ТПАП

81

дающий пластику повышенные механические свойства и компенсирующий хрупкость смолы, и носитель декоративных свойств. Толщина его 1. 0-1. 6 мм, может быть гладким или имитировать текстуру древесины. Для изготовления ДБСП применяют бумагу плотностью 150г/м*2.

Конструкционные материалы из пластмасс.Технологический процесс изготовления деталей из пластмасс позволяет создавать изделия любой архитектурной формы, полностью использовать применяемое сырье (без отходов). Кроме того, применение пластмасс, дает возможность экономить древесные материалы, сократить трудозатраты, повысить производительность.

Недостатки: ограниченность ресурсов полимеров и их высокая стоимость.

5.2. Требования к изделиям из древесины:

Утилитарность - функциональная оправданность конструкции, ее полезность, целесообразность. Разновидностью утилитарных требований являются гигиенические требования (выборочное применение материалов и ограничение их контакта с человеком).

Технологичность - возможность применения при ее изготовлении современного оборудования и обеспечение поточности производства, создание минимума трудовых и материальных затрат.

Эстетические требования являются стороной социально-культурного аспекта. Изделия должны отвечать запросам разных потребительских групп населения, иметь современные архитектурные формы, решать вопросы пропорций и масштабности в интерьере, иметь широкую гамму цветовых решений.

5.3. Структурные элементы изделий. Обычно под изделием понимают предмет, обладающий вполне определенными потребительскими свойствами, годный для непосредственного использования. Однако, в современном производстве это понятие значительно шире. Например, изделием определенного предприятия могут быть детали, поставляемые другому предпри-

82

ятию. В общем виде структуру изделия можно представить следующим образом:

деталь

узел сборочная единица

изделие

Рис. 13. Структура изделия Деталь - элементарная часть изделия, изготовленная без применения

сборочных операций, до конца обработанная. Деталь может быть черновой или чистовой. Узел - соединение двух деталей. Сборочная единица - узел, полученный путем сборочных операций. В него могут входить детали, материалы и покупные изделия. Узлы могут быть простыми и сложными. Простые узлы, в состав которых не входят другие узлы. В сложные узлы входят узлы предыдущих ступеней.

Несмотря на большое разнообразие видов конструкций и назначения изделий из древесины, конструктивно они выполняются максимум из четырех видов элементов: брусков, рамок, щитов и коробок. Эти конструктивные элементы могут иметь разную степень сложности, т. е. могут представлять собой деталь, узел или сборочную единицу. Например, брусок может быть изготовлен из цельного отрезка древесины, а может быть склеен из 2-х и более частей.

Бруском обычно называют конструктивный простейший элемент, у которого ширина поперечного сечения не превышает двойной ширины, а длина в несколько раз превосходит ширину. Брусок может иметь различную форму сечения: прямоугольную, овальную, круглую, фигурную.

83

Щитом принято называть такой конструктивный элемент, ширина которого в несколько раз превышает толщину, а длина превышает ширину не более чем в 3 раза. Конструктивно щиты могут быть выполнены из массивной древесины путем склеивания брусков (делянок) по кромке или сборочными.

В производстве столярно-строительных изделий широко применяются полые щиты с заполнением. Эти щиты представляют собой рамку из массивной древесины, оклеенную с обеих сторон древесноволокнистой плитой или клееной фанерой. Внутренняя полость таких щитов заполняется обрезками реек, стружками, смешанными с клеем или специально изготовленным из бумаги и шпона решетчатым заполнителем.

Вмебельном производстве в настоящее время все щитовые детали в подавляющем большинстве изготавливают из древесностружечных плит.

Рамкой называют конструктивный элемент, образованный в простейшем случае соединением минимум трех брусков под углом. Рамки имеют широкое применение в производстве столярно-строительных изделий. Они могут быть различными по форме и по конструкции. Они собираются из брусков, выпилены из плитных материалов или спрессованы из проклеенной измельченной древесины.

Визделиях часто рамка снабжена заглушиной в виде щита, вставляемого в пазы по внутреннему периметру рамки. В этом случае рамку называют обвязкой, заглушину - филенкой, а конструкцию - филенчатой.

Коробки представляют собой разновидность рамок. Они изготавливаются из широких брусков или щитов, соединенных под углом друг к другу, коробки являются составной частью оконных и дверных блоков, широко используемых в мебельном производстве для формирования опор, ящиков и корпусов.

84

5.4. Правила конструирования изделий.

