Структура технологического процесса производства изделий из древесины. Расчет производительности оборудования.

 

1 Основные понятия.

2 Стадии технологического процесса.

3 Линии деревообрабатывающих машин.

4 Основные конструктивные элементы изделий.

5 Составные части деталей и изделий.

6 Классификация соединений деталей и сборочных единиц.

Технологический процесс является составной частью производственного процесса. Производственный процесс - совместная деятельность всех подразделений предприятия (основное производство, материальное техническое и общее обслуживание, управление, контроль качества, хранение и др.), в результате которой из исходных материалов, заготовок и составных частей получают продукцию определенного назначения и требуемого качества. Технология – научно и практически обоснованная система методов воздействия и приемов превращения сырья и материалов в готовую продукцию

Технологический процесс – законченная часть основного производства, в результате которой достигается изменение формы, размеров, состояния и свойств материалов или заготовок или их соединение. Технологический процесс может быть разделен на стадии, которые отличаются характером или целью обработки.

Каждая стадия технологического процесса состоит из технологических операций. Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте.

Рабочее место - часть производственной площади цеха, на которой размещены исполнители работы, обслуживаемое или технологическое оборудование или часть конвейера, а также оснастка и предметы труда.

Технологические операции делятся на два основных типа: позиционные и проходные.

Проходные технологические операции выполняются при непрерывном движении заготовки относительно инструмента. В составе проходной операции различают технологический переход и проход. Переходом называется часть технологической операции, заключающаяся в обработке какой-либо одной поверхности заготовки одним и тем же инструментом, без изменения режимов работы.

Переход может состоять из одного или нескольких переходов. Проход - часть операции, при которой снимается один слой материала и которая выполняется за одно перемещение заготовки относительно инструмента. Производительность проходных операций (как и оборудования проходного типа) в общем виде определяется по формуле

, ш т /смену,

где Т_см – продолжительность рабочей смены, мин;

К_м – коэффициент, учитывающий потери машинного времени;

К_р – коэффициент, учитывающий потери рабочего времени Т_пер на введенные в режим работы перерывы

,

где: И – скорость подачи, м/мин;

п - количество одновременно обрабатываемых заготовок;

1_з - длина обрабатываемой заготовки, м;

m - число проходов заготовки через станок.

Последовательность стадий технологического процесса приведена на рисунке 14.1.

Рисунок 14.1-Последовательность стадий технологического процесса

Позиционные операции совершаются при неподвижном, фиксированном положении заготовки и движении рабочего инструмента: сверление отверстий, выборка гнезд, сборка в ваймах и т.п. В зависимости от сложности операция состоит из одной или нескольких установок. Установка - часть технологической операции, выполняемая при одном закреплении заготовки в станке или приспособлении.

Производственный поток должен быть организован таким образом, чтобы движение обработанного материала от станка к станку проходило бы кратчайшим путем, без возвратных движений, излишних затрат труда и времени на транспорт и хранение между операциями.

То есть важно, чтобы технологический процесс был прямопоточным. Если станки работают с одинаковой производительностью, перемещение деталей может быть непрерывным, т.е. прямоточное производство становится непрерывно-поточным.

Необходимым условием непрерывности потока является синхронность, т.е. выполнение каждой операции на потоке за один и тот же период. Этот период принято называть ритмом работы.

R= T/N,

где Т – время работы потока,

N – количество деталей обработанных за этот период.

Линии деревообрабатывающих машин делятся на поточные, полуавтоматические, автоматические.

Поточная линия - комплекс рабочих машин, расположенных в порядке последовательности операции. Эти машины могут быть связаны транспортными устройствами.

Автоматическая линия - система взаимосвязанных рабочих машин, расположенных в технологической последовательности процесса обработки и автоматически осуществляющих назначенную последовательность технологических операций без вмешательства рабочего. Автоматическая линия нуждается лишь в периодическом контроле, наладке и уходе со стороны обслуживания персонала.

Если в линии не автоматизированы погрузочно-разгрузочные операции, то линия называется полуавтоматической.

Постоянно-поточные линии служат для обработки одной определенной детали. Состав операций неизменный.

Актуальность перехода к гибким технологиям определяется: обновлением ассортимента; необходимостью повышения качества продукции, повышения производительности. внедрением новых материалов;

Машинная гибкость - способность к перенастройке оборудования для производства заданного множества деталей.

Технологическая гибкость – способность производить заданное множество типов деталей разными способами.

