Технологический процесс и оборудование
5.8.1 Раскрой досок на черновые заготовки
Рациональный раскрой древесных материалов на заготовки является одним из способов увеличения их объемного выхода. Правильная организация раскроя пиломатериалов имеет важное значение, так как наибольшее количество отходов древесины наблюдается именно в этой стадии. Различают групповой и индивидуальный раскрой пиломатериалов.
При групповом доски раскраивают по одной и той же заранее установленной схеме. В этом случае тонкие доски можно раскраивать одновременно по несколько штук – пачками, что позволяет применять высокую степень автоматизации процесса раскроя.
При индивидуальном раскрое каждую доску раскраивают в зависимости от качества древесины и расположения пороков по самой выгодной схеме, обеспечивающей наибольший выход основных заготовок целевого назначения при минимальном количестве попутных заготовок. Такой раскрой затрудняет механизацию и автоматизацию.
Применение ''слепого'' раскроя пиломатериалов приводит к значительному уменьшению выхода и получению большого количества некондиционных заготовок (при групповом раскрое в среднем 66…70 %).
Наиболее рациональное использование пиломатериалов наблюдается при индивидуальном комбинированном раскрое одновременно на длинные и короткие заготовки. Схемы раскроя:
|
|
1
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
6
Раскрой досок на прямолинейные заготовки производят на круглопильных станках. Схема поперечного раскроя пиломатериалов на заготовки представлена на рис. 62.
Рис. 62. Схема раскроя досок на торцовочных станках
При небольших объемах производства брусковых деталей рекомендуется применять для поперечного раскроя круглопильные станки ЦКБ-40 (рис. 63), ЦПА-40, ЦМЭ-3, ТК-18Т (Китай), STROMAB TR 350 (500, 600) (Италия) (рис. 64), STROMAB RS-65 и др., а для продольного раскроя – станки ЦДК-4, ЦДК5-3 (рис. 65), ЦМР-2, Griggio CM (Италия), WP-500 (Польша) и др.
Рис. 63. Станок торцовочный ЦКБ-40
Рис. 64. Торцовочный станок TR 350 (500, 600) фирмы STROMAB
.
Рис. 65. Станок для продольного раскроя пиломатериалов ЦДК5-3
При больших объемах производства брусковых деталей технологический процесс должен строиться на основе поточного производства с широким применением автоматических и полуавтоматических линий. Однако механизация и автоматизация может быть экономически выгодна только в том случае, если она обеспечивает рациональное использование пиломатериалов. Для правильного разрешения этих противоречий существует два метода.
Первый метод заключается в том, что станок автоматически производит раскрой досок под наблюдением оператора. Этот метод называется автоматическим раскроем под наблюдением.
Более совершенен второй метод, называемый автоматическим раскроем по назначению. Сущность его заключается в том, что после осмотра и оценки доски назначается определенная, наиболее выгодная, схема раскроя.
В настоящее время существует линия с четырьмя критериями оптимизации MATRIX 4 производства фирмы STROMAB (Италия), снабженная программирующим устройством с экраном VGA и списком шаблонов пропила, вводимого с клавиатуры внешнего компьютера через единую сеть (рис. 66). Оптимизирующее программное обеспечение: четыре критерия оптимизации (максимальная длина, ограничение расхода материала, приоритетные длина и объем), утилизация отходов, окончательный отчет по оптимизации параметров, устройство выявления дефектов, снабженное сканером.
Рис. 66. Линия MATRIX 4 для поперечного раскроя пиломатериалов с программируемой оптимизацией длин по 4-м критериям и вырезки дефектов со считыванием по флуоресцентным меткам
5.8.2 Раскрой плитных материалов
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
5.8.3 Изготовление облицовок из шпона строганого
Строганый шпон и рулонные материалы раскраивают на гильотинных ножницах НГ-18 (рис. 71), НГ-30 (Россия), WEILI MQ 2031B (Китай) (рис. 72), CASATI ТO3100 (Италия) или бумагорезательных машинах.
Для раскроя рулонных материалов применяют также ротационные резательные устройства в виде вращающегося вала, на котором закреплен нож. Размер отрезаемых листов определяется частотой вращения вала и скоростью подачи материала.
Заготовки, получаемые в результате раскроя материалов, имеют размеры, превышающие размеры детали на величину припуска. Такие заготовки называют черновыми. Величина припуска зависит от вида материала, размера детали, точности оборудования, характера и условий обработки.
Рис. 71. Ножницы гильотинные НГ-18
Рис. 72. Станок для раскроя пакетов шпона WEILI MQ 2031B
5.8.4 Обработка черновых заготовок
Черновыми называют заготовки, имеющие припуск на усушку, строгание и торцовку. Чистовыми – заготовки, обработанные применительно к заданным размерам, имеющие базисные поверхности, расположенные под прямым углом одна к другой.
Черновые заготовки получаются в результате раскроя пиломатериалов и имеют в общем случае неправильную форму. У досок и брусков наблюдается поперечное и продольное коробление. Для надлежащей обработки деталей необходимо в первую очередь придать заготовке совершенно правильную форму, точные размеры и гладкую поверхность. Для этого необходимо выполнить следующие технологические операции: создание чистовых баз, обработка в размер по сечению и чистовое торцевание.
Точная обработка возможна только при наличии у заготовок чистовых баз, при помощи которых они могут быть точно установлены на станке для обработки. Для создания у заготовок чистовых базовых поверхностей пользуются в основном фуговальными станками (рис. 73). Фуговальные станки могут быть одно- и двухсторонними.
Рис. 73. Схема работы фуговального станка
На двухсторонних фуговальных станках обрабатывают одновременно две смежные стороны заготовки, расположенные под прямым углом друг к другу. Целью обработка на фуговальных станках – создание одной или двух смежных базовых поверхностей с получением между ними прямого или заданного угла. Нормальная заготовка полностью фугуется в среднем за два прохода. Толщина снимаемого слоя древесины – 1,5…2 мм.