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

ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ ИЗДЕЛИЙ

Технологический процесс сборки изделия мебели — процесс довольно сложный и ответственный. От правильного и точного выполнения сборочных работ как при сборке узлов, так и всего изде­ лия в целом, зависит в значительной степени прочность изделия, его надежная работа в условиях эксплуатации.

и групп в изделия. Такая последовательность сборки должна обес­ печиваться рациональной конструкцией изделия и ее технологич­ ностью.

2. Организация узловой, групповой и общей сборки изделия на основе взаимозаменяемых деталей, изготовленных в соответствии с системой допусков и посадок в деревообработке и проконтролиро­ ванных при помощи рабочих, предельных калибров или другими автоматическими средствами контроля предельных размеров деталей

иузлов древесины.

3.Сборку сопрягаемых деталей в узлы необходимо производить на основе применения регламентированных прессовых, переходных

иподвижных посадок, установленных системой допусков и посадок

вдеревообработке.

4. Организация селективной сборки узлов, групп и изделий в целом на основе подбора деталей по начальной производственной влажности с учетом параметров той среды, в которой будет работать изделие в условиях эксплуатации.

Необходимо сочетать единство соблюдения как размерной, так и влажностной взаимозаменяемости, при этом единство должно относиться как к условиям производства, так и к условиям эксплуа­ тации.

При соединении сопрягаемых деталей с учетом начальной влаж­ ности подбор влажностей соединяемых деталей должен произво­ диться таким образом, чтобы влажность основной детали (отверстие, гнездо, проушина и др.) была выше начальной влажности присоеди­ нительной детали (вала, шканта, шипа и др.), и таким образом в условиях эксплуатации создавался бы дополнительно (к размерному натягу, задаваемому при сборке) влажностный натяг, уплотняющий и упрочняющий шиповое соединение и изделие в целом, обеспечива­ ющий тем самым более надежную и длительную эксплуатацию изде­ лия в условиях эксплуатации у потребителя.

281

Сборка деталей в узлы, деталей и узлов в группы, а групп в изде­ лия производится путем сопряжения парных поверхностей деталей, узлов. Поверхности пары деталей, по которым осуществляется их сборка, называются с о п р я г а е м ы м и п о в е р х н о с т я м и . Так, например, в соединении шкант—гнездо наружная поверхность шканта и внутренняя поверхность гнезда будут сопрягаемыми

предъявляются также и требования к степени шероховатости. Шеро­ ховатость регламентируется соответствующими классами. Поэтому при изготовлении взаимозаменяемых деталей они должны характе­ ризоваться заданными размерами, формой и чистотой сопрягаемой поверхности. В деревообработке сборочные сопряжения различают по форме и назначению.

1. По форме контактных поверхностей:

а) плоское сопряжение —- состоит из двух пар параллельных плоскостей, причем одна пара охватывает другую или примыкает к ней. В деревообработке плоское сопряжение имеет наибольшее распространение;

б) гладкое цилиндрическое сопряжение — состоит из двух охва­ тывающих одна другую цилиндрических поверхностей — наружной

ивнутренней. Как плоские, так и гладкие цилиндрические сопря­ жения в подавляющем большинстве нерегулируемые и с поверхност­ ным контактом. При этом взаимное соприкосновение происходит по значительной поверхности, например в соединении шип—гнездо

идр.

2.По назначению сборочные сопряжения можно разделить на три основные группы:

а) н е п о д в и ж н ы е н е р а з ъ е м н ы е сопряжения сохра­ няют неподвижность соединенных деталей в течение всего периода эксплуатации. Наглядным примером неподвижного неразъемного сопряжения могут служить различного рода столярные вязки на клею, в которых детали сопрягаются между собой с помощью раз­ личным образом сконструированных шипов и гнезд, соединяемых посредством клея;

б) н е п о д в и ж н ы е р а з ъ е м н ы е сопряжения исключают взаимное перемещение поверхностей в условиях эксплуатации. Од­ нако при таком способе сопряжения поверхности деталей хорошо разъединяются при ремонте. Примером таких сопряжений могут служить соединения карнизных коробок, рамок и щитов с боковой

282

стенкой. Эти соединения выполняются клиновыми, болтовыми и эксцентриковыми стяжками, а также непосредственно на болт;

в) п о д в и ж н ы е с о п р я ж е н и я предусматривают взаим­ ное перемещение сопрягаемых поверхностей относительно друг друга в заранее заданных пределах. Примером таких сопряжений могут служить сопряжения в системе дверь—проем, в котором дверь свободно входит и выходит из проема.

