Главная > Утепление > Раскрой древесных материалов. Раскрой древесных материалов - технология деревообрабатывающего производства Технологические регламенты раскрой плитных материалов


Раскрой древесных материалов. Раскрой древесных материалов - технология деревообрабатывающего производства Технологические регламенты раскрой плитных материалов




Часть 1. Проблемы раскроя плит и выбор оборудования
для раскроя плит

Древесно-стружечные (ДСП) и древесно-волокнистые плиты (ДВП) давно уже стали основным материалом для изготовления мебели. И получение из этих плит деталей нужного размера невозможно без использования специализированных станков для раскроя. Понятно, что такое оборудование уже давно применяется на каждом мебельном предприятии.

К сожалению, многие вновь организованные предприятия, стесненные, как и все, в инвестиционных ресурсах, стараются приобрести чуть ли не первый попавшийся станок, лишь бы подешевле. В дальнейшем, когда производительность механизма становится недостаточной, по привычке приобретается второй такой же станок, хотя проблему нужно было сразу решать по-другому. Но, чтобы понять это, следует знать, какие существуют типы станков для раскроя, в чем их отличия.

Но ни в одном учебнике - ни для бывших ПТУ, ни для вузов - таких сведений нет. Все учебные пособия устарели, а новые написать сегодня просто некому. И мебельщику уже давно негде получить хоть как-то упорядоченные знания не только об этих станках, но и о большинстве других, используемых при современных технологиях. Но, планируя приобретение оборудования для раскроя, следует начинать не с выбора типа и конструкции конкретных станков, а с определения их назначения и требуемой производительности. Ошибки стоят слишком дорого. В буквальном смысле.

Прежде всего следует определиться с тем, мебель каких видов предполагается производить, из номенклатуры каких деталей она будет составлена, каковы будут их размеры. Понятно, что определить размеры щитовых заготовок на длительный период невозможно. Поэтому для начала выбирается какое-то наиболее характерное изделие, которое будет выпускаться часто и в наибольших объемах, - так называемое расчетное.


а - простая;
б - смешанная;
в - сложная смешанная;
г - с отрезанием головной части плиты.

Затем, исходя из требуемой производительности и количества заготовок, делается попытка составить для этого расчетного изделия так называемые карты раскроя - схемы расположения заготовок на раскраиваемых плитах, обеспечивающие образование наименьшего количества отходов. Необходимо также задаться и размерами исходных плит. Так, в СССР их существовало всего два: 1830х3660 и 1750х3500мм. Сегодня их значительно больше: 1750х3500мм, 2440х1830мм, 2440х1220мм, 2440х2070мм и т.д.

Карты раскроя полноформатных плит составляются по четырем основным схемам (рис. 1): простой - когда деталь раскраивается сквозными параллельными пропилами в одном направлении (вдоль или поперек); смешанной - продольно-поперечный раскрой, когда выполняются только сквозные пропилы, проходящие вдоль и поперек плиты; сложной смешанной - когда сквозные пропилы выполняются только в одном направлении (раскрой на полосы), а поперечные к ним делаются отдельно, на уже выпиленных заготовках (полосах). Еще более сложной считается схема с отрезанием головной части плиты, при которой плита сначала разрезается поперек на две заготовки, каждая из которых затем раскраивается по отдельной схеме. Существует также и пятая схема, которая может быть вообще без сквозных резов и составлена из заготовок разного размера, в том числе и непрямоугольной формы. Способ раскроя по этой схеме получил название «нестинг» (от англ. nesting).

Составление карт раскроя осуществляется с использованием компьютерных программ - отдельных или входящих в программные пакеты типа «Базис-конструктор мебельщик», «К3‑мебель», bCAD и т.п. При этом, уже создав начальные карты на расчетное изделие, многие с удивлением обнаруживают, что для его производства в заданном объеме, определяющем количество заготовок, выкраиваемых из плит, необходимо довольно много различных карт, что при малой серии позволит производить раскрой по нескольку плит в пакете. Эта ситуация еще более обостряется, когда изделия производятся из плит разных цветов или по заказу, с отличающимися размерами. При составлении карт раскроя облицованных плит обязательно учитывается направление текстуры в каждой детали, что обуславливает меньший полезный выход в сравнении с необлицованными плитами. Чем больше размер исходных полноформатных плит, тем больше возможных вариантов раскладки деталей при составлении карт раскроя и тем больше полезный выход.

Другая проблема - оценка производительности, необходимая для выбора будущего станка. В каких единицах рассчитывать производительность? Ведь при увеличении толщины плиты изменяется ее кубатура, а затраты времени на пропилы при той же карте раскроя остаются прежними. Поэтому оценка производительности в кубических метрах раскроенных плит интересна только снабженцам, а для технолога она практически не имеет значения.

Расчет производительности станков для раскроя в квадратных метрах тоже не может дать однозначных результатов. Здесь опять все зависит от толщины плиты. Например, если раскраивать плиты толщиной 25мм в пакете по три, толщиной 19мм - по четыре и толщиной 16мм - по пять, то разница в производительности, измеренной в квадратных метрах, при одинаковых картах раскроя будет больше чем в полтора раза!

В результате, когда нет всех конкретных и однозначных параметров, заранее оценить нужную предприятию производительность и ту, которую фактически обеспечит тот или иной станок, даже весьма приблизительно, оказывается просто невозможно. Слишком много неизвестных!

Конечно, определенную помощь здесь могут оказать компьютерные программы, в особенности входящие в программное обеспечение некоторых станков для раскроя плит с программным управлением, но что делать, например, если предполагается использование обычного круглопильного станка с кареткой, имеющего ручную подачу и требующего значительно большего вспомогательного времени для обработки материала?

К сожалению, и фотографий рабочего времени, которые могли бы помочь при определении фактической производительности при раскрое плит, не делал у нас никто. Вот поэтому-то так часты ошибки наших производственников, приобретающих оборудование, оказывающееся на поверку значительно менее мощным, чем было объявлено продавцом.

Производительность является основным параметром при выборе оборудования для раскроя древесных плит на заготовки и детали (ДСП, MDF, фанера клееная и т.д.).

Условно все оборудование может быть подразделено на ручной механизированный инструмент, станки для раскроя плит вертикальные, станки круглопильные с кареткой, станки для раскроя плит с прижимной балкой, станки с прижимной балкой и программным управлением (с программируемым толкателем пакета), станки для раскроя плит многопильные, полуавтоматические и автоматические линии для раскроя плит на базе станков с прижимной балкой.


Простейшим устройством для раскроя плит являются универсальные электропилы, наиболее часто используемые в деревообрабатывающих мастерских для продольного и поперечного раскроя досок, брусков и различных плитных материалов. В номенклатуре таких электропил едва ли не единственным, специально предназначенным для раскроя плит является устройство, разработанное немецкой фирмой Mafell (рис. 2). Его отличием от всех остальных является использование длинной (до 4м) линейки из алюминиевого профиля, по всей длине которой протянута пластмассовая зубчатая рейка, в зацепление с которой входит расположенная на корпусе устройства вращающаяся шестерня с приводом от электродвигателя пилы через редуктор. Линейка снабжена переставным упором, ограничивающим ход пилы, останавливающим ее вращение и движение по линейке при касании клавиши выключателя.

При работе устройства линейка с помощью струбцин закрепляется в нужном положении на верхней пласти раскраиваемой плиты, на нее устанавливается пила и производится включение. Вращающаяся шестерня, связанная с зубчатой рейкой, заставляет пилу перемещаться вдоль линейки, совершая рез. По достижении упора пила останавливается. Затем линейка переставляется в новое положение и цикл повторяется.

Это устройство позволяет распиливать плиты, уложенные на вспомогательный стол большого размера или раскраивать верхнюю плиту, лежащую в стопе. Его особое преимущество в том, что равномерная скорость подачи исключает остановки пилы, характерные для ручного перемещения электропил по линейке, как правило, приводящие к образованию прижогов на кромках раскраиваемого материала. Кроме того, при использовании электропилы фирмы Mafell для выполнения длинных резов в середине широкой плиты рабочему не приходится в неудобной позе дотягиваться до места реза, от чего обычно страдает качество пропила.

Однако производительность такой пилы недостаточна для использования на промышленных предприятиях. Она, как правило, не превышает десятка раскроенных полноформатных плит в смену. Поэтому на небольших производствах ограниченной площади получили распространение станки для раскроя плит, находящихся в вертикальном положении.


