Раскрой плитных материалов для изготовления окон. Раскрой древесных материалов - технология деревообрабатывающего производства. Раскрой плитных материалов
§ 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 .
1. Схема раскроя
2. Приёмы раскроя
2.1. Приёмы поперечного раскроя
2.2. Приёмы продольного раскроя на круглопильных станках
2.3. Приёмы раскроя криволинейных заготовок
1. Схема раскроя.
Раскрой древесных материалов на заготовки производят преимущественнно на круглопильных станках. В качестве исходных материалов используются обрезные и необрезные пиломатериалы (-м) (доски), фанера, ДСтП, ДВП и др. Заготовками называют отрезки древесных материалов, вырезанные с расчётом получения из них вполне определённых деталей. В зависимости от размеров детали из заготовки можно получить одну или несколько деталей.
В большинстве случаев заготовки выкраивают несколько больших размеров, чем размеры детали в чистоте с учётом припусков на обработку заготовки. При раскраивании пиломатериалов п-м, не прошедших камерной сушки, учитываются припуски не только на механическую обработку, но и на усушку. При раскрое высушенных п-м учитывается припуск только на механическую обработку. Заготовки деталей из п-м (досок) должны иметь припуски по длине, ширине и толщине. При раскрое стандартных изделий (ДСтП, фанеры) припуски обычно даются только по длине и ширине.
Операции раскроя п-м состоят из распиливания их вдоль и поперёк. Необходимо всегда раскроить материал так, чтобы выход заготовок был наибольшим, а качество отвечало техническим требованиям. Под выходом заготовок понимают отношение объёма заготовок к объёму раскроенных досок, выраженное в процентах. При раскрое необходимо учитывать наличие пороков, которые удаляют.
Доску можно раскроить на заготовки, распилив её сначала поперёка затем вдоль (рис. 1а), но можно выполнить эти операции в обратном порядке (рис. 1б). В обоих случаях резы следует делать так, чтобы дефектные места доски не попадали в заготовки,
 |
|||
Рис. 1 а - торцевание доски поперёк и распиливание отрезков вдоль; б – распиливание доски вдоль и торцевание реек поперёк.
а здоровая часть доски, соответствующая техническим условиям на изделие, была использована наиболее полнее. Полезный выход заготовок при раскрое по схеме б на приблизительно на 3 % выше, чем по схеме а. Рациональнее раскраивать доску на несколько размеров заготовок – в этом случае выход будет больше. Для повышения выхода заготовок разметку доски для раскроя проводят заранее. Для лучшего определения пороков доску предварительно прострагивают с одной стороны.
2. Приёмы раскроя
Для раскроя доски на прямолинейные заготовки применяют круглопильные станки, а для раскроя на криволинейные заготовки применяют ленточнопильные станки.
2.1. Приёмы поперечного раскроя.
Операцию поперечного раскроя (торцевания) досок выполняют на суппортных, шарнирных либо маятниковых торцовочных станках. Производительность суппортных автоматических почти в 2 раза выше, чем маятниковых и шарнирных с ручной подачей. На маятниковых станках приходится применять значительные усилия, кроме того, при раскрое широких досок требуется использовать пильные диски большого диаметра.
Необходимой принадлежностью торцовочных станков является длинный стол, снабжённый линейкой и роликами. Обслуживает станок один основной и один –два подсобных рабочих.
Производительность торцовочного станка определяется числом резов в минуту. Число резов зависит от породы древесины, ширины и толщины торцуемых досок, длины заготовок, способа раскроя, организации рабочего места.
480 ( , шт/см (1)
Коэффициент использования рабочего времени, 0,93 (при ручной подаче);
n – число резов минуту (5 – 8 для хвойных пород, 4 – 6 – для лиственных);
m – дополнительные резы на оторцовку и вырезку дефектов (1 – 2);
a – кратность деталей в заготовке по длине;
b – кратность деталей в заготовке по ширине.
Схема организации рабочего места торцовочного станка показана на рис. 2.
 |
|||||
 |
|||||
 |
|||||
Рис. 2. Рабочее место у станка для торцевания досок.
1 – станок; 2 – роликовый стол; 3 - площадка подъёмного лифта; 4 - штабель досок; 5, 6 – штабеля заготовок; 7 - ящик для обрезков; 8 – место станочника; 9 – место подсобных рабочих
2.2. Приёмы продольного раскроя на круглопильных станках.
Продольный раскрой осуществляют на круглопильных прирезных станках с механической и ручной подачей. Наиболее совершенными являются прирезные станки с механической гусеничной подачей (ЦДК 4-3). В большинстве случаев распиливание ведут по направляющей линейке, которую устанавливают параллельно пильному диску на расстоянии, равном ширине заготовки. Если есть обзол, первый рез делают на глаз без использования линейки.
Станки с ручной подачей менее производительны.