Кроме сопрягаемых поверхностей, в конструкциях изделий имеются и свободные несопрягаемые поверхности. По размерам и формам свободные несопрягаемые поверхности бывают весьма разно­ образны. Несопрягаемые поверхности, являясь составной частью изделия, должны иметь определенные размеры и форму.

Конструкции изделий из древесины состоят из деталей и узлов. Соединения узлов различны. В одних соединениях сопрягаемые элементы лишены какой-либо подвижности относительно друг друга, например шиповые соединения в системе шип—гнездо, в других они имеют заранее предусмотренную подвижность, например в соеди­ нениях дверь—проем, окно—проем, ящик—проем.

Степень взаимной неподвижности или подвижности собираемых сопрягаемых поверхностей относительно друг друга диктуется условиями работы соединений при эксплуатации. Соединение дета­ лей в узлы заключается в сопряжении одинаковой формы и размеров парных поверхностей, которые входят одна в другую (шип—гнездо, отверстие—вал, дверь—проем, ящик—проем и т. д.).

Характер сопряжения двух сопрягаемых размеров обусловли­ вается сборочной посадкой. С б о р о ч н о й п о с а д к о й назы­ вается характер сопряжения двух вставленных одна в другую сопря­ гаемых поверхностей, обеспечивающих в той или иной степени за счет разности сопрягаемых размеров свободу их относительного пере­ мещения или прочность неподвижного соединения. Посадка является весьма важным сборочным элементом при узловой и общей сборке изделий мебели.

§ 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКА СБОРОЧНЫХ ПОСАДОК

В системе допусков и посадок для деревообработки предусма­ тривается семь посадок: прессовая дПр, тугая дТ, напряженная дН, плотная дП, скользящая дС, ходовая дХ и легкоходовая дЛ. Эти посадки (рис. 85) полностью удовлетворяют все возможные случаи соединения деталей при сборке изделий из древесины.

Тугая, напряженная и плотная посадки являются переходными, которые в процессе сборки могут давать как зазоры, так и натяги. По мере перехода от тугой посадки к плотной натяги уменьшаются, а зазоры увеличиваются.

Скользящая, ходовая и легкоходовая посадки являются подвиж­ ными.

Схема расположения полей допусков и посадок в системе постоян­ ного отверстия для интервала номинальных размеров от 18 до 30 мм

283

показана на рис. 86. На схеме ясно виден характер изменений основ­ ной детали соединения — отверстия и присоединительной детали для всех запроектированных сборочных посадок.

Рис. 86. Схема расположения полей допусков и посадок в системе посто­ янного отверстия для трех классов точности для интервала номинальных размеров свыше 18 до 30 мм

Прессовая сборочная посадка

Особенностью прессовой посадки является наличие гарантирован­ ного натяга. Наименьший натяг этой посадки равен нулю. Прессовая посадка применяется в шиповых соединениях, требующих наиболь­ шей плотности и прочности. Посадка может быть применена в со­ единениях на клею и без клея. Прессовая посадка для сопрягаемых размеров, обрабатываемых по 2-му и 3-му классам точности, не предусматривается.

Переходные сборочные посадки

Т у г а я п о с а д к а — первая из переходных посадок. Она применяется в соединениях, к которым предъявляются высокие требования в отношении плотности и прочности, и в шиповых средин­ ных соединениях, где допускаются большие натяги, например в со­ пряжениях средних брусков с брусками обвязки дверных полотен,

всоединениях горбыльков с брусками обвязки оконных переплетов

идр.

Тугая посадка применяется для 1-го и 2-го классов точности обработки сопрягаемых размеров деталей в клеевых соединениях

ив некоторых случаях в бесклеевых разборных соединениях.

На п р я ж е н н а я п о с а д к а — вторая из класса переход­ ных посадок. Она применяется в соединениях, к которым предъяв­

286

ляются меньшие (по сравнению с тугой посадкой) требования в отно­ шении максимальных натягов и в которых можно использовать большие зазоры (например, в концевых соединениях деталей рамок различных конструкций, собираемых с помощью одинарных шипов).

