Виготовлення клеєного щита

Обчислюємо коефіцієнт використання  деревини за формулою:

 

Q_ДШ = ( L_Л  – 2 ∙D_ДД – L_шип) / L_Л ,                      (4.16)

 

де Q_ДШ – коефіцієнт використання  деревини при нарізанні шипів на ділянці;

L_Д – середня довжина ділянки, мм;

D_ДД  – припуск по довжині на торцювання ділянки, мм.

Q_ДШ =(300-2*5-10)/300=0,93

Сумарну довжину каліброваних ділянок, які надходять на нарізання  шипів (з розрахунку на 1 щит), обчисліть  за формулою:

 

L_SДК = L_SРЗ / Q_ДШ ,                                            (4.17)

 

де L_SДК – сумарна довжина каліброваних ділянок, мм.

L_SДК =5360/0,93=5763

 

4.13 Калібрування  ділянки

Калібрування ділянки  здійснюється на чотирибічному верстаті. По закінченні цієї операції калібрована ділянка повинна мати ширину та товщину, що дорівнюють ширині та товщині рейки зрощеної ( В_РЗ та Н_РЗ відповідно).  Заготовкою для даної операції є ділянка, яка утворюється при вирізанні дефектів рейки.

Припуски по товщині та ширині на калібрування ділянки визначте згідно з вимогами ГОСТ 7307 (див. додаток А) до фрезерування деталей з двох боків, приймаючи до уваги, що шорсткість Rm_max пиломатеріалів згідно з ГОСТ 8486 не перевищує 1250 мкм (для 1, 2 та 3-го сортів).

Обчисліть товщину та ширину ділянки за формулами:

 

В_Д = В_РЗ + D_ШДК  ,                                     (4.18)

Н_Д = Н_РЗ + D_ТДК  ,                                      (4.19)

 

де В_Д – ширина ділянки, мм;

D_ШДК – припуск по ширині на калібрування ділянки, мм;

Н_Д – товщина ділянки, мм;

D_ТДК – припуск по товщині на калібрування ділянки, мм.

В_Д =40,7+4,5=45,2

Н_Д =24,2+4,0=28,2

Коефіцієнт використання  деревини дорівнює співвідношенню площ поперечного перерізу зрощеної рейки  та ділянки:

 

Q_ДК = В_РЗ ∙ Н_РЗ / (В_Д ∙ Н_Д ) ,                            (4.20)

 

де Q_ДК – коефіцієнт використання  деревини при калібруванні ділянки.

Q_ДК =40,7*24,2/ (45,2*28,2)=0,77

 

4.14 Вирізання  дефектів рейки (оптимізація)

Вирізання дефектів рейки (оптимізація) здійснюється на лінії оптимізації або торцювальному верстаті (в залежності від обсягів виробництва, на одному або декількох верстатах).

Сумарну довжину рейок, які надходять на оптимізацію, обчисліть  за формулою:

 

L_SР = L_SДК / Q_ВД ,                                     (4.21)

 

де L_SР  – сумарна довжина рейок, мм;

Q_ВД  – коефіцієнт використання  деревини при вирізанні дефектів.

L_SР =5763/0,67=8601 мм.

Обчисліть об’єм рейок (після сушіння) для виготовлення одного щита:

 

V_РС = (В_Д /1000) ∙ (Н_Д /1000) ∙ (L_SР /1000) ,               (4.21)

 

де V_РС – об’єм рейок після сушіння, м³.

V_РС = (45,2/1000) * (28,2/1000) * (8601/1000) =0,010

 

4.15 Сушіння  рейок

Визначимо усушку деревини, яка матиме місце при зменшенні  вологості з 20% (до якої здійснюється атмосферне сушіння деревини та при якій нормуються розміри пиломатеріалів) до вологості 8..10% (для експлуатації виробів у приміщеннях).

Запишіть значення товщини  та ширини ділянки для наступного обчислення усушки:

 

Н_Д =28,2 мм,   В_Д = 45,2 мм   .

 

Нарисуйте ескіз поперечного  перетину ділянки, зобразите  річні шарі. Визначте вид розпилювання по пласті та кромці рейки (радіальне чи тангенціальне).

