Лексейковская средняя общеобразовательная школа. Учебно исследовательский проект Технологии обработки древесины
 Скачать 58.94 Kb.
|
|
Процесс сборки изделий из готовых деталей также можно разделить на ряд стадий. Первая из них - сборка деталей в сборочные единицы (рамки, щиты, коробки и т. д.). Такие сборочные единицы, прежде чем собирать в изделия, обрабатывают на станках для снятия провесов, выверки размеров и, если нужно, сверления гнезд, отборки профилей и т. д. Последовательность дальнейших стадий технологического процесса зависит от конструктивных решений и может быть различной. Возможна сначала сборка подготовленных сборочных единиц в изделие, а затем отделка собранного изделия, и наоборот, сначала отделка сборочных единиц и деталей, а затем сборка их в изделия или упаковка в разобранном виде. Рассматривать технологический процесс производства изделий нецелесообразно в указанной на схеме последовательности, исключив стадии сушки и отделки как изучаемые в специальных курсах. При более детальном рассмотрении технологического процесса видим, что каждая стадия обработки разделена на ряд технологических операций. Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте при изготовлении одной и той же продукции. Например, стадия раскроя досок на заготовки обычно состоит из операций распиливания досок поперек (торцевания) и полученных отрезков вдоль. Каждую из этих операций выполняют на разных станках и обычно разные рабочие. Иногда к операциям поперечного и продольного распиливания добавляется самостоятельная операция предварительной разметки доски. Операция не является неизменной частью технологического процесса. В большинстве случаев операция состоит из ряда рабочих приемов обработки детали (или изделия). В зависимости от уровня техники и организации производства она может состоять из большего или меньшего количества рабочих приемов. Например, фрезерование брусков (делянок) с трех сторон для склеивания в щиты можно выполнить на фуговальном станке и считать за одну операцию. Обработка широкой стороны (пласти) может быть выполнена на фуговальном станке, а обработка узких сторон (кромок) на фрезерном. В этом случае обработка будет состоять из двух операций. Такое деление операции называют дифференциацией. Дифференциация операции на более мелкие способствует повышению производительности труда, так как позволяет рабочему лучше освоить приемы выполнения несложной операции и применить специальные приспособления с меньшими умственными напряжениями. Каждая операция может быть разделена на части, состав и число которых может изменяться в зависимости от характера и объема операции. В составе операции различают технологический переход, проход, установку и позицию. Переходом называют часть технологической операции, заключающуюся в обработке какой-либо одной поверхности заготовки одним и тем же инструментом, без ступенчатого изменения режимов работы. Например, в упоминавшемся примере обработки заготовки с трех сторон на фуговальном станке операция состоит из трех переходов: первый - обработка пласти, второй и третий - последовательная обработка сначала одной, затем другой кромки. Эти, как и другие, переходы могут выполняться раздельно и последовательно, например, на обычных фуговальных станках, и одновременно, если обработка будет сразу со всех сторон заготовки, например на трех- и четырехсторонних продольно-фрезерных станках. Очевидно, что в последнем случае обработка будет отличаться наиболее высокой производительностью. В свою очередь переход может состоять из одного или нескольких проходов. Следовательно, проход представляет собой часть операции, при которой снимается один слой материала и которая выполняется за одно перемещение инструмента относительно заготовки. Эти операции называются проходной обработкой, выполняемой при непрерывном движении материала относительно инструмента, на фуговальных, многосторонних продольно-фрезерных станках, станках для продольного распила и др. Такая обработка отличается наиболее высокой производительностью, так как в большинстве случаев заготовки проходят через станок только в одном направлении, не требуется затрат времени на возврат заготовок из станка или на обратный ход инструмента. Заготовки можно подавать без разрывов, торец в торец, обработка осуществляется непрерывно. Производительность еще более увеличивается, когда одновременно обрабатывают несколько заготовок (многоручьевая обработка) или несколько сторон одной заготовки (одновременное выполнение нескольких переходов). Однако проходную обработку не всегда можно осуществить. В ряде случаев, например при сверлении, в заготовке гнезд и