Порядок проектирования технологических потоков

1. Принципы дифференциации и укрупнения

2. Виды операций и их состав

3. Порядок проектирования технологических потоков

4. Типовые технологические процессы Задача Литература

1. Принципы дифференциации и укрупнения Одним из основных принципов построения технологического процесса является принцип совмещения технических, экономических и организационных задач, решаемых в данных производственных условиях. Технологический процесс должен безусловно обеспечить выполнение всех требований к точности и качеству деталей и изделия в целом, предусмотренных чертежами и техническими условиями, при наименьших затратах труда и минимальной себестоимости. Обычно существует несколько вариантов обработки деталей, одинаково удовлетворяющих требованиям чертежа и техническим условиям, но стоимость, обработки различна. Для заданных условий и масштаба производства следует выбрать тот вариант, который наилучшим образом удовлетворяет указанным выше требованиям. Выбор оптимального варианта технологического процесса требует в ряде случаев расчета экономической эффективности и сравнения экономичности вариантов обработки.

При проектировании технологических процессов механической обработки исходными являются следующие данные: программное задание; чертежи и технические условия на изготовление и приемку изделия; вид заготовки, зависящий от размера партии, материала, Геометрической формы и размера детали и др.

Существуют два случая разработки технологических процессов. Первый, когда для производства машин проектируются новые заводы или цехи завода и, следовательно, свободен выбор оборудования, производственных площадей и прочих технических средств, составляющих производственный процесс.

Второй, наиболее распространенный, когда на базе действующего завода с учетом технической оснащенности организуют производство нового изделия. В этом случае разработка технологии изготовления подчинена конкретной производственной обстановке.

Разработка технологических процессов ведется по следующему плану.

1. Знакомятся с назначением изделия, изучают чертежи деталей и технические условия на их изготовление.

2. Выбирают способ получения заготовки для деталей в зависимости от размера партии и материала. Определяют размеры припусков на обработку.

3. По чертежам деталей определяют базирующие поверхности (черновые и чистовые), по которым будет производиться крепление детали. Назначают первую исходную операцию, используя правило черновых баз.

4. Последовательность и характер операций определяются конфигурацией, точностью и классом шероховатости обрабатываемых поверхностей, заданных по чертежу детали.

В большинстве случаев обработку заготовки целесообразно производить в несколько операций:

а) черновая обработка, при которой снимают основную часть общего припуска;

б) получистовая и чистовая обработка, при которой обеспечивается в основном заданная точность;

в) отделочная обработка, при которой обеспечивается требуемый класс шероховатости поверхности и точность формы и размеров детали.

5. Для каждой операции выбирают станок, приспособление, режущий, вспомогательный и измерительный инструменты, охлаждение с учетом количества одновременно обрабатываемых деталей.

6. Для каждого перехода определяют расчетные размеры обрабатываемых поверхностей, число проходов и режимы резания.

7. Для каждого перехода нормируют основное технологическое (машинное) и вспомогательное время и др.

Разработка технологических процессов механической обработки для массового и крупносерийного производства ведется двумя методами: концентрацией и дифференциацией операций.

Концентрацией операций называется соединение нескольких операций в одну, более сложную, а дифференциацией — расчленение операций на несколько более простых.

Обработка заготовок набором фрез, обработка на многошпиндельных станках, токарных автоматах и полуавтоматах, агрегатных станках выполняется по методу концентрации операций.

На ведущие детали рекомендуется разработать 2—3 варианта технологического процесса, чтобы определить наиболее экономичный при заданных условиях обработки.

Разработка технологического процесса представляет собой сложную комплексную задачу, для которой характерна многовариантность возможных решений. Выбор наилучшего решения для конкретных условий является важным условием повышения эффективности производства и его совершенствования. Выбранный оптимальный вариант технологического процесса должен осуществляться в конкретных условиях производства в кратчайшие сроки с минимальными потерями материальных и трудовых ресурсов и обеспечивать в дальнейшем минимальную трудоемкость и себестоимость, при стабильном высоком уровне качества продукции.

2. Виды операций и их состав Структура технологического процесса Технологический процесс изготовления деталей из древесины и сборки их в готовые изделия разделяется на несколько частей:

обработку деталей и узлов;

склеивание древесины;

сборку узлов и изделий;

отделку;

гидротермическую обработку.

