книги из ГПНТБ / Куликов И.В. Технология изготовления и ремонта мебели по заказам населения учебник

Длительность выдержки давлением, температура плит и вели­ чина рабочего усилия регулируются в широких пределах и под­ держиваются на заданном уровне автоматически. Склеивание может производиться холодным способом. Холодный способ запрессовки (склеивания) может быть рассмотрен на примере использования многосекционного необогреваемого пресса фирмы Hernhner (ФРГ), применяемого при склеивании клеями холодного отверждения. Общая площадь прессования 2200X1300 мм. Нижняя установочная плита снабжена вальцами, которые облегчают загрузку и разгрузку пресса. Он оснащен конвейером, клеенамазывающими вальцами, рельсами с тележкой. Пресс имеет небольшую высоту загрузки. Верх­ няя плита пресса разделена на четыре равные секции, площадью 99x63,5 мм. Ход поршня 500 мм. Расстояние между плитами 1000 мм. В каждой секции плиты имеется манометр и автоматический счет­ чик времени.

Фанерование кромок щитов

Фанерование кромок щитов является технологически и техни­ чески не менее важной операцией, чем фанерование пластей. Фане­ рование кромок щитов может производиться различными способами: либо на позиционных фанеровочных шланговых ваймах с пневмати­ ческим прижимом, либо на проходных станках-автоматах и линиях. Фанеровочные шланговые, пневматические станки обычно снабжа­ ются контактным электронагревателем. Рассмотрим оба вида фане­ рования.

Как пример рассмотрим схему и конструктивное решение ф а н е ­ р о в о ч н о й ш л а н г о в о й п н е в м а т и ч е с к о й в а й м ы с электроконтактным обогревом. Электронагревательные ленты изготовляются из токопроводящих материалов, к концам которых подводится низкое напряжение от вторичной обмотки понижающего трансформатора. Обычно электронагревательная лента закрепляется на деревянном упорном и нажимном бруске, в зависимости от одно­ стороннего или двустороннего фанерования кромок и конструкции пневмоваймы. Между электролентой и бруском закладывается теп­ лоизолирующая прокладка. Привод ваймы выполняется обычно в виде упругой пневмокамеры, изготовляемой из прорезиненного пожарного рукава. Пневматические ваймы с электроподогревом просты в изготовлении и эксплуатации и безопасны при работе благодаря применению низкого напряжения. В производстве, по­ мимо вайм с гибкими контактными электронагревателями употреб­ ляют ваймы с жесткими нагревателями модели ФПК-2 (ВПКТИМ). Пневмоваймы с электроподогревом могут быть рекомендованы как

160

двух нагревателей, один из которых расположен поперек нижних ограничителей, а второй находится в положении противовеса

собратной стороны ограничителя. Ваймы изготовляют переносные

инастенные. Длина фанеруемых деталей бывает до 3100 мм. Расчет контактных электронагревателей ведется по следующей

схеме.

Общий расход мощности определяется из уравнения, кВт

^общ = WV+ Wa = Гд + (1ГТ+ r K+ w 3pn + win),

где Гд— полезная мощность, затраченная только на нагрев деталей; Wn— общие потери мощности в окружающую воздушную среду; WK— потеря мощности с кромок

нагревателя;

4. Полученные значения WR и Wn подставляют в общую формулу расхода мощности электронагревателя. Во всех случаях электро­ нагреватели необходимо изготовлять с регулятором температуры. Размеры нагревателей должны быть больше фанеруемой поверх­ ности по длине на 50—60 мм, по ширине — на 10— 15 мм. В качестве электронагревателёй применяют: латунь, бронзу (оловянно-фосфори­ стую), сталь углеродистую и сталь нержавеющую со средними зна­ чениями удельных сопротивлений соответственно: 0,095; 0,2; 0,3

и0,04 Ом-мм2/м.

5.Устанавливают силу тока, проход

щего через электронагреватель по формуле, А:

пневмовайм: нанесение на ленты клеевого материала, укладка по­ лос, загрузка и выгрузка — выполняются вручную, что дает малую производительность. В целях значительного повышения производи­ тельности труда, автоматизации и механизации процессов фанеро­ вания кромок щитов разработаны с п е ц и а л ь н ы е а г р е ­ г а т н ы е с т а н к и и л и н и и .

ВНИИДМАШ разработана линия форматной обработки и фанеро­ вания кромок щитов (МФК-1). Модель МФК-1 (рис. 55) может быть использована для форматной обрезки прямоугольных щитов и после­ дующего фанерования кромок с применением клеев-расплавов. Поря­ док работы линии следующий: щиты, зафанерованные по пласти, авто­

162

на фанеруемые кромки; прижим полос роликами; торцевание полос по длине для устранения свисающих концов; фрезерование полос по ширине для устранения свесов; шлифование фанерованной поверх­ ности.