 

 

 

 

При виконанні даної  роботи усушку обчисліть як різницю  між значеннями усушки при вологості 8..10% та вологості 20..22%, вказаними для номінального значення розміру, найближчого до розміру заготовки (див. додатки В, Г):

 

D_ТУ = D_ТУ(8-10) - D_ТУ(20-22) ,                                (4.22)

D_ШУ = D_ШУ(8-10) - D_ШУ(20-22) ,                               (4.23)

 

де  D_ТУ – усушка рейки по товщині, мм;

D_ТУ(8-10) , D_ТУ(20-22) – усушка по товщині при зменшенні вологості деревини до 8..10 % та 20..22% (відповідно), мм;

D_ШУ – усушка рейки по ширині, мм.

D_ШУ(8-10) , D_ШУ(20-22) – усушка по ширині при зменшенні вологості деревини до 8..10 % та 20..22% (відповідно), мм;

D_ТУ =1,8-1,0=0,8

D_ШУ =2,9-1,5=1,4

Визначимо розміри рейки, які вона повинна мати до сушіння:

 

Н_Р = Н_Д + D_ТУ  ,                                   (4.24)

B_Р = B_Д + D_ШУ  ,                                   (4.25)

 

де  Н_Р – товщина рейки до сушіння, мм;

В_Р – ширина рейки до сушіння, мм.

Н_Р =28,2+0,8=29

B_Р =45,2+1,4=46,6

Коефіцієнт втрат  деревини при сушінні рейок обчисліть  за формулою:

 

Q_С =   (В_Д ∙ Н_Д) / (В_Р ∙ Н_Р) ,                        (4.26)

 

де Q_С – коефіцієнт використання  деревини при сушінні рейки.

Q_С =   (45,2*28,2)/(46,6*29)=0,94

Обчисліть об’єм рейок  до сушіння:

 

V_Р = V_РС / Q_С ,                                    (4.27)

 

де V_Р – об’єм рейок до сушіння, м³.

V_Р =0,010/0,94=0,010

 

 

 

4.16 Поздовжній розкрій необрізної дошки на рейки

Орієнтовно товщину  необрізної дошки Н_Д вибираємо, округлюючи товщину рейки до усушки до найближчого більшого цілого значення. Проаналізуйте доцільність врахування можливого відхилення фактичної товщини дошки від номінального значення (див. Додаток Б). Остаточно обираємо номінальну товщину необрізної дошки:

 

Н_Дош = 28 мм.

 

Поздовжній розкрій  дошки на рейки здійснюється на багатопилковому  верстаті. 

Оберіть самостійно середню  ширину необрізної дошки В_Дош та обчисліть кількість рейок, відповідну цій ширині (з урахуванням ширини пропилу):

 

В_Дош =200 мм.

 

n  =  В_Дош   /  ( В_Р + b_П ) ,                              (4.28)

 

де В_Дош  – середня ширина дошки, мм;

n – середня кількість рейок, одержуваних з дошки;

b_П  – товщина пилки багатопилкового верстата (орієнтовно 3 мм).

N  =200/(46,6+3)=4,03

Коефіцієнт втрат  деревини при поздовжньому розкрої  необрізної дошки обчисліть за формулою:

 

Q_ПР = 0,9 (Н_Р / Н_Дош) (В_Р / (В_Р + b_П)) ((n-0,5) /n ) ,        (4.29)

 

де Q_ПР – коефіцієнт використання  деревини при поздовжньому розкрої дошки.

Q_ПР = 0,9 (29/ 28)(46,6/(46,6+3))((4,03-0,5)/4,03)=0,67

 

Перший множник у  цій формулі характеризує відходи  у обзольну рейку, другий – втрати внаслідок округлення товщини дошки, третій – відходи у стружку, четвертий – відходи у збігову рейку.

Обчисліть об’єм необрізних дощок для виготовлення щита:

 

V_Дош = V_Р  / Q_ПР   ,                                       (4.30)

 

де V_Дош – об’єм необрізних дощок, м³.