Обслуживают станок двое рабочих – станочник и подсобный.
Раскрой отрезков вдоль чаще ведут в один размер. При распиливании лиственных пород для массивных необлицуемых деталей в целях повышения выхода рационально вести раскрой на 2 – 3 размера пол ширине. В этом случае линейку устанавливают на самую большую ширину заготовки. Для распиливания на более узкие заготовки без перестановки линейки пользуются деревянными закладками, которые представляют собой точно выстроганные бруски с заплечиками на одном конце (рис. 3)
 |
Чтобы выпиливать 2 – 3 размера рабочий должен иметь одну-две закладки. Как показывает практика, одновременная работа с большим количеством размеров не рациональна.
Производительность станка определяется по формуле
Шт/см (2)
где U - скорость подачи, м/мин (10 - 15);
φ д – коэффициент использования рабочего времени(0,93);
φ с – коэффициент использования машинного времени (0,95);
l з – длина заготовки, м;
m – среднее число пропилов на одну заготовку.
| |
| |
| |
 |
|||
Технологические операции раскроя листовых и плитных материалов включают распиливание их вдоль и поперек с получением заготовок или деталей требуемых размеров. При этом необходимо выполнять главные требования, предъявляемые к раскрою – обеспечение максимального коэффициента раскроя, комплектности заготовок в соответствии с объемом производства и соответствующим им качеством. Максимальный процент полезного выхода деталей в чистоте может быть обеспечен при условии, если припуски будут минимальными, организационные и технологические потери сведены к нулю, а раскрой плитных и листовых материалов на заготовки будет основан на строгих математических расчетах.
На производстве заготовки из плитных и листовых материалов раскраивают по картам раскроя. При разработке карт раскроя требуется строгое соблюдение максимального выхода деталей, комплектности деталей разных размеров и назначения в соответствии с объемом производства, максимального количества типоразмеров деталей при раскрое одной плиты и минимального повторения одних и тех же деталей в разных картах раскроя. Карты раскроя составляют с учетом припусков на последующую механическую обработку. Для мебельных заготовок из плитных материалов припуски на обработку устанавливают по длине и ширине. При составлении карт раскроя, облицованных ДСтП, учитывают направление рисунка в заготовках.
Применяемое на мебельных и деревообрабатывающих предприятиях оборудование для раскроя плит реализует схему поэтапного раскроя, при которой на первом этапе ДСтП раскраивают по длине на полосы, затем, на втором этапе, полосы раскраивают на заготовки. В зависимости от количества типоразмеров заготовок, входящих в карту раскроя, и соблюдения или несоблюдения комплектности заготовок в одной карте раскроя, различают индивидуальный, комбинированный и совместный способы раскроя.
При индивидуальном раскрое материалы (плиты) одного вида раскраиваются на заготовки одного вида или материалы одного вида раскраиваются на заготовки нескольких видов (нескольких типоразмеров) и, наконец, материалы нескольких видов раскраиваются на заготовки одного вида. Индивидуальный способ раскроя сопровождается большим количеством отходов.
Комбинированный раскрой предусматривает включение в каждую карту раскроя нескольких типоразмеров заготовок или деталей с обязательным соблюдением комплектности по выкраиваемым заготовкам. Этот способ раскроя является, как правило, более эффективным по сравнению с индивидуальным, но он более сложен.
Совместный раскрой может включать индивидуальный и комбинированный способы раскроя и является наиболее эффективным по сравнению с рассмотренными.
Наибольше применение для раскроя необлицованной ДСтП нашли такие станки как ЦТМФ-1, ЦТЗФ-1 (Россия) (рис. 67); для раскроя ламинированной ДСтП – форматно-раскроечные станки ITALMAC Omnia-3200R (рис. 68), CASOLIN Astra SE400 (Италия), ROBLAND (Бельгия), PANHANS (Германия) и центры по раскрою с числовым программным управлением SELCO EB 120 (рис. 69), Biesse SELCO WNAR600 (Италия), HVP 120 (рис. 70) и др.
Рис. 67. Станок форматно-обрезной ЦТ3Ф-1: 1-станина; 2-направляющая; 3-пульт управления; 4-гидростанция; 5-гидропривод поперечного суппорта; 6-траверса; 7, 12-суппорты; 8, 11-маховики; 9-пила для продольного пиления; 10-пила для поперечного пиления; 13-трос; 14-распиливаемый материал; 15-каретка
Рис. 68. Форматно-раскроечный станок ITALMAC Omnia-3200R
Рис. 69. Форматно-раскроечный с ЧПУ SELCO EB 120
Рис. 70. Вертикальный форматно-раскроечный центр с ЧПУ HVP 120
РАСКРОЙ ПЛИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы:
Практическое и теоретическое изучение технологического процесса раскроя облицованных и необлицованных древесностружечных плит.