Рис. 3. Установка для раскроя плит простейшей конструкции (Safety
Speed Cut)

Одна из простейших моделей таких станков (рис. 3) включает установленную вертикально, с небольшим наклоном назад, раму-станину с расположенным в нижней части набором опорных (базирующих) роликов, вертикальные направляющие с поворотным пильным суппортом и две горизонтальные линейки с откидными упорами. Раскраиваемые плиты ставятся кромкой на опорные ролики, вкатываются по ним параллельно раме и прижимаются вплотную к ней. Суппорт поворачивается таким образом, чтобы его пила заняла горизонтальное положение и располагалась на высоте, необходимой для отпиливания полосы нужной ширины. Раскраиваемая плита вручную надвигается на пилу, отрезающую полосы. При поперечном раскрое суппорт разворачивается так, чтобы пила заняла вертикальное положение. Плита продвигается по опорным роликам вдоль рамы до одного из откинутых упоров, которые заранее устанавливаются на определенном расстоянии от места предполагаемого пропила. Суппорт с пилой вручную перемещается вниз и производит рез. Для раскроя узких деталей или полос используется вторая опорная линейка, расположенная выше, в середине рамы, и также снабженная откидными упорами. Пила закрыта кожухом с присоединяемым к нему мешком для сбора части образующихся в процессе пиления отходов.

Станки такой конструкции из-за необходимости ручного продвижения плиты при раскрое не обеспечивают высокой точности обработки, однако недороги и позволяют производить раскрой на полосы плит и заготовок практически неограниченной длины, например листов пластмассы большого формата или досок для строительства. Они могут использоваться и на малых производствах при изготовлении мебели - для чернового раскроя плит или раскроя ДВП на детали задних поликов, то есть там, где не требуется высокая точность размеров полученных элементов.

Более сложную конструкцию имеют станки с пильным суппортом, перемещаемым в горизонтальном и вертикальном направлении. Принцип их работы во многом подобен кульману с блоком линеек, передвигающихся по горизонтальным и вертикальным направляющим. Но о них - .

Раскрой древесных материалов на заготовки является пер­вой стадией механической обработки. Цель раскроя -получе­ние заготовок необходимых размеров, из которых при дальней­шей обработке будут получены детали. В настоящее время при технологической специализации раскрой выполняют на специа­лизированных участках предприятий -изготовителей древес­ных материалов. При такой организации раскроя сокращаются объемы перевозок и создаются условия для более рациональ­ного использования сырья. Предприятиям, потребляющим древесные материалы, транспартируются только полезные объемы заготовок, значительные объемы отходов, образующихся при раскрое, представляют вторичное сырье и могут быть эффективно использованы по различному назначению. Процесс раскроя организуется в зависимости от вида раскраиваемого материала, объемов производства и назначения заготовок. По виду получаемых при раскрое

весные материалы, транспартируюся только полезные объемы заготовок, значительные объемы отходов, образующихся при раскрое, представлют вторичное сырье и могут быть эффективно организуется в зависимости от вида раскраиваемого маиериала, объемов производства и назначения заготовок. По виду получаемых при раскрое заготовок раскрой может быть на черновые заготовки, которые в дальнейшем обрабатывают, и на чистовые. В первом случае при раскрое используют черновые базы, во втором-необходимы чистовые базы и применение особых приемов, оборудования и инструмента, обеспечивающих необходимую точность и качество обработки. По виду раскраиваемых материалов различают раскрой досок, древесеных плит, листовых и рулонных материалов. Рациональность процесса раскроя орценивается эффективностью труда.

Эффективность использования материалов при раскрое является важнейшей задачей современного производства. В общем виде эффективность использования материала оценивается коэффициентом выхода Кв заготовок, определяемым процентным соотношением объема, площади, погонажа или массы полученных заготовок V 3 объему, площади раскроенного материала Vc:



Кв = V 3 /Vc100. (77)

Повышение коэффициента выхода заготовок является важной и сложной проблемой. Выход заготовок зависит от множества факторов, основными из которых являются пороки древесины, структурные отступления, природные дефекты, явные и скрытые, требования к качеству заготовок и их размеры, квалификация рабочих, условия труда, применяемое оборудование и инструмент и т.д. По этим причинам раскрой досок на заготовки производится при непосредственном участии рабочих, которые визуально оценивают качество заготовок и сопоставляют его с требованием к качеству изготавливаемых из них деталей.

По степени участия рабочего в осуществлении контроля за процессом раскрой различают индивидуальный и групповой, а по рсуществлению –т поперечный и продольный. Индивидуальный раскрой характеризуются тем, что его производят с учетом размеров, качества сырья по наиболее рациональной схеме. Групповой раскрой осуществляется без учета качества сырья по заранее установленной схеме.

Групповой раскрой неспецифицированных пиломатериалов снижает выход заготовок на 7% по сравнению с индивидульным раскроем.

Поперечный раскрой пиломатериалов производят разделе­нием пиломатериала на заготовки требуемой длины. Продоль­ный раскрой пиломатериалов предусматривает разделение материала на заготовки требуемой ширины или толщины. В за­висимости от последовательности осуществления этих техноло­гических операций раскроя различают при общей оценке рас­крой поперечно-продольный и продольно-поперечный.

При организации раскроя пиломатериалов необходимо уста­новить соотношение размеров имеющихся досок с размерами заготовок. При этом возможны следующие варианты: размеры сечения досок соответствуют размерам сечения заготовок; ши­рина досок равна ширине заготовок, но толщина является крат­ной или превышает толщину заготовки; толщина досок соот­ветствует толщине заготовок, а ширина кратна или превышает ширину заготовок; толщина и ширина досок превышают раз­меры сечения заготовок или кратны им. Длина заготовки также оказывает влияние на организацию раскроя пиломатериалов. Если из имеющихся сортов пиломатериалов получить заго­товку значительного размера не представляется возможным, то в процессе раскроя вводятся технологические операции по склеи­ванию отрезков по пласти и кромке так, чтобы склеенные за­готовки соответствовали по размерам и качеству предъявляе­мым к ним требованиям.

При раскрое пиломатериалов можно воспользоваться мно­жеством схем в зависимости от вида досок, породы древесины, размеров заготовок и условий производства. Например:

1.Поперечно-продольный раскрой производят в такой по­
следовательности: торцевание досок на отрезки с вырезкой де­
фектов: распиливание отрезков на заготовки.

2. Продольно-поперечный раскрой - доски вначале раскраи­
вают распиливанием вдоль на рейки, затем торцуют по разме­
рам заготовки.

3. Торцевание досок на отрезки с вырезкой дефектных мест
и последующей разметкой отрезков и выпиливанием из них
заготовок.

5. Фрезерование одной или двух пластей доски, разметка и
далее раскрой по схеме 1 или 2.

6. Фрезерование пласти, торцевание на отрезки с вырезкой
дефектных мест, опиливание кромок у необрезных досок, фу­
гование кромок и склеивание щитов, разметка и выпиливание
криволинейных заготовок (см. рис. 57). При использовании об­
резных досок для получения заготовок значительных длин
можно применять схемы раскроя, приведенные ниже.

7. Фрезерование пласти, торцевание на отрезки с вырезкой
дефектных мест, склеивание на зубчатый шип по длине, кали­
брование, торцевание на заготовки.

8. Торцевание досок, склеивание по длине на зубчатый шип,
торцевание на мерные отрезки, фрезерование кромок и пласти,
склеивание щита, раскрой щита по ширине на заготовки, кали­
брование заготовок.

9. Раскрой досок на рейки, торцевание реек с вырезкой де­
фектов, склеивание реек в непрерывный брус, раскрой бруса на
заготовки.

Первые шесть схем широко применяются в производстве ме­бели, строительных деталей. На рис. 58 показаны примеры рас­кроя" необрезных досок по 1, 2 и 6-й схемам. Как видно, про-

Рис. 58. Схемы раскроя досок:

а - поперечно-продольный (схема 1); б - продольно-поперечный (схема 2);

в - после склеивания отрезков в щит (схема 6)

дольно-поперечный раскрой обеспечивает более высокий выход заготовки за счет меньшей потери материала при вырезке де­фектов. Он особенно эффективен для низких сортов досок. По 2-й схеме превышение выхода заготовок составляет 3 % по от­ношению к 1-й схеме.

Применение предварительной разметки доски (схема 4) дает повышение выхода по сравнению с 1-й схемой на 9%. Если пласть доски фрезеровать и этим вскрыть невидимые дефекты, то это еще повысит выход заготовок на 3 % по сравнению со схемой 4. Чтобы лучше использовать годную часть доски, рас­крой целесообразно вести на заготовки разных размеров. В та­ком случае представляется возможным подобрать размеры заготовок так, чтобы как можно полнее использовать бездефект­ную часть доски. В первую очередь необходимо выкраивать наи­более длинные заготовки - основные. При визуальной оценке качества досок количество типоразмеров заготовок при таком раскрое ограничено физиологическими особенностями рабочего. Квалифицированный рабочий может в процессе раскроя изме­нять не более чем 4-5 типоразмеров заготовок при условии, что разница между их размерами будет более 100 мм.