отверстий, осуществляется позиционная обработка. Позиционной обработкой называют такую, при которой заготовку сначала устанавливают неподвижно и закрепляют в определенном положении на рабочем столе, в станке или в приспособлении, а затем надвигают на нее рабочий инструмент. Примером позиционной обработки может служить высверливание в заготовке отверстий на сверлильном станке, выборка гнезд на цепно-долбежном и т. д. При позиционной обработке операция в зависимости от сложности может со стоять из одной или нескольких установок, столько установок заготовки, сколько в ней будет сверлиться отверстий. Позицией называют часть технологической операции или установки, выполняемую при определенном положении заготовки относительно режущего инструмента или станка без ее раскрепления. Так, сверление в заготовке нескольких отверстий на одношпиндеольном станке при помощи кондуктора может быть выполнено за одну установку (одно закрепление за готовки в кондукторе), позиция заготовки относительно инструмента будет меняться столько раз, сколько будет сверлиться отверстий. 1.2. Типы изделий из древесины Для изучения основ конструирования и технологии изготовления изделий более важная классификация изделий по конструктивному признаку. Такая условная классификация для учебных целей может быть построена на основе особенностей и степени сложности конструкций изделий. В соответствии с ней все изделия из древесины можно разделить на два класса: одноэлементные и многоэлементные. К классу одноэлементных изделий относятся простейшие изделия, состоящие из одной детали (элемента). Такая деталь-изделие может быть цельной, т. е. изготовленной из одного куска (заготовки) древесины, и клееной, т. е. изготовленной из предварительно склеенных нескольких заготовок (для предупреждения возможного коробления и увеличения прочности) и обработанных как одна деталь. К таким изделиям можно отнести цельные и клееные лыжи, бильярдные кии, ткацкие челноки, трости, линейки, спиннинговые удилища, разделочные доски и тому подобные изделия. Другой класс классификации составят многоэлементные изделия, т. е. изделия, состоящие из нескольких или многих деталей, каждая из которых до сборки подвергается механической обработке для придания ей определенных размеров и формы. Внутри этого класса можно различать два подкласса - подкласс изделий плоской конструкции и подкласс более сложных изделий пространственной конструкции. В подклассе изделий плоской конструкции различают две группы изделий: рамной и щитовой конструкции. К первой группе относятся оконные и дверные блоки, чертежные угольники, рамки различного назначения (для картин, каминных экранов и др.). В другую группу входят изделия в виде щитов, например чертежные доски, двери щитовой конструкции, паркетные щиты и доски и др. В подклассе изделий пространственной конструкции различают две группы изделий: решетчатой и корпусной конструкции. К первой группе изделий относятся стулья, этажерки, обеденные и журнальные столы и др., ко второй группе - всевозможные корпусные изделия. Они могут быть каркасной и бескаркасной конструкции. К каркасным относятся изделия, конструкция которых предусматривает образование сначала из брусьев или брусков жесткого каркаса, обшиваемого затем брусками или щитами, как это иногда бывает при изготовлении деревянных контейнеров и маломерных судов, фургонов и т. д. В рассматриваемой классификации можно проследить постепенное усложнение конструкции изделий из древесины. Одноэлементные и простейшие плоские многоэлементные изделия повторяются в тех или иных сочетаниях, в более сложных в конструктивном отношении решетчатых и корпусных изделиях. Кроме этого используется метод серийного проектирования. Серийное проектирование позволяет на основе стандартных элементов получать новые изделия, отличающиеся в художественном отношении, но базирующиеся на единстве типовых технологических процессов их изготовления с гарантированным обеспечением стабильности высокого качества всех конструируемых изделий. При серийном проектировании стандартизация согласует две противоположные особенности современного производства: массовость изготовления и индивидуальность потребления. По степени обоснования и глубине проработки различают разновидности стандартизации, к ним относятся: симплификация - сокращение неоправданного числа объектов. Устраняются те объекты, которые могут быть заменены без особого ущерба другими, близкими к ним из имеющихся; унификация - установление оптимального ограничения количества объектов, которое обеспечивает достаточное разнообразие и исключает излишние типы, виды и размеры; типизация - разработка типовых решений, сокращение возможных вариантов до необходимого минимума; взаимозаменяемость - обеспечение практически приемлемой равнозначности параметров и свойств объектов стандартизации; агрегатирование - конструирование на основе использования унифицированных объектов и типовых решений с обеспечением их взаимозаменяемости. Стандарты оказывают прямое влияние на формирование качества изделий, обеспечивают его стабильность и эффективность функционирования массового производства. Ведущая роль стандартов в обеспечении качества продукции очевидна и признана. 