрезерный станок с нижним шпинделем ROBLAND TP 120

 

Режущий инструмент шипорезных станков состоит из пильного диска для торцевания в размер, двух горизонтальных ножевых головок для нарезания шипа и горизонтально поставленных прорезных дисков или пил для нарезания проушин.

Нарезаемые на рамных шипорезных станках шипы у брусков прямоугольного сечения также имеют форму прямоугольника. Однако в большинстве случаев для фрезерования гнезд под шипы применяют сверла или концевые фрезы, в результате чего образуются гнезда с закругленными по радиусу режущего инструмента концами.

Для получения плотного соединения без зазоров требуется подрезание углов гнезда или закругление кромок шипа. Эта операция может производиться путем обжима шипов между стальными матрицей и пуансоном на нетиповых станках.

В настоящее время все большее распространение получают шипорезные станки, изготавливающие шипы со скругленными гранями. При формировании этих шипов применяется комбинированный режущий инструмент, состоящий из дисковой пилы и ножевой головки. Используются следующие марки станков: СТ408-А, СТ406 (Россия), MDK 3113B, VANGUARD MD3110A (Китай), BACCI TSG2T (Италия), и др.

 

5.10.2 Фрезерование древесины

Фрезерование древесины в общем случае – это резание ее вращающимися фрезами, при котором траекторией резания является циклоида. Различают цилиндрическое, коническое, торцовое, торцово-коническое, продольное или фасонное фрезерование (рис. 104).

Цилиндрическое – фрезерование, при котором ось вращения инструмента параллельна поверхности обработки, а лезвия резцов описывают в пространстве цилиндрические поверхности.

Коническое – производится инструментом, ось вращения которого наклонена под углом к поверхности обработки, а лезвия резцов описывают в пространстве коническую поверхность.

Торцовое – происходит, когда ось вращения инструмента перпендикулярна поверхности обработки, боковые лезвия резцов описывают в пространстве цилиндрические поверхности, а торцовые – поверхность кольца или круга.

Торцово-коническое фрезерование происходит аналогично торцовому фрезерованию, но лезвия резцов описывают в пространстве коническую поверхность.

При фасонном режущие кромки инструмента имеют сложное очертание, составленное из криволинейных элементов.

Рис. 104. Виды фрезерования древесины: а – цилиндрическое; б – коническое; в – торцовое; г – торцово-коническое; д - фасонное

 

Все фрезерные работы можно подразделить на следующие четыре вида:

· фрезерование прямолинейных кромок по линейке;

· фрезерование криволинейных кромок по кольцу и шаблону;

· фрезерование поверхностей двойной кривизны;

· торцовое фрезерование канавок и профилей по копиру.

Фрезерование плоских и профильных кромок прямолинейных деталей ведется на фрезерном станке Ф-4.

Криволинейные кнопки незамкнутого и замкнутого контура фрезеруют при помощи кольца и шаблона. Кольцо может быть закреплено в столе станка или непосредственно на шпинделе.

Наиболее совершенные и производительные фрезерные станки с механической подачей – карусельно-фрезерные (Ф1К или Ф2К-3). В массовых производствах карусельно-фрезерные станки применяют для обработки заготовок по криволинейным контурам.

Торцовое фрезерование канавок и различных профилей обычно выполняют на копировально-фрезерных станках с верхним расположением шпинделя ВФК (Россия) и G60, G800, G900 производства фирмы GRIGGIO (Италия). Обработка производится в специальном шаблоне с пазами на нижней стороне, соответствующими контуру, который нужно обрабатывать.

Фрезерование прямолинейных заготовок по линейке выполняют на вертикально-фрезерных станках с нижним расположением шпинделя (Ф-4, ФШ-4 (Россия), Formula T1LL, T55 W Elite S (Италия) и др.). Различают три вида таких работ: выверку гладких поверхностей, преимущественно кромок, под прямую плоскость; сквозное фрезерование профиля; несквозное фрезерование профиля (рис. 105). В этих случаях фрезерование выполняется с помощью направляющей линейки.