П л о т н а я п о с а д к а — третья из класса переходных по­ садок. Применяется в соединениях, к которым по условиям эксплуа­ тации предъявляются еще меньшие требования в отношении натягов и в которых допускаются большие возможности в отношении исполь­ зования зазоров. Плотная посадка применяется в мебельном произ­ водстве и может быть рекомендована в шпунтовых соединениях, в концевых соединениях рамок, выполняемых с двойным шипом, и других соединениях как на клею, так и без клея с применением крепежных деталей.

Подвижные сборочные посадки

С к о л ь з я щ а я п о с а д к а — первая из подвижных посадок. Она широко применяется в различных соединениях, в которых со­ прягаемые элементы детали вставляются вручную или посредством легких ударов деревянного молотка. К таким соединениям можно отнести соединения в шпунт дна выдвижного ящика с его боковыми стенками, соединение дверных филенок с брусками обвязки и др.

Характерной особенностью скользящей посадки является то, что ее минимальный зазор равен нулю. Посадка предусматривается

смотренных системой допусков и посадок для деревообработки. Она широко применяется в мебельном и других деревообрабатыва­ ющих производствах, например в соединениях плоскостных конструк­ ций в системе дверка—проем и др.

Характерной особенностью ходовой посадки является наличие постоянного гарантированного зазора, обеспечивающего взаимную подвижность сопрягаемых поверхностей при всех вариантах исполь­ зования полей допусков основной и присоединительной деталей.

подвижных посадок. Основное отличие легкоходовой посадки от ходовой состоит в еще больших значениях запроектированных наи­ больших и наименьших зазоров, что и определяет ее применение в мебельном и других производствах.

Легкоходовая посадка имеет еще больший гарантированный зазор для обеспечения более свободного перемещения сопрягаемых поверхностей относительно друг друга даже при самом неблагоприят­ ном использовании полей допусков в условиях производства. Наи­ более широко применяется эта посадка при изготовлении простран­ ственных соединений, например, в сопряжениях ящик—проем и др.

287

§ з. м е т о д и к а п о дбо ра в за и м о за м е н я е м ы х д е т а л е й

ПРИ СБОРКЕ ШИПОВЫХ УЗЛОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ аш И СРЕДНЕЙ ВЛАЖНОСТИ 8%

Собирать сопрягаемые взаимозаменяемые детали путем селектив­ ной сборки по группам начальной производственной влажности из досок заготовок соответствующих влажностей можно несколькими способами. На рис. 87 показан способ сборки деталей по влажности, его можно условно назвать полярным, или симметричным. Способ этот предусматривает такой порядок сборки сопрягаемых деталей по влажности (например, высушенных со средней влажностью Wcp — = 8%), при котором собираются крайние, полярные влажности,

симметрично расположенные относительно средней влаж­ ности. Так, гнездовые детали из досок с влажностью 12% соединяются с шиповыми де­ талями, изготовленными из досок с влажностью 4 %; гнез­ довые детали с влажностью 11 % собираются с соответ­ ствующими шиповыми дета­ лями, имеющими влажность 5%, и т. д. Как видно из схемы, правая часть влажно­ стей и соответствующее им количество досок или загото­ вок идет на изготовление основных деталей соедине­

ния, имеющих отверстия, гнезда, проушины и др. В то же время левая часть влажностей и соответствующие им доски или заготовки предназначаются для изготовления шиповых деталей. Доски или заготовки, имеющие влажность, равную средней влажности досок или заготовок штабеля, идут на изготовление как основных, так и присоединительных деталей соединения. В этом случае формула со­

единения будет иметь вид Ws + Ws, т. е. одна половина досок или заготовок с влажностью 8% будет употреблена на изготовление основных (гнездовых) деталей, а другая — на изготовление присо­ единительных (шиповых) деталей соединения.

Предлагаемый выше способ соединения деталей по группам влажностей во всех случаях обеспечивает в различных условиях эксплуатации влажностный натяг, т. е. улучшает работу соединения путем дальнейшего уплотнения элементов сопрягаемой пары. Лишь в случае сборки деталей, изготовленных из досок или заготовок, влажность которых равна средней влажности партии, влажностный натяг будет равен нулю, т. е. соединение полностью сохранит первона­ чальную посадку и соответствующую ей запланированную прочность.

