Материал: Технология изготовления клееных деревянных конструкций

Технология изготовления клееных деревянных конструкций

Северо-Восточный федеральный университет

Инженерно-технический институт

Кафедра ТДО и ДК

РЕФЕРАТ

По дисциплине: конструкции из дерева и пластмасс

На тему: «Технология изготовления клееных деревянных конструкций»

Выполнил студент: гр. ПГС-10 -2

Босиков Андрей Анатольевич

Якутск 2014 г.

Введение

Древесина в строительстве становится все более часто используемым материалом, так как дерево является натуральным экологически чистым продуктом, взятым человеком из природы. Оно стало популярным у архитекторов, дизайнеров и современных покупателей благодаря своему симпатичному внешнему виду и приятным «теплым» качествам. Помимо этого, дерево является обновляющимся естественным не истощаемым ресурсом и одним из редких строительных материалов, которым предоставлен сертификат окружающей среды.

Улучшить и довести характеристики прочности, устойчивости к влаге, сопротивляемости горению древесины до уровня современных строительных требований, сохраняя при этом природные качества «теплоты» дерева, свойства «дышать» и внешней красоты - основная задача современной деревообрабатывающей промышленности. Ее решение во многом способствует использованию клееных изделий и конструкций.

Рис. 1. Клееный брус

1.        Требования безопасности при изготовлении деревянных клееных конструкций

1. Изготовитель деревянных клееных конструкций должен организовать работу всех служб предприятия и занятого в производстве персонала таким образом, чтобы обеспечить безопасность персонала в соответствии с требованиями промышленной безопасности.

. Изготовитель деревянных клееных конструкций должен обеспечить системный внутренний контроль за соблюдением требований безопасности деревянных клееных конструкций на стадиях их изготовления и хранения, а также перевозки, если ее осуществляет изготовитель деревянных клееных конструкций.

Контроль должен быть:

• комплексным, то есть учитывать все операции изготовления, хранения и перевозки деревянных клееных конструкций;

• регулярным, то есть осуществляться с заданной периодичностью;

• квалифицированным, то есть осуществляться профессиональными и ответственными исполнителями, обеспечивающими объективность контроля;

• конкретным, то есть оперировать прежде всего количественными значениями показателей, определяемыми приборными или инструментальными средствами;

• эффективным, то есть обеспечивать возможность оперативной корректировки контролируемых параметров;

• документально оформленным (актами, протоколами и т.п.).

3. Изготовитель деревянных клееных конструкций вправе применять регламентированные в установленном порядке методы контроля (испытаний, измерений) деревянных клееных конструкций, обеспечивающие требуемую оперативность и нормативную достоверность результатов контроля (испытаний, измерений).

. Изготовитель деревянных клееных конструкций должен обеспечить требуемую маркировку, упаковку и условия безопасного хранения деревянных клееных конструкций.

. Изготовитель деревянных клееных конструкций должен передать их потребителю инструкцию по безопасной перевозке деревянных клееных конструкций, если она осуществляется потребителем, по безопасному хранению деревянных клееных конструкций у их потребителя и по условиям безопасного применения и утилизации деревянных клееных конструкций.

6. Изготовитель деревянных клееных конструкций должен обеспечить их страхование на всех осуществляемых им стадиях существования деревянных клееных конструкций.

. Технология изготовления

Сушка пиломатериалов. Сушка включает в себя: формирование штабелей пиломатериалов, атмосферную сушку пиломатериалов до влажности 30...40%, камерную сушку при мягких режимах до конечной влажности 12%, кондиционирование высушенных пиломатериалов в течение 5 суток в температурно-влажностных условиях цеха для выравнивания влажности и уменьшения остаточных напряжений в древесине.

Рис. 2. Сушильная камера

Сушка производится в специальных аэродинамических сушильных камерах. Например аэродинамическая сушильная камера типа КСА-1. Сушильные камеры КСА-1 имеют машинное отделение со стороны электродвигателя, выполненное заодно с корпусом сушильной камеры. Вход в машинное отделение осуществляется через отдельную дверь. В машинном отделении установлен шкаф управления сушильной камерой. Электрооборудование сушильной камеры уже подключено к шкафу управления. Требует лишь подключить электропитание.

Механическая обработка пиломатериалов.

Рис. 3. Механическая обработка пиломатериалов.

Состав операций механической обработки чистовых заготовок и последовательность их выполнения. После первичной механической обработки черновых брусковых заготовок и после калибрования, склеивания и облицовывания щитовых заготовок получаем чистовые заготовки.

Далее чистовые заготовки проходят еще одну технологическую стадию механической обработки и превращаются в готовые детали.

Механическая обработка чистовых заготовок включает следующие операции: нарезание шипов и проушин, выборку гнезд и отверстий, профилирование (фрезерование) и зачистку поверхностей (циклевание и шлифование).