Увеличение количества типоразмеров заготовок для одно­временного раскроя их из одной доски резко снизит производи-

тельность и может привести к ошибкам. Ошибки станочника при раскрое снижают полезный выход заготовок. Применение дополнительных при раскрое операций -разметки, склеивания и фрезерования удорожает стоимость заготовок. Сопоставление эффективности повышения выхода заготовок и роста произво­дительности труда показывает, что повышение выхода загото­вок более эффективно и соответствует директивному направле­нию экономии сырья и материалов. Применение склеивания при раскрое по схеме 6 повышает выход криволинейных загото­вок на 8-12 % по сравнению со схемой 3. Схемы 7, 8 и 9 при-

Рис. 59. Организация раскроя пиломатериалов:

а - на поточной линии; / - приводной ролик; 2 - торцовочный станок; 3 - непривод­ной ролик; 4 - упор; 5 -ленточный конвейер; б -прижимный ролик; 7 - передаточ­ный стол; 8 - прирезной станок; 5 - стол; 10 - концевой выключатель; // - кнопка включения; 12 - педаль; б, в - на станках ЦДКЧ-3, ЛС80-6

меняют для получения заготовок для клееных строительных конструкций длиной до 80 м.

При раскрое досок на прямолинейные заготовки используют круглопильные станки общего назначения, а для криволиней­ных-ленточнопильные. В специализированных раскройных це­хах, кроме того, применяются делительные ребровые станки, многопильные и станки для заделки сучков.

На рис. 59 приведена схема устройства и организации рабо­чего места частично автоматизированного торцовочного станка ЦПА40 или ЦМЭ-ЗА для раскроя обрезных досок на заготовки строительных деталей. Доски из штабеля станочник сбрасы­вает на приемный стол торцовочного станка. Приемный стол снабжен приводными винтовыми роликами 1, которые не только подают доску вперед, но и прижимают ее к линейке. Подлежа­щая торцеванию доска продвигается вперед по консольным не­приводным роликам до упора 4. Дойдя до этого упора, торец доски нажимает на рычаг концевого выключателя 10, останав­ливает электродвигатель, приводящий в движение подающие ро-

лики и одновременно включает подачу пилы. Суппорт 2 с пиль­ным диском выдвигается вперед и перерезает доску. При обратном движении суппорт пилы при помощи системы рычагов сбра­сывает отрезанный конец доски с консольных роликов на нахо­дящийся под ним движущийся ленточный конвейер 5 и одновре­менно включает электропривод подающих приводных роликов /.

Кроме автоматического, станок имеет и ручное механизиро­ванное управление, которым станочник может пользоваться для произвольной остановки доски на любом расстоянии до упора для вырезки из нее дефектных мест. Этой цели служат педаль 12 и включатель (кнопка) 11. Нажим ногой на педаль 12 останавливает вращение подающих роликов, а нажим ру­кой на кнопку И вызывает поперечную подачу пильного диска.

Станок может работать в составе линии (как это показано на рис. 59) и самостоятельно. Производительность такого ча­стично автоматизированного станка, обслуживаемого одним станочником, примерно равна производительности станка, об­служиваемого станочником с двумя подсобными рабочими, а сама работа значительно безопаснее и легче.

Отрезки распиливают вдоль на круглопильных станках с ме­ханической или ручной подачей. (В линии - на позициях 6 -9.) Из станков с механической подачей наиболее совершенными для распиливания отрезков на заготовки являются прирезные станки с гусеничной подачей типа ЦДК-4-3 и ЦДК-5-2. Эти станки обеспечивают высокую прямолинейность реза без при­менения направляющей линейки, что очень важно при раскрое по разметке, когда рабочий направляет отрезок в станок по ка­рандашной риске. Однако в большинстве случаев распиливание ведут по направляющей линейке, которую устанавливают па­раллельно пильному диску и на расстоянии, равном ширине заготовки. Если есть обзол, первый рез делают на глаз, а при втором, третьем и других прижимают опиленную кромку к ли­нейке.

Обслуживают станок 2 человека - станочник и подсобный рабочий. Первый управляет станком и подает в него отрезки, второй принимает их и, если нужно, возвращает для повтор­ного реза.

Работа на круглопильных станках с ручной подачей анало­гична работе на станках с механической подачей, но менее про­изводительна, менее безопасна и требует значительных усилий со стороны станочника при надвигании отрезков на пилу.

Распиливают отрезки вдоль чаще всего на один размер. Лиственные породы для массивных деталей для повышения вы­хода рационально раскраивать на два-три размера по ширине. В этом случае линейку на станке устанавливают на самую большую ширину заготовки. Для распиливания на более узкие заготовки без перестановки линейки пользуются специальными

устройствами или закладками, которые представляют собой бруски с заплечиками на одном конце. На рис. 60 и 61 пока­заны схемы специализированных участков раскроя пиломате­риалов, работающих по схемам раскроя 1 и 2.

При раскрое пиломатериалов потери древесины определяют три причины, не зависящие от организации раскроя: 1) есте­ственные природные дефекты древесины и дефекты, зависящие от сортности досок; 2) некратность заготовок размерам безде­фектных участков доски, когда расстояние между рядами не­допустимых сучков меньше длины двух заготовок; 3) потери в опилки.

Если обозначить коэффициенты использования древесины, отражающие потери по этим факторам, соответственно К д - коэффициент использования, учитывающий потери из-за вы­резки дефектов в зависимости от сортности досок; Кк- коэф­фициент, учитывающий потери из-за некратности заготовок размерам бездефектных участков доски; Ко- коэффициент, учитывающий потери на опилки, то общий коэффициент выхода Кв (табл. 11) определится как

К в- КдКкКо = Vз /Vс(78)

Потери на опилки зависят от количества резов и применяе­мых пил. Если раскрой ведется по трем размерам доски, то ко­эффициент Коопределяется из соотношения

К в- К / оК // кК /// о, (79)

где Ко- учитывает потери при поперечной распиловке К / о и К // о К /// о – соответственно продольной и ребровой.

Выход заготовок в большей степени зависит от сортности сырья и размера заготовок. Увеличение длины заготовок на 1 м снижает их выход примерно на 5%. Нормы полезного выхода заготовок для мебели приведены в табл. 12.

Выход комплектных заготовок с ухудшением сортового состава пиломатериалов снижается.

При раскрое досок на криволинейные заготовки используют ленточнопильные станки с узким полотном пильной ленты (до

11. ЗНАЧЕНИЕ ОБЩЕГО КОЭФФИЦИЕНТА ВЫХОДА ЗАГОТОВОК Кв

Рис. 60. Участок поперечно-продольного раскроя досок:

/ - лифт; 2 - торцовочный станок; 3 - прирезные станки; 4 - конвейер;

5-автомат для заделки сучков; 6 - упаковочный стол; 7 - сортировочное устройство; В - пакет до­сок; 9 - делительный станок

Рис. 61. Участок продольно-поперечного раскроя досок:

/ - прирезной станок; 2 - делительный станок; 3, 7 - торцовочные станки;

4-автомат для заделки сучков; 5 - сортировочное устройство;

6 - упаковочный стол

12. НОРМЫ ПОЛЕЗНОГО ВЫХОДА ЗАГОТОВОК ПРИ РАСКРОЕ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В МЕБЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

40 мм). Ширина пильной ленты выбирается в зависимости от минимального радиуса кривизны заготовки. Чем меньше радиус кривизны заготовки, тем уже должна лента пилы. Минимальный радиус кривизны заготовки в зависимости от ширины ленты пилы и ее развода определяется по формуле

Rmin = 0,12В 2 /b, (80)

где Rmin - минимальный радиус кривизны заготовки, мм; В - ширина ленты пилы, мм; b-развод зубьев пилы на одну сторону, мм.

Uz =(0,05-0,1) s, мм, (81)

где S – толщина пилы, мм.

Скорость подачи определяется по формуле

U = [(0,05 – 0,1) s 60υ], м/мин, (81)

Где u – скорость подачи, м/мин; S – толщина пилы, мм; υ – скорость резания, м/с; t-шаг зубьев, мм.

Средняя точность заготовок при раскрое досок приведена в табл. 13.

Автоматизация процесса раскроя пиломатериалов вызывает трудности тем, что необходима визуальная оценка качества раскраиваемых материалов и согласование этой оценки с требованиями к качеству заготовок и их размерам. Применение принципов силовой сортировки пиломатериалов с учетом назначения получаемых заготовок позволяет преодолеть эти трудности.

Возможно создать автоматизированную систему раскроя пиломатериалов с микропцессором, учитывающим размеры заготовок и их физико-механические показатели, опрделяемые при раскрое.

Имеются также оптические устройства, фиксирующие размеры природных дефектов древеситны, способные поглощать световой поток (сучки, трещины, гили и т.п.). Такие устройства могут управлять вырезку дефектов автоматически.

Вертикальный раскрой плитных материалов появился не очень давно, собственно говоря, с началом применения самих плитных материалов в строительстве, деревообработке и других отраслях промышленности. Возникла необходимость получать точный раскрой крупных листьев, а обрабатывать их традиционно, в горизонтальном положении, трудно и не совсем удобно.