Обработку деталей и узлов почти всегда выполняют машины-орудия, а сборку узлов и изделий в основном осуществляют вручную. Склеивание древесины при изготовлении щитов или фанеровании должно сопровождаться определенной выдержкой во времени, необходимой для схватывания клея. Отделка также требует дополнительного времени для высыхания наносимых покрытий. В настоящее время автоматизируются главным образом процессы механической обработки деталей и узлов из древесины.

В машинном технологическом процессе различают рабочие процессы, а также процессы управления и контроля.

К рабочим процессам относят действия, направленные непосредственно на выполнение данной технологической задачи. К процессам управления и контроля относят действия, обеспечивающие правильное протекание рабочих процессов.

Технологический процесс обычно состоит из ряда отдельных операций.

Операцией принято называть часть технологического процесса, выполняемую на определенном рабочем месте, станке или узле станка до перехода к обработке следующей детали. Обычно технологический процесс разбивается па операции таким образом, чтобы выполнение каждой из них разрешало бы определенную технологическую задачу, например разделение материала по длине на ряд заготовок, образование Оа тмт) поверхности, строгание в размер, выработку шипов и т.м.

Операции, повторяющиеся при обработке каждой детали, т. е. при каждом цикле работы оборудования, называют цикловыми.

Операции разделяются на основные и вспомогательные.

К основным относятся операции, непосредственно дающие технологические результаты, например резание, гнутье или склеивание древесины, а к вспомогательным — все прочие операции, необходимые для выполнения данного процесса, например загрузочно-разгрузочные, транспортные, операции контроля и управления.

Время, необходимое для выполнения основных операций на станках, называют основным технологическим или машинным. У станков, в которых режущий инструмент или деталь перемещается прерывисто, машинное время складывается из длительности рабочего хода обрабатывающего рабочего органа или детали и длительности холостого хода.

Рабочие процессы включают:

собственно рабочие операции, при которых инструмент непосредственно воздействует на обрабатываемую заготовку;

загрузочно-разгрузочные операции, т. е. загрузку, установку, направление и крепление заготовки перед обработкой и разгрузку, раскрепление и съем заготовки после обработки;

транспортные операции, называемые также переместительными, при которых заготовки или рабочие органы перемешаются от одной технологической операции к другой;

операции обслуживания рабочего места, которые не входят в состав каждого цикла работы оборудования и называются внецикловыми.

Процессы управления и контроля включают:

операции рабочего управления, выполняемые для соблюдения определенной последовательности перемещения обрабатываемой заготовки или рабочих органов, а также для автоматического поддержания установленных режимов (автоматического регулирования);

настроечно-регулировочные (наладочные) операции управления, выполняемые предварительно для настройки процесса соответственно заданным требованиям по размерам обработки, допускам, качеству изделий, производительности и т. п.;

контрольные операции, выполняемые для проверки качества, сортировки и подсчета изделий, а также для проверки состояния и положения обрабатываемых заготовок или рабочих органов.

Операции рабочих процессов принято разделять на переходы, проходы, установки и позиции.

Проходом называется часть операции, ограниченная снятием одного слоя материала с одной и той же поверхности объекта и производимая без изменений установки рабочих органов станка, например при фуговании, шлифовании материала, строгании на рейсмусовом станке и т. п.

Установкой называется часть операции, выполняемая без освобождения и повторного закрепления заготовки. Например, при однократном закреплении два гнезда высверливаются на сверлильно-пазовальном станке за одну установку, а при двукратном закреплении — за две установки.

Позицией называется часть операции, выполняемая без изменения положения детали относительно станка, т. е. без освобождения ее от зажима.

Содержание операций и их составных частей, а также последовательность операций для данного объекта обработки не остаются постоянными и зависят от технических требований на изделие, обрабатываемого материала, методов обработки и организации производства.

Особенности технологии механической обработки древесины.

Легкая обрабатываемость древесины. Незначительная (сравнительно с металлом) сопротивляемость древесины резанию дает возможность обрабатывать ее при значительной протяженности контакта режущего инструмента с материалом и применять высокие скорости резания и подачи. В связи с этим деревообрабатывающие станки по сравнению с металлообрабатывающими отличаются относительно простой кинематикой и весьма высокой производительностью.

Сравнительно небольшие усилия, необходимые для резания древесины, обусловливают также упрощение устройства станков, в том числе базирующих и удерживающих органов.