Рис. 105. Обработка прямолинейной кромки на фрезерном станке по линейке: 1 – задняя направляющая линейка; 2 – стол; 3 – - скоба; 4 – ножевая головка; 5 – обрабатываемая деталь; 6 – передняя направляющая линейка

 

Криволинейные кромки незамкнутого и замкнутого контура фрезеруются при помощи кольца и шаблона. Кольцо может быть закреплено в столе станка или непосредственно на шпинделе (рис.106). Для обработки по копиру заготовка крепится винтовыми или эксцентриковыми зажимами, а в нижней части шпинделя, под фрезой, устанавливается свободно вращающееся кольцо с шарикоподшипником, служащее упором для копира при фрезеровании. В процессе обработки копир с заготовкой боковой кромкой постоянно опирается на это кольцо и с помощью ручного управления проводится мимо фрезы, формирующей на поверхности заготовки заданный профиль. Для механизации подачи под копировальным кольцом устанавливается цепная звездочка с отдельным приводом вращения, а под копиром, строго параллельно ему, крепится пластинчато­роликовая цепь, входящая в зацепление со звездочкой. При вращении звездочки копир с заготовкой перемещается вдоль фрезы, сохраняя постоянный контакт с упорным кольцом.

Рис. 106. Обработка криволинейной кромки на фрезерном станке по кольцу и шаблону: 1 – фреза; 2 – упорное кольцо; 3 – направляющая кромка шаблона; 4 – шаблон; 5 – обрабатываемая заготовка; 6 – линейка шаблона; 7 – прижим; 8 – упор

 

На копировальных станках с верхним расположением шпинде­ля фрезеруют прямолинейные и криволинейные боковые поверх­ности, щиты и рамки, выбирают пазы, гнезда, полости различной конфигурации, сверлят и зенкуют отвер­стия, а при наличии специальных приспособлений нарезают корот­кие резьбы, вырезают пробки, выполняют различные художест­венные работы.

В эту группу входят копировальные станки (ВФК-2, ВФК-3 (Россия) (рис. 107), G60, G800, G900 (GRIGGIO, Италия) (рис. 108), WINNER LH-1000 (Тайвань)), карусель­ные (Ф1К-2, Ф1К-2А (Россия), Rautek MX-7212, Rautek MX-7516 (Китай) (рис. 109)) и модельные (ФМ25, ФМС (Россия)). Фрезерные копировальные станки с верхним расположением шпинделя уни­версальные.

Различают фрезерные кару­сельные станки с верхним (Ф1К-2, Ф1К-2А) и нижним (Ф2К-ШЗ) рас­положением шпинделя.

 

Рис. 107. Схема обработки на копировально-фрезерном станке ВФК-3:
1 – стол; 2 – деталь; 3 – концевая фреза; 4 – шаблон; 5 – копир

 

Рис. 108. Копировально-фрезерный станок с верхним расположением шпинделя G900

Рис. 109. Автоматический фрезерно-копировальный (карусельный) станок Rautek MX-7516

 

Для фрезерования профилей, сверления отверстий в пласти и кромке, фрезерования по контуру, пропиливания пазов в щитовых деталях из деревянного массива, ДСтП и MDF применяются многооперационные обрабатывающие центры с числовым программным управлением ARROW, ROVER 24 фирмы BIESSE (Италия) (рис. 110), Altesa ADVANCED 24 (Италия) и др. Высокая производительность этих машин достигается за счет быстрой смены инструмента, высокой скорости перемещения по осям, сокращенного времени перенастройки. В оборудование обрабатывающего центра входят следующие узлы: фрезерный узел, сверлильно-присадочная группа, циркулярная группа.

Рис. 110. Обрабатывающий центр с ЧПУ ROVER

 

Несмотря на широкое распространение копировальных станков с системой ЧПУ, продолжается выпуск оборудования с механическими копирами точнее объемно-копировальных станков. Так копировально-фрезерные станки с ЧПУ Beaver 26 AVTS, Beaver 3015 AVT6, Beaver 9A2 (Китай) (рис. 111) и др. предназначены для высококачественного фрезерования и гравирования поверхностей деталей и заготовок по плоскости (программное обеспечение 2D) и в 3-х мерном пространстве (3D фрезерование).

Рис. 111. Фрезерный станок с ЧПУ Beaver 9A2

Параллельно отметим, что для обеспечения работы оборудования при 3D-обработке (сегодня уже появились станки с 5D-обработкой), то есть для получения математической модели твердотельного объекта предназначен сканер трёхмерного сканирования Optiscan 3D (рис. 112).

Рис. 112. Трехмерный сканер Optiscan 3D

5.10.3 Формирование гнезд и отверстий

Формирование продолговатых гнезд и отверстий, предназначенных в основном для шиповых соединений, производится на цепно-долбежных (ДЦА-3 (Россия), GT40S, GT50S, GT60S фирмы CENTAURO, GRIGGIO G-450 (Италия) (рис. 112)) и сверлильно-пазовальных (СВПА-2 и СВПГ-1И (Россия), TRC-N, TRC-SI, MT-300 RM GROUP (Италия)) станках.