В условиях производства при селективной сборке деталей может возникнуть потребность в других сочетаниях деталей шиповых

288

соединений по группам влажности. Практически кривая фактиче­ ского распределения отклонений конечных влажностей высушен­ ных досок в большинстве случаев является ломаной. В этом случае рекомендуется следующий порядок построения схем сочетаний сопрягаемых деталей по группам влажности:

1. Предварительная сортировка досок (заготовок) высушенного штабеля по группам влажности. Доски сортируют в пределах целых чисел влажностей; определяется число досок (заготовок) по каждой влажности.

Рис. 88. Диаграмма подбора начальных влажностей (гнезда) и присоединительных деталей (шипа) соединений при практических кривых распределения конечных влаж­ ностей высушенных досок (заготовок) штабеля

2. Составление ведомости на партию высушенных досок (заго­ товок) с указанием групп влажностей и числа досок по каждой влажности.

3. На основе данных ведомости составление графика сочетания досок (заготовок) по группам влажности. На диаграмме (рис. 88) по оси ординат показаны влажности досок, предназначенных для изготовления основных, гнездовых деталей соединения, а по оси абсцисс—влажности досок (заготовок), предназначенных для изго­ товления присоединительных шиповых деталей. На рисунке пока-

заны, кроме того, прямые, характеризующие среднюю влажность (6; 7; 8; 9; 10; 11; 12%) досок (заготовок) в штабеле, высушенном в камерах с принудительной и естественной циркуляцией воздуха. Так, возможные сочетания по группам влажности деталей из досок, высушенных до средней влажности 6%, будут определяться следу­ ющим образом. Для примера возьмем основную (гнездовую) деталь соединения WA = 8%; требуется определить, с какой по влажности присоединительной шиповой деталью из той же партии досок она может сочетаться. Для этого из точки (на оси ординат), соответ­ ствующей влажности 8%, проведем линию, параллельную оси абс­ цисс, до пересечения с прямой Wcp — 6%. Из точки пересечения двух прямых опустим перпендикуляр на ось абсцисс; при этом пересече­ ние прямой с осью абсцисс образует точку, которая будет определять влажность присоединительной детали. Такой точкой является влаж­ ность 4%. Следовательно, искомая влажность присоединительной

детали будет 4%, а формула сочетания Wg + W%. Аналогично могут быть определены влажность присоединительных деталей для основ­ ных деталей с влажностью 7 и 6%. Этими влажностями будут 5 и 6%,

а соответствующие сочетания будут Wf + Wi\ Wg + Wg. Во всех случаях, кроме сочетания Wg + Wg предусмотрено образование

влажностных натягов. При сочетании Wg + Wg влажностный на­ тяг равен 0.

Сочетание сопрягаемых деталей шиповых соединений по группам начальной влажности зависит от средней влажности высушенного материала Wcp, точности работы сушильной камеры aw, начальной,

На диаграмме вверх и вниз от линии средних влажностей дре­ весины Wcp высушенной партии материала отложены вероятностные ряды начальных влажностей соединяемых на клею делянок или пла­ нок для различных значений aw— среднеквадратических отклоне­ ний конечных влажностей досок (заготовок) после сушки. Вверх отложены начальные влажности деталей, условно приравненные к основным сопрягаемым элементам шипового соединения, что со­ ответствует отверстию, гнезду, шпунту и т. д., в системе допусков и посадок в деревообработке; вниз — начальные влажности деталей, условно приравненные к присоединительным сопрягаемым элементам типового соединения, что соответствует валу, шипу и т. д.

В пределах каждой средней влажности древесины граничные параметры гистерезиса сорбции даны в виде прямоугольников для

линия прямоугольника показывает значение устойчивой влажности при высыхании в условиях эксплуатации Wy_в, а нижняя линия — значение устойчивой влажности при увлажнении Wy у. Подбор сопрягаемых деталей при селективной сборке шиповых соединений

290

19*

Рис. 89. Диаграмма WCp — q>—ow—WA— WB сочетаний начальных производственных влажностей сопрягаемых деталей при ра­ боте соединений в различных условиях эксплуатации при различных значениях Wcp, aw и ф