При разработке конструкции какого-либо изделия, необходимо учиты-

вать требования, которые к нему предъявляются; материал, из которого оно будет изготовлено; и условия, при которых оно будет эксплуатироваться.

Для изделий из древесины, сложность конструирования заключается в том, что при неизбежном изменения размера и формы отдельных деталей и узлов изделия в условиях эксплуатации, оно должно оставаться практически неизменным по форме и прочности.

Здесь надо помнить такие свойства древесины, как ее гигроскопичность и анизотропность.

Также при изготовления любого изделия необходимо обеспечить минимальные материальные и трудовые затраты. Освоение новой конструкции изделия не должно приводить к коренной ломке технологии, приобретению дорогого оборудования и дефицитных материалов.

Вышеназванные особенности древесины и требования к изделиям из нее вызывают необходимость соблюдения определенных правил конструирования.

Общие правила конструирования, предложенные Н. А. Михайловым.

Первое правило конструирования изделий из древесины: Конструировать изделия надо так, чтобы неизбежная деформация отдельных частей происходила свободно, но без нарушения формы и прочности самого изделия.

При конструировании необходимо учитывать усушку и разбухание. В некоторых деталях изменения размеров при усушке и разбухании значительны. Так, крышка стола, изготовленная из массивного щита шириной около 700 мм., может изменяться по ширине на 10-12 мм. Или, например, в филенчатых конструкциях филенку вставляют в пазы свободно. Пазы должны иметь достаточную глубину, чтобы при изменении влажности филенка могла свободно изменять свои размеры, не выходя из пазов и не разрушая обвязку.

85

Второе правило: отдельные детали изделия надо конструировать так, чтобы неизбежные изменения размера и формы были наименьшими. Этого можно достичь путем изготовления деталей не из одного куска древесины, а из нескольких, возможно белее мелких, соединенных клеем. При таком склеивании напряжения, возникающие в отдельных элементах деталей, будут как бы взаимно уравновешиваться при изменении размера и формы. Так усушка по ширине детали будет примерно в два раза меньше, чем у детали из целого куска древесины.

Третье правило: для прочности изделия необходимо конструировать так, чтобы направление волокон в отдельных деталях совпадало с направлением действия сжимающих или растягивающих сил и было перпендикулярным направлению изгибающих сил.

Сопротивление древесины действующим усилиям неодинаково вследствие неравномерного ее строения в разных направлениях. Например, растягивающим усилиям вдоль волокон древесина сопротивляется значительно больше ( в 10-30 раз ), чем усилиям поперек волокон. В технических условиях на материалы для изделий из древесины вводят ограничения относительно наличия косослоя. Установлено, что при отклонении волокон от направления действия внешних сил на угол 10о прочность детали уменьшается на 15% .

Четвертое правило: изделия необходимо проектировать так, чтобы они по своей форме, размерам и конструкции были рациональными, отвечали назначению, удовлетворяли техническим условиям и санитарногигиеническим требованиям.

При конструировании все детали и соединения нужно проектировать так, чтобы их можно было выполнить на станках. Конструкция должна быть такой, чтобы при высоком качестве изделий требовалось наименьшее количество материалов и наименьший объем трудовых затрат.

Изделие должно отвечать назначению, должно быть удобным в пользовании.

86

Мебель дожна соответствовать размерам человеческого тела, рациональной и комфортабельной.

Практический вклад в конструкции мебели для сидения внес шведский врач – гигиенист Акерблом. Он предложил новую конструкцию стула, известную как ''линии Акерблома'', сочетающую наклонную линию сидения и изогнутую в области поясницы спинки. Это обеспечивает правильное положение тела с медицинской точки зрения.

Немецкий физиолог Цинк доказал, что форма кресла будет наиболее правильной, если мягкие сиденья и спинка прогибаются под весом человека приблизительно на 50 мм.

5.5. Взаимозаменяемость – это такое свойство деталей, при котором каждая деталь может входить в сопрягаемую без какой-либо дополнительной обработки или пригонки при условии, что качество сопряжения в процессе эксплуатации будет удовлетворять заданным нормам.

Взаимозаменяемость обеспечивается двумя факторами: технологическим, определяющим способы обработки и сборки детали, эксплуатационным, предусматривающим соответствие детали или изделия в процессе эксплуатации определенным техническим условиям.

Качество изделий определяется точностью обработки и сборки по геометрическим параметрам и механическими и физическими свойствами материалов.