1.3. Структура технологического процесса Процесс изготовления изделий состоит из непосредственной обработки материала (например, сушки древесины, механической обработки деталей, склеивания, сборки и т. д.), контроля качества, обеспечения рабочих мест энергией, инструментом, учета выработанной продукции. Производственный процесс включает в себя все необходимое для планомерного и рационального изготовления изделий: проектирование, основное производство, техническое, материальное и общее обслуживание. Таким образом, одна и та же технологическая операция может быть выполнена при одной установке и одной позиции, при одной установке и нескольких позициях, при нескольких установках и нескольких позициях. На изменение установки и позиции требуется затратить труд и время. Производительность рабочего будет наивысшей при наименьшем числе установок и позиций. Поэтому сокращение числа установок в операции имеет большое значение. При обработке древесины время, затрачиваемое на выполнение самого резания, значительно меньше времени, затрачиваемого на перемещение заготовки на столе станка, закрепление, раскрепление ее и т. д. Сокращением числа установок достигается лучшее использование станка и повышение производительности труда. Для выполнения основной технологической операции иногда необходимо осуществить вспомогательные операции, например, установить заготовку в приспособление и др. Рассмотренное деление операции на переходы, проходы, установки и позиции не является исчерпывающим. Анализируя технологические операции, видим, что они состоят из рабочих приемов, повторяющихся при обработке каждой новой заготовки, например взятия заготовки из штабеля, перемещения ее к станку, закрепления в станке, включения подачи станка и т.д. В структуре технологического процесса важное значение имеет объем технологической операции. В некоторых случаях целесообразно совмещать технологические операции, в других - дифференцировать. Если изделие и его детали имеют значительные размеры, то перемещение их для осуществления технологических операций с одного рабочего места на другое нецелесообразно. В таких случаях все технологические операции осуществляются при неподвижном изделии на одном месте. В современной деревообрабатывающей промышленности производство изделий занимает вполне определенное место. Среди всех производств, занятых механической и химико-механической обработкой древесины (лесопиление, производство стружечных и волокнистых плит, фанеры, строительных деталей, стандартного деревянного домостроения, мебельного, лыжного, канцелярских принадлежностей и др.), можно различать две большие группы. Группу производств первичной обработки древесины (производство пиломатериалов, плит, фанеры, шпона) и группу производств вторичной обработки (производство всевозможных изделий из древесины, а также деталей машин, столярных деталей для строительства и др.). Характерным для производств первой группы является потребление в качестве сырья продукции лесозаготовительной промышленности, т. е. бревен, кряжей, дров, сучьев и выпуск в качестве продукции полуфабрикатов в виде пиломатериалов (досок, брусьев, заготовок), древесностружечных и древесноволокнистых плит, лущеного и строганного шпона, фанеры и др. Для группы производств вторичной обработки древесины характерно использование в качестве сырья продукции предприятий первичной обработки древесины, т. е. полуфабрикатов (пиломатериалов, плит и др.), и выпуск в качестве продукции готовых изделий или законченных механической обработкой деталей машин и зданий. Как правило, из этой группы разнообразных производств по вторичной переработке древесины, в свою очередь по особенностям технологического процесса, принято выделять подгруппу производств, вырабатывающих изделия из древесины, для технологического процесса которых характерно применение в качестве основных способов соединения деталей склеивания и шиповых вязок и как следствие этого повышенные требования к точности механической обработки деталей. К таким производствам относятся производство мебели, футляров телевизоров