Порядок выполнения операций следующий. Обычно первая операция - нарезание щипов и проушин, так как при этом создаются новые установочные и сборочные базы, необходимые для точного выполнения операций по выборке гнезд и отверстий, по сборке деталей в сборочные единицы и изделия.

Следующие две операции - фрезерование и выборку продолговатых гнезд - можно менять местами. Если продолговатые гнезда выбирают на цепнодолбежном станке, то эта операция должна предшествовать фрезерованию, а если на сверлильно-пазовальном, то ее выполняют после фрезерования. Объясняется это тем, что при выборке гнезд на цепнодолбежном станке нередко появляются сколы у края гнезда в месте выхода из заготовки фрезерной цепочки. При дальнейшем фрезеровании этот дефект может быть ликвидирован.

Четвертая операция - высверливание круглых отверстий, и наконец, пятая - окончательная зачистка поверхностей.

Нарезание шипов и проушин. Шипы и проушины делятся на рамные и ящичные. Рамные шипы и проушины нарезают в брусках, соединяемых в рамки, ящичные - в дощечках и щитах, соединяемых в ящики. Технология и оборудование для нарезания рамных и ящичных шипов различные.

Общее для этих видов шипов - высокая точность обработки, так как боковые поверхности шипов и их заплечики являются сборочной базой. Этими поверхностями определяется положение поперечных брусков в рамке по отношению к продольным брускам и положение головки и задника ящика к боковым сторонам.

Особенно точным должно быть расстояние между заплечиками противоположных шипов бруска или щитка. Базирование заготовок при нарезании шипов особенно важно и сложно, так как требуется полная определенность положения заготовки в момент ее обработки.

Рамные шипы нарезают на одно- или двусторонних рамных шипорезных станках и на фрезерном станке с кареткой. В качестве режущего инструмента во всех шипорезных станках используют круглые плоские пилы и фрезы.

На шипорезных станках за один проход детали производится последовательно три операции торцовка деталей круглой пилой; образование проушины проушечным диском, закрепленным на вертикальном шпинделе; образование боковых граней шипа и его заплечиков двумя торцовыми подсечными фрезами, закрепленными соответственно на двух вертикальных шпинделях. Всего в одностороннем станке последовательно установлено четыре режущих инструмента.

Заготовки укладывают на каретку вплотную к упорной линейке. При зарезании шипа с первого конца заготовки торцы заготовок ориентируют по неподвижному упору, а при зарезании со второго конца - по откидному упору. Заготовки зажимают эксцентриковым зажимом. Подача заготовок на рабочие органы, расположенные последовательно друг за другом, осуществляется кареткой по направляющей.

Конструкцией станка предусмотрена возможность перемещения суппортов рабочих органов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что позволяет делать рамные шипы различных размеров.

На одностороннем шипорезном станке работает, как правило, один станочник и только при обработке больших заготовок - двое рабочих. Схема организации рабочего места у одностороннего шипорезного станка показана на рис. 4.

Рис. 4. Шипорезный станок

Производительность одностороннего шипорезного станка зависит от скорости подачи и количества деталей в одной закладке. Подсчитать производительность станка в штуках деталей в смену при нарезании шипов с двух концов можно по формуле

где Т - продолжительность смены, мин; υs - скорость подачи, м/мин; n - количество деталей в закладке; K1 - коэффициент использования рабочего времени станка, равный 0,9...0,95: К2 - коэффициент использования машинного времени станка, равный 0,5... ...0,6; l-длина рабочего хода каретки (принимается равной ширине закладки плюс расстояние между осями крайних шпинделей станка), м.

Приемы нарезания рамных шипов на односторонних шипорезных станках сходны с приемами торцовки заготовок на торцовочных станках с кареткой. Для зажима заготовок в каретке применяют винтовые, эксцентриковые или быстродействующие пневматические прижимы.

Рис. 5. Фрезерный станок по дереву

Шипы или проушины на одностороннем шипорезном станке можно нарезать по одному из следующих вариантов: все заготовки партии обрабатывают с одного конца с установкой их в каретке безупора; затем устанавливают упор, ограничивающий точную длину будущей детали, и обрабатывают все заготовки со второго конца; поочередная обработка заготовок с обоих концов с применением откидного упора: первый конец обрабатывают без упора, второй - по упору.

Более производительным является второй вариант, так как в этом случае станочник берет заготовку в руки один раз.

На двусторонних шипорезных рамных станках заготовку обрабатывают с обоих концов за один проход, так как режущие инструменты установлены с двух сторон.

Нарезать шипы можно и на с кареткой. Пачку точно оторцованных заготовок кладут на каретку.