Принцип взаимозаменяемости должен соблюдаться, начиная с заготовок и полуфабрикатов, в отношении которых взаимозаменяемость означает точность размеров и формы, а также однородность механических и физических свойств материала. В более широком смысле взаимозаменяемость – комплексное понятие, характеризующее направление в развитии современной техники. В этом смысле взаимозаменяемость включает в себя вопросы проектирования, технологии и эксплуатации.

87

Взаимозаменяемость может быть полной, когда детали соединяются без подгонки, и ограниченной, когда в процессе сборки детали частично подгоняются друг к другу.

Уровень взаимозаменяемости производства характеризуется коэффициентом взаимозаменяемости Кв., равным отношению трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей к общей трудоемкости изготовления изделия.

Взаимозаменяемость разделяют также на внутреннюю и внешнюю. К внутренней относится взаимозаменяемость отдельных деталей какого-либо узла. К внешней – взаимозаменяемость узлов и изделий.

Необходимыми условиями для осуществления взаимозаменяемости является:

-система допусков и посадок,

-точность изготовления изделий,

-применение современных и создание новых контрольноизмерительных средств,

-рациональное конструирование,

-стабильность исходного материала и т. п.

Точность изготовления изделий – один из главных факторов взаи-

мозаменяемости. Под точностью изготовления изделия понимается свойство технологического процесса обеспечивать соответствие поля рассеивания значений показателя качества изготовления продукции заданному полю допуска и его расположению.

В обобщенном виде точность изготовления изделий в основном обуславливается двумя факторами: технологической точностью работы станка и точностью его настройки.

Точность или погрешность работы станка определяется полем рассеивания значений размеров партии деталей, обработанных на станке при данном его состоянии и настройке. На точность работы станка оказывает влия-

88

ние действия целого ряда погрешностей. Все они подразделяются на 2 группы: систематические и случайные.

Cистематическая погрешность – это погрешность, которая при одних и тех же условиях принимает одно и тоже значение по модулю и знаку.

Cлучайная погрешность – это погрешность, которая при одних и тех же условиях принимает различные значения по модулю и знаку.

Эти погрешности могут быть вызваны нестабильностью величин припусков на обработку, внутренними напряжениями в материале, ошибками базирования деталей и т. д. Их можно выявить системой правил, их обуславливающих.

Суммирование погрешностей необходимо производить с учетом следующих правил:

-систематические погрешности складываются алгебраически;

-систематическая погрешность со случайной складываются арифметически;

-случайные погрешности складываются по правилу квадратного корня:

Если погрешность подчиняется одному и тому же закону, то к1=к2=кn

и суммарную погрешность определяют по формуле:

Распределение составляющей погрешности подчиняется закону нормального распределения, т. е. закону Гаусса (к=1), который математически выражается формулой:

90

5.6. Основные понятия о допусках и посадках.

Указанные на чертеже размеры не могут быть выполнены абсолютно точно. Размеры полученных деталей имеют некоторую погрешность, т.е. некоторое несоответствие размерам, указанным в чертеже. Величина погрешности зависит от точности работы станка, от точности и величины износа инструмента и приспособлений, от изменения размеров деталей при изменении влажности древесины, от точности измерительного инструмента и ряда других факторов. Вместе с тем для каждого размера могут быть допущены определенные отклонения от заданного без ущерба для качества изделия и взаимозаменяемости его деталей. Поэтому установить величины допустимых погрешностей, при которых обеспечивается взаимозаменяемость составных частей изделия и его надежная эксплуатация.

Два подвижно или неподвижно соединенных друг с другом элемента называются сопрягаемыми. Поверхности и размеры по которым происходит соединение двух деталей , называют соответственно сопрягаемыми поверхностями. При соединении сопрягаемых плоскостей различают охватываемую и охватывающую поверхности. У цилиндрических соединений охватывающая поверхность называется «отверстием», а охватываемая – «вал». Названия «отверстие» и «вал» условно применимы ко всем охватывающим и охватываемым поверхностям.

Номинальный размер является основным расчетным размером, который рассчитывается при конструировании и проставляется на чертеже.

Действительный размер определяется при измерении соответствующими измерительными инструментами полученной после обработки детали.

Предельными называются такие размеры, между которыми может колебаться действительный размер. Наибольшим предельным размером является сумма номинального размера и верхнего предельного отклонения, а наименьшим – сумма номинального размера и нижнего предельного отклонения.

Верхним предельным отклонением называется разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Нижним предельным от-