Фрезерование гнезд на цепно-долбежных станках производится фрезерной цепочкой, имеющей прямоугольную форму и закругленные углы дна. Наименьшие размеры гнезд, выбираемых на цепно-долбежных станках, определяются соответствующими размерами фрезерных цепей и направляющих линеек, наибольшие по ширине – определяются шириной цепочки, а по длине – возможной величиной продольного перемещения стола станка.

Рис. 112. Станок цепно-долбежный CENTAURO G 450

 

Для выборки небольших гнезд чаще всего пользуются сверлильно-пазовальными станками (Griggio TRC-N (Италия) (рис. 113), СВПГ-1К (Россия), Yuton MDK 4120 B Super (Китай) и др.). Станки бывают с ручной и механической подачей. На станках с автоматической подачей в качестве режущего инструмента применяются концевые фрезы гнезд диаметром до 16 мм.

Наиболее производительны многошпиндельные сверлильно-пазовальные станки. В настоящее время на крупных предприятиях получает распространение сверлильно-пазовальные центры с ЧПУ ALFA NC Centauro SpA (Италия) (рис. 114), SCM CYFLEX F900 PRO SCM Group (Италия).

 

Рис. 113. Станок сверлильно-пазовальный Griggio TRC-N

 

Рис. 114. 3-х координатный сверлильно-пазовальный центр с ЧПУ ALFA NC Centauro SpA

 

Сверление круглых отверстий производится на одно- и многошпиндельных вертикальных, горизонтальных или вертикально-горизонтальных станках. Большое распространение получили вертикальные станки СВА-2 с ручной и СВПА – с механизированной подачей. Современные сверлильно-присадочные станки изготавливаются по схеме со сквозным проходом заготовки. Большое распространение в отрасли получили станки: одноблочные - SCM Advance 21 SCM Group, ALFA 21T VITAR (рис. 115), ITALMAC Cuspide-21 (Италия) и др.; многоблочные - СГВП-1 и СГВП-2 (Россия), FORMA 63 H, SIGMA 2TA, производства фирмы VITAR (Италия), ITALMAC Bor H2V4 (Италия) (рис. 116) и др.; сверлильно-присадочные станки с ЧПУ MARS900 (SFERA ROSSA, Италия).

Рис. 115. Станок сверлильно-присадочный одноблочный ALFA 21T

Рис. 116. Станок сверлильно-присадочный многоблочный ITALMAC Bor H2V4

 

5.10.4 Шлифование

Технологический процесс механической обработки деталей завершается шлифованием, которое подготавливает поверхности деталей к операциям отделки. Поверхность древесины шлифуют для уменьшения неровностей (шероховатости), вызванных ее анатомическим строением или механической и другой обработкой. Для шлифования древесины и древесных материалов применяются шлифовальные шкурки на тканевой или бумажной основе.

Шероховатость поверхности древесины перед операцией отделки должна быть в пределах 16 мкм. Такое качество поверхности достигается трехкратным шлифованием: первое – номерами шкурок 32…, после которого шероховатость поверхности равна 60 мкм, второе – номерами 12…10, после которого шероховатость поверхности равна 32 мкм, и, наконец, третье – номером 8, после которого достигается требуемая шероховатость поверхности, равная 16 мкм.

Для шлифования древесины и древесных материалов применяются разнообразные шлифовальные станки, которые можно разделить на

· ленточные: узколенточные и широколенточные;

· дисковые и комбинированные;

· цилиндровые;

· щеточные (или лепестковые).

Ленточные станки применяют для шлифования плоских щитовых дета-лей, выпуклых и вогнутых поверхностей, калибрования заготовок из древесностружечных плит. В качестве инструмента на этих станках служит бесконечная (закольцованная) шлифовальная лента, натянутая на двух или трех шкивах. Станки с неподвижным столом предназначены для плоскостного шлифования ящиков, щитков, дощечек и брусьев, а со свободной лентой - для обработки изогнутых и круглых шлифовальных деталей. Плоскостное шлифование облицованных и необлицованных щитов и плит производится на узко- и широко-ленточных станках.

Из узколенточных шлифовальных станков известны: ШлНС-3, ШлНС, ШлПС-6, ШлПС-6К (рис. 117), ШлПС-8(Россия),GL GRIGGIO (Италия) и др. Существуют вертикальные узколенточные шлифовальные станки, например, VPB 3200 Vertical HOUFEK (Чехия) (рис. 118). Однако вместо ленточной пилы на двух обрезиненных шкивах закреплена закольцованная узкая шлифовальная лента.