Производственная гибкость – способность продолжать обработку заданного множества деталей при отказах отдельных технологических элементов ГАП.

Маршрутная гибкость - способность ГАП допускать те или иные изменения в порядке выполнения операций.

Гибкость по продукту - способность переключается на выпуск новых деталей.

Основные конструктивные элементы в зависимости от сложности изделий из древесины могут состоять из деталей, сборочных единиц, комплексов и комплектов.

Деталь – это изделие, изготовленное без применения сборочных операций. Но в деревообработке к деталям относятся иногда изделия, которые изготовлены путем склеивания. К ним относятся также и простейшие покупные специфицированные изделия (например, полка из ламинированной древесноволокнистой плиты). Специфицированные – это изделия, содержащие две или более детали.

Сборочная единица – это изделие, составные которого соединены между собой. Это может быть рамка, щит и коробка (рисунок 14.2).

1 - деталь; 2 - рамка; 3-щит;4- коробка

Рисунок 14.2 - Основные конструкторские элементы

Деталь – это простейшая составная часть изделия, например, брусок. Детали могут быть цельными и составными. Ценные детали изготавливают из массивной древесины, а составные склеивают из листов шпона или вырезают из фанеры, столярной плиты, клееных щитов. Детали соединяют в сборочные единицы, из которых основными являются рамка, щит и коробка.

Рамка – это конструкторский элемент, состоящий из трех и более брусков, связанных между собой угловыми и серединными вязками, высота брусков которой не превышает их двойной толщины. Бруски соединяют между собой чаще всего на одинарный или двойной шип.

Щит – это конструкторский элемент плоскостной формы. Различают щиты: массивные – склеенные из брусков древесины на гладкую фугу, в паз и гребень, на рейку и круглый вставной шип; из древесностружечной, древесноволокнистой, столярной плиты; с заполнением пеноматериалами и пустотелые с реберным заполнением. Щиты могут быть облицованы шпоном, пластиком или другими облицовочными материалами.

Коробка – это конструкторский элемент, состоящий из трех и более брусков, связанных между сбой угловыми или серединными вязками, высота брусков которой больше двойной их толщены.

Все соединения делятся на разъёмные и неразъёмные. Разъёмными называются соединения, которые можно разъединить, не нарушив целостность отдельных деталей. Неразъёмными называются соединения, которые нельзя разъединить, не нарушив целостность материала.

Разъёмные соединения делятся на жёсткие и подвижные. Жёсткими разъёмными называются такие соединения деталей и сборочных единиц, которые не позволяют изменять положение деталей относительно друг друга и допускают разборку. Детали и сборочные единицы в этом случае соединяются между собой с помощью шурупов, стяжек и болтов.

В производстве мебели чаще используются неразъемные соединения. Они делятся на следующие группы: соединения при помощи клея; гвоздевые соединения; заклепочные соединения; соединения при помощи скоб; соединения с помощью литых пластмасс; с помощью шипов.

Соединения при помощи клея. Наличие большого разнообразия клеящих веществ, способов интенсификации процессов склеивания позволяет использовать клеи для получения достаточно сложных соединений. Прочность соединений обеспечивается благодаря адгезии клея к древесине и прочности самого клея и должна отвечать установленным нормам соответствующих ГОСТ в зависимости от требований, предъявляемым к изделиям. С помощью клея заготовки соединяют друг с другом пластями, при этом направление волокон на поверхности соединяемых заготовок могут быть параллельны или пересекаться под углом. С помощью клея заготовки соединяются по кромке (на гладкую фугу), по торцам (впритык) и на ус.

Гвоздевые соединения. Соединения на гвоздях применяют при изготовлении тары и малоответственных строительных конструкций. Прочность соединений зависит от размеров гвоздя и плотности древесины.

Заклепочные соединения. Заклепочные соединения применяются в судостроении и самолетостроении и служат для соединения листовых материалов. Заклепки работают на срез и изготавливаются из дюралюминия, латуни и меди.

Соединения при помощи скоб. Соединения на скобах широко используются в тарном производстве, при изготовлении мягкой мебели. С их помощью можно крепить листовые материалы, ткани. Процесс соединения материалов с помощью скоб легко автоматизируется. Промышленность выпускает специальные скобосшивательные автоматы и легкие ручные скобозабивные устройства, которые широко используются при сборке мебели.