V_Дош =0,010/0,67=0,014

Загальний коефіцієнт використання деревини Q обчисліть як добуток коефіцієнтів використання деревини при окремих технологічних операціях (у наступній формулі враховані тільки ті операції, при виконанні яких мають місце втрати деревини):

 

Q= Q_С Q_ПР Q_ВД Q_ДК Q_ДШ Q_РК Q_ЩК Q_ЩШ Q_ЩФ   .                (4.31)

 

           Q=0,94*0,67*0,67*0,77*0,93*0,74*0,89*1*0,93=0,18

 

5 Вибір обладнання, інструментів та режимів обробки

 

5.1 Вибір обладнання  та інструментів

Таблиця 5.1 – Швидкості  різання деревини круглими пилками

Матеріал	Швидкість різання деревини, м/с
М’яка деревина	50 – 90
Тверда деревина	50 – 80
Клеєні матеріали (брус, щит)	60 – 80
ДСП	60 – 80
ДСП ламінована	40 – 60
MDF	30 – 60

 

Таблиця 5.2 – Подача на зуб круглої пилки залежно  від матеріалу

Різновид деревини, вид різання	Подача на зуб, мм
М’яка деревина, поздовжнє  пиляння	0,2 – 0,3
М’яка деревина, поперечне  пиляння	0,1 – 0,2
Тверда деревина	0,06 – 0,15
ДСП	0,1 – 0,25
ДСП ламінована	0,05 – 0,1
Фанера	0,05 – 0,12

 

Таблиця 5.3 – Швидкості  різання деревини фрезами

Матеріал	Швидкість різання деревини, м/с
	Швидкоріжуча сталь	Твердий сплав
М’яка деревина	50..60	60..90
Тверда деревина	40..60	50..80
ДСП	–	60..80
MDF	–	30..50

 

Таблиця 5.4 – Подача на зуб при фрезеруванні

Різновид обробки	Подача на зуб, мм
Чорнова обробка	0,8..1,5
Чистова обробка деревини твердих порід	0,6..0,8
Чистова обробка деревини м’яких порід	0,4..0,6

 

5.2 Вибір круглої пилки та режиму різання

Freud, LM 070200 Пила для многопильных станков

D=250, B=5,5, b=4,0, d=30, z =20+4. Отверстие 70, шпонкой 21,5. Максимальная глубина реза 50. Угол резания -20⁰. Пила покрытая тефлоном с вырезами на корпусе для уменьшения шума. Пила плечевая: монтируется на направляющей стороне многопильного станка. Необходимо для обеспечения хорошего действия в отношении боковых толчков, выполняемых досками.

Оберіть швидкість різання  деревини, користуючись таблицею 5.1.

Обчисліть розрахункову частоту обертання пилкового  валу, виходячи з обраної швидкості  різання деревини:

 

,                                                  (5.1)

 

де  – розрахункова частота обертання пилкового валу, 1/с;

D – діаметр пилки, м;

 – рекомендована швидкість різання, м/с.

1/с,

З ряду можливих частот обертання пилкового валу, наведених у технічній характеристиці верстата, виберіть найближчу до розрахункової частоти. Перевірте, чи ця частота не перевищує максимально допустиму частоту обертання пилки.

Визначте фактичну швидкість  різання деревини:

 

,                                                  (5.2)

 

де V – швидкість різання, м/с;

f – частота обертання валу.

Оберіть подачу на зуб  пилки, користуючись таблицею 5.2.

Обчисліть відповідну швидкість подачі:

 

,                                                (5.3)

 

де  – швидкість подачі, м/с;

Z – кількість зубців.

Використовуючи вибране значення подачі на зуб, визначте питому роботу різання відповідно до таблиці Д.5.

Обчисліть загальний  поправочний коефіцієнт за формулою:

 

,                                (5.4)

де  - поправочний коефіцієнт на породу деревини;

- поправочний коефіцієнт на  вологість;

- поправочний коефіцієнт на  затуплення зубців пилки;

- поправочний коефіцієнт на  кут різання;

- поправочний коефіцієнт на  швидкість головного руху різання;

- поправочний коефіцієнт на  товщину матеріалу.

Значення часткових  поправочних коефіцієнтів наведені у додатку Д.

Ширину пропилу  для пилки (та для внутрішніх пилок багатопилкового верстату) визначте за каталогом.

Потужність різання для однієї пилки обчисліть за формулою

 

 ,                                        (5.5)