Простота форм и небольшой вес деталей. Преобладающая часть деталей из древесины отличается простотой форм и небольшим весом. Это облегчает установку, базирование, закрепление и подачу заготовок в станке и их перемещение от одного станка к другому. Так как автоматизация машинных технологических процессов часто зависит от степени механизации транспортных операций, то эта особенность механической обработки древесины имеет особо важное значение.

Пониженные требования к точности обработки.

В связи со способностью изменять свою форму и упругостью требования к точности механической обработки древесины значительно ниже, чем металла. Это облегчает стабилизацию технологического процесса и упрощает контрольно-измерительные устройства.

Преимущественное распространение проходной обработки.

При механической обработке древесины в основном практикуется сквозное перемещение детали мимо вращающегося режущего инструмента. Такая схема обработки получила наименование проходной. Она дает возможность использовать наиболее простую конструкцию транспортных устройств и вести обработку одновременно несколькими инструментами, что повышает производительность станка.

Таким образом, в самих приемах обработки деталей из древесины заложен принцип поточности, дающий возможность осуществить автоматизацию процесса наиболее простыми средствами.

Большой удельный вес вспомогательных операций. Высокие скорости обработки древесины значительно снижают длительность основных операций. Когда вспомогательные операции, например загрузка и выгрузка деталей на станке, не совмещены с основными, их удельный вес увеличивается. Это препятствует снижению общего циклового времени обработки, т. е. повышению производительности станка, и таким образом сводит на нет экономический эффект, достигаемый в результате сокращения продолжительности основных операций. Поэтому наиболее целесообразно основные и вспомогательные операции совмещать во времени.

Неоднородность структуры (анизотропность) древесины. Обработка древесины против направления волокон часто вызывает сколы, особенно при выходе режущего инструмента из обрабатываемого материала, когда естественный подпор волокон оказывается меньше усилия резания. Неоднородность структуры древесины отражается также на усилии резания. Эта особенность механической обработки древесины в некоторых случаях вызывает необходимость соответствующего регулирования режимов обработки, например, при фрезеровании. Увеличение скоростей резания и усовершенствование режущего инструмента, а также направляющих, прижимных, подающих и других устройств современных станков позволяют уменьшить или совершенно устранить сколы по волокнам древесины.

Высокая скорость процессов обработки. Эта особенность обусловливает повышенные требования к подвижным рабочим органам станка, особенно к прерывисто перемещающимся органам. В ряде случаев в связи с этим необходимо применять специальную аппаратуру, которая давала бы возможность увеличить число включений в единицу времени.

Основные преимущества автоматизированного производства Автоматизация производства повышает производительность труда рабочих и облегчает их труд. Кроме того, она дает возможность улучшить условия труда, сократить длительность производственного цикла и необходимые производственные площади, обеспечить ритмичность процессов, повысить качество и снизить себестоимость продукции.

Повышение производительности труда. Производительность труда рабочих на автоматизированных производствах повышается в результате автоматизации загрузки заготовок и выгрузки обработанных деталей, соединения в единый комплекс ряда основных технологических операций, автоматизации контроля, регулирования, транспортировки материала и т. п.

Благодаря характерной для автоматизации концентрации обработки значительно увеличивается количество рабочих органов машин, обслуживаемых одним рабочим, повышается производительность его труда. Современные автоматические машины или системы машин выполняют сложный комплекс операций технологического процесса без непосредственного участия человека. Таким образом, при автоматизации высвобождается значительное число рабочих. При капитализме это приводит к росту безработицы и ухудшению материального положения рабочих. В условиях планового социалистического хозяйства повышение производительности труда в результате автоматизации является источником роста материального благосостояния народа и сокращения продолжительности рабочего дня. Высвобождаемые рабочие кадры используются на других предприятиях.

На разных процессах производительность труда повышается неодинаково и зависит от степени концентрации обработки и непрерывности процесса. Чем выше концентрация обработки и больше степень непрерывности процесса, тем выше производительность труда. Наивысшая производительность труда рабочих достигается при комплексной автоматизации производства.

Облегчение труда рабочих. В автоматизированном производстве человек лишь настраивает автоматическую систему машин на нужный режим обработки, следит за состоянием механизмов и рабочих органов машины, обеспечивает ее загрузку заготовками и наблюдает за правильностью работы всех механизмов по приборам. Благодаря автоматизации производства труд рабочего приближается к труду инженерно-технического персонала.