В сосуде с горячим клеевым раствором электронагревом под­ держивают температуру 200° С. Благодаря этому высоковязкий клеевой раствор, приготовленный на основе синтетического кау­ чука, становится жидким и наносится тонким слоем. Во время прижима роликами клеевой раствор постепенно охлаждается и затвердевает. Автомат позволяет фанеровать детали и щиты шири­

производительностью и обеспечивает высокое качество фанеро­ вания.

Итальянская фирма «Штефани» разработала конструкцию станка «Б и м а т и к». Станок обеспечивает рабочее давление 5 ати, ско­ рость подачи 12,5—25 м/мин, расход клея 50—250 г/м2. Та же фирма разработала автоматическую линию «И б и м а т и к» для фанерова­ ния кромок щита. Автомат и линию используют на наших мебельных фабриках. Скорость подачи линии «Ибиматик»— 6—30 м/мин; ра­ бочее давление— 5 ати, температура— 160° С.

Щиты, фанерованные по пластям и кромкам, могут иметь отвер­ стия по пласти и по торцам щитов. Для сверления отверстий по пласти и кромкам рекомендуется линия сверления и присадки МСП-1. По­

С питателя щиты по одному автоматически подаются на транспортер сверлильно-присадочного горизонтально-вертикального станка. На рабочей позиции производится точное базирование щита относи­ тельно режущих инструментов с лишением щита всех шести степеней свободы, что осуществляется специальными пневмоустройствами. Сверление отверстий может быть последовательным и одновременным. После сверления отверстий щиты поступают на укладчик, где авто­ матически стопируются. Линия обрабатывает щиты по длине от 850 до 2000 мм; по ширине от 220 до 850 мм и по толщине от 16 до 32 мм.

При фанеровании из-за дефектов основы могут быть различные виды брака. Воздушные пузыри (чижи), образующиеся при фанеро­ вании вследствие местного непроклея или излишков нанесенного клея, устраняются смачиванием водой поверхности пузырей, над­ реза их в направлении волокон, ввода под фанеру клея и приглажи­ вания подогретым молотком. При избытке клея часть его удаляют через надрез.

164

Если клей просачивается и шпон приклеивается к прокладке, то на фанеруемой поверхности образуются вырванные или поврежденные места. Этот дефект можно устранить только заделкой, подобранной по текстуре и размерам. Кроме того, направление волокон заделки должно совпадать с направлением волокон детали. После удаления дефектного участка шпона на его место вставляют заделку и молот­ ком или электроприбором исправляют дефект. Если заделка по тех­ ническим условиям не допускается, то всю фанеру снимают и изде­ лие фанеруют вновь. Образовавшиеся на поверхности шпона не­ большие вмятины исправляют, распаривая это место горячей водой и затем приглаживая горячим утюгом. Если шпон частично отклеится, то его подклеивают так же, как и при чижах.

При склеивании тонким слоем клея или при слишком позднем наложении пресса, малом давлении, недостаточной выдержке в за­ прессованном виде и повышенной влажности основы может произойти отслаивание шпона, и тогда изделие необходимо фанеровать вновь. На местах перегибов поверхности возможны изломы шпона, для предупреждения этого на перегибах нужно смачивать наружную сторону шпона теплой водой.

При недостаточном давлении пресса на края детали вследствие неправильной укладки пачек шпон на краях будет отставать от основы. Если это отставание значительно и не может быть устра­ нено притиркой подогретым молотком, то нужно деталь перефанеровать, для чего предварительно с поверхности основы нужно тщательно счистить весь клей.

Преждевременная запрессовка пакетов, когда в клеевом слое много влаги, которая не успела еще испариться, может вызвать от­ слоение шпона в стыках фуг, что устранимо только перефанеровкой. Качество склейки зависит главным образом от толщины и равномер­ ности клеевого слоя и от величины и равномерности давления при запрессовке. Толщина высохшего клеевого слоя должна быть от 0,1 до 0,15 мм. Измерить эту толщину можно на линиях фуги. Чрез­ мерно тонкая пленка клея не обеспечивает прочного склеивания, излишне толстая также понижает прочность склеивания и вызывает коробление детали, так как усадка клея при высыхании больше усадки древесины; поэтому в процессе склеивания и фанерования необходимо строго контролировать количество и равномерность на­ несения клея, удельное давление при запрессовке.