Задачи работы:
При выполнении лабораторной работы в производственных условиях студенты должны изучить процесс раскроя плит; работу и устройство оборудования; принципы организации рабочих мест на участке раскроя; способы определения производительности, специфику разработки карт раскроя для данного вида оборудования.
Общие сведения о раскрое плитных материалов
Раскрой древесностружечных плит – один из самых важных этапов производства мебели на их основе. Насколько качественно изготовлена мебель из ДСтП в значительной мере зависит от того, насколько качественно был выполнен распил плиты на заготовки.
Эффективность операции раскроя плит определяется производительностью и рациональностью использования материала.
Эффективность раскроя по рациональности использования материала определяется коэффициентом полезного выхода P , который определяется по формуле
| (1.1) |
Для организации рационального раскроя плитных материалов технологи разрабатывают карты раскроя. Карты раскроя являются графическим представлением расположения заготовок на стандартном формате раскраиваемого материала. Для составления карт раскроя необходимо знать размеры заготовок, их количество в пределах производственной программы, форматы подлежащего раскрою материала, ширину пропилов, количество пил и последовательность пропилов, соответствующую техническим данным оборудования.
Если раскраивают облицованные или ламинированные плиты, фанеру и подобные древесные материалы, то при составлении карт раскроя необходимо располагать заготовки на формате с учетом направления волокон на облицованной поверхности. В таком случае заготовки имеют определенность размера вдоль и поперек волокон, что делает полезный выход меньше, чем при раскрое необлицованных плит. Раскрой облицованных древесностружечных плит производится в точный размер.
Благодаря своим высоким потребительским качествам при доступной цене приобрели большую популярность форматно-раскроечные станки фирмы Altendorfи их многочисленные аналоги (FL-3200B, FL-3200B, FL-3200 Light и др.). Модели таких станков различаются уровнем систем управления и технологичности. На мировом рынке оборудования предлагаются различные модели форматно-раскроечных станков с подрезной пилой: Omnia 3200R (MJ3200D), KS3200 MAKA, WA6, ELMO IV (Германия), SC-32, OPTIMAL-350, ТЕМА2600, EXPRESS-3200, UNICA-500E (Италия) и др.
Ассортимент оборудования расширился также за счет появления вертикальных станков для раскроя плит фирм Reich (Holz-Her), Sonnenberger, Striebig (Швейцария), Homad-Espana (Испания). Эти станки отличаются тем, что раскрой плитных материалов производится в вертикальном положении. Это обеспечивает снижение производственной площади, необходимое для организации рабочего места.
В качестве инструмента при раскрое ДСтП применяются дисковые пилы диаметром от 320 до 400 мм с пластинками из твердых сплавов. Скорость подачи на зуб Uz = 0,05-0,12 мм. Отклонение от перпендикулярности сторон заготовок не более 0,5 мм, от прямолинейности – не более 0,3 мм. При раскрое облицованных древесностружечных плит для сохранения качества облицовки резы производятся двумя пилами: основной и подрезной (рисунок 1). Подрезной агрегат предусмотрен на станках для того, чтобы при раскрое материалов с двухсторонней облицовкой с нижней стороны не образовывалось вырывов и сколов. Линия пропила подрезателя в точности совпадает с пропилом основного диска, в том числе и при пилении под углом.
Рисунок 1 – Схема штучного и пакетного раскроя облицованных плит
Расчетная производительность станка может быть определена по формуле
,
где Т см – продолжительность рабочей смены, мин;
К р – коэффициент, учитывающий потери рабочего времени на введенные в режим работы перерывы;
К м – коэффициент, учитывающий потери машинного времени;
U – скорость подачи, м/мин;
n - количество одновременно раскраиваемых плит;
m - число заготовок по карте раскроя для одной плиты;
∑L пр – длина пропилов по карте раскроя;
L разрыв. - длина межторцовых разрывов.
В качестве базовой модели оборудования используется форматно-раскроечный станок FL-3200B фирмы Filato (рисунок 2).
Рисунок 2 – Внешний вид станка
Станок предназначен для продольного, поперечного и углового штучного и пакетного раскроя плитных материалов (МДФ, ДВП, ДСП и клееных щитов) облицованных и ламинированных, а также заготовок из массивной древесины, с предварительной подрезкой нижней кромки заготовки для исключения образования сколов. При раскрое необлицованных плит подрезная пила не используется. Подобное оборудование применяется на предприятиях по производству корпусной мебели, в столярных мастерски по производству столярно-строительных изделий.
Сопровождается отходами в виде опилок и кусковых отходов: стружки, торцовых отрезков и участков материала с элементами удаленных пороков и дефектов. Выбор способа зависит от степени обработки пиломатериалов (обрезные и необрезные), их качества и состояния (сухие и сырые).