Из широколенточных станков известны: ШлК-6 (рис. 119), ШлК-8, МШП-01 (Россия), Costa Levigatrici 868, Heesemann MFA 6, ELMAG 505 2 (Германия) и др.

Рис. 117. Станок узколенточный шлифовальный ШлПС-6К

 

Рис. 118. Станок вертикальный узколенточный шлифовальный VPB 3200 Vertical HOUFEK

 

 

Рис. 119. Станок широколенточный шлифовальный ШлК-6 и схема шлифования

 

В деревообработке для калибро­вания в первую очередь ДСтП появи­лись станки, использующие в качест­ве режущего инструмента полый ци­линдр из абразивных зерен на эпок­сидной связке, насаживаемый на шпиндель станка.

Дисковые шлифовальные станки (Шл2Д, ШлДБ, Шл3ЦВ 19, Шл3ЦВ19 (Россия), KNUTH TSM 300 (Германия) (рис. 120), JET JDS-12 708433M, JET 22-44 PLUS 649003KM (Швейцария) и др.) предназначены для шлифования по плоскости различных деревянных де­талей небольших габаритов, ящич­ных конструкций, кромок, брусковых деталей, сложных заготовок под различными углами и т.п. Механизмом резания этих станков является диск, установленный на валу электродви­гателя (или два диска, когда исполь­зуется электродвигатель с двухсто­ронним выходом вала), на плоской поверхности которого через фетро­вую прокладку обечайкой крепится шлифовальная лента в форме круга.

Известны следующие комбинированные шлифовальные станки: станки марок JET, ZENITECH(Швейцария), PROMA (Чехия), Корвет (Россия) и др.

На рис. 121 представлен внешний вид комбинированного шлифовального станка марки PROMA ВР-100.

 

Рис. 120. Станок шлифовальный дисковый KNUTH TSM 300

 

 

Рис. 121. Комбинированный шлифовальный станок PROMA ВР-100

 

Цилиндровыми называют шли­фовальные станки (Шл3ЦВ (рис. 122), Шл3Ц-3, Шл3Ц12-2 (Россия) и др.), у которых шли­фовальная лента закреплена на об­разующей поверхности цилиндров. Диаметр шлифовального цилинд­ра таких станков сравнительно невелик (280 - 350 мм), поэтому при рабо­те на частоте вращения 1500 об/мин шлифовальная лента быстро засали­вается. При этом сам цилиндр нагрева­ется до достаточно высокой темпера­туры, поскольку на его поверхности нанесен слой эластичного материала (фетра или войлока), служащий про­кладкой между шлифовальной лентой и стальным цилиндром, что не способ­ствует ее охлаждению. Цилиндровые станки бывают одно- и трехцилиндровые. Одноцилиндровые станки с ручной или механической подачей применяют для плоскостного шлифования прямых и изогнутых щитовых и брусковых деталей, заоваливания острых ребер. Трехцилиндровые станки предназначенные для шлифования фанеры, плит, щитовых (облицованных) и рамных деталей, а также снятия провесов, выпускают двух видов: с верхним и нижним расположением шлифовальных цилиндров. При необходимости с помощью двух установленных последовательно станков можно обработать за один проход изделия с двух сторон.

 

Рис. 122. Схематическое изображение трехцилиндрового станка марки Шл3ЦВ 19: 1 – вальцы; 2 – неподвижный стол; 3 - контрвальцы; 4 – электродвигатель; 5 – вал; 6 – маховик; 7 - шлифовальные цилиндры

 

Лепестковой шлифовальный инструмент состоит из большого количества лепестков, расположенных радиально и закрепленных в основе с помощью синтетической смолы или металлической втулки. Лепестки в основном изготавливают из шлифовальной шкурки с зернами карбида кремния или корунда на тканевой основе. Преимущество лепесткового круга над другими эластичными инструментами заключается в том, что за счет веерообразно размещения лепестков их относительно независимое друг от друга прилегание к обрабатываемой поверхности предоставляет кругу высокой эластичности. Это обеспечивает постоянный и равномерный контакт инструмента с обрабатываемой поверхностью, благодаря чему и достигают хорошего качества обработки.

Лепестковые шлифовальные станки (МТШлК, ШлЩ (Россия), TWINGO Houfek (рис. 123), Final HOUFEK (Чехия) и др.) предназначены для финишного шлифования, полирования, искусственного старения, вощения различных деревянных заготовок; для полирования изделий из металла; промежуточного и финишного шлифования плитных панелей МДФ.