3. Порядок проектирования технологических потоков Проектирование нового или реконструкция действующего производства и организация системы управления — сложная производственная задача, от правильного решения которой зависит устойчивость предприятия в рыночных условиях, а также возможность его развития.

Под производством понимают один из четырех видов операционной деятельности (производство, транспортировка, сервис и поставка готовой продукции), направленный на преобразование исходного сырья и материалов в продукцию с ее последующей реализацией.

Производство продукции реализуется на разных предприятиях, которые можно классифицировать по многим признакам, в том числе:

— по объему производства или размеру: малые, средние, крупные;

— по отраслевой принадлежности: лесозаготовительные, лесопильно-деревообрабатывающие, целлюлозно-бумажные, мебельные и др.;

— по широте производственного профиля: специализированные и диверсифицированные;

— по организационно-правовой форме: ОАО, ЗАО и др.

Специализированные предприятия выпускают конструктивно и/или технологически однородную продукцию, например, только пиломатериалы, только фанеру или только корпусную мебель.

Диверсифицированные предприятия изготавливают не один товар, а несколько видов с использованием как одного, так и нескольких видов исходного сырья и материалов. В лесоперерабатывающей отрасли широко распространена как прямая, так и обратная диверсификация на базе одного ресурса: древесины.

Под прямой диверсификацией понимают развитие производства с расширением ассортимента продукции путем углубления степени переработки древесины. Например, на базе специализированного лесопильного завода создается цех по изготовлению клееных брусков и балок, что позволяет повысить эффективность производства. Обратная диверсификация предполагает развитие производственного процесса вниз по технологической цепочке, например, организацию на лесопильном заводе лесозаготовительного цеха, что позволяет снизить транзакционные издержки.

Согласно представленной классификации, на первом этапе бизнес-планирования необходимо наметить вид и объемы производства готовой продукции с определением последующих направлений развития предприятия.

Каждое предприятие является элементом системы экономических отношений страны и представляет собой сложную производственную систему, набор элементов которой зависит от размера предприятия, его организационно-правовой формы и других факторов.

В основу производственной системы положены производственные процессы, под которыми понимают совокупность трудовых и естественных процессов, в результате которых сырье и материалы преобразуются в готовую продукцию; экономическая сущность этих процессов — создание добавочной стоимости. Чем глубже степень переработки сырья, тем выше добавочная стоимость.

На специализированных лесопильных заводах реализуются обрабатывающие производственные процессы с разными объемами партии предметов труда. На диверсифицированных лесопильно-деревообрабатывающих предприятиях могут реализовываться и заготовительные (валка леса), и обрабатывающие (лесопиление, сушка пиломатериалов, механическая обработка пиломатериалов и др.), и сборочные (например, сборка оконных блоков) процессы.

Основой производственного процесса являются технологические процессы, в результате выполнения которых изменяются форма, размеры и/или свойства предметов труда. Так, например, операция раскроя пиловочника на пиломатериалы направлена на изменение его формы и размеров, а операции сушки и пропитки древесины — на изменение свойств древесины.

Одна из основных характеристик производственного процесса — продолжительность цикла выпуска продукции, от которой зависит производственная мощность предприятия.

Производственный цикл — это отрезок времени, необходимый для выполнения технологических операций, транспортирование предмета труда, контроль его качества и продолжительность хранения обрабатываемых материалов между операциями.

Так, производственный цикл выпуска сухих обрезных пиломатериалов включает в себя (при наличии сырья на складе) отрезки времени, необходимые для определения размерно-качественных характеристик пиловочника (сортирование и учет); транспортировки пиловочника к окорочному станку; окорки; транспортировки окоренного пиловочника к бревнопильному станку; раскроя пиловочника на пиломатериалы; транспортировки пиломатериалов на дальнейшую технологическую обработку (снятие обзола, торцевание); обработки пиломатериалов; транспортировки пиломатериалов к сортировочной линии (участку сортирования); транспортировки пиломатериалов к штабелеукладчику и формирования штабеля; загрузки пиломатериалов в сушильную камеру; сушки пиломатериалов; выгрузки пиломатериалов и их выдержки после сушки; сортирования, маркировки и упаковки сухих пиломатериалов. Основные затраты времени приходятся на сушку пиломатериалов.

Элементы производства классифицируют по способу формирования затрат.

