CC BY
34
DOI: 10.12737/4526 УДК 536.24
ИННОВАЦИОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОЛОТЕН ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ПРИ ИХ БЕСШИПОВОМ СКЛЕИВАНИИ
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры механической технологии древесины
А. Н. Чернышев
заведующий кафедрой механической технологии древесины, доктор технических наук,
профессор Е. М. Разиньков К
студентка Н. С. Ковешникова С\.
ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия>){|^»»</ а1пП<19@уandex.ru, ааш пйс! [email protected] у*«^ |г
Как известно, инновацией является производство или внедрение продукта, в создание которого вложены новые, ранее не использованные знания, а инновационным продуктом можно считать лишь тот, в себестоимости которого доля затрат по НИОКР на создание превышает 15 %. Таким образом, конструктор (во всяком случае дерево-обработчик) во всей производственной цепочке является центральной фигурой, свое-< образным фокусом, где, с одной сторо^ аккумулируются все знания специалистов по разведению, заготовке, доставк«*итш?£ работке леса и комплектующихч^йруГой -по конструкторской докумеЛмяшш разрабатываются все последую1™еТехнологические процессы вплохьдаСзтделки, сборки, упаковки и монтажа шщетия по месту эксплуатации. Кощт^ИЬр увеличивает сумму знаний все^гШгалистов на качественно новый шжвенв и его задача состоит в том, чтобь^^деЯал это как можно более эффек-т1«но^4 в первую очередь это относится к деревоперерабатывающей отрасли, где с внедрением современных машинных производств и компьютерных технологий открылись фантастические перспективы для изготовителей столярно-строительных изделий и
мебели вообще, и особе древесины. В Россия мно: itb р\э!рис
г!3 массивной 31*0 строят, что у покупателей жилйй иЧЛРисов есть возможность обустроит?^помещения по своему вкусу и достг^ку^зосновном, изделиями отечественного производства. Поэтому профес-сисщальаюму конструктору и технологу-дфевсй)бработчику есть, где приложить навыки и способности при реализации различных дизайнерских проектов.
Основная сборочная операция в деревообработке - склеивание деталей в сборочные единицы, единиц в узлы, а узлов в изделия - рассчитанная конструктором и осуществленная технологом, всегда была задачей нетривиальной. На это обстоятельство влияло несколько причин, основных же было три:
- веками для склеивания древесины использовались белковые клеи с крайне низкими потребительскими, технологическими и эксплуатационными качествами. Однако с появлением клеев на основе ПВАД для холодного склеивания изделий из массива эта проблема была решена;
- технологически всегда было трудно соблюсти допуски формы склеиваемых поверхностей (прямолинейность и плоско-
стность) и их взаиморасположение (перпендикулярность и параллельность относительно базы) при склеивании по кромке и толщине. Даже сейчас подготовка поверхностей под склеивание остается самой трудоемкой и крайне ответственной технологической операцией, причем для достижения высокоточных значений вышеназванных допусков необходимы не только фуганок и рейсмус, но и широколенточный шлифовальный станок с минимальной величиной снимаемого слоя 0,1 мм;
- очень ответственной операцией была и остается процедура склеивания на угловые концевые и угловые срединные шиповые соединения. Вызывает поэтому неподдельное уважение мастерство многих поколений столяров прошлого, сумевших одним ручным трудом добиться потрясающих результатов и создать настоящие шедевры столярного и мебельного искусс
Специалистам кафедры МТ, пришлось решать означенные в^Ще зт» щчи по договору о творческом сш^ж^Стве с одной из девелоперских ксрцжНйй г. Воро нежа, занимающейся, рукцией культурно губернаторскоГ^пр цо» Вороне, ние сказщ™^оДыше, можно привести следую щшг фсП^: при реставрации внутренних вы* дверей главного дома усадьбы нов Сталь-фон-Гольстейн конца XVIII ачала XIX в. в пос. Репное было замече-, что полотна (всего порядка 30 шт.) собраны из деталей, а не сборочных единиц, т.е. все бруски рамки обвязки и филенки не склеены из делянок, а изготовлены из цельных заготовок. При этом толщина полотен
составляет 55 мм, а высота достигает 2700 мм. Только угловые и срединные сопряжения рамок обвязок оказались склеенными на прямые прямоугольные одинарные цельные сквозные шипы. Об этих соединениях и хотелось бы поговорить отдельно.