Для решения этой задачи были созданы вертикальные форматно-раскроечный станки (нем. Plattensage), дословно - пила для плит. Родоначальником этих станков стала швейцарская фирма STRIEBIG AG.

Первые станки были выпущены в конце 50-х годов. Сейчас фирма "Штрибих" - лидер по производству вертикальных форматно-раскроечных станков и специализируется только на их изготовлении.

Фабрика фирмы оснащена современным оборудованием. Причем, большинство оборудования было разработано и изготовлено эксклюзивно. Особого внимания заслуживают сварочные центры с программным управлением, способные с высокой точностью обрабатывать станины длиной до 6-ти метров и шириной до 3-х метров. Большая часть комплектующих для станков производится на фабрике в Швейцарии. В этих станках полностью все: станина, технология изготовления, используемые материалы и даже упаковка - выделяются швейцарской качеством.

Появление возможности раскроя плит в вертикальном положении сломало стереотип традиционного подхода к раскрою. В отличие от горизонтальных форматно-раскроечных станков, где материал, который распыляется, движется относительно пилы на вертикальных станках пила движется относительно плиты, и при этом плита стоит практически в вертикальном положении (наклонена относительно вертикали на 5 °).

Такой подход к раскроя плит нашел широкое применение во многих отраслях промышленности, где используются плитные материалы. Спектр применения этих станков широк: от производства корпусной мебели до оформления фасадов зданий, от изготовления выставочных стендов к производству машин и аппаратов. Виды обрабатываемых плитных материалов могут быть различными: плиты из древесных материалов (ДСП, ДВП, МДФ, фанера), массив, пластмассы (дуропласты, термопласт вспененный, термопласт мягкий), алюминий, комбинированные композитные панели (панели, состоящие из двух алюминиевых пластин и полимерной пластины между ними - ALUCOBOND, DIBOND, ETALBOND и др.), гипсокартон и т.д.

От станков STRIEBIG AG вы всегда получите качественный результат: все вышеперечисленные материалы розкроюються точно по размерам с качественным пропили. Также, с помощью соответствующих дополнительных устройств, вы можете фрезеровать пазы с различным профилем, пилить под любым углом от 0 ° до 45 °, делать внутренние вырезы (что практически невозможно на горизонтальных форматно-раскроечных станках.

В этой статье мы хотим познакомить вас с вертикальными форматно-раскроечный станками, их строением, возможностями и методами работы.

Начнем с конструкции станка. Вертикальный форматно-раскроечный станок, представляет собой сварную раму (станину) установленную вертикально (наклоненную назад на 5 °). Рама станка - это основа точности раскроя. Она представляет собой твердую целостную сварную конструкцию, сорокаразово укрепленную распорками, что придает ей высокую виброустойчивость. На верхней и нижней части рамы расположены с высокой точностью отшлифованные направляющие, по которым движется пристальное балка. Направляющие обрабатываются на специальном станке только после того, как полностью сварена и обработана рама станка. Массивная и особенно жесткая балка точно движется по направляющим по всей длине и четко фиксируется в положении реза, при этом угловая точность гарантируется на 100%.

Пристальное балка служит кронштейном для пильного блока, в свою очередь перемещается по пристальному балке вниз и может поворачиваться на 90 ° для выполнения горизонтальных резов. Пиление на станке осуществляется сверху вниз и слева направо. Легкость вертикального перемещения пильного блока обеспечивает система противовесов. Эта система позволяет без особых усилий не только выполнить распил (перемещать пильный блок), но и после выполнения вертикального пропила поднять пристальный блок из нижнего положения на высоту, удобную для дальнейшей работы.

Как и в горизонтальных форматно-раскроечных станках для раскроя ламинированной ДСП, а также твердых, пористых или волнистых поверхностей, чтобы избежать сколов, применяется подрезной узел (опция). Однако на вертикальных форматно-раскроечных станках подрезной узел имеет некоторые преимущества:
- Простое и быстрое установление и демонтаж на станке;
- Быстрая регулировка ширины реза;
- Простота эксплуатации;
Компактная конструкция, широкий обзир при работе.

Он обеспечивает точность, качество и комфортность работы. Диаметр подрезной пилы - 80 мм, диаметр посадочного места - 20 мм, частота вращения - 15000 об / мин. Привод подрезной пилы осуществляется от основного электродвигателя.

Как вы понимаете, прежде чем выполнить раскрой заготовки на станке, ее необходимо каким образом зафиксировать. Для реализации этой задачи предусмотрено несколько конструктивных решений. Первое - это наклон рамы станка на 5 °, обеспечивающий плотное прилегание обрабатываемой заготовки к станку. При этом, заготовка опирается на решетку из опорных планок. Решетки состоят из горизонтальных стопорных планок и направляющего профиля для горизонтального упора. Они установлены подвижно на вертикальных направляющих в раме станка. Все решетки отклоняются вниз, когда пила при горизонтальном распиле попадает на опорную планку.

Второе - опорные ролики, расположенные в нижней части станка. Они фиксируют материал, распыляется, снизу. Опорные ролики образуют нижнюю опорную плоскость для плиты распыляется. По ним легко передвигается плита, при этом сокращается риск повреждения ее кромки даже при передвижении тяжелых и крупных плит (максимальный вес 350 кг материала, который распыляется, распределена равномерно на все ролики. Большинство опорных роликов выполнены с защитным бортиком, предотвращающим скольжение плиты.

Вторым элементом фиксации заготовки есть стопор горизонтального смещения, щоСтопор расположен между двумя крайними опорными роликами с правой стороны станка. Он служит упором для крупных заготовок и предотвращает смещения заготовки при горизонтальном металла.

Для обработки небольших заготовок на станке предусмотрена так называемая средняя опора. Средняя опора дает возможность оператору обрабатывать мелкие и средние заготовки, не нагибаясь. При необходимости средняя опора при помощи ручки отвергается и устанавливается в горизонтальное или вертикальное положение. В зоне средней опоры установлена решетка с маленьким расстоянием между опорными планками. Небольшое расстояние между опорными планками предотвращает опрокидывание мелких деталей. Максимальный вес материала, который распыляется, равномерно распределена по средней опоре и составляет 150 кг. На правом конце средней опоры, как и на опорных роликах, установлен стопор горизонтального смещения.

Все вышеперечисленные конструктивные решения направлены на повышение точности и качества реза. Непосредственное влиял на точность реза (отпилить заготовку по заданному размеру) система линеек и упоров, позволяющих точно позиционировать заготовку относительно линии реза. Основной и, пожалуй, чаще используемый упор, который применяется при вертикальных ризах - горизонтальный упор. Для выполнения вертикальных резов на станке предусмотрены определенные заранее точки вертикальных резов. Расстояние между двумя точками распилов - 1000 мм. Только в этих точках пристальное балка может блокироваться. Блокировка происходит в специальных планках, расположенных строго в точках вертикального распила, в верхней и нижней части пристального балки. Точка вертикального распила, расположенной в центральной части станка, называется нулевой точкой распила. По этим точкам и рассчитывается длина реза на горизонтальном упоре. Горизонтальный упор перемещается по направляющем профиля, расположенного выше средней опоры и может позиционироваться только слева от нулевой точки вертикального распила. В направляющем профиле горизонтального упора установлены масштабные линейки, по которым позиционируется упор. Как дополнительная опция горизонтальный упор можно разместить и справа от нулевой точки распила, при этом показания считываются слева направо. С помощью прижиманием упор фиксируется в любом желаемом положении.

Для установления размера горизонтального пропила на пристальном балке расположены две масштабные линейки с различными начальными точками отсчета. Права масштабная линейка служит для установки размера распила, когда материал, который распыляется, стоит на опорных роликах. На левой линейке считывается размер распила, когда материал, который распыляется, размещены на средней опоре.

Заслуживает внимания возможность осуществлять резки одинаковых за шириной полос (при горизонтальном рези. Эту возможность предоставляет полосный упор. Работает полосный упор очень просто. От верхней кромки плиты отмеряется необходимая ширина полосы, при этом упор передвигается по линейке на ширину полосы. Потом пристальный блок надвигается на выставленную ширину полосы до тех пор, пока упор не коснется кромки плиты. В этом положении блокируется пильный блок и производится горизонтальный пропил.

При обработке различных заготовок иногда необходимо регулировать глубину погружения пильного блока. Для этого в корпусе пильного блока расположен упор глубины реза, что очень быстро налаживается. Максимальный выступление пильного диска заданный заранее и составляет 13 мм.

Это общие особенности конструкции станка, присущие практически всем моделям. Чтобы создать более полное представление об этих станки, проанализируем принципы работы на вертикальных форматно-раскроечных станках.