Анализ цикла выпуска сырых пиломатериалов на лесопильном предприятии показывает, что их производство по классификационным признакам относится к простым, непрерывным обрабатывающим процессам с малой глубиной переработки сырья и невысокой добавочной стоимостью.

Все выпускаемые пиломатериалы транспортной технологической влажности; на участке окончательной обработки их сортируют по критериям качества. Технологическая щепа сортируется по назначению, а все древесные отходы используются в энергетическом производстве. Такой подход позволяет предприятию обеспечить экономически оправданные сроки окупаемости, но развитие производства затруднено, поскольку не обеспечивается создание такой высокой добавочной стоимости, как в производстве фанеры и плит с глубокой переработкой сырья.

Сложными процессами характеризуется производство изделий из древесины, например, оконных и дверных блоков, деревянных домов заводского изготовления.

Длительность производственного цикла сложных процессов определяется исходя из длительности циклов последовательно связанных простых процессов и перерывов между циклами.

Процедуры технологического проектирования лесопильного производства с обеспечением возможности его развития и диверсификации целесообразно проводить в следующем порядке:

? анализ сырьевой базы;

? анализ намечаемой к выпуску продукции на основе маркетинговых и технологических исследований;

? анализ типовых технологических процессов, передовой техники и новейшей технологии, организации работ, разработка вариантов индивидуальных технологических процессов и их анализ, выбор оптимального варианта технологического процесса;

? определение последовательности и содержания технологических операций;

? выбор типа бревнопильного потока и головного оборудования;

? расчет производственной мощности;

? анализ и разработка систем управления технологическими процессами;

? разработка технологических инструкций, выбор, обоснование и расчеты режимов обработки;

? выбор и расчеты необходимого количества инструмента и технологической оснастки;

? выбор и расчет потребности в транспортных средствах;

? расчет площадей рабочих мест, внутрицеховых складов, вспомогательных отделений цеха;

? разработка плана цеха с расположением оборудования;

? определение профессионального состава основных рабочих;

? расчет пооперационных норм выработки и норм времени;

? расчет норм расхода сырья и материалов;

? расчет среднего коэффициента сортности продукции;

? расчет норм расхода вспомогательных материалов.

? расчет необходимых объемов электроэнергии, пара, сжатого воздуха, топлива и воды на технологические нужды;

? установление критериев оценки качества технологических операций, полуфабрикатов и продукции;

? выбор и обоснование используемых методов и средств контроля размерных и качественных характеристик сырья и пилопродукции на соответствующих стадиях технологического процесса;

? разработка основ систем учета сырья и материалов;

? анализ основных видов брака и причин дефектов, разработка мер по недопущению возникновения дефектов;

? анализ трудоемкости и себестоимости продукции;

? анализ безопасности труда и окружающей среды.

Проектирование лесопильного производства невозможно без понимания породных и размерно-качественных характеристик древостоев, произрастающих в экономически доступных районах. Помимо параметров пиловочного сырья, для обоснования условий работы лесопильного производства должен быть определен качественный выход пиломатериалов из круглых сортиментов, зависящий от геоклиматических условий роста деревьев. Для выполнения анализа лесосырьевой базы в экономически доступном регионе необходимо определить: динамику изменения объемов лесосырьевой базы; эффективность использования расчетной лесосеки; возможности транспортной инфраструктуры.

Начинать анализировать надо с оценки количественных и качественных показателей лесного фонда в выбранном для проектирования регионе. Анализ следует выполнять на основе следующих факторов: породного состава, среднего запаса древесины на одном гектаре, среднего возраста насаждений, среднего диаметра пиловочника, текущего объема лесозаготовок, расчетного объема лесопользования и т. д. На следующем этапе необходимо определить структуру выпуска основных видов продукции из древесины в течение не менее пяти лет, предшествовавших началу проектирования, что позволит спрогнозировать условия работы предприятия, а также дать обоснование видов и объемов продукции, намеченной к выпуску. На основе статистической информации следует определить качественные характеристики пилопродукции в регионе проектирования, а также составить классификацию наиболее часто встречающихся пороков, снижающих качество пиломатериалов. По результатам статистических исследований выполняется окончательное обоснование требований к сырью и продукции лесопильного производства.