Рассмотрим взаимоувязанны^Т/осо-бенности конструирования и тежЧолОгаи
гч N
1И ивг<
¿онстр1
шиповых соединений при ^¡гс^р
рамочно-филенчатых поло садов мебели. На стад/иЧо:
влении !ерей и фа-
соцструирования решаются две зада^и^Пизыбор формы и
размеров шипо1 [1], б) ра^ предельных
по ГОСТ Р 9330 'оятностных значений Онений посадок с натягом
ютности, реконст
1гпря^рамм
¿кс^гобласти. В подтвержде-
следия в рамках мы «Золотое коль-
Р\>449 [2]. еригое. Особенности конструирова-м шипов и проушин связаны с тем, о"*для современных столярных и мебель-ых соединений необходимо применять сборку «в потемок» на скрытых несквозных шипах. Тогда проушины выбираются только на сверлильно-пазовальных станках и имеют овальную форму. Шипы же фрезеруются на различном фрезерно-шипорез-ном оборудовании, однако их овальная форма получается только при использовании брусков прямоугольного сечения (рис. 1). Если же используются заготовки с калевками для контрпрофильного соединения, то изготовить овальные шипы без ручной доработки невозможно (рис. 2), и конструктору нужно принимать решение: овальные шипы с ручной доводкой либо посадка прямоугольных шипов в овальные пазы (рис. 3). Прямоугольные же пазы фрезеруются на цепно-долбежных станках очень грубой точности. Соответственно выбранной технологии конструктор изго-
N
--41--
к
_ '///// \
/////, /
и
Рис. 1. Овальный шип на бруске прямоугольного сечения
Рис. 2. Овальный шии"ца ке фасонного
тавливает и кон цию.
Втор
Рис. 3. Сопряжете контрпрофиль: прямоугольный шип в овальном пазе умюрс
кую документа-
эИЦ^^труктор производит выбор и шжет вероятностных натягов Мпь и Н„ах из размеров заготовок, назна-
чшияУгзделия и породы древесины. Так, для дуба, ильма, ясеня, лиственницы и пр. посадка - (НП-ШЗ/Ш-Ш); для сосны, ели, вишни, ореха и т.п. посадка - (Н11-Н13/у11-у13). Натяг в шиповом соединении выполняет роль пресса во всех остальных
операциях склеивания - обеспечивает минимальную равномерную толщину клеевого шва для повышения прочности соединения. Однако при надвигании шипа на проушину во время сборки практически весь клей со щечек шипа соскребается вследствие натяга. Кромки же шипов делают с зазором по крайней мере Н12/с12 для выравнивания перпендикуляров поперечных горизонтальных брусков рамок относительно вертикалей во время сборки и, хотя на них
клей остается, но на прочностные свойства это обстоятельство никак не влияет, т.к. толстый клеевой шов прочность не повышает. В результате получается так называемое «голодное склеивание», поэтому для обеспечения прочности и формоустойчиво-сти конструкции в целом в полотне над соединениями просверливают несквозные отверстия и забивают (в натяг) через шипы шканты (рис. 4). Для устранения и здесь эффекта «голодного склеивания» конструктор выбирает шканты с развальцовкой. После шлифования и отделки торцы шкантов остаются видны на одной стороне полотна, что недопустимо для высококачественных современных изделий.
использовании же рамок обкладок можно поменять шпунты с гребнями (рис. 6, 7) и отказаться от операции подрезки, что еще более упрощает технологию. При использовании таких соединений необязателен натяг, достаточно ограничиться посадкой Н12/Ы2. Прочность и формоустойчЪв1вть же обеспечивается применением^шитао-ванных шпилек для наружнв^х Хвереи и шурупов с шестигранно» головкой по ГОСТ Р 11473 [3] для Образо-
вавшиеся в кромка^^ж«рстия можно закрыть пробкам1РшиосМхланками на клею, подобранны|Рй№о породе, цвету и текстуре.
А1
Рис. 4. Способ укв|п*ения шиповых соедщ!ен*й шкантами
г
1иза всех возможных вари-|ыло предложено вообще отка-шиповых соединений, ограни-шсь сборкой в шпунт-гребень, как по-Лзано на рис. 5, из которого видно, что сопряжением в контрпрофиль гребень фрезеруется на торцах горизонтальных брусков после предварительной подрезки для устранения сколов, а шпунт - повнутренней долевой кромке вертикальных брусков. При
Рис. 5. Бесшиповое сопряжение в контрпрофиль на шпильках и пробке
Рис. 6. Бесшиповое сопряжение в обкладке на шурупах и планке
Рис. 7. Пример монтажного узла дверного блока (на кромке полотна заметна заделка-пробка)
Аналогично выполняются не только полотна столярных изделий, но сложные по профилю сборочные единицы фасадов мебели и панелей по более точным квали-тетам.
Вывод:
- использование бесшиповых соединений полотен обеспечивает: а) значите!
ное упрощение технологий и повышение производительности труда; б) некоторое снижение расхода сырья и клея; в) заметное улучшение внешнего вида и формо-устойчивости изделия; г) снижение затрат на конструкторские разработки.
к0>
Библиографический список IV **
/£>
1. ГОСТ Р 9330-76. Основ»ы| соединения деталей из древесинник древесных материалов. Типы и вазкер«. Введен 01.07.1977 [Текст]. -^ЭД. : изд-во стандартов, 2004. - 12 с. /V ^
2. ГОСТ Р 6^0^82. Древесина и древесные материалы. Допуски и посадки. Введен [Текст]. - М. : Изд-во стан^<^тов^004. - 73 с.
* 1 ГОСТ Р 11473-74. Шурупы с тесной головкой. Конструкция и раз-еры. Введен 01.01.1997 [Текст]. - М. : зд-во стандартов, 2004. - 7 с.