Основа концепции станков фирмы "Штрибих" заключается в следующем: поток обрабатываемых материалов движется слева направо, то есть плиты, подлежащих распила, поступают на станок с правой стороны, а распиленные в размер заготовки убираются со станка с левой стороны. Такой подход особенно рекомендуется при раскрое плит на заготовки, предназначенные для дальнейшей обработки на других станках. При необходимости выполнить распил на более мелкие детали, большие заготовки укладываются со стороны управления станком.

При обработке плитных материалов следует учитывать следующее:
- Материал, который распыляется, должен всей своей плоскостью ровно прилегать к решетки из планок. Относительно позиции распила, заготовку следует разместить таким образом, чтобы при обработке ее можно было прижать рукой к решетки;
- Плиты, распыляются, не должны ничем фиксироваться на решетке (струбцины, скобы и т.д.);
- При непрерывной обработке нескольких плит, они должны быть одинакового формата и обрабатываться преимущественно вертикальным Ризома;
- Не вкладывать плиты друг на друга.

Необходимо считать на деформацию плит после обработки. Стружечные плиты, древесноволокнистые плиты, клееная фанера, пластмассовые плиты, а также плиты из текстолита, гетинакса, алюминия и алюминиевых сплавов в результате процесса изготовления имеют внутренние остаточные напряжения. Последствия этих напряжений видны прежде всего при первом разделительном распиле. Иногда после этого распила плиты имеют следующую картину. Подобный эффект может встретиться, если от такой плиты отрезаются полосы вертикальным или горизонтальным пропили. Это свойство материала особенно заметна при раскрое на вертикальных форматно-раскроечных станках, так как заготовки после раскроя остаются стоять друг возле друга или одна на одной. Если после выполнения их распилов кромки заготовок имеют некоторую "кривизну", то нужно понимать, что это не зависит от точности станка, а только от специфических свойств материала.

При пиления плит в вертикальном положении различают следующие виды пропилов:
1. Вертикальный пропил.
2. Горизонтальный пропил;
3. Обрезной пропил;
4. Форматный пропил;
5. Вырезка внутренних отверстий;
6. Пакетное резки.

Вертикальным раскроем на этих станках выполняется примерно 60-70% всех резов. Большинство из этих резов выполняется на нулевой точке распила, так как там находится начало масштабной линейки. Есть несколько причин, говорящих в пользу вертикального реза:
- Эргономичный и удобный способ работы: при ручной подаче пильный агрегат с минимальным усилием может перемещаться (при оптимальном положении туловища.
- Отрезанные куски не могут сдвигаться.
- Нет необходимости вставлять клин в распил;
- Разрезанные заготовки проще и удобнее снимать со станка;
- Простая установка размера пропила.

При выполнении вертикального пропила необходимо выполнить следующие операции:
1. Пристальное балку подвести к точке вертикального пропила (или к нулевой точки) и заблокировать.
2. Горизонтальный упор установить на необходимый размер.
3. Материал, который распыляется, установить с правой стороны станка и медленно подкатить по роликовой опоре к горизонтальному упора.
4. Умикнуты двигатель. Пристальный блок поднять выше кромки материала, который распыляется, вполне погрузить и сделать пропил.
5. Снять материал, который распыляется, со станка.

Горизонтальный пропил выполняется при расположении пильного блока в положении горизонтального реза (дисковая пила перпендикулярна пристального балки. Для выполнения горизонтального реза пристальное балку необходимо подвинуть в левый конец станка настолько, чтобы пропил начинался только после полного погружения пильного блока. Размер пропила устанавливается по роликовой или средней опоры. При видпилюванни узких заготовок особое внимание следует обращать на то, что с момента врезки к выполнению полного пропила заготовку необходимо удерживать или прижимать таким образом, чтобы исключить опасность травм.

При выполнении горизонтального пропила необходимо устанавливать клинья в пропил. При обработке средних или больших заготовок первый клин вставляется в начало пропила, а второй - в конце пропила (после того, как пильный диск полностью прориже плиту. После выполнения пропила верхняя часть заготовки, таким образом, лежит на клиньях.

Многие производители корпусной мебели в своей работе имеют проблемы с качеством ДСП. На фоне многих дефектов ДСП особого внимания заслуживает состояние кромок. После изготовления, транспортировки и хранения кромка плиты имеет волнистую, набухшие и неровную поверхность и не может служить базовой поверхностью при раскрое. А если учесть внутренние напряжения, то становится ясно, что не обрезав плиту по краям, просто невозможно добиться прямых углов при распылении. Обрезание узких полосок по краям плиты с целью подготовки базовой поверхности и называется обрезной пропили. Такие пропилы рекомендуется делать на всех видах форматно-раскроечных станков.

На вертикальных форматно-раскроечных станках, если раскрой должен быть точным по углами, рекомендуется сначала выполнить обрезной пропил в горизонтальном направлении на верхней кромке плиты (задать базовую поверхность). Затем плита переворачивается (рис. 9) так, чтобы полученная базовая кромка легла на роликовую или среднюю опору, и выполняется вертикальный пропил на левой части плиты. При этом образуется прямоугольная плита, установленная на роликовой опоре и готова к дальнейшей обработке.

Обрезной пропил можно обойти, если сначала плита распиливается на несколько крупных частей (например, пополам. В повседневной работе каждый пильщик сам определяет, как лучше обрабатывать плиту, однако, следует все же придерживаться вышеуказанного алгоритма обработки.

Для наиболее полного удовлетворения потребностей клиентов и для оптимального решения производственных задач фирма "Штрибих" производит несколько моделей станков:
1. ECONOM;
2. COMPACT;
3. EVOLUTION;
4. CONTROL.

Эти модели отличаются вариантами исполнения рамы (габаритные размеры) и имеют различные конструктивные решения. Это связано с решением различных технологических задач и с разными условиями работы.

На нижнем уровне находится станок ECONOM - самая дешевая модель из всего ряда. Станок нашел широкое применение в строительной индустрии. Применение этой модели в изготовлении корпусной мебели ограничено, поскольку станок не предусматривает установление подрезной узла.

Модель COMPACT, на наш взгляд, наиболее удовлетворяет потребности рынка Украины по цене и комплектации. Станок имеет несколько особенностей, интересных для производителя:
- Возможность установления подрезной узла;
- Максимальный размер заготовки на модели TRK 5207 - 4600х2070х60мм;
- Доступная цена.

Модель EVOLUTION служит промежуточным звеном между моделями ECONOM, COMPACT и станком, работающим в автоматическом режиме CONTROL. EVOLUTION сконструирован вместо модели STANDART на требование времени, его базовая конструкция приближена к автоматизации процесса пиления. При этом управление осуществляется вручную, но с помощью электромеханических приводов. Все это позволяет значительно упростить управление станком и повысить производительность труда.

CONTROL, как и EVOLUTION, сравнительно новой моделью и вполне может конкурировать со строгим центром. Такой станок может автоматически выполнять распили как вертикальные, так и горизонтальные. При этом с помощью вакуумных держателей, расположенных над роликовой опорой, можно поднять заготовку и сделать обрезной пропил, т.е. получить базовую кромку. Станок оснащен устройством автоматической подачи пристального балки (скорость подачи регулируется плавно - 10-25 м / мин), электромеханическим приводом поворота пильного блока, электромеханическим приводом фиксирования пристального балки. Станок имеет большие возможности, о нем можно говорить достаточно долго, так это, пожалуй, тема отдельной статьи.

Станки для раскроя плитных материалов можно разделить на три группы:
- Горизонтальные форматно-раскроечный станки;
- Вертикальные форматно-раскроечный станки;
- Бдительные центры.

В этом ряду, вертикальные форматно-раскроечный станок можно рассматривать, как промежуточную (эволюционную) звено в развитии производства корпусной мебели. Во-первых, простые модели позволяют повысить производительность труда как минимум в два раза, при этом уменьшить количество персонала и сэкономить производственную площадь. Во-вторых, модели более сложные (автоматизированные) максимально приближают вертикальные пилы к пильных центров, повышая производительность в 3-4 раза, и опять же, занимают небольшую площадь. То есть, если рассматривать среднее предприятие по изготовлению корпусной мебели, интенсивно развивается, имеет в оборудовании 1-2 горизонтальных форматно-раскроечный станок, не обеспечивающих желаемой производительности труда, то вертикальный форматно-раскроечный станок - отличный вариант для повышения производительности. Ниже, в виде таблицы, мы приводим сравнительные характеристики трех видов станков.

В любом случае в каждом виде станков есть свои преимущества и недостатки. Только сравнив и взвесив плюсы и минусы, можно сделать правильный выбор станка.

Предприятие "Штрибих" очень тщательно относится к дополнительным устройствам, которые помогают и упрощают выполнение определенных операций на станке. Фирма предлагает следующие основные дополнительные устройства:
1. Подрезной узел (о нем мы рассказывали выше).
2. Устройство для выполнения угловых резов 0-45 °.