Одна из наиболее сложных задач проектирования технологии — обеспечение синхронизации работы оборудования (участков) производственного потока, которое описывается предложенным проф. Р. Е. Калитеевским уравнением синхронизации по участкам лесопильного предприятия:

Е₀ > Q^ок-бс < E₁ > Q^лц < E₂ > Q^кс< E₃ > Q^лооп… E_i > Qⁱ…,

где Q^ок-бс — производительность линии окорки и сортировки бревен;

Q^лц — производительность головного оборудования лесопильного цеха;

Q^кс — производительность сушильных камер;

Q^лооп — производительность линии окончательной обработки; Е₀, E₁, E₂, E₃ — емкости оперативных запасов сырья и пиломатериалов.

Для обеспечения работы лесопильного предприятия на заданном уровне необходимо создание оперативных запасов сырья и материалов между производственными участками, которые позволяют сформировать партии запуска предметов труда на обработку в установленных объемах. Назначение и вид запасов сырья и материалов различаются в зависимости от вида выполняемых производственных и технологических операций. Склад сырья Е₀предназначен для хранения поступающего пиловочника на лесопильном предприятии. Объем склада зависит от производственной мощности предприятия и должен быть достаточным для размещения в нем партий сырья с учетом сезонности заготовки древесины. Промежуточный склад для создания оперативного запаса Е₁ служит для накопления партии пиловочных бревен одного диаметра или относящихся к одной сортировочной группе, обеспечивающей работу лесопильного цеха на период работы, необходимый для накопления пиломатериалов заданного сечения в объеме полной загрузки одной или нескольких сушильных камер. Объем промежуточного склада зависит от критериев сортировки сырья, производительности сортировочной линии и мощности лесопильного цеха.

Габариты склада для размещения оперативного запаса Е₂ должны быть достаточными для того, чтобы разместить все пиломатериалы, вырабатываемые в лесопильном цехе, а также обеспечить их хранение до формирования партий запуска в объеме загрузки сушильных камер. Объем этого склада зависит от количества типоразмеров сечения в спецификации пиломатериалов, намеченных к выпуску, а также от производительности бревнопильного оборудования и сушильных камер.

В зависимости от количества типоразмеров сечения пиломатериалов необходимо определить объем склада для формирования запаса пиломатериалов Е₃, позволяющего обеспечить возможность кондиционирования и хранения высушенных пиломатериалов перед их сортировкой по заданным характеристикам. Объем такого склада зависит от способа сортировки и используемого оборудования.

Использование склада площадью менее расчетной приведет к снижению производительности лесопильного предприятия, поскольку невозможно обеспечить поточность производства, так как на каждом производственном участке ведется обработка разных по диаметру и сечению пиломатериалов и для этого необходимо выполнить настройку технологического оборудования в соответствии с этими параметрами пиломатериалов.

На основе сведений об объемах производства и состоянии ресурсной базы лесопиления в выбранном к проектированию регионе определяется тип бревнопильного потока, наиболее полно отвечающий условиям проектирования. Для повышения качества продукции на предприятии должны быть разработаны мероприятия, обеспечивающие контроль качества сырья и продукции. Головным оборудованием лесопильных цехов являются однооперационные или агрегатные бревнопильные станки разной комплектации.

Особое внимание должно быть уделено расположению оборудования (логистике перемещения материала по производственному потоку) в цехах (на участках) лесопильного производства. Исходными данными для разработки плана цеха с расположением оборудования по принятой технологии являются: принятые базовые размеры цеха; габариты и количество оборудования; размеры внутренних складов (оперативного и страховых запасов); вид транспортного оборудования и способы транспортирования предметов производства.

Обоснованный выбор конечной продукции (сырые или сухие, строганые или нестроганые пиломатериалы, столярно-строительный погонаж, клееная продукция из пиломатериалов), правильный расчет объемов производства исходя из имеющейся доступной лесосырьевой базы, выбор вида бревнопильного потока во многом определяют высокий уровень эффективности и развития производства.

4. Типовые технологические процессы Технология — это совокупность сведений о различных физико-механических, химических и других способах обработки или переработки сырья, изготовления полуфабрикатов и изделий.

Первичным видом сырья в деревообработке являются круглые сортименты от лесозаготовительных производств — пиловочник, шпальник, балансы, дрова и т. п., на базе которых выделились специфичные производства — лесопиление, шпалопиление, производство фанеры, плит, спичек.