Сырые пиломатериалы раскраиваются на заготовки значительно реже. Это объясняется тем, что при формировании размеров заготовок требуются припуски на усушку и удаление ее дефектов (частичная покоробленность и торцовые трещины). Укладка пиломатериалов в сушильные штабеля и сама сушка являются более простыми операциями по сравнению с укладкой и сушкой заголовок.
Получение заготовок из обрезных и необрезных пиломатериалов отличается тем, что у первых сформировано сечение, поэтому их раскрой не содержит операций по удалению сбеговой рейки, а это позволяет уменьшить отходы древесины. Степень использования обрезных и необрезных досок определяется типом получаемых заготовок (брусковые, щитовые), их размерами и группой качества. Получение наибольшего числа заготовок заданных размеров и качества при минимальном расходе пиломатериалов обеспечивается правильным выбором способа их раскроя.
Поперечный способ раскроя пиломатериалов — это наиболее простой способ раскроя пиломатериалов, при котором формируется длина заготовок и вырезаются пороки. Данным способом раскраивают обрезные пиломатериалы, сечение которых совпадает с сечением будущих заготовок, или заготовки, имеющие свободную ширину. Поперечный способ раскроя пиломатериалов используют в цехах фрезерования при производстве досок пола и погонажных изделий, а также клееных конструкций.
Раскрой необрезных досок данным способом осуществляют в случаях их торцовки после сушки (зачистка торцов) или если они получены из сбеговой зоны бревна и имеют обзольную часть в вершинном торце, которая удаляется перед сушкой.
При поперечном способе раскроя пиломатериалов образуются отходы: в виде торцовых отрезков и дефектных мест, отрезков древесины (часто бездефектных), получающихся из-за не кратности длин заготовок и пиломатериалов, а также опилки. Поперечный способ раскроя пиломатериалов наиболее эффективно используется в сочетании с продольным.
Поперечно-продольным способом раскраиваются обрезные и необрезные пиломатериалы, у которых сначала формируется длина, а затем ширина. При данном способе раскроя возникают отходы в сбеговую и обзольную рейку при раскрое необрезных досок и отходы из-за некратности по ширине у необрезных и обрезных досок, а также опилки.
В случае раскроя сырых пиломатериалов при формировании ширины необходимо учитывать припуски на усушку. Такой способ раскроя пиломатериалов используют при производстве заготовок для столярно-строительных изделий, мебели и тары, а также делянок под паркетные щиты.
Продольно-поперечный способ раскроя пиломатериалов характеризуется поочередным формированием ширины и длины заготовок с одновременной вырезкой пороков. При данном способе раскроя имеются потери из-за некратности ширины и длины заготовок и пиломатериалов, а также отходы в опилки. Припуски на усушку учитывают только при формировании ширины. Данным способом получают основную массу длинномерных заготовок и бездефектных отрезков, которые идут на склеивание. Отходы древесины при вырезке пороков минимальны, так как ширина реза равна ширине заготовки.
Поперечно-продольно-поперечный способ раскроя пиломатериалов характеризуется тем, что обрезные и необрезные пиломатериалы сначала раскраивают на несколько кратных по длине отрезков с одновременной вырезкой пороков, если они проходят по всей (ширине или совпадают с резом. После этого каждый отрезок прирезается по ширине, а затем опять по длине с вырезкой дефектов. При данном способе раскроя возможны потери из-за некратности длины и ширины пиломатериалов и заготовок, а также отходов опилки. Припуски на усушку учитывают при формировании ширины заготовок. Данным способом получают заготовки для деталей мебели и столярно-строительных изделий, а также заготовки для склеивания.
Использование поперечно-продольно-поперечного способа раскроя является также эффективным при раскрое пиломатериалов, имеющих покоробленность по кромке. Первый поперечный рез значительно снижает влияние покоробленности на форму доски и тем самым обеспечивает увеличение длины бездефектных участков. При производстве тонких заготовок из толстых пиломатериалов используют ребровой способ раскроя (распиловка по толщине), который осуществляется на круглопильных или ленточнопильных станках.
Действительной оценкой эффективности способов раскроя пиломатериалов являются объемный и ценностный выходы заготовок, которые чаще всего выражаются в процентах. Объемный выход заготовок определяется как отношение объемов полученных заготовок и раскраиваемых пиломатериалов.
Ценностный выход заготовок учитывает сортовой состав получаемых заготовок, а также продукции, которая получается при раскрое заготовок и имеет цену, т.е. является товарной продукцией (щепа, опилки, короткомерные отрезки). Каждому виду продукции в соответствии с его сортом или группой качества присваивается ценностный коэффициент, который в совокупности с процентом объемного выхода и составляет ценностный выход. Увеличение ценностного выхода заготовок чаще всего сопровождается снижением объемного выхода заготовок, что компенсируется выработкой более качественной продукции, а значит, и более дорогой.
