Черновые заготовки

Черновыми заготовками называются сухие чистообрезные пиломатериалы, прирезанные по сечению на соответствующие черновые размеры деталей какого-либо изделия столярно-механических производств. Черновыми называются размеры, имеющие, по сравнению с размерами деталей, припуски на обработку, а для сырых заготовок также дополнительный припуск на усушку. Если деталь имеет малые размеры по толщине, ширине или длине, что неудобно для обработки или транспортирования, ее заготовляют в больших, так называемых кратных размерах. Такая заготовка имеет размеры в целое число раз большие тонкой, узкой или короткой заготовки с учетом припусков на раскрой.

Заготовки и готовые детали могут изготовляться в столярно-механических производствах, либо при лесопильных цехах. Вторая система работы в большинстве случаев предпочтительнее, так как позволяет: получить высокосортные детали из пиломатериалов сравнительно низких сортов и коротких отрезков пиломатериалов, что ведет к экономии древесины (выход заготовок из пиломатериалов составляет на заводе-потребителе 75%, а на лесопильном заводе 83%, выход деталей из пиломатериалов соответственно 49,5 и 59%); сократить потребность в железнодорожном составе (так, для перевозки сухих заготовок требуется только 58% подвижного состава, потребного для перевозки сырых досок, необходимых для изготовления этих заготовок); удешевить стоимость заготовок за счет более дешевой сушки на лесопильных предприятиях.

Заготовки целесообразно сушить при лесопильном заводе. В случае надлежащего хранения заготовок до отгрузки и перевозки сушку следует доводить до конечного процента влажности, необходимого для данных деталей. Искусственную сушку производят либо в заготовках, либо в досках еще до раскроя на заготовки. Когда раскройно-заготовительный цех находится при лесопильном предприятии, преимущество имеет способ сушки в досках, так как при нем сокращаются расходы по загрузке и разгрузке сушильных вагонеток, требуются меньшие площади под остывочные и разгрузочные площадки. Кроме того, при сушке в досках или в кратных заготовках древесина лучше используется при раскрое, так как отчетливее видны дефекты и получается меньше потерь из-за коробления и трещин. Преимущество сушки в заготовках заключается в большей производительности сушилок, так как отпадает необходимость сушить около 20-25% отходов, получающихся при изготовлении заготовок, меньше расходуется пара и электроэнергии. Однако при наличии в лесопильном цехе дешевых топливных отходов последние два обстоятельства не имеют решающего значения.

Исходным материалом для производства заготовок являются обрезные, либо необрезные, а также неликвидные (бывший V сорт) пиломатериалы. Правильный выбор исходного материала имеет большое экономическое и технологическое значение, так как затрагивает такие вопросы, как относительный размер использования древесины по всему циклу производства (от пиловочного сырья до заготовок и деталей), выбор типа станков и технологического процесса, стоимость продукции. Для получения заготовок твердолиственных пород используют, как правило, доски необрезные, либо обрезные с одной стороны.

Для получения заготовок хвойных пород применяют необрезные или обрезные пиломатериалы; в последнем случае поперечное сечение пиломатериалов соответствует сечению заготовок или кратно ему. Доски такого вида носят название пиломатериалов сформированного сечения.

Необрезные пиломатериалы наиболее целесообразно применять для заготовок многих размеров ширины, сравнительно небольшой длины. В этом случае, несмотря на увеличение трудозатрат, несколько увеличивается выход заготовок.

Во многих других случаях, например при производстве широких заготовок (от 100 мм), длинных заготовок, заготовок с ограниченным количеством заданных размеров ширины, экономически выгоднее применять в качестве исходного материала обрезные пиломатериалы сформированного сечения, так как при этом значительно уменьшаются трудовые затраты при практически одинаковом или лучшем выходе заготовок. Трудовые затраты уменьшаются за счет того, что наиболее трудоемкая работа - формирование поперечного сечения заготовок- производится па наиболее производительных станках - лесопильных рамах и обрезных станках; так, современная европейская лесопильная рама может дать в единицу времени в 12- 15 раз больше площади пропила, а двухпильный обрезной станок в 3,5 раза больше, чем однопильный станок с механической подачей.

При раскрое досок на различные качественные заготовки стремятся получить в первую очередь возможно большее число длинных заготовок высокого качества, как наиболее трудных сортиментов. Такие заготовки обычно называются основными. Например, для деталей стула основной будет заготовка для задней ножки. Одновременно выкраиваются заготовки для деталей менее ответственных и меньших размеров. Такие заготовки следует получать из тех частей древесины, из которых нельзя получить основные заготовки; их можно назвать попутными. Метод раскроя с получением основных и попутных заготовок называется комбинированным. Он обеспечивает наиболее целесообразное использование древесины. При таком раскрое в соответствии с требованиями комплектности не следует допускать излишка попутных заготовок.