Вторичным видом сырья в деревообработке являются пиломатериалы, фанера, плиты, на базе которых выделились производства — мебельное, лыжное, тарное, а также производство столярно-строительных изделий и комплектов деревянных домов.

Рациональность каждого технологического процесса оценивается эффективностью использования материала и производительностью труда. С целью упорядочения технологии изготовления, а также создания стабильности высокого качества выпускаемой продукции, в практике применяются операционные технологические режимы деревообработки и типовые технологические процессы, которые разработаны как справочные материалы для технологических и производственных служб предприятий на базе применения стандартизированного сырья и материалов, типовых оборудования, инструмента и измерительных приборов.

Изготовление изделий из древесины в настоящее время возможно в значительной степени механизировать. В зависимости от сложности детали и её размеров процесс обработки древесины отличается. Процесс изготовления включает в себя совокупность технологических и вспомогательных операций.

Сушка сырья перед запуском в производство — начальная стадия технологического процесса. Раскрой пиломатериалов возможно производить до или после просушки в зависимости от размеров деталей, которые будут производиться.

Черновые заготовки (отрезки нужных размеров) обычно проходят две стадии механической обработки. В первую стадию входит обработка заготовки с четырёх сторон по сечению и оторцовывание для придания правильной геометрической формы и точных размеров. После этого этапа получают чистовые заготовки. Следующая стадия формирует готовые детали, в неё входят формирование шипов, сверление отверстий, шлифование и т. д. Эти две стадии механической обработки проходят заготовки из цельной древесины. Составные детали проходят стадию склеивания или облицовывания перед окончательной обработкой.

Сборка изделий так же разделяется на ряд стадий. Первая — сборка деталей в сборочные единицы. Затем выверка размеров и снятие провесов. После производят общую сборку изделия. Отделка может производиться как до, так и после общей сборки изделия.

Технологические процессы деревообработки Важным фактором при изготовлении деталей при деревообработке является характер их сопряжения с другими деталями при сборке. Посадка — характер сопряжения деталей, который определяет прочность плотность или взаимную подвижность связанных деталей. Существует семь видов посадок: прессовая, тугая, напряженная, плотная, скользящая, ходовая и легкоходовая. Нормы посадок и допусков регламентированы ГОСТ 6449–53 «Допуски и посадки в деревообработке».

Дифференциация — деление операции на отдельные, более мелкие, самостоятельные операции, повышает производительность труда. На мелких же предприятиях сборку деталей может производить один рабочий или бригада на одном рабочем месте как одну операцию. Чем крупнее и сложнее операция, тем выше должна быть квалификация рабочего выполняющего операцию. Серийное, индивидуальное и массовое производство требуют различного деления операций, приспособлений, организации труда и оборудования.

При серийном или массовом производстве все производимые детали партии должны быть взаимозаменяемы. Точность изготовления должна быть очень высокого уровня, чтобы соответствующие детали одной партии при сборке заменяли друг друга без подгонки. На уровень точности влияют множество факторов: качество сырья, размер изделия, условия эксплуатации и т. д.

Изменение размеров деталей можно предупредить, выполняя следующие условия: сушка изделий производится до равновесной влажности (эксплуатационной влажности) в сушильных камерах

· при наличии соединительных элементов их влажность должна быть ниже эксплуатационной на 1−2%, что обеспечит уплотнение посадки

· обработка изделий должна производиться в помещении с температурой воздуха от 180 С до 230 С

· детали, которые увлажняются при облицовывании или склеивании должны подвергаться технологической выдержке до достижения равновесной влажности Не маловажную роль в точности и качестве изготовления деталей при деревообработке играет их правильное базирование на станке при обработке. Наиболее сложно базировать деталь для высверливания отверстий, так как данная операция требует большой точности. Для её выполнения при размещении на рабочей поверхности станка берется около шести точек опоры. Для закрепления детали в нужном положении используются специальные приспособления. Так же при базировании очень важна чистота размещаемого элемента и поверхности станка. Опилки и куски древесины повлияют на точность обработки негативным образом.

Для защиты деревянных изделий и конструкций применяют защитные пропитки для дерева.

Станки и оборудование для деревообработки Для изготовления большого ассортимента деталей из древесины используются обычно универсальные станки круглопильные и ленточнопильные (низкой точности, класса Н); продольно-фрезерные и фрезерные (средней точности, класса С); шипорезные, сверлильные и долбежные; токарные и шлифовальные. К станкам повышенной точности относятся станки (класса П) — рейсмусовые и шипорезные, к станкам особой точности (класс О) — станки-автоматы с числовым программным управлением. По мере износа точность обработки снижается.