Соединения с помощью литых пластмассовых шипов. С целью совершенствования технологического процесса и автоматизации процессов склеивания разработаны и используются клеевые пенопластовые составы. Они используются в виде плёнок или клеевых растворов. Плёнки позволяют соединять детали при сборке в потоке. Клеевые растворы впрыскивают в пазы и проушины, в них вставляется гребень или шип другой детали, клей затвердевает, обеспечивая прочное соединение деталей, сборочных единиц или изделий (метод Фольдинг).

Соединения деталей с помощью шипов. При соединении деталей клеем пластями на гладкую фугу, впритык и на ус прочность не всегда бывает достаточной, чтобы обеспечить долговечность изделия. Поэтому в производстве изделий из древесины чаще используются шиповые соединения, которые собираются на клею.

Рассмотрим основные элементы шипового соединения.

Шипом называется часть одного бруска, входящая в соответствующее углубление или отверстие другого бруска. Шип получают вырезанием его на концевой части бруска или делают вставным, но всегда он должен иметь долевое направление волокон, так как иначе он будет не прочным. Плоские шипы имеют боковые грани - это противолежащие большие поверхности шипа, полученные при формировании шипа, имеющие общее ребро с боковой поверхностью заготовки, называются заплечиками. Торцовую грань шипа представляет срезанная торцовая поверхность шипа между боковыми гранями.

Длина шипа - это расстояние от заплечиков до его торцовой грани. Толщина шипа -это размер между боковыми гранями шипа. Ширина шипа - это размер боковой грани шипа в направлении перпендикулярном его длине.

Соответствующее шипу отверстие или углубление в другом бруске называется гнездом, а гнездо, находящееся на конце бруска и имеющее одну сторону открытой, называется проушиной. Шип может быть глухим, открытым или в потемок.

Все типы соединений деревянных деталей в изделиях мебели стандартизованы (ГОСТ 9330-76 и ГОСТ 19414-79). Они имеют условные обозначения и делятся на следующие типы: УК - угловое концевое; УС - угловое серединное; УЯ - угловое ящичное; К - по кромке; Д – по длине.

При выборе типа соединения принимаются во внимание задачи, которые это соединение должно решать: прочность и долговечность, технологичность и экономичность конструкции; простота конструкции и минимальный расход древесины. Предпочтение при выборе отдается соединению с меньшим номером. Например, из соединений по кромке лучше применять соединение К-1, так как оно просто по конструкции, технологично и экономично, при его изготовлении малы потери материала, а для реек используются отходы.

Наиболее часто при изготовлении рам используется соединение УК-1, но при изготовлении рам больших размеров прочность такого соединения может быть недостаточной и в этом случае лучше применять соединения УК-2 или УК-З.

Щиты соединяются друг с другом с помощью круглых шипов, на рейку и на прямой шип. Чаще всего неразборные соединения корпусной мебели соединяются с помощью шкантов, которые изготавливают из древесины и пластмассы с заершением.

Разъемное-жесткое соединение. Находит применение в конструкциях неразборных столярно-мебельных изделий соединение с помощью шурупов. Сопротивление выдёргиванию шурупов из древесины и столярных плит достаточно высокое, и соединения получаются прочными и долговечными даже в работе при переменных нагрузках. Соединение с помощью шурупов относится к ограниченно разборным соединениям.

Соединение деталей из древесностружечных плит менее прочное, особенно кромками. Такие соединения плохо работают при переменных нагрузках.

Соединения гвоздями, шпильками и скобами применяются реже и используются в неответственных конструкциях как вспомогательный вид крепления.

Подвижные соединения (на направляющих, на шарнирах, на петлях. Подвижными называются соединения, допускающие перемещение одних деталей или сборочных единиц относительно других. Такие соединения допускают перемещение деталей в одной плоскости или в разных плоскостях. Например, крепление выдвижного ящика в столе, крепление стекол в книжном шкафу, крепление раздвижных дверей шкафа допускает перемещение ящика, дверей и стекла в одной плоскости (по направляющим). Крепление дверок допускает их вращение вокруг своей оси (на рояльных, карточных и четырехшарнирных петлях).

 

Контрольные вопросы

1 На какие стадии делится технологический процесс изготовления изделий из древесины?

2 Какая часть технологического процесса называется технологической операцией?

3 Привести формулы расчета производительности технологических операций проходного и позиционного типа.

4 Назвать основные конструктивные элементы изделий из древесины?

5 Дать классификацию соединений деталей и сборочных единиц?

6 Какая фурнитура используется при изготовлении мебели?

 

В предыдущ лекцию № 12