После нарезания шипов на одном конце заготовки поворачивают на 180°, повторяют приемы базирования, прижима и подачи заготовок. Точность размера шипа по длине зависит от точности торцовки.

Наиболее часто встречающийся дефект при нарезании шипов - скалывание шипа у последней заготовки в закладке- пачке. Для предупреждения скола на каретку вдоль направляющей линейки впереди заготовок помещают подпорный брусок , который представляет собой ранее обработанную деталь. Брусок следует делать из древесины твердой породы.

Прямые ящичные шипы можно нарезать на одно- и двусторонних ящичных шипорезных станках, а также на фрезерном станке.

Принцип работы станков для нарезания прямых ящичных шипов заключается в следующем. На горизонтальный шпиндель насаживают двухрезцовые фрезы с калиброванными прокладками-кольцами между ними. Длина передней режущей кромки фрезы определяет ширину проушины, а расстояние между фрезами (высота прокладки) - толщину шипа. Дощечки-заготовки, уложенные пачкой на рабочий стол, подаются вертикально по направлению касательной к окружности резания инструмента.

На рис. 6 показан односторонний ящичный шипорезный станок TSK-15AG. На станине станка в подшипниках смонтирован горизонтальный шпиндель с фрезами. Шпиндель приводится во вращение от электродвигателя клиноременной передачей.

Станина имеет вертикальные направляющие для перемещения стола. Нижняя часть стола жестко соединена со штоком гидроцилиндра, которым стол перемещается вверх и вниз относительно фрезерного шпинделя. На столе укреплены подвижная линейка и две стойки с гидравлическими прижимами мембранного типа, которые могут перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях и поворачиваться вокруг оси. Привод фрезерного шпинделя сблокирован с верхним ограждением. В комплект станка входят также шкафе пусковой аппаратурой , шланги и органы  управления гидроприводом.

На станке TSK-15AG можно также нарезать зубчатые шипы. Станок обслуживает один рабочий. Порядок работы на станке следующий. Рабочий берет пачку дощечек или щитов, укладывает их на стол , базируя пластями на столе, кромками прижимая к линейке и  торцами к упору. Включает гидропривод прижимов, затем привод шпинделя и привод подъема стола. После зашиповки стол опускается, и освобождаются прижимы. Станочник переворачивает пачку дощечек на 180° и приступает к обработке второго конца.

Рис. 6. Односторонний шипорезный станок

После зашиповки всей партии дощечек при одной настройке станка приступают к зашиповке партии сопрягаемых дощечек. Для этого надо передвинуть вдоль шпинделя упорную линейку на толщину шипа или ширину проушины, так как на одной сопрягаемой дощечке шип начинается непосредственно от кромки, а на другой - на расстоянии от кромки, равном ширине проушины. Поступающие в зашиповку дощечки или щиты должны быть точно оторцованы и не иметь кривизны и крыловатости. В противном случае получится брак.

Организация рабочего места у одностороннего ящичного шипорезного станка такая же, как у одностороннего рамного шипорезного станка.

Для зашиповки заготовки останавливают напротив фрезерных головок, которые периодически перемещаются по вертикали по направляющим станины.

Двусторонний ящичный шипорезный станок обслуживают двое рабочих.

Фрезерование. Фрезерованием называется обработка материала вращающимися резцами при его поступательном движении. Обработка деталей на фуговальных, рейсмусовых и четырехсторонних продольно-фрезерных станках по существу также является фрезерованием, но в практике под фрезерованием принято понимать обработку прямых и криволинейных деталей с выборкой фальцев, пазов, гребней, калевок.

В зависимости от вида выполняемых работ применяют одно-, двух- или многошпиндельные станки с верхним или нижним расположением шпинделей, просто фрезерные или копировальнофрезерные станки.

Для фрезерования прямолинейных кромок применяют одношпиндельные фрезерные станки с нижним расположением шпинделя. Возможны следующие виды фрезерования прямолинейных кромок: плоское (выверка гладких кромок под плоскость) и профильное, которое может быть сквозным (по всей длине заготовки) и несквозным (на части длины заготовки).

Фрезерование криволинейных кромок может быть плоским и профильным, сквозным (по всему контуру заготовки) и несквозным (на части длины контура). При фрезеровании криволинейных кромок на фрезерных станках пользуются специальными приспособлениями - цулагами и упорными кольцами.

По конструкции цулаги могут быть самые разнообразные в зависимости от формы и размеров обрабатываемых заготовок и характера обработки. Цулаги изготовляются на столярно-мебельных предприятиях. Точность обработки деталей фрезерованием в основном определяется точностью изготовления цулаг.

Обработка щитов и сборочных единиц по наружному контуру почти не отличается от фрезерования криволинейных брусковых заготовок, при этом также применяют цулаги и упорные кольца.