Создание базовых поверхностей у черновых заготовок. Из раскройного цеха черновые заготовки поступают в цех машинной обработки где они превращаются в чистовые заготовки. Технологический процесс обработки черновых заготовок включает в себя создание базовых поверхностей у заготовок; обработку заготовок в размер по толщине и ширине и обработку заготовок на точную длину.
Базовыми поверхностями у прямолинейных черновых заготовок могут быть одна пласть или одна пласть и кромка. Создание базовых поверхностей у заготовки производится выравниванием их на продольно-фрезерных станках. Для этого используют в основном фуговальные станки.
Фуговальные станки служат для выравнивания одной или двух плоскостей заготовки. Имеются одно- и двусторонние фуговальные станки с ручной и механической подачей. Фуговальные станки с механической подачей предназначены для обработки широких пластей крупных заготовок и пластей щитов.
Фуговальные станки с ручной подачей СФ4-1 (рис. 117) предназначены для выравнивания одной из плоскостей заготовки (обычно пласти). На них последовательно можно обработать две плоскости - пласть и кромку. Рабочим органом является ограждаемый вращающийся ножевой вал 3, имеющий два или четыре плоских ножа. Длина ножей определяет ширину фугования. Ножевой вал расположен между двумя плоскими полами. Высота этих столов регулируется в продолах 6 мм. Задний стол 2 обычно находится на уровне выступающих из вала режущих кромок ножей, а передний 5 — ниже на требуемую толщину снимаемого с заготовки слоя древесины.
Высоту переднего стола регулируют с помощью эксцентриковых валиков рукояткой 6. Вдоль столов с правой стороны установлена направляющая линейка 4, имеющая хорошо обработанные опорную и вертикальные плоскости. Основное назначение направляющей линейки — служить опорной поверхностью для базирующей пласти при строгании кромки в угол. Станина 1 станка имеет коробчатую форму. Управление станком осуществляется с помощью кнопок 7.
На двусторонних фуговальных станках одновременно можно обрабатывать две смежные плоскости заготовки —
пласть и кромку — и получать между ними прямой угол. Этот станок кроме горизонтального ножевого вала имеет второй рабочий орган — вертикальный шпиндель, на котором крепится фреза. Направляющая линейка не сплошная по длине, как у одностороннего станка, а состоит из двух частей.
Передняя часть линейки подвижная, передвигается в горизонтальном направлении и уровень ее плоскости устанавливается глубже по отношению к режущим граням фрезы на толщину снимаемого слоя с кромки заготовки. Задняя часть линейки закрепляется неподвижно.
Перед работой станок необходимо настроить. Настройка станка заключается в соответствующей установке заднего стола по высоте ножевого вала, фрезы, направляющей линейки и переднего стола по высоте.
Плоскость заднего стола должна точно совпадать с горизонтальной касательной к окружности резания ножей. В двусторонних станках плоскость неподвижной части направляющей линейки должна также совпадать с касательной к окружности резания фрезы. Вертикальная плоскость направляющей линейки должна быть перпендикулярна плоскости столов, что легко проверить угольником.
Положение переднего стола по высоте относительно заднего определяется толщиной слоя древесины, снимаемого с пласти заготовки за один проход. В двусторонних станках подвижная передняя часть направляющей линейки также устанавливается относительно задней части линейки с учетом толщины снимаемого слоя с кромки за один проход. Толщина снимаемого слоя за один проход с пласти и кромки не должна быть более 2 мм; зависит она от шероховатости поверхности, которую необходимо получить при обработке, а если станок имеет механическую подачу, — от скорости подачи. После настройки станка приступают к работе. На двусторонних станках с механической подачей за один проход обрабатывают одновременно пласть и кромку заготовки под прямым или каким-либо другим углом друг к другу. На односторонних станках эти две операции по выравниванию пласти и кромки осуществляются последовательно. Вначале выравнивается пласть с базированием на столе,
затем кромка с базированием на направляющей линейке.
Порядок работы на односторонних станках с ручной подачей следующий. Рабочий берет из штабеля заготовку, осматривает ее и кладет на передний стол вогнутой пластью вниз.
Левой рукой прижимает заготовку к столу, а правой упирается в торец заготовки и надвигает ее на ножевой вал (рис. 118, а). Как только передний обработанный конец заготовки пройдет ножевой вал и окажется на заднем столе, заготовку прижимают левой рукой за ножевым валом и выдерживают в таком положении до конца обработки (рис. 118, б). Оптимальная длина обрабатываемых заготовок на фуговальных станках 1... 1,5 м. При обработке более коротких заготовок для подачи материала следует применять толкатели.
Подача заготовок должна быть плавной, с равномерной скоростью от начала до конца строгания.
После прохода обрабатываемую пласть осматривают, и если на ней остались непростроганные места, проход повторяют для полного выравнивания всей пласти. Если выступ ножей перед передней плитой стола составляет 1,5...2 мм, заготовку полностью прострагивают в среднем за два прохода.
Не следует обрабатывать сильно покоробленные заготовки, стрела прогиба у которых больше припуска на обработку. Такие заготовки перейдут в брак из-за непрострожки или уменьшения размера.
Основной возможный дефект обработки на фуговальных станках непрямолинейность обработанных поверхностей, которую легко обнаружить, сложив две заготовки обработанными поверхностями. Между поверхностями не должно быть просветов. Причинами этого дефекта могут быть: непараллельность переднего и заднего столов, непараллельность передней и задней частей направляющей линейки, несоблюдение правил прижима во время обработки.
На фуговальном станке нельзя обрабатывать заготовку до точных размеров детали по толщине и ширине, поэтому одна пласть или пласть и кромка заготовки остаются после фугования необработанными.
Обработка заготовок в размер по толщине и ширине.
После выверки одной пласти и кромки под плоскость и прямой угол необходимо обработать две другие стороны заготовки. При этом необходимо сделать плоскости параллельными первым и придать заготовке по всей длине совершенно точные определенные размеры по толщине
и ширине. На фуговальном станке этого сделать нельзя.
Для этой цели существуют другие типы продольно-фрезерных станков — рейсмусовые и четырехсторонние строгальные.
Рейсмусовые станки выпускаются одно- и двусторонние. На односторонних станках одновременно обрабатывается только одна пласть заготовки (верхняя), на двустороннем — обе пласти.
Для обработки заготовок и щитов в размер по толщине на одностороннем станке предварительно выравнивают нижнюю пласть на фуговальном станке. Заготовка, прошедшая обработку на фуговальном и одностороннем рейсмусовом станках, будет иметь большую точность обработки по толщине, чем заготовка, пропущенная только через двусторонний рейсмусовый станок. Поэтому односторонний рейсмусовый станок распространен шире.
На рис. 119 дана схема устройства одностороннего рейсмусового станка. Ножевой вал 5 расположен над столом 9, по которому проходит заготовка 1, Заданный размер заготовки устанавливается подъемом или опусканием стола. Заготовка подается двумя парами вальцов. Первая пара — верхние прижимные и подающие. Первый в этой паре рифленый валик 3 может состоять по длине из нескольких секций, второй
— гладкий 7. Нижняя пара валиков 8 и 10 гладкие, расположены на столе, могут быть приводными и неприводными. Перед ножевым валом установлен стружколоматель 4, за ножевым валом — прижим 6. благодаря которому заготовка продвигается без вибрации. Кроме того, этот прижим очищает обработанную поверхность от стружек. Впереди верхнего рифленого подающего валика установлена когтевая завеса 2, препятствующая обратному выбросу заготовок из станка.
Заготовку 1 кладут на стол 9 выверенной базовой пластью вниз. При подаче ее в станок с верхней нестроганной пласти снимается стружка. Причем при определенном положении стола расстояние между окружностью, описываемой лезвиями ножей, и столом будет постоянным. Так как нижняя поверхность заготовки плотно прижата к столу, то по всей длине заготовки будет получаться одинаковая толщина, верхняя пласть получится параллельной нижней. Если нижняя базовая пласть будет плохо выверена, неровная. то такой же получится и верхняя.
Кривая и покоробленная заготовка, попадая в рейсмусовый станок, под действием подающих роликов и прижимных колодок будет выпрямляться, но при выходе из станка благодаря упругости древесины заготовка снова примет первоначальную форму.
Следовательно, рейсмусовый станок не может выправлять кривые заготовки и обрабатывать их под плоскость, но зато делает обрабатываемую поверхность параллельной противоположной и дает точный размер заготовки по толщине.
На одностороннем рейсмусовом станке обрабатывают не только прямолинейные заготовки. Используя специальные приспособления, можно обрабатывать заготовки с криволинейным продольным профилем, а также получать прямолинейную поверхность, непараллельную базовой.
Для обработки заготовки с криволинейным продольным профилем применяют приспособление, показанное на рис. 120, а. Приспособление состоит из опорного ролика 6, укрепленного на подставке 2, которая устанавливается на стол 1 станка под ножевым валом 5. Заготовку 4 укладывают в шаблон-цулагу 3. Нижняя поверхность шаблона соответствует профилю, по которому должна быть обработана заготовка.
Для получения прямолинейной поверхности, не параллельной базовой (со скосом), применяют шаблон-цулагу, опорная поверхность которого будет расположена к поверхности стола под тем же углом, что и обрабатываемая поверхность к базовой поверхности заготовки (рис. 120, б).
На одностороннем рейсмусовом станке одновременно обрабатывается только одна поверхность. Пласть и кромку обрабатывают за две установки с перенастройкой положения рабочего стола по высоте. Обработка кромок у тонких и широких заготовок на рейсмусовом станке затруднительна, а иногда и невозможна. В этом случае для обработки пласти и кромки применяют четырехсторонние продольно-фрезерные станки.
Двусторонние рейсмусовые станки используют в основном для снятия провесов у клееных щитов и собранных рамок сразу с двух сторон. Для обработки заготовок брускового типа их почти не применяют, так как точность обработки на них в 1,5...2 раза ниже, чем на односторонних станках.
Четырехсторонние продольно-фрезерные строгальные станки предназначены для формирования сечения деталей и заготовок. На них обрабатываются заготовки сразу со всех четырех сторон, при этом можно получать плоский и фигурный профиль.
Режущие головки указанных станков расположены в следующем порядке по направлению подачи обрабатываемого материала: нижняя горизонтальная, правая вертикальная, левая вертикальная, верхняя горизонтальная и калевочная. На станке могут быть установлены гладильные ножи, снимающие тонкую стружку с нижней лицевой пласти.
На рис. 121 приведена схема четырехстороннего продольно-фрезерного станка с пятью ножевыми валами 2,3,6,8 и гладильными ножами 7. Обрабатываемый материал в станок обычно подается вальцами 5, установленными попарно в двух местах перед нижним 6 и верхним 3 ножевыми валами.
Количество подающих вальцов в различных станках может быть от четырех до восьми. Вальцы бывают гладкие и рифленые. Строгаемую доску к столу прижимают ролики 4 и плоские прижимные устройства.
На нижнем горизонтальном ножевом валу 8 можно устанавливать профильные фрезы для выбора по пласти заготовки профиля (калевки) или круглые пилы для продольного деления заготовки на узкие бруски (рейки).
Регулирование скорости подачи от 8 до 42 м/мин бесступенчатое. Это позволяет встраивать станки в автоматические и полуавтоматические линии. Станки оснащены счетчиками метров обработанных материалов. Каждая режущая головка приводится во вращение отдельным электродвигателем, управление которым сосредоточено на общем пульте управления станком.
Однако обрабатывать только на четырехстороннем станке без предварительной подготовки базовой поверхности на фуговальном станке можно заготовки короче 600 мм: заготовки, кривизна которых не будет иметь существенного значения; заготовки узкие и тонкие, которые при сборке будут выправлены, например штапики, обкладки.
карнизы, узкие калевки и т. п.
Заготовки, для которых необходимы правильная форма и точные размеры, перед обработкой на четырехстороннем станке должны быть обработаны на фуговальном станке с выверкой пласти и кромки под прямой угол.
Возможен и такой вариант обработки, когда на фуговальном станке выверяют только одну пласть, а другие три поверхности обрабатывают на четырехстороннем станке. Но в этом случае трудно получить параллельные кромки.
Таким образом, для придания заготовке правильной формы и точных размеров по толщине и ширине можно применить следующие схемы обработки:
выверка пласти и кромки в угол на фуговальном станке — обработка в размер на рейсмусовом;
выверка пласти и кромки в угол на фуговальном станке — обработка двух других сторон на четырехстороннем;
выверка одной пласти на фуговальном станке — обработка трех других сторон на четырехстороннем;
обработка всех четырех сторон на четырехстороннем станке. Наиболее правильную форму и точные размеры чистовых заготовок дает первая схема, затем вторая и третья.
Четвертая схема дает самое низкое качество обработки. Однако соотношение трудовых затрат но этим схемам будет обратным. Если трудозатраты по четвертой схеме принять за 1, то по первой схеме они составят 6...7; по второй —
6...6,5 и по третьей — 3,5...4.
В связи с этим очень важно при выборе той или иной схемы обработки заготовок помнить об объеме трудозатрат. Первая и вторая схемы должны применяться для обработки заготовок, требующих правильной формы и точных размеров. Третья и четвертая схемы — для обработки заготовок коротких или узких и тонких, для которых отклонения от правильной формы не будут иметь существенного значения.
Приемы работы на рейсмусовых и четырехсторонних строгальных станках. Перед началом работы станок необходимо настроить.
Ножевой вал настраивают так же, как и на фуговальных станках, выверяя положение режущей кромки ножей. У рейсмусового станка нижние поверхности переднего рифленого вальца и стружколомателя должны находиться ниже горизонтальной касательной к окружности резания на 2 мм, гладкий подающий валец — на 1 мм и прижим — на 0,2 мм. Нижние подающие вальцы должны выступать над плоскостью стола на 0,2...0,3 мм. Выверяют положение рабочего стола.
Заготовку укладывают на стол станка обработанной (базовой) поверхностью вниз и продвигают к вальцам. Когда вальцы захватят передний конец заготовки, следует положить на стол следующую заготовку и направить ее в торец предыдущей. Подавать заготовки в станок надо непрерывно, без межторцовых разрывов. Четырехсторонние строгальные станки, имеющие скорость подачи более 30 м/мин, снабжены специальными механизированными питательными столами, обеспечивающими непрерывную подачу досок в станок.
В рейсмусовый станок заготовки небольшой ширины можно подавать но нескольку штук параллельно друг другу. Для этого верхний подающий валик должен быть секционным. Разность в толщине заготовок допускается 1...4 мм.
Во время работы на станках необходимо периодически проверять толщину получаемых деталей предельными калибрами.
Дефекты при обработке заготовок и меры их предупреждения. Заготовки в зависимости от назначения обрабатываются на продольно-фрезерных станках с определенной точностью. Точность обработки заготовок определяется шероховатостью обработанных поверхностей, степенью соответствия требуемой форме и размерам по сечению.
Обработанная на продольно-фрезерных станках поверхность заготовки характеризуется наличием волн (волнистостью) и неровностей разрушения в виде местных выколов и задиров волокон (ворсистость и мшистость).
Неровности поверхности в виде выколов и вырывов возникают в случае встречного наклона волокон. Во избежание этого дефекта заготовку в станок следует направлять так, чтобы обработка происходила по слою. Ворсистость и мшистость появляются при работе тупыми ножами и при выкрашивании режущей кромки лезвия.
При массовом производстве изготовляемые одноименные детали должны быть взаимозаменяемыми.
Это значит, что по форме и размерам они могут отличаться друг от друга только в пределах допускаемых норм. Если отклонения в размерах превышают допускаемые нормы, то детали переходят в брак.
Основной причиной дефектов обработки по форме и размерам деталей является работа на неисправных, плохо настроенных или плохо налаженных станках.
Организация рабочих мест. Фуговальные станки с ручной подачей (рис. 122, а) обслуживает один рабочий, с механизированной подачей — двое. Рейсмусовые и четырехсторонние станки обслуживают двое рабочих (рис. 122, б). Взаимное расположение станков, штабелей, заготовок и деталей должно быть таким, чтобы условие работы станочника были наиболее благоприятными. Расстояния для переноски заготовок и деталей должны быть минимальными и требовать наименьших усилий и времени.
Возможна поточная организация производства на базе полуaвтоматических линий, в которые включаются станки и транспортные устройства. В качестве примера можно привести полуавтоматическую линию для фугования и обработки по толщине черновых заготовок, в которую входят магазин для заготовок, подающий цепной конвейер, фуговальный и рейсмусовый станки с вакуумным прижимом заготовок.
Производительность станков. Производительность фуговальных рейсмусовых станков зависит от размеров обрабатываемых заготовок, скорости подачи, числа проходов заготовки через станок коэффициентов использования рабочего и машинного времени станков (табл. 8).
В расчетные формулы производительности входят: Т — продолжительность схемы, мин; υs - скорость подачи, м/мин; К1 - коэффициент использования рабочего времени станка; Kt — коэффициент использования машинного времени станка; n — число заготовок, обрабатываемых одновременно; m - среднее число проходов заготовки; l — длина обрабатываемых заготовок, м; η — коэффициент, учитывающий скольжение, равный 0,9...0,92.
Техника безопасности при работе на продольно-фрезерных станках. Ножевая щель между передним и задним столами фуговального станка должна иметь ограждение. Во время работы щель должна быть открыта только на ширину обрабатываемой заготовки. Широкое применение получило автоматическое оградительное устройство в виде шторы, представляющей щиток с гибкой связью между планками. Ограждение благодаря спиральной пружине прижимается к направляющей линейке. При пропуске заготовки шторка отжимается от направляющей линейки, обнажая часть ножевого вала, которая находится под заготовкой. При обработке коротких и узких заготовок для подачи применяют толкатель (рис. 123).
У рейсмусовых и четырехсторонних станков с механической подачей исключена опасность соприкосновения рук станочника с режущим инструментом в процессе работы. Но возможны случаи выталкивания обрабатываемой заготовки из-под передних валиков.
Происходит это при недостаточном прижиме заготовки подающими каликами, при пропуске заготовок разной толщины или очень коротких.
Заготовки но толщине в одной партии могут иметь отклонения от установленных размеров в пределах ± 2 мм. А наименьшая допускаемая к обработке длина заготовки должна превышать
расстояние между передними и задними подающими валиками не менее чем на 50 мм.
Для предупреждения обратного выброса заготовок станки снабжаются когтевой завесой, которая устанавливается перед верхним рифленым подающим вальцом (см. рис. 119).
Торцовка заготовок в размер по длине. Заключительная операция в стадии обработки черновых заготовок при превращении их в чистовые - торцовка заготовок.
Торцовка заготовок на точный размер по длине производится после формирования нужной формы и точных размеров по ширине и толщине. При торцовке заготовок создаются, кроме того, чистовые базисные поверхности на торцах, необходимые для точного расположения по длине деталей гнезд, отверстий при дальнейшей механической обработке.
Торцуют заготовки на точный размер по длине на круглопильных торцовочных станках одно-, двух- и многопильных.
На однопольных торцовочных станках заготовки базируются на каретке и подаются на пилу вручную (рис.
124). На столе,3 станка имеется продольный паз 4, служащий для направления движения каретки 2. На каретке установлена направляющая линейка 1 с откидным упором 8. Заготовку 6 кладут на каретку вдоль направляющей линейки и прижимают к ней. Упор 8 в этот момент откинут (рис. 124, а).
Торцуемый конец должен выступать за линию пилы на 3...5см. Каретка продвигается на пилу 5, при этом оторцовывается первый конец заготовки. Затем заготовку поворачивают вдоль продольной оси на 180, откидной упор ставят в рабочее положение, оторцованный конец заготовки прижимают к упору, а пласть - к направлнющей линейке (рис. 124. б), при этом оторцовывается второй конец заготовки.
Длина заготовки после торцовки будет равна расстоянию между пилой и упором.
Положение упора на линейке меняют в зависимости от требуемой длины заготовки.
Широкие заготовки торцуют по одной штуке, узкие можно торцевать пачками. Для крепления заготовок в каретке пользуются различными прижимными устройствами — винтовыми, эксцентриковыми или пневматическими.
При торцовке заготовок кратной длины на короткие одинарные заготовки вместо упора 8 пользуются второй направляющей линейкой 7, которую устанавливают параллельно пильному диску на расстоянии, равном длине одинарной заготовки. Первый рез производится свободно без упора 8 и без линейки 7, оторцовывается 3...5 см длины для зачистки первого торна. Затем заготовку продвигают до линейки 7 и производят второй рез, получая при этом первую заготовку точной длины. Затем заготовку снова продвигают до линейки 7 и производят рез и т. д.
На однопильных станках, которые, как правило, универсальные, можно торцевать заготовки под любым заданным углом к боковым поверхностям благодаря тому, что или направляющую линейку 1 можно ставить под углом к плоскости пильного диска, или вал электродвигателя с пилой можно ставить под любым углом от 0 до 45.
В двух- и многопильных торцовочных станках (концеравнителях) подача осуществляется конвейерными цепями и заготовки торцуются сразу с обоих концов или распиливаются на несколько заготовок, одинарных размеров по длине.
Обработка заготовок на точный размер но длине не всегда выполняется как самостоятельная операция.
В тех случаях, когда заготовки предназначены для зашиповки, их торцуют на шипорезных станках.
Механическая обработка щитовых заготовок. Для изготовления щитовых деталей мебели и стройизделий широко используются древесностружечные плиты (ДСтП). Процесс изготовления ДСтП и принцип их формирования обусловливают значительные колебания их размеров по толщине, что является их недостатком, именуемым разнотолщинностью плит. Кроме того, в щитах-заготовках, полученных при раскрое форматных плит, может быть коробление, обусловливаемое нарушением равновесности системы внутренних напряжений.
Для устранения разнотолщинносги и коробления щитов из ДСтП они должны пройти операцию первичной обработки — калибрование, обеспечивающую получение одинаковой толщины.
Для калибрования ДСтП используют методы, основанные на снятии слоя по принципу обработки в размер. Для этого можно использовать цилиндрическое и торцовое фрезерование, шлифование и строгание. Для цилиндрического фрезерования применяют одно- и двусторонние рейсмусовые станки. Однако на этих станках получают низкое качество поверхности. При торцовом фрезеровании используют станки с торцовыми фрезами различных конструкций. Преимуществом торцового фрезерования перед цилиндрическим является возможность снятия больших припусков (до 5 мм) при одинаковых мощностях привода. Недостатками торцового фрезерования являются: сложность установки ножей и фрез в одной плоскости, вырывы на поверхности из-за отсутствия подпора щита в зоне резания торцовым ножом, разогрев резцов до высоких температур, способных воспламенять пыль, образующуюся при фрезеровании.
Метод калибрования путем строгания (циклевания) не нашел пока практического применения.
Калибрование ДСтП шлифованием получило наиболее широкое применение. Оно удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к качеству щитовых поверхностей заготовок. Однако шлифование - более дорогой процесс но сравнению с торцовым фрезерованием (по капитальным затратам почти в 2,5 раза) за счет высокой стоимости шлифовальной шкурки, высокой энергоемкости и металлоемкости оборудования, значительных затрат на удаление пыли и т. п.
Учитывая достоинства и недостатки каждого из методов, на предприятиях используют комбинированные методы калибрования щитов из ДСтП путем снятия первого слоя фрезерованием с последующим шлифованием их поверхности.
На рис. 125 показана автоматическая линия МКШ1 для калибрования и шлифования щитовых деталей. Линия состоит из питателя 2, двух калибровочно-шлифовальных станков 6, установленных последовательно, устройства 7 для снятия пыли и укладчика 9. Линия снабжена также загрузочным столом 1 с ограничителем штабеля распределительными 3, 10 и промежуточными 5 конвейерами и разгрузочным столом 8.
Калибровочно-шлифовальные станки 6 оснащены двумя бесконечными шлифовальными лентами, расположенными сверху и снизу относительно обрабатываемого щита. Каждая шлифовальная лента в виде замкнутого кольца надета на вальцы-ролики. Натяжение лепты осуществляется пневмоцилиндрами.
Общие понятия. Соединение древесины и древесных материалов с помощью клеев и клеевых пленок, называемое склеиванием, — основной вид соединений в деревообрабатывающих производствах.
Сущность склеивания состоит в том, что нанесенный на поверхность древесины клей проникает в межклеточные и внутриклеточные пространства, застывает или затвердевает там и таким образом как бы сшивает склеиваемые поверхности большим числом тончайших нитей. При этом между склеенными поверхностями образуется тонкий слой клея (0,08...0,15 мм). Как при малой, так и большой толщине клеевого слоя прочность соединения ухудшается. При меньшей толщине клеевого слоя склеивание будет «голодным», а при большей — в клеевом слое в результате усадки клея при отверждении возникают внутренние напряжения
Склеивание применяют для получения деталей больших размеров из брусков массивной древесины, для скрепления шиповых соединений, изготовления столярных плит и мебельных щитов, для облицовывания деталей и щитов.
Массивную древесину склеивают по длине, ширине и толщине. Торцы склеиваемых заготовок имеют скосы или шипы (см. рис 98), а кромки могут быть обработаны на гладкую фугу, иметь шпунт или гребень, соединяться на вставную рейку (см. рис. 99).
При склеивании древесных (плитных и листовых) материалов возможны различные варианты сочетаний материалов в склеиваемом блоке. Склеивают между собой одинаковые листовые материалы одной толщины (древесноволокнистая плита, фанера, шпон); различные листовые материалы разной толщины (древесноволокнистая плита и шпон, фанера и шпон и т. д.): листовые и плитные материалы (древесностружечная плита и шпон; столярная плита и шпон; древесностружечная плита и бумажнослоистый пластик и т.
д.).
Требования к склеиваемым заготовкам и материалам. Перед склеиванием заготовки и материалы должны быть обработаны и подготовлены в соответствии с чертежами, техническими требованиями и технологическими режимами. На склеиваемых поверхностях не должно быть масляных пятен, других загрязнений, стружки, пыли. Влажность древесины должна быть (8 ±2) %. Покоробленность заготовок не должна быть более 2 мм на 1 м длины.
Подготовленные к склеиванию заготовки храпят в течение одной смены, так как при более длительном хранении они могут покоробиться, что снизит плотность прилегания склеиваемых поверхностей.
Шероховатость поверхностей, образующих наружный (просматриваемый) шов, должна быть но параметру Rz не более 60 мкм, а поверхностей, образующих внутренний (невидимый) шов, не более 200 мкм (ГОСТ 7016- 82). Шиповые соединения деталей должны быть обработаны с соблюдением допусков и посадок, очищены от бахромы, стружки и пыли.
Способы склеивания. Применяют два способа склеивания: холодный и горячий. Склеивание холодным способом, т. е. без нагрева склеиваемых материалов, требует длительной выдержки для схватывания клея и выравнивания влажности. Несмотря на хорошее качество склеивания, что достигается меньшими напряжениями в клеевом шве, этот способ применяют очень редко, так как он не обеспечивает высокой производительности оборудования и требует больших производственных площадей.
При горячем способе процесс склеивания ускоряется за счет нагрева детали или клеевого шва. Теплота подводится различными способами.
На рис. 126, а показаны схемы кондуктивного (контактного) нагрева детали. Теплота подводится при нагревании склеиваемой поверхности детали 1 контактными (электрическими или каровыми) нагревателями 2, которые имеют постоянную температуру поверхности. На рис. 126, б показано склеивание с нагретой деталью, т. е. с помощью аккумулированной теплоты. Нагревают деталь 1, а на деталь 4 наносят клеевой шов 3 и подвергают детали прессованию.
Сквозной (рис. 126, в) прогрев применяют при наклеивании тонкой облицовки 4. Теплота поступает от нагревателей 2 во время прессования. Подогрев в поле токов высокой частоты (ТВЧ) (рис. 126, г) производится после сжатия склеиваемых поверхностей.
Метод подогрева в поле ТВЧ позволяет нагревать непосредственно клеевой слой, не подвергая нагреву древесину. Для получения прочного клеевого шва необходимо настроить генератор 6 на такую мощность,при которой минимальное время склеивания составляет 30...40 с.
Клеи. Различают клеи животного происхождения (костный, мездровый, казеиновый, альбуминовый) и синтетические, клеящие пленки и нити. Схема образования основных синтетических клеев на основе формальдегида приведена на рис. 127. В деревообрабатывающих производствах наиболее широко применяются клеи на основе мочевиноформальдегидных (карбамидных) смол, жидкие или в виде порошка, отличающиеся друг от друга содержанием свободного формальдегида, временем отверждения и жизнеспособностью.
Применение конкретной марки смолы определяется условиями использования клея на ее основе.
Эти условия приводятся в технологической документации на изготовление изделий или их деталей.
При склеивании горячим способом наибольшее применение получили карбамидные смолы, имеющие малое содержание свободного формальдегида. Особое место занимают смолы быстрого отверждения, применение которых позволяет осуществлять новые, высокопроизводительные технологические процессы склеивания древесины и древесных материалов.
Клеящую пленку применяют для ребросклеивания и ремонта шпона. Она получается путем пропитки на пропиточной сушильной установке специальной бумаги смолой и последующей сушки.
Ее изготовляют в виде листов различного формата. Клеевые нити применяют при ребросклеивании шпона.
Приготовляют рабочие растворы клеев в специально отведенных для этих целей помещениях в определенных количествах в зависимости от жизнеспособности клея, но не больше чем на одну смену.
Приготовление рабочего раствора костного и мездрового (глютиновых) клеев состоит в том, что набухшие в воде плитки заливают водой и варят в клееварке или котле с двойными стенками при температуре 70...80оС. Варить клей при большей температуре не рекомендуется, так как он теряет клеящие свойства. Раствор считается пригодным для использования, если при помешивании в нем нет сгустков. В случае застывания его можно подогреть.
Для приготовления раствора казеинового клея в посуду наливают необходимое количество воды комнатной температуры и, перемешивая, добавляют порошок клея до образования однородной сметанообразной массы. Жизнеспособность раствора казеинового клея 4...6 ч.
Синтетические клен, основой которых являются смолы, приготовляют с использованием растворителей, наполнителей, отвердителей и других добавок. Растворителями служат вода, ацетон, спирты. В качестве наполнителей, увеличивающих вязкость клея, используют древесную муку, гипс, каолин и др. Отвердителями являются хлористый аммоний (при горячем способе склеивания), 10 %-ный раствор щавелевой кислоты или 40%-ный раствор молочной кислоты (при холодном способе склеивания). Вязкость смоляных клеев должна быть в пределах 60...200 с по ВЗ-4. Жизнеспособность синтетических клеев небольшая (2...6 ч) и зависит от температуры клеевого раствора.
Расход клеевого раствора при склеивании древесины в зависимости от конкретных условий колеблется от 150 до 350 г/м2.
Режим склеивания, т. е. система требований к условиям проведения работ, включает: состояние температуры и влажности воздуха в производственном помещении, требования к склеиваемым материалам и деталям из них, выбор и подготовку клеев, способы нанесения клеев, способ склеивания и подвода теплоты, параметры прессования, рекомендации по выдержке склеенных деталей, применяемое оборудование, методы контроля.
Температуру и влажность воздуха в производственном помещении контролируют с целью обеспечения стабильности влажности склеиваемых материалов и удовлетворения требований охраны труда и промышленной санитарии. Температура воздуха в помещении должна быть не ниже 18 С, а его относительная влажность — не выше 65 %.
Способы нанесения клея зависят от вида склеиваемых материалов и объемов производства. На шиповые соединения клей наносят кистями, дисками или окунанием; на брусковые, плитные, листовые детали и щиты кистями или вальнами.
При нанесении клея на одну склеиваемую поверхность (рис. 128. а) клеевой слой 2 наносится только на деталь 1; при нанесении клея на обе склеиваемые поверхности (рис. 128, б) клеевые слои 2 наносятся на детали 1 и 3. Клеящую пленку 4 (рис. 128, в) помещают между склеиваемыми поверхностями деталей 1 и 3.
При большом объеме производства клеи наносят механизированным способом. При двустороннем механизированном нанесении (рис. 128, г) клей наносится на одну плитную деталь 1; при одностороннем (рис. 128, д) на две листовые детали 3. Клей, поступающий из ванны 6, наносится на детали обрезиненными вальцами 5. Расход клея регулируется дозирующими вальцами 7.
Прессование осуществляется давлением на склеиваемые поверхности детали. Под давлением лучше соприкасаются поверхности, имеющие некоторые неровности, клей проникает в поры древесины, равномерно по всей поверхности подводится теплота. Важное требование при прессовании равномерность давления по всей склеиваемой поверхности.
Величина давления зависит от свойств клея и склеиваемых материалов и приводится в технологической документации. Давление прессования при склеивании древесины обычно от 0,3 до 1,2 МПа.
Сжатие склеиваемых поверхностей должно производиться до схватывания клея.
Прессование может быть осуществлено вручную (при облицовывании шпоном и сжатии шиповых соединений), с помощью простых приспособлений (клиновые и винтовые струбцины), а также механизированным способом (в электромеханических,
пневматических и гидравлических прессах и ваймах). Прессы могут быть много- и однопролетные. В многопролетных прессах трудно соблюдать режим облицовывания для первого и последнего щитов в комплекте загрузки: плиты пресса прогревают щиты насквозь, поэтому после распрессовки нужна длительная выдержка щитов (1...2 дня) для снятия внутренних напряжений. Этих недостатков лишены однопролетные прессы П784 и П4838, которые можно использовать в поточных автоматических линиях.
Выбор способа и оборудования для прессования зависит от вида и объема работ и свойств склеиваемых деталей и материалов.
Выдержка детален —
важная часть технологического процесса склеивания. Летали, поступающие на склеивание, должны пройти выдержку, для того чтобы их влажность и температура соответствовали принятым условиям склеивания.
В процессе прессования выдержка под давлением необходима для схватывания клея или его полного отверждения. Продолжительность выдержки зависит от вида клея, температуры прессования, породы склеиваемой древесины.
После прессования склеенные детали выдерживают (обычно в стопах) для достижения клеевым слоем достаточной прочности, охлаждения, равномерного распределения влаги в материале и стабилизации его формы. Продолжительность послепрессовой выдержки зависит от параметров прессования и температурно-влажностных условий в цехе.
Контрольные нормативы, методы и средства их оценки разрабатываются для каждого режима склеивания.
Основные дефекты склеивания (просачивание клея, клеевые потеки, непроклеивание, покоробленность) возникают при неправильной подготовке заготовок к склеиванию и нарушении режимов склеивания.
Производство клееных заготовок и деталей. Клееные заготовки и детали могут быть брусковые, щитовые, криволинейные и специальные. Соединять отдельные элементы между собой можно по длине, ширине и толщине. Использование клееных заготовок позволяет увеличить объемный выход основных заготовок в деревообрабатывающем производстве на 8... 12 % от объема расходуемых пиломатериалов за счет более полного использования исходного сырья.
Склеивание или сращивание заготовок по длине производится в основном на зубчатый шип.
Отечественной промышленностью выпускаются механизированные и полуавтоматические поточные линии, на которых производится нарезание зубчатых типов, склеивание и раскрой склеенной ленты на заготовки.
Например, линия ОК502 предназначена для сращивания брусков но длине. На этой линии могут склеиваться отрезки длиной 250...1200. шириной 50...150 и толщиной 40...85 мм. Длина получаемых заготовок 560...2300 мм. Линия состоит из одностороннего шипорезного станка, клеенамазываюшей головки, гусеничного пресса и торцовочного станка проходного типа,
который выполнен по схеме суппорта сопровождения. В зависимости от сечения склеиваемых брусков скорость подачи гусеничного пресса. а следовательно, и производительность линии может изменяться бесступенчато в пределах 5... 10 м/мин.
На рис. 129 дана схема полуавтоматической линии ДВ202 склеивания брусковых заготовок по длине на зубчатый шип. Линия работает следующим образом. Предварительно обработанные по сечению заготовки длиной 250...1500 мм поштучно подаются на шипорезный станок 1, где нарезаются зубчатые шипы с одного торца заготовки. Ленточный конвейер 2 подает заготовки ко второму шипорезному станку 3 для нарезки шипов на противоположном торце и на нем с помощью профильного вальца клеенамазывающей головки наносится клей. Далее наклонным цепным конвейером 4 заготовки подаются к гусеничному прессу 5 для склеивания. После пресса непрерывная лента склеенных заготовок подается в торцовочный станок-автомат 6. Отпиленные нужной длины заготовки через перекладчик укладываются в штабель на напольный роликовый конвейер 7, где выдерживаются для полимеризации клея. При скорости подачи гусениц пресса 18 м/мин и коэффициенте использования линии 0,7 сменная производительность линии составляет до 6 тыс. м заготовок.
Склеивают заготовки по ширине и толщине на гладкую фугу и на шиповое соединение. Для этого применяют разнообразное оборудование: струбцины, сжимы, клеильно-конвейерные прессы, щитосборочные станки и поточные линии.
Отрезки, подлежащие склеиванию, должны быть строгаными или калиброванными, влажность древесины не должна превышать 12 %.
Можно склеивать пиленые поверхности, например, в производстве несущих клееных конструкций (брусья, балки), но это увеличивает расход клея.
Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства
Тюкина Ю.П., Макарова Н.С.
1988 г.
|