Это устройство имеет некоторые особенности:
- Может быть смонтирован слева и справа относительно любой точки вертикального реза;
- С помощью всего одной ручки устройство жестко фиксируется на раме станка;
- Очень простое и точное настройки на длину заготовки с помощью встроенной масштабной линейки;
- Простое, надежное и точное установление угла, с точностью до 0,1 °;
- Предотвращает ложному возвращению под нагрузкой;
- Твердая конструкция обеспечивает рез под углом на больших и тяжелых заготовках;
- Повышается производительность, поскольку нет необходимости тратить время на подгонку в различных ситуациях пиления;
- Применяется для плит толщиной до 42 мм;
- Очень удобное хранение в специальном деревянном ящике.

3. Устройство электронной индикации размеров DMS.

Для увеличения точности и облегчения настройки на размер реза применяется система DMS. Эта система устанавливается на продольной упор и пристальный блок. Точность измерения 0,1 мм. Базисная измерительная система позиционируется и жестко удерживается без сдвигов эксцентриковым зажимом. Аккумулятор рассчитан на две недели непрерывной работы. Подзарядка аккумулятора осуществляется в течение нескольких часов

4. Электронная система позиционирования EPS.

Система приводит горизонтальный упор в положение реза по заданному размеру. С помощью EPS можно очень быстро устанавливать размеры и делать распил. Система одновременно может запомнить 400 величин. Все это экономит время и тем самым облегчает работу и повышает производительность.

5. Устройство для фрезерования канавок пазовые фрезой.
. Устройство позволяет выполнять пазы шириной от 8 мм до 15 мм. Глубина паза - до 25 мм.

6. Приспособления для выполнения пазов в композитных материалах.

Это устройство предназначено для фрезерования пазов следующих профилей: 90 °, 135 °, U-образной формы.

Все эти дополнительные устройства расширяют возможности станка. Таким образом, имея станок в базовой комплектации, Вы можете путем установки дополнительных устройств получить новые возможности старого станка.

В конце хотелось бы остановиться на обслуживании вертикальных форматно-раскроечных станков. Эти станки очень просты в обслуживании. Все работы, связанные с доставкой, монтажом и настройкой станка, проводят техники ЗАО "Станкоднепр", которые учились в Швейцарии на фабрике фирмы "Штрибих" и имеют сертификаты на право осуществления этих работ.

В обязанности оператора, обслуживающего станок входит:
. ежедневное вичищання станка от стружки и других загрязнений (настоятельно рекомендуется не оставлять заготовки на станке после окончания работы);
. еженедельно смазывать верхние и нижние направляющие с едва промасленной тряпочкой, вычищать вал и фланцы пильного диска;
. ежемесячно пополнять уровень масла в направляющих гильзах пристального блока;
. плановая замена инструмента, ремней, регулировка подрезной пилы.

При условии тщательного ухода и соблюдения всех требований техники безопасности при эксплуатации станок будет работать очень долго.

К сожалению, осветить всеми техническими возможностями и конструктивные особенности вертикальных форматно-раскроечных станков фирмы "Штрибих" в одной статье - нереально. Нам кажется, что для первого знакомства с этим оборудованием приведенной выше информации будет достаточно, но мы обязательно продолжим публикации на эту тему. Если у вас возникли вопросы и желание более подробно ознакомиться с вертикальными форматно-раскроечный станками, обращайтесь непосредственно в ЗАО "Станкоднепр", и мы будем рады помочь вам.


§ 10. Раскрой плитных и листовых материалов из дерева

Схемы раскроя. Древесностружечные, древесноволокнистые, столярные плиты, фанеру и бумажно-слоистые пластики раскраивают сквозными резами, т. е. так, чтобы каждый рез разделял материал на части. Наиболее распространены три схемы раскроя: продольный, поперечный и смешанный (рис. 15).

Продольный (рис. 15, а) как самостоятельный вид раскроя применяется довольно редко. В большинстве случаев продольный раскрой применяют для подлежащих склеиванию заготовок с последующей их обработкой или для изготовления различного рода заглушин, совпадающих по длине с раскраиваемыми плитами, к которым не предъявляется строгих требований в отношении размеров и точности углов между смежными кромками. Данный вид раскроя, как правило, предшествует последующему поперечному раскрою получаемых полос.

Поперечный раскрой (рис. 15, б), как и продольный, встречается очень редко и применяется в тех же случаях. Чаще всего он является продолжением раскроя продольных полос на форматные заготовки.

Смешанный (рис. 15, в) сочетает в себе раскрой по двум предыдущим схемам и выполняется на одном и том же станке без снятия отрезанных полос и переналадки. Раскрой производят па многопильных станках с пилами продольного и поперечного резания или на специальных однопильных станках с продольным и поперечным ходом пилы.

Раскрой ведут сквозными пропилами, но получение разноформатных заготовок в процессе раскроя производят смещением отрезанных полос относительно друг друга или включением пил, находящихся на разных расстояниях одна от другой. Наиболее рационален раскрой, позволяющий получить наибольший процент полезного выхода.

Карты раскроя. Карты раскроя - это графически представленное расположение заготовок на стандартном формате раскраиваемого материала. В масштабе на формате раскраивае-мого материала располагают все выкраиваемые из него заготовки.

Карты раскроя составляются с учетом следующих факторов: максимального выхода; комплектности деталей разных размеров и назначения при раскрое партии плит в соответствии с объемом производства; минимального количества типоразмеров деталей при раскрое одной плиты или листа; минимального повторения одних и тех же деталей в разных картах раскроя.

Разработка оптимальных карт (планов) раскроя плитных и листовых материалов предусмотрена двумя способами - без применения ЭВМ и с помощью ЭВМ.

Установлено, что при составлении оптимальных карт раскроя и их реализации значительное влияние оказывают технологические и конструктивные факторы.

К технологическим факторам относятся в основном: размеры исходного материала и деталей мебели; величина припусков на дальнейшую обработку; величина припуска на опиливание для создания базовых кромок; количество типоразмеров заготовок, выпиливаемых из одной плиты (листа) материала.

В мебельной промышленности раскраивают ДВП, ДСтП не-облицованные и облицованные (ламинированные), ДВП с лакокрасочным покрытием, фанеру. Размеры указанных материалов и их предельные отклонения предусмотрены соответствующими ГОСТами, однако для оптимального плана раскроя необходимо выбирать размеры исходного материала, предпочтительные для данных деталей.

Эффективное использование материалов определяется кратностью размеров заготовок, которая устанавливается в соответствии с конструкторской документацией на изделие. При раскрое ДВП с печатным рисунком и фанеры необходимо соблюдение заданного направления рисунка или волокон в заготовках. Для деталей из ДСтП припуски на дальнейшую обработку устанавливают по длине и ширине. Размеры припусков зависят от вида раскраиваемого материала. Для заготовок, которые в дальнейшем подлежат облицовыванию, устанавливаются припуски на опиливание и фрезерование (в зависимости от оборудования). Детали мебели, используемые без облн-цовывания, например изготовленные из ДВП или фанеры, выпиливаются без припусков на обработку.

Для получения заготовок (деталей) точных размеров, правильной геометрической формы (с учетом допускаемой ГОСТом косоугольности плит и листовых материалов) необходимо создание чистовых базовых кромок (величиной 12... 15 мм), которых в зависимости от типа станка может быть одна или две. Величина пропила составляет 4... 5 мм и зависит от толщины пил.

Учитывая конструктивные особенности разгрузочных устройств оборудования и необходимость обеспечения рациональной организации труда рабочих на разгрузке и сортировке заготовок, количество типоразмеров заготовок, выпиливаемых из одного листа исходного материала, принимается не более 3.

К конструктивным факторам относятся: максимальные размеры обрабатываемого материала; количество пильных агрегатов у станка; размеры максимальной ширины полосы, отрезаемой продольной пилой; размеры минимальной ширины полосы, обрезаемой продольной пилой; минимальное расстояние между поперечными пилами; минимальное расстояние между продольными пилами; максимальная высота пропила; производительность оборудования; время на переналадку; режим работы. Эти факторы определяют особенности оборудования для раскроя и определяются его технической характеристикой.

Методика составления карт раскроя вручную. Эта методика предусматривает определенную систему правил составления плана раскроя плит на заготовки или детали, требуемые на планируемый период. Для этого необходимо произвести следующие действия.

1. Составить спецификацию, содержащую наименование заготовок (деталей), их размеры, площадь, количество на планируемый период, размеры исходного материала и его площадь.

2. Спецификацию заготовок записать в порядке убывания площадей.

3. Вычертить на листе карту раскроя, лучше в масштабе 1: 20.

4. Выполнить раскладку деталей (заготовок) на поле карты, учитывающую возможности оборудования, следующим образом: найти расположение продольных резов путем наилучшей укладки заготовки с большей площадью, затем подобрать остальные заготовки из спецификации и заполнить оставшуюся площадь.

5. Сведения по каждой карте занести в таблицу (форма 1), цель заполнения которой - достигнуть комплектности по всем типам заготовок и определить общее количество листов на планируемый период.