Наибольший выход заготовок можно получить, сообразуясь с геометрией досок и их качеством. Поэтому большое значение имеет предварительный тщательный осмотр доски и разметка ее раскроя. Чтобы дефекты доски были хорошо видны, при производстве особо ответственных заготовок перед разметкой дополнительно применяют предварительное строгание (калибровку) одной или обоих пластей. Введение разметки требует дополнительных производственных затрат, вследствие чего стоимость работ по производству заготовок несколько повысится. Это повышение следует учитывать, сравнивая его с преимуществами, получаемыми увеличением выхода заготовок.

Как указывалось, необрезные доски можно раскраивать на черновые заготовки по нескольким схемам:

1. перерезка длинных пиломатериалов поперек на короткие отрезки, разрезка обрезков вдоль;
2. разрезка пиломатериалов вдоль на длинные бруски, перерезка длинных брусков поперек;
3. предварительная разметка перед операциями по первой или второй схемам;
4. введение дополнительно к третьей схеме в качестве первой операции строгания досок.

Когда на раскрой поступают пиломатериалы кратной толщины, вводится дополнительная операция деления досок по толщине. Для всех перечисленных схем обязательна переработка отбракованных заготовок и крупных отходов. За местом бракера должны быть расположены станки для такой переработки.

Первую схему можно кратко назвать поперечно-продольным раскроем, вторую - продольно-поперечным раскроем. Большинство предприятий работает по первой схеме. При второй схеме требуется меньше трудовых затрат, так как для продольной распиловки можно применить станки с механической подачей и с несколькими пилами. Однако при использовании многопильных станков нарушается индивидуальный подход к раскрою вдоль и невозможна разметка досок, что уменьшает выход высококачественных заготовок. Как правило, вторая схема может дать несколько больше длинных заготовок; по этой схеме полезный выход не меньше, чем по первой схеме.

Предварительная разметка досок в виде расчерчивания обязательна при раскрое досок на кривые заготовки.

Пример раскроя доски по первой схеме показан на этом рисунке. Первым резом отпиливается с комлевой стороны торец минимального размера. Затем делают второй и третий поперечные резы для получения наиболее широких и длинных заготовок. Следующий поперечный рез делают для вырезки дефектных мест и т. д. Полученные широкие отрезки распиливают вдоль на бруски-заготовки; при этом первый рез производят по линии обзола. Комбинацией заготовок одной или нескольких ширин стараются использовать всю ширину отрезка. Дефектные места вырезают с наименьшими возможными потерями здоровой древесины.

По второй схеме раскрой начинают с распиловки доски вдоль на ряд длинных брусков нужной ширины (стараясь использовать уширение от сбега с одной стороны доски). Затем каждый брусок перерезают на заготовки заданной длины с вырезкой всех дефектных мест.

Доски, предназначенные для раскроя на ответственные детали, целесообразно раскраивать с обеих сторон параллельно сбегу, в результате чего получаются заготовки без перерезанных волокон.

При использовании в качестве исходного материала чистообрезных досок со сформированным сечением раскрой сводится к одной операции - перерезке по длине на заготовки заданной длины. Обрезные доски могут поступать либо в кратной ширине при сформированной толщине, либо в кратной толщине при сформированной ширине, либо с сечением, кратным сечению заготовок. В этих случаях дополнительно вводят деление кратных размеров. Совершенно недопустимо использование обрезных досок, имеющих увеличенные, но некратные размеры толщины или ширины, так как это обычно ведет к значительным дополнительным потерям древесины.

Для поперечной перерезки применяют однопильные круглопильные торцовочные станки - с прямолинейным перемещением пилы, балансирные и маятниковые пилы.

Наиболее совершенным является торцовочный станок с прямолинейным перемещением пилы, позволяющий перерезать толстые доски любой ширины с применением пил сравнительно небольших диаметров. Кроме того, такие станки компактнее, чем маятниковые, и перемещение пилы механизировано: подача пилы на материал происходит при нажатии кнопки или педали, обратный ход - автоматически. Вследствие этого рассматриваемые станки при раскрое необрезных и обрезных досок значительно производительнее и удобнее в работе, чем однопильные торцовочные станки других конструкций. Так, число резов на станке может доходить до 20 в минуту, в то время как на маятниковой пиле оно составляет примерно 8-10, а на педальной балансирной пиле 10-12. На этом рисунке изображен подобный торцовочный станок с прