Розкрій деревних матеріалів - технологія деревообробного виробництва
Розкрій деревних матеріалів (пиломатеріалів, фанери, столярних, деревостружкових і деревоволокнистих плит) на заготовки- одна з перших стадій технологічного процесу деревообробного виробництва.
Деревні матеріали на великих підприємствах розкроюють в розкрійних цехах. На середніх і невеликих підприємствах розкрійний ділянку (відділення) входить до складу укрупненого деревообробного цеху.
Поняття про заготовках. Заготовками називають відрізки деревних матеріалів певних розмірів і форми, з яких при подальшій механічній обробці отримують деталі.
Заготовки, одержувані в раскройном цеху при розкрої матеріалу пилами, будуть називатися чорновими заготовками. За розмірами чорнові заготовки можуть бути одинарними і кратними. Одинарна заготовка має розміри, що дозволяють отримати з неї тільки одну деталь. Із'кратной заготовки можна отримати кілька деталей по товщині, ширині або довжині.
Розміри чорновий заготовки, навіть одинарної, завжди більше розмірів деталі. Різниця між розмірами заготовки та розмірами одержуваного з неї деталі називається припуском заготовки на обробку. Необхідність припуску пояснюється тим, що при виготовленні деталі з заготівлі при механічній обробці частина матеріалу буде видалена.
Заготовки з пиломатеріалів повинні мати припуски по товщині, ширині і довжині, тому що при виробленні деталей вони обробляються з усіх боків.
Для заготовок, що виробляються з плит і фанери, припуски на обробку даються тільки по довжині і ширині, так як плити і фанера мають стандартну товщину. Можливі випадки, коли припуски по довжині і ширині заготовок не передбачається, наприклад в заготовках для фільонок, що вставляються в пази.
Якщо розкроюється сирий матеріал, то в розміри заготовок повинні бути включені не тільки припуски на обробку, але і припуски на усушку. У розмірах кратних заготовок повинні бути ще враховані додаткові припуски на розкрій (розподіл) кратних заготовок на одинарні.
Правильний вибір величини припуску має велике економічне значення. Якщо припуски взяті більше норми, то крім перевитрати деревини, збільшиться час обробки заготовок, витрата електроенергії, величина похибок обробки, погіршиться якість деталей. Явно занижені припуски також небажані, так як збільшується ймовірність отримання шлюбу (непрострожка, занижена довжина), ускладнюються роботи з налагодження і налаштування верстатів та інструментів.
Загальний припуск на обробку складається з операційних припусків. Операційних припусків буде стільки, скільки операцій проходить заготівля в процесі перетворення її в деталь. Припуски на механічну обробку пиломатеріалів і заготовок регламентовані ГОСТ 7307-75.
Корисний вихід заготовок. Розкрій деревних матеріалів - важлива стадія технологічного процесу в деревообробному виробництві. Від розкрою залежить, які заготовки і в якій кількості підуть в подальшу обробку. З однієї і тієї ж дошки або плити можна отримати різну кількість заготовок різних розмірів і якості. Розкрій необхідно проводити тільки на заготовки потрібних розмірів, при цьому слід прагнути отримати їх какtможно більше і більше високої якості. Отримання найбільшого корисного виходу заготовок - головне завдання розкрою. Під корисним виходом заготовок розуміють відношення обсягу отриманих заготовок до обсягу розкроєного матеріалу, виражене у відсотках.
У собівартості заготовок вартість самої деревини становить близько 80%. Збільшення корисного виходу заготовок тільки на 1% рівноцінно збільшенню продуктивності ділянки розкрою в 1,5 рази. Однак отримання високого виходу заготовок потрібної якості - далеко не проста-завдання, особливо при розкрої пиломатеріалів або фанери низьких сортів. У них міститься багато вад, які не допускаються в заготовках і тому повинні бути вирізані при розкрої. У цьому випадку особливо важко отримувати довгі заготовки.
Існує кілька способів і схем розкрою деревних матеріалів на заготовки, які дають різні результати по виходу.
Способи і схеми розкрою. Розкрій матеріалів може бути груповим і індивідуальним. При груповому розкрої все дошки або плити розкроюють по одній і тій же схемі без урахування якості матеріалу. Груповий розкрій можна виробляти на багатопильних верстатах або одночасно по кілька штук (пачками) на однопільние верстатах. Він застосуємо тоді, коли якість розкроюється матеріалу збігається з якістю вироблюваних заготовок і відпадає необхідність вирізати пороки деревини або коли розміри виробляються заготовок невеликі. Груповим способом розкроюють пиломатеріали та листи фанери вищих сортів, а також всі деревні плити, які мають приблизно однакову якість по всій поверхні.
При індивідуальному розкрої для кожної дошки або листа фанери вибирають найбільш вигідну схему в залежності від якості деревини і розташування вад. Такий спосіб розкрою ускладнює механізацію та автоматизацію, підвищує трудові витрати, але при невисокій якості розкроюється матеріалу і жорстких вимогах до якості заготовок він підвищує корисний вихід заготовок в порівнянні з груповим розкриємо на 5 ... 7%.
Мал. 4. Схеми розкрою пиломатеріалів: I - поздовжньо-поперечна, II - поперечно-поздовжнє, III - комбінована; а - обрізних пиломатеріалів, б - необрізних пиломатеріалів
Вихід заготовок, особливо при розкрої матеріалу низьких сортів, багато в чому залежить від застосовуваної схеми розкрою. Розрізняють три принципові схеми розкрою пиломатеріалів на прямолінійні заготовки.
За першою схемою дошку спочатку розпилюють уздовж на рейки або бруски шириною, рівній ширині заготовок. Потім їх торцюють на відрізки довжиною, що дорівнює довжині заготовок, видаляючи при цьому неприпустимі вади деревини. Розкрій за першою схемою називають поздовжньо-поперечним. Ця схема дає хороші показники по виходу заготовок, особливо довгих. Для розміщення обладнання за цією схемою потрібні додаткові площі, так як на обох операціях (поперечний і поздовжній розкрій) доводиться мати справу з довгими дошками.
За другою схемою дошку спочатку розпилюють поперек на відрізки, рівні довжині тієї чи іншої заготовки, вирізаючи при цьому по всій ширині дошки пороки, не припустимі в заготовках. Потім відрізки розпилюють уздовж на заготовки потрібної ширини. Розкрій за другою схемою називають поперечно-поздовжнім. Ця схема менш вигідна, ніж перша. Вихід заготовок, особливо довгих, буде менше за рахунок великих відходів здорової деревини разом з видаляються пороками. Тільки при розкрої вузьких необрізних дощок, що мають, як правило, більшу кривизну по кромці, другою схемою можна віддати перевагу перед першою.
Однак друга схема має поки найбільшого поширення в промисловості.
Третя схема являє собою комбінацію перших двох. За цією схемою дошку спочатку розпилюють поперек без вирізки вад. При цьому прагнуть отримати найбільш довгі відрізки. Потім відрізки розпилюють уздовж на заготовки потрібної ширини. Наявні неприпустимі вади в деяких заготовках вирізають при додатковій торцовке або поздовжньої обпилюванню заготовок. При цьому розміри заготовок зменшуються відповідно по довжині або ширині. При правильному застосувань третя схема дозволяє отримати високий вихід заготовок. Вона позбавлена недоліків першої та частково другий схем.
Корисний вихід заготовок при будь-якій схемі розкрою пиломатеріалів може бути підвищений включенням в технологічний процес додаткових операцій: попередньої розмітки і строжки-калібрування дощок перед розкриємо. Введення-додаткових операцій кілька здорожує вартість розкрою за рахунок збільшення числа верстатів, робочих і виробничої площі, але одержувана економія деревини перекриває це подорожчання. Так, при впровадженні розмітки дощок перед розкриємо вихід заготовок збільшується на 9%, а при впровадженні стругання і розмітки - на 12%. Впровадження в процеси розкрою попереднього стругання сприяє також кращому використанню виходять при розкрої короткомерних відрізків, їх можна відразу ж пускати на склейку по довжині.
Схеми розкрою матеріалів на криволінійні заготовки мають свої особливості. Розкрию повинна передувати розмітка матеріалу, яку виробляють шаблонами-заготовками, що накладаються на матеріал і окреслює.
Застосовують наступні схеми розкрою матеріалу на криволінійні заготовки: - поперечний розкрій дощок на відрізки довжиною, що дорівнює довжині заготовок, - розмітка відрізків на заготовки - випилювання заготовок; - розмітка дощок на заготовки - випилювання заготовок; - поперечний розкрій дощок на відрізки - вирізка дефектів і обпилювання кромок - фугування крайок - склеювання відрізків в щити - розмітка щитів на заготовки - випилювання заготовок.
За другою схемою розкрою вихід заготовок для задніх ніжок столярного стільця виходить більше на 4 ... 6% в порівнянні з першою. Найбільш вигідною є третя схема, при якій вихід заготовок збільшується на 10% в порівнянні з першою схемою.
Мал. 5. Схема отримання криволінійних заготовок: а - з окремих відрізків, б - з відрізків. склеєних в щит; 1, 2, 3 - відрізки
На рис. 5, а показано отримання криволінійних заготовок за першою схемою з окремих відрізків, а на рис. 5, б - по третій схемі з відрізків, склеєних в щит.
Середні норми виходу заготовок. Відсоток виходу заготовок з пиломатеріалів залежить від багатьох чинників: від породи деревини, виду пиломатеріалів (обрізні та необрізні), сорти пиломатеріалів, схем розкрою і призначення самих заготовок.
Середня норма виходу заготовок при розкрої фанери і плит всіх видів становить 85%. При ретельній розробці розкрійних карт корисний вихід може бути і вище.
Виробництво клеєних заготовок і деталей. Використання клеєних заготовок дозволяє збільшити вихід основних заготовок на 8. 12%.
Склеювання або зрощування заготовок по довжині проводиться в основному на зубчастий шип.
Вітчизняною промисловістю випускаються механізовані потокові лінії, на яких проводиться нарізування зубчастих шипів, склеювання і розкрій склеєної стрічки на заготовки. Наприклад, лінія ОК502 призначена для зрощування брусків по довжині. На цій лінії можуть склеюватися відрізки довжиною 250 ... 1200, шириною 50 ... 150 і товщиною 40 ... 85 мм. Довжина одержуваних заготовок 560 ... 2300 мм.
Відрізки, що підлягають склеюванню, повинні бути струганий або каліброваними, вологість деревини не повинна перевищувати 12%. Для прискорення затвердіння клею і ліквідації витримки заготовок після склеювання клейові шви прогрівають струмами високої частоти (ТВЧ).
Склеювання заготовок по ширині і товщині проводиться на гладку фугу і на шипове з'єднання. Для цього застосовують різноманітне обладнання: струбцини, стискання, клеильно-конвеєр-ні преси та щітосборочние автомати.