О качестве фанерования можно судить по наружному виду фуги, которая должна быть тонкой, равномерной, без перерывов клеевого слоя. На фанерованной поверхности не должно быть отслоений, выпучин и пятен проступившего клея. Непроклей можно определить простукиванием поверхности шпона деревянным молоточком. В ме­ стах непроклея звук удара более глухой.

Путем осмотра фанерованных деталей выявляют и другие де­ фекты (пятна, трещины, отслаивания и пр.). Замеченные дефекты необходимо устранить, а если это невозможно, то детали перефанеровать.

165

§ 9. Г Н У Т Ь Е

Изготовление криволинейных деталей в производстве мебели, например стульев, кресел, диванов и других изделий, может быть достигнуто тремя способами: либо выпиливанием из доски, либо при помощи гнутья прямолинейных целых заготовок под определен­ ный заданный радиус кривизны детали R, либо из тонких планок

древесины или шпона с одновремен­

торые имеются при выпиливании криволинейных деталей из досок. Получение г н у т о к л е е н ы х деталей из шпона или планок малой толщины, по-видимому, является наилучшим способом изго­ товления криволинейных деталей. Этот способ не требует сложной гидротермической обработки и ' соответствующего оборудования, он исключает недостатки первого способа и обеспечивает рациональное использование древесины. Гнутоклееная деталь, склеенная из тон­ ких слоев древесины, более прочна, размеро- и формоустойчива по сравнению с деталью, изготовленной из целой массивной древесины. Теоретические предпосылки гнутья древесины подробно изла­ гаются в курсе «Сопротивление материалов». Они заключаются в сле­ дующем: если взять любое твердое тело, в частности брусок, тол­ щиной h и изгибать его на шаблоне с радиусом кривизны R (рис. 56, а), то в пределах упругих деформаций возникают нормальные к попереч-

166

ному сечению растягивающие силы на внешней выпуклой стороне и сжимающие силы на внутренней (относительно шаблона) вогнутой стороне; между ними находится нейтральный слой — место, где нор­ мальные напряжения равны нулю. При равенстве растягивающих и сжимающих напряжений нейтральный слой будет проходить через середину сечения бруска. Однако у древесины предельная деформация растяжения составляет 1—2%, а предельная деформация сжатия значительно больше— 15—25%. Таким образом, при изгибе бруска из древесины предельная деформация растяжения будет почти в 15 раз меньше предельной деформации сжатия. Этим и объясняется, что при свободном изгибе древесины разрушение происходит от разрыва наружных растянутых слоев, в то время как сжимающие слои изги­ баемого бруска испытывают лишь незначительные деформации сжа­ тия. Обозначив через Ер и Есж величину максимальной деформации растяжения и сжатия вдоль волокон, можем написать формулу взаи­ мосвязи между геометрическими параметрами изгибаемого бруска h, R, Ер и Есж, характеризующую предел бездефектного изгибания древесины,

h _ Ер — Есж

R1 — Есж

Всухом и холодном состоянии древесина обладает малой пла­ стичностью. При влажности сухой древесины 8 ± 2% и нормальной температуре отношение

h — 20 мм, допустимый при бездефектном гнутье радиус кривизны равен ^при-^- = -^ -^ 1600 мм. Естественно, такой способ гнутья

заготовок не применим при изготовлении мебели.

Для придания древесине большей пластичности для получения необходимых при изготовлении мебели радиусов кривизны, заготовки, предназначенные к гнутью:

а) доводят до влажности, близкой к точке насыщения волокон — 25—30%. Заготовки сухие, имеющие перед гнутьем влажность менее точки насыщения волокон, увлажняются до влажности 25—30%; заготовки, имеющие перед гнутьем влажность выше 25—30% под­ сушиваются.

Пластичность древесины при доведении влажности до точки на­ сыщения волокон несколько повышается, однако, недостаточно. От­

ношение для этого случая будет равно

h 1 . 1 .

R ~ 60 ’ 50 ’

б) доводят заготовки, предварительно увлажненные до влаж­ ности точки насыщения волокон, до температуры (в центре заго­ товки) 70—80° С. Пластичность древесины при нагревании ее до

167

температуры в центре заготовки 70—80% повышается еще больше

Радиусы кривизны такого размера почти не встречаются при изго­ товлении мебели.