Как видно, оптимизация процесса раскроя - сложная задача и решается с помощью ЭВМ. Это возможно при наличии математической модели задачи, описывающей условия раскроя.

При наличии большого числа типоразмеров заготовок решение задачи с помощью ЭВМ может дать значительный эффект. При решении задачи по оптимизации раскроя плит используется алгоритм двойственного симплекс-метода на множестве карт, разрабатываемых ЭВМ при неявно заданной матрице ограничений. Такие задачи на ЭВМ решаются в три этапа.

1. Ввод информации о потребных заготовках, получение полос при различных вариантах сочетания с учетом возможных поворотов заготовок и применяемого оборудования.

2. Решение задач линейного программирования с выявлением базисного варианта допустимых решений уравнений по комплектности, нахождение оптимального варианта.

3. Печать выходной информации в форме оптимальных черт раскроя.

Применение ЭВМ при разработке раскройных карт позволяет повысить выход заготовок на 3 % и сократить сроки разработки карт раскроя. Широкое использование отраслевой системы, унификация щитовых элементов упрощают решение задач по оптимизации раскроя и дают возможность довести полезный выход заготовок до 95... 96 %

При разработке карт раскроя полезный выход (по данным ВПК.ТИМ) должен быть не менее, %: ДСтП 92, плит столярных 85, твердых ДВП с лакокрасочным покрытием 88...90, фанеры 85.

Технология и оборудование раскроя. При небольших объемах производства раскрой производится на обычных круглопильных станках, оснащенных специальными столами для размещения раскраиваемых плит. Однако эти станки малопроизводительны, неудобны в эксплуатации и не обеспечивают требуемой точности раскроя.

В ряде случаев рационально пользоваться трехпильными форматно-обрезными станками ЦТЗФ-1. Станок предназначен для форматной обрезки и раскроя пачки плитных и листовых материалов толщиной до 50 мм. Использование станка ЦТЗФ-1 возможно при продольной или поперечной схеме раскроя плитных материалов и пластиков. Однако, как правило, в этих случаях необходима установка еще круглопильного станка с кареткой для раскроя материала в окончательный размер. При этом резко возрастают трудозатраты, падает производительность труда, снижается процент полезного выхода.

Наиболее производительно раскрой плитных материалов может быть выполнен на станке с программным управлением ЦТМФ. Станок состоит из двух участков - продольного и поперечного. На продольном участке производится отпиливание продольной полосы материала, на поперечном - раскрой продольной полосы на форматы. Загрузка станка автоматизирована. Разгрузка - ручная.

Продольный участок состоит из станины с роликовым столом, продольного пильного суппорта и прижима. На столе смонтированы пневмоцилиндры для поперечного и продольного базирования раскраиваемого пакета. Сверху по обеим сторонам станины смонтированы направляющие, по которым перемещается каретка. Спереди и сзади каретки расположены два ряда толкателей и зажимов для захвата пакета и его подачи на позицию продольного раскроя. Поперечный участок состоит из станины, на которой смонтирована на консолях траверса с поперечными пильными суппортами. За поперечным участком
установлены штанги для приема раскроенных заготовок.

Принципиальная схема раскроя плитных материалов на многопильном станке дана на рис. 16. Вначале продольная пила 1, расположенная под рабочим столом, отпиливает полосу пакета заданной ширины. После произведенного продольного реза ложение. Расположенный за пилой перемещаемый стол приподнимается и принимает на себя отрезанные полосы. Затем стол движется в поперечном направлении и плита группой пил

2 делится на заготовки заданной длины. Количество поперечных пил в зависимости от конструкции станка может быть разным. Однако в процессе раскроя не всегда участвуют одновре-менно все поперечные плиты. Это, как правило, диктуется необходимыми размерами заготовок.

Станок модели ЦТМФ с загрузчиком и укладчиком входит в состав линии раскроя листовых и плитных материалов МРП-1, схема которой дана на рис. 17. Процесс раскроя материала, загрузка и выгрузка его автоматизированы. Программное управление может быстро изменить схему раскроя, которая даег максимальный выход. Раскрой осуществляется одной продольной и десятью поперечными пилами. На этой линии можно вести раскрой по пяти программам. Станок ЦТМФ, входящий в линию, имеет высоту пропила 60 мм, и в зависимости от толщины раскраиваемого материала количество плит в закладке меняется.

Принцип работы линии заключается в следующем. Стопа плит высотой до 800 мм устанавливается автопогрузчиком на напольный конвейер 1, который перемещает ее на платформу подъемного стола 2. Каретка 3 многопильного станка ЦТМФ, перемещаясь над стопой, своими упорами сталкивает пакет из нескольких плит на позицию базирования, где он базируется и фиксируется зажимами каретки. В зажатом состоянии пакет перемещается кареткой в станок 7 на позицию продольного раскроя.

После остановки каретки включается продольный прижим, приводы вращения, подъема и подачи продольного пильного суппорта. По окончании распиливания полоса остается на поддерживающих кронштейнах. Продольный прижим поднимается, включая подъем направляющих, и стол снимает с поддерживающих кронштейнов отрезанную продольную полосу материала.

В начале движения стола поднимаются секционные упоры и базируется материал. Одновременно включаются и опускаются поперечные пильные суппорты, что запрограммировано на штекерной панели. После того как стол переместится в крайнее заднее положение, поперечные пилы поднимаются, стол опускается, оставляя раскроенные полосы на штангах, и возвращается в исходное положение.

Последующим ходом стола раскроенная полоса переталкивается па приемный роликовый конвейер 6 укладчика и передается на роликовый конвейер сталкивателя 5. Отсюда стрелой сталкивателя раскроенный материал сдвигается на подъемный стол 4 до упорной базирующей линейки. Доталкива-тели и стрела выравнивают пакет в продольном и поперечном направлениях. После этого подъемный стол опускается на шаг равный толщине уложенного пакета.

Раскроенные заготовки в зависимости от транспортабельности пакета складируются в стопы высотой до 1000 мм. Наличие двух подъемных столов позволяет укладывать раскроенные заготовки в две разные стопы, при этом в каждой стопе складируются заготовки одинаковых размеров по ширине и длине. Раскроенные заготовки автоматически подаются в соответствии с нх размерами на тот или другой подъемный стол с помощью программного устройства укладчика.

С подъемных столов уложенный материал поступает на внутрицеховые конвейеры, на которых стопы раскроенных заготовок разделяются на отдельные стопы. Разделение стоп происходит в результате более высокой скорости цеховых конвейеров по сравнению со скоростью подачи подъемных столов. Для того чтобы можно было подобрать необходимую разность скоростей, приводные ролики платформы подъемных столов имеют бесступенчатое регулирование частоты вращения.

Линия МРП-1 может работать как в автоматическом, так и в полуавтоматическом режиме. При работе линии в полуавтоматическом режиме раскроенный материал можно укладывать вручную. В этом случае каждую поступающую из станка полосу материала вручную снимают с остановленного приемного конвейера укладчика или с нее вручную удаляют крупные деловые отходы. После этого оператор включает приемный конвейер укладчика. Оставшаяся часть материала или последующие полосы раскроенного материала, не требующие вмешательства оператора, переходят на сталкиватель, где процесс передачи и укладки осуществляется автоматически. Снятые вручную заготовки укладываются на траверсную тележку или другое транспортное внутрицеховое устройство.

Отходы, получаемые при выравнивании продольных кромок, распиливаются одновременно с поперечным раскроем первой полосы. В виде относительно коротких обрезков они сталкиваются на склиз за пределы приемных штанг и поступают на конвейер уборки отходов, который размещается внизу под направляющими стола раскроечного станка. Отходы от боковых кромок проваливаются в проемы между штангами непосредственно на конвейер отходов. Крупные деловые отходы, как правило, используются для изготовления изделий ширпотреба, как вторичное сырье или как топливо.

Особое значение приобретает вопрос полного использования отходов плитных материалов, и в этой связи весьма эффективно склеивание кусковых отходов. Сращенные кусковые отходы вновь раскраиваются и калибруются. Применяются для сращивания отходов нетиповые вертикальные ваймы с гидравлическим или ручным зажимом. Склеивание холодное или с помощью токов высокой частоты (ТВЧ). Наиболее прогрессивная технология использования отходов предусматривает создание комплекса оборудования для раскроя плит с промежуточным сращиванием на автоматизированном оборудовании. Конструкция такой линии (рис. 18) предусматривает склеивание полноформатных плит по длинной стороне в непрерывную ленту, раскрой на полосы необходимой ширины, склеивание полос в непрерывную ленту и окончательный раскрой на детали заданного размера. Внедрение такой технологии позволит добиться почти 100%-ного выхода ДСтП, а также достичь полной автоматизации процесса раскроя.

Древесностружечные и твердые древесноволокнистые плиты вызывают быстрый износ режущего инструмента, поэтому для раскроя их желательно применять пилы с пластинками из твердых сплавов. Особое внимание следует уделять чистоте и точности раскроя и прямолинейности кромок щитов.