и радиоприемников, музыкальных инструментов, спортивного инвентаря, канцелярских принадлежностей и др. Несмотря на большое разнообразие видов и назначения изделий из древесины, их конструкции и технологические процессы строятся на основе одних и тех же принципов, причем наиболее полно и развернуто все особенности конструирования и производства изделий из древесины можно проследить на примерах из производства мебели и столярно-строительных деталей. Эти производства являются наиболее значимыми по объемам их производства и значению в народном хозяйстве. Поэтому в дальнейшем изложении вопросы конструирования и производства изделий из древесины чаще всего иллюстрируются примерами из производства мебели и столярно-строительных деталей. Надо заметить, что и в части механизации и автоматизации технологических процессов и применения новейших достижений техники эти производства в настоящее время являются ведущими, наиболее передовыми и оснащенными по сравнению с другими производствами столярных изделий. 1.4. Особенности обработки древесины Материал. Древесина является ценным природным сырьем, которое можно обрабатывать простейшими инструментами. Она обладает значительной прочностью, упругостью, имеет небольшой удельный вес. Но древесина растрескивается, усыхает, коробится, отчего меняется форма и размеры сделанных из нее предметов. Прежде всего, непосредственно заняться художественной обработкой дерева, необходимо получить хотя бы самое общее представление о свойствах древесины, ее строении и пороках. Ствол древесины состоит из волокон, сгруппированных в радиальные кольца вокруг сердцевины. Это хорошо видно на поперечном разрезе. При разрезе, параллельном оси ствола, видны параллельные линии волокон. Если же разрез сделан под углом к оси ствола, появляются эллипсовидные линии, очертания которых становятся причудливее с уменьшением этого угла. Рисунок на поверхности древесины, получаемый при перерезании годовых слоев, известен под названием текстуры. Она различна у разных пород древесины. У липы и ольхи она почти незаметна, а у ореха, сосны, можжевельника она четко выражена. Текстуру древесины можно выявлять при обжигании, лакировании, травлении. Породы дерева имеют разную твердость. Клен, дуб, самшит, груша, пальма, тис, орех считаются твердыми, мягкими — липа, осина, ольха, тополь, ива, сосна, ель, кедр. Береза занимает промежуточное положение. Для резьбы применяются преимущественно лиственные породы деревьев, из хвойных чаще используются сосна, кедр, тис. Выбирая древесину для художественных работ, следует помнить: для рельефной резьбы пригодна древесина, лишенная свилеватости, косослоя (неравномерное, запутанное или косое строение волокон); портят резьбу сучки, а также отлуп (трещины по годичным слоям), что может обнаружиться только в процессе работы. Трещины получаются от неравномерности сушки древесины, поэтому следует изготавливать широкие доски для резьбы, склеивая их из нескольких узких, чтобы в каждой было противоположное расположение волокон. В таком случае коробление досок будет минимальным. Не следует применять древесину с червоточиной, гнилью и с проростью, омертвевшими и заросшими в стволе тканями. Предназначенная для резьбы древесина должна быть высушена до 10 — 16% влажности. Сухая древесина лучше обрабатывается. Сушат древесину воздушным способом, под навесом, либо в специальных сушильных камерах. 1.5. Обработка древесины Физические и механические свойства древесины являются факторами, влияющими на качество изготовления изделия. • цвет; важной декоративной особенностью и диагностическим признаком древесины является ее цвет. Каждая древесная порода имеет только ей присущий цвет. Цвет может меняться в зависимости от возраста, влияния воздушной среды, воздействия прозрачных отделочных материалов, угла отражения светового потока от изделия, сроков и условий эксплуатации вещи и т.д. Интенсивность цвета древесины усиливается с возрастом дерева и под влиянием прозрачных отделочных материалов. Степень декоративности древесины повышает ее блеск — способность отражать направленные световые лучи. Блеск зависит от породы древесины, степени гладкости поверхности и характера освещения. • текстура; не менее чем цвет, она определяет декоративную ценность древесины. Текстура — естественный рисунок на радиальном и тангенциальном срезах древесины, который зависит от характера расположения годичных колец и различной окраски в них ранней и поздней зон, строения самой древесины — рассеянно - или кольцепорового, наличия мелких или крупных сердцевинных лучей, отличающихся от окружающей их древесины по цвету, структуре, размеру и форме. |