Увлажнением и нагревом заготовки достигается максимальная пластичность древесины. Дальнейшее снижение радиусов кривизны (при одинаковых толщинах заготовок) связано с применением ме­ таллических шин (рис. 56, б). Металлическая шина накладывается на растягиваемую сторону изгибаемой заготовки. Ее размеры рас­ считываются из условия принятия на себя части или всех растяги­ вающих напряжений. В этом случае древесина будет испытывать только сжимающее напряжение. Нейтральная линия будет про­ ходить между изгибаемой заготовкой и металлической шиной. Это возможно в том случае, если металлическая шина и изгибаемая за­ готовка будут в процессе гнутья составлять одно целое. При раз­ дельной работе шины и заготовки в заготовке будут возникать как деформации сжатия, так и растяжения, металлическая шина из ра­ боты выключается.

При увлажнении изгибаемой заготовки до точки насыщения волокон, нагреве до требуемой температуры 70—80° С и применении металлической шины отношение

Так, по И. И. Леонтьеву допустимые значения при гнутье

заготовок при увлажнении, нагреве и применении шины составляют

для бука, дуба, березы, ели и сосны соответственно -ipf',

-Yö 'i.-j j - В этом случае при h = 20 мм для заготовок из древесины

Если соотношение н для древесины бука и дуба обеспечивают

получение малых радиусов кривизны, необходимых при изготовле­ нии мебели, то для древесины хвойных пород — ели и сосны, полу­ ченные соотношения не позволяют получать малые радиусы кри­ визны. Для получения при гнутье заготовок из древесины мягких лиственных пород и хвойных пород малых радиусов кривизны во время гнутья производят упрессовывание древесины прессующим роликом, одновременно используют шаблоны с насечкой, что пол­ ностью ликвидирует возможность получения на вогнутой стороне заготовки больших опасных складок вследствие неравномерного сжатия древесины вдоль и малого сопротивления поперек волокон.

168

Способ гнутья криволинейных деталей из массивной древесины с по­ мощью увлажнения, нагревания и применения металлических шин с последующим гнутьем заготовок на заданный радиус кривизны в специальных шаблонах и высушивания загнутых заготовок до нормированной влажности называется г о р я ч и м . Горячий способ гнутья заканчивается выдержкой загнутых деталей для выравни­ вания напряжений и последующей механической обработкой для формирования из них готовых деталей. Однако горячий способ гнутья деталей весьма сложен, требует специального оборудования для увлажнения заготовок, пропарочных котлов для их нагрева, сушиль­ ных камер и гнутарного оборудования. Это побудило искать новые, более простые способы. Таким способом гнутья является так назы­ ваемое х о л о д н о е гнутье, получившее широкое применение в про­ мышленности при изготовлении гнутоклееных деталей мебели. Сущ­ ность этого способа вытекает из рассмотренных выше соотношений между толщиной изгибаемой заготовки h и радиусом кривизны R, из которых видно, что с уменьшением значения h уменьшается и величина R. Следовательно, если, например, взять толщину изги­ баемой пластины, равной 1 мм, то при отношении h : R = 1 : 80 допустимый радиус кривизны будет 80 мм, что полностью удовле­ творяет требования промышленности.

Если взять, например, 20 таких пластин, нанести на их поверх­ ность клеевой раствор, составить из них пакет, заложить в матрицу и с помощью пуансона под определенным давлением продержать до момента схватывания (полимеризация клея), то получится криво­ линейная заготовка толщиной примерно 22 мм с малым радиусом кривизны. Нанесенный на склеиваемые планки клеевой раствор частично увлажняет поверхностный слой древесины (или шпона), увеличивая тем самым в' известной мере ее пластичность. Закрепле­ ние требуемой кривизны получается, таким образом, в результате полимеризации клея.

Формирование криволинейных заготовок с помощью склеивания тонких пластин исключает сложные процессы гидротермической об­ работки, сушки заготовок и значительно увеличивает полезный выход древесины.

Основными операциями изготовления гнутоклееных заготовок являются: подготовка пластин из шпона, фанеры и тонких планок; нанесение на склеиваемые поверхности клеевого раствора; формиро­ вание пакетов; запрессовка пакетов, выдержка перед механической обработкой и формирование готовой детали путем обработки ее на дереворежущих станках. Формирование криволинейных деталей склеиванием с одновременным гнутьем производится либо обжимом в шаблонах или жестких пресс-формах, либо в шаблонах при по­ мощи стальной ленты, либо в автоклавах. Существуют и другие спо­ собы гнутья. Подготовка пластин из шпона, фанеры и древесины с нанесением клеевого раствора производится обычным способом и особых пояснений не требует.

Запрессовка с одновременным изгибанием пакета производится при помощи жестких пресс-форм, состоящих из матрицы и пуансона.

169