Задача Рассчитать производительность и представить схему организации рабочего места фуговальных станков. Длина заготовки 2 м, число обрабатываемых сторон 2.

Фуговальные станки служат для выравнивания одной или двух плоскостей заготовки. Выпускают односторонние и двусторонние фуговальные станки с ручной и механической подачей. Фуговальные станки с ручной подачей предназначены для выравнивания одной из плоскостей заготовки (обычно пласти). На них последовательно можно обработать две плоскости — пласть и кромку. Рабочим органом служит вращающийся ножевой вал. Длина ножей определяет ширину фугования. Ножевой вал расположен между двумя плоскими столами. Высота этих столов изменяется в пределах 6 мм. Задний стол находится на уровне выступающих из вала режущих кромок ножей, а передний — ниже на требуемую толщину снимаемого с заготовки слоя древесины.

На двусторонних фуговальных станках одновременно можно обрабатывать две смежные плоскости заготовки — пласть и кромку и получать между ними прямой угол. Эти станки, кроме горизонтального ножевого вала, имеют вертикальный шпиндель, на котором крепится ножевая головка. Направляющая линейка состоит из двух частей. Передняя часть линейки подвижная, передвигается в горизонтальном направлении; от положения ее плоскости зависит толщина снимаемого слоя с кромки заготовки.

Возможный порок обработки на фуговальных станках — неплоскостность обработанных поверхностей. Ее легко обнаружить, сложив две заготовки обработанными поверхностями; между ними не должно быть просветов. Причинами этого порока обработки могут быть: непараллельность столов, непараллельность частей направляющей линейки, несоблюдение правил прижима во время обработки. На фуговальном станке нельзя обрабатывать заготовку до точных размеров детали по толщине и ширине.

Для придания точных размеров по толщине заготовки предназначен другой тип строгального станка — рейсмусовый.

Производительность станков А, шт/смена.

фуговальных

A = (uT/ml₃)K_PK_М,

где: и — скорость подачи, м/мин;

Т — продолжительность смены, мин;

z —, число одновременно обрабатываемых заготовок;

m — среднее число проходов заготовки при обработке, обычно при расчете принимается равным двум;

1₃ — средняя длина заготовок, м;

К_Р — коэффициент использования рабочего времени; Км — коэффициент использования машинного времени.

A = (0,3 * 480/2*2)0,9 * 0,8 = 25,92 шт/смена Схема рабочего места за станком

1 — станок деревообрабатывающий;

А — направление подачи доски;

Б — направление силы резания фрезы;

С — направление полета вырвавшейся доски;

Д — направление силы прижатия доски руками.

технологический древесина фуговальный станок

1. Тюкина Ю. П., Рыкунин С. Н., Шалаев В. С. Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства — М.: Лесная промышленность, 1986 — 280с

2. Петров А. К. Технология деревообрабатывающих производств — М.: Лесная промышленность, 1986 — 280с

3. Боровиков Е. М., Фефилов Л. А., Шестаков В. В. Лесопиление на агрегатном оборудовании — М.: Лесная промышленность, 1985 — 216с

4. Хасдана С. М. Справочник по лесопилению — М.: Лесная промышленность, 1980 — 424с.

5. Янушкевич А. А Технология лесопильно-деревообрабатывающего производства — Минск: Высшая школа, 1997 — 291с.

6. Отлев И. А., Штейнберг Ц. Б. Справочник по производству деревообрабатывающей — М.: Лесная промышленность, 1990 — 384с

7. Рыкунин С. Н., Шалаев В. С., Пименова С. И. Практикум по технологии лесопильно-деревообрабатывающего производства — М.: Лесная промышленность, 1983 — 120с.

8. Рыкунин С. Н., Кандалина Л. Н. Технология деревообработки — М.: ACADEMA, 2005 — 350с.

9. Бобров В. А. Справочник по деревообработке — Ростов на Дону: Феникс, 2002 — 320с.

10. Обзорная информация по теме: «Оборудование и новые технологии в лесопильном производстве» ПКТБМ «Минскпроектмебель», 2006 — 115с.

11. «Оборудование и новые технологии в деревообрабатывающем производстве» — Обзорная информация, 2006 — 250с.