На поверхностях щитовых деталей не допускаются дефекты механической обработки: сколы, задиры, выщербины, если они не устраняются последующей обработкой.

Рис. 18. Схема линии раскроя ДСтП с промежуточным сращиванием:
1 - автоматический загрузчик; 2 - станок для фрезерования кромок плит с устройством для нанесення клея; 3 - пресс для продольного сращивания плит (по длинной стороне); 4 - однопильный станок для продольного раскроя на полосы; 5 - станок для фрезерования кромок с устройством для нанесения клея; 6 - пресс для поперечного сращивания; 7 - слой продольного сращивания; 8 - станок для поперечного раскроя на детали заданного формата; 9 - автоматический укладчик

Режим раскроя плитных и листовых древесных материалов
Скорость резания, м/с......................................50 ... 60

Диаметр пил, мм..................... 360 . . . 400

Число зубьев дисковых пил, оснащенных пластинками из твердого сплава (тип I), шт......................................56 ... 72

Число зубьев круглых плоских пил, шт........................72 . . . 120

Подача на зуб для пил дисковых, оснащенных пластинками

Из твердого сплава, мм...................0,06 . . . 0,04

Подача на зуб для пил круглых плоских, мм.......0,04 . . . 0,02

Раскрой отделанных и облицованных древесных плит является новым прогрессивным направлением в механической обработке древесины и древесных материалов. Применение этого метода по сравнению с технологией раскроя неотделанных плит с последующим облицовыванием и отделкой в щитах дает большой экономический эффект. В настоящее время разработаны различные способы раскроя облицованных и отделанных древесных плит, конструкции инструментов и станков.

Применяемое оборудование не обеспечивает высокой производительности и высокого качества раскроя отделанных плит. На обработанных кромках щитов наблюдаются сколы, трещины и отслаивание отделочного покрытия. Только в отдельных случаях, при пониженных требованиях к качеству обработки, можно сразу после раскроя облицовывать кромки щитовых деталей.

Поэтому раскрой отделанных и облицованных большефор-матных плит еще мало отличается от аналогичной обработки необлицованных плит. Он часто производится на том же оборудовании, тем же инструментом, при тех же режимах. Но для улучшения качества раскроя смену пил производят в 3...10 раз чаще и пакет плит берут в 1,5...2 раза меньшей толщины. При этом обычно оставляют определенный припуск для последующей чистовой обработки на линиях для обработки кромок, где она выполняется в основном методом цилиндрического фрезерования и шлифования посредством комбинации рабочих головок.

Производительность многопильных станков для раскроя листовых и плитных материалов определяется по формуле (15).

Пример. Определить производительность в смену станка ЦТЗФ при раскрое ДСтП размером 3660x1830x16 мм на заготовки размером 1617Х Х388Х16 мм. Одновременно раскраиваются три плиты.

Решение. Определяем время Тст, необходимое для раскроя ДСтП на заготовки. При площади заготовки 0,627 м2 ориентировочное время на 100 заготовок 0,834 ч .

Для оптимального раскроя плитных и листовых материалов, обеспечивающих максимальный выход заготовок, комплектность и возможность использования специализированного оборудования, составляют карты раскроя, на основании которых заполняют спецификации потребных древесных материалов.

При небольшом количестве типоразмеров заготовок карты раскроя составляют в следующем порядке: выбирают плиту (лист) со стандартными размерами, вычерчивают ее в масштабе, в том же масштабе вписывают в нее заготовки одного или нескольких типоразмеров. Выполняется несколько вариантов карт раскроя и выбирается вариант с наибольшим процентом выхода заготовок, обеспечивающий комплектность заготовок на изделие. Карты раскроя столярных и фанерных плит должны учитывать заданное расположение по длине заготовок реек основы и волокон в слоях шпона. Определение количества плит (листов) стандартных размеров осуществляют расчетом, который сводят в табл. 9.

Таблица 9

Расчет количества плит и параметров заготовок на одно изделие

Материал Размеры листа, мм Площадь листа, мм 2 Размеры заготовки, мм Площадь заготовки (детали), мм 2 Кол-во деталей, шт. Полезный выход заготовок (деталей) Кол-во листов на одно изделие, шт.
длина ширина длина ширина

Если в раскройной карте предусмотрено получение из плиты заготовок одного размера, то количество плит должно обеспечить комплектность заготовок на одно изделие. Если из плиты выпиливают заготовки нескольких типоразмеров, то по данной раскройной карте сначала должны быть укомплектованы заготовки, содержащиеся в большем количестве.

Раскройные карты вычерчивают в соответствующем масштабе, на них показывают схемы раскроя, т. е. расположение выпиливаемых заготовок (деталей), а для некоторых листовых материалов указывают направление волокон на лицевой стороне (рис. 1, 2).

Рисунок 1 –

Рисунок 2 – Вариант карты раскроя плиты ЛДСтП 16 мм

Вместе с выполнением рациональных карт раскроя (по расположению и количеству деталей) рассчитывают расход плит, заготовок и материалов на одно изделие или на небольшую партию. Полученные данные заносят в табл. 10, 11, 12. В примечание указывается способ обработки детали, наличие криволинейных поверхностей, специальных отверстий, вид кромочного материала и т. п.

Таблица 10 – Расход плиты ЛДСтП

Таблица 11 – Технологические потери заготовок и деталей из древесных и синтетических материалов

Наименование материала Технологические потери, %
Заготовки, получаемые со стороны: – из древесины хвойных пород – из древесины лиственных пород
Заготовки, выпиливаемые из пиломатериалов на месте: – из древесины хвойных пород – из древесины лиственных пород
Заготовки из фанеры
Заготовки из древесностружечной плиты
Заготовки из столярной плиты
Заготовки из древесноволокнистой плиты
Заготовки из шпона строганного и лущеного
Заготовки для облицовывания пластей: – из декоративного бумажнослоистого пластика – из синтетического шпона
Заготовки для облицовывания кромок: – из декоративного бумажнослоистого пластика

Таблица 12 – Полезный выход заготовок и деталей из древесных и синтетических материалов

Наименование материала Сорт, марка Полезный выход, %
Пиломатериалы хвойных пород: – необрезные – обрезные 1-4 1-4
Пиломатериалы из дуба, бука, ясеня для заготовок: – столов, корпусной и мягкой мебели – стульев и кресел 1-3 1-3
Пиломатериалы из березы для заготовок стульев и кресел: – для прямолинейных заготовок – для криволинейных заготовок 1-3 1-3
Плиты столярные –
Плиты древесностружечные П-2М, П-1М, П-1Т
Фанера ФСК и ФК А/АВ, АВ/В, В/ВВ
Плиты древесноволокнистые твердые –
Шпон строганый: – твердых лиственных пород – ценных пород – лиственницы 1-2 1-2 1-2
Шпон лущеный: – для чистовой облицовки – для черновой облицовки 1-3 1-3
Шпон синтетический –
Декоративный бумажнослоистый пластик для облицовывания пластей размером, мм: – 3000 × 1600 и 2600 × 1300 – 1480 × 980 – –

Примечание. Полезный выход дан как средневзвешенная величина для сложившихся по поставкам средних сортовых соотношений материалов.


Спецификация на материалы

На основании выполненных расчетов составляют спецификацию на материалы, которая может служить заявкой на комплектование материалов для изготовления изделия. Оформляется спецификация по табл. 13.

Таблица 13 – Спецификация лесоматериалов для изготовления (количество и наименование изделия)

№ п/п Наименование материала ГОСТ Порода, тип Сорт Размеры, мм Количество
длина ширина толщина м 3 , м 2 шт.

Необходимо учитывать, что около 65 % крупных кусковых отходов и отходов в виде стружки может быть использовано в производстве древесностружечных плит, сувенирной продукции, игрушек и прочих малогабаритных изделий, а также в качестве топлива.

Расчет клеевых материалов

Расчет расхода клеевых материалов выполняется в определенной последовательности:

– вычисляется площадь поверхности склеивания в изделии по группам сложности;

– определяются вид клея и условия склеивания;

– по нормативам расхода клея рассчитывается потребность в клеевых материалах для изготовления изделия.

Расчет площадей склеивания поверхностей выполняют по табл. 14.


Таблица 14 – Расчет склеиваемых поверхностей на ______________________

(наименование изделия)

Марка клея Способ склеивания Способ нанесения клея. Наименование детали, на которую наносится клей Наименование склеиваемых деталей Размеры склеивае-мых поверхностей, мм Число поверхностей детали Число деталей в изделии, шт Площадь одной поверхности, м 2 Площадь в изделии, м 2
длина ширина

Расчет расхода клеевых материалов выполняют по табл. 15, 16.

Таблица 15 – Норматив расхода клея, кг/м 2

Таблица 16 – Расчет расхода клеевых материалов на _______________________

(наименование изделия)