 

Рис. 123. Станок лепестковый шлифовальный TWINGO Houfek

Сборка изделий

Сборочные операции в производстве изделий из древесины являются достаточно сложными, степень их механизации низкая и выполняют их… Сборка изделий мебели в общем случае разделяется на 3 стадии: предварительная,… В зависимости от вида мебели технология сборки делится на следующие процессы: сборка корпусной мебели; сборка мягкой…

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

В последние годы лесной комплекс находится под пристальным вниманием властных структур. Взят прямой курс на его возрождение и подъем. Одним из… Актуальность проблемы нарастает вместе с ростом мировых объемов производства и… Комплексность использования древесного сырья на уровне деревоперерабатывающих производств должна предусматривать…

Библиографический список

 

Основная литература

1. Болдырев, В. С.Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств [Текст]: рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности 250403 - "Технология деревообработки" / В. С. Болдырев ; В. С. Болдырев; М-во образования и науки Рос. Федерации, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2011. - 316 с. Электронная версия.

2. Интернет-ресурсы.

3. Пономаренко, Л. В.Технологические процессы и производства лесопромышленного комплекса [Текст] : доп. УМО вузов по образованию в обл. автоматизир. машиностроения (УМО АМ) в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности "Автоматизация технол. процессов и пр-в (лесотехн. отрасль)" направления подгот. "Автоматизир. технологии и пр-ва" / Л. В. Пономаренко; Л. В. Пономаренко; М-во образования и науки Рос. Федерации, ГОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2011. - 119 с. Электронная версия.

4. Разиньков, Е.М. Технология и оборудование клееных материалов и древесных плит [Текст]: учеб. пособие/ Е.М. Разиньков, В.С. Мурзин, Е.В. Кантиева; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2007. – 348 с. Электронная версия.

5. Филонов, А. А. Технология материалов и изделий из древесины [Текст]: Доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студ. вузов, обучающихся по спец. 260200 - Технология деревообработки и 060800 - Экономика и упр. на предприятиях лесн. комплекса / А. А. Филонов ; А. А. Филонов. - Воронеж, 2004. - 165 с.

 

Дополнительная литература

1. Болдырев, В. С.Технология лесопильно-деревообрабатывающих производств [Текст]: рек. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве лаб. практикум для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности 250403 - "Технология деревообработки" / В. С. Болдырев, А. А. Мещерякова ; В. С. Болдырев, А. А. Мещерякова ; М-во образования и науки Рос. Федерации, ГОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2011. - 99 с. Электронная версия.

2. Волынский, В.Н. Технология древесных плит и композиционных материалов [Текст]: учеб.-справочное пособие/ В.Н. Волынский; СПб.: Издательство «Лань», 2010.- 336 с.

3. Гарин, В.А. Технология изделий из древесины [Текст]: учеб. пособие / В.А. Гарин, Н.А. Михайлов; ВГУ. – Воронеж, 1985. – 224 с.

4. Гончаров, Н.А. Технология изделий из древесины [Текст]: учеб. для вузов/ Н.А. Гончаров, В.Ю. Башинский, Б.М. Буглай. – 2-е изд., испр. и доп.-М.: Лесн. пром-ть, 1990. – 525 с.

5. Петровский, В.С. Автоматика и автоматизация производственных процессов лесопромышленных предприятий [Текст]: учеб. / В.С. Петровский; ВГЛТА. – Воронеж, 2005. – 412 с.

6. Пижурин, А. А. Исследования процессов деревообработки [Текст] / А. А. Пижурин, М. С. Розенблит; А. А. Пижурин, М. С. Розенблит. - М. : Лесн. пром-сть, 1984. - 232 с.

7. Петровский, В.С. Оптимальная раскряжевка лесоматериалов [Текст]: учеб. / В.С. Петровский. – М.: Лесная промышленность, 1989. – 288 с.

8. Шварцман, Г.М. Производство древесностружечных плит [Текст]: учеб. / Г.М. Шварцман, Д.А. Щедро. – М.: Лесная промышленность, 1997. – 320 с.

9. Янушевич, А.А. Сплайны в моделирование раскроя круглых лесоматериалов [Текст]: /А.А. Янушкевич, М.И. Кулак, М.К. Яковлев // Лесн. журн. – 1999. - № 2. – С. 68-72.

 

Учебное издание

 

Лариса Викторовна Пономаренко

Татьяна Владимировна Ефимова

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

Редактор Е.А. Попова

 

Подписано в печать ……..2012. Формат 60×90 /16. Объем п. л.

Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. 1,02. Тираж 100 экз. Заказ

ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

Отпечатано в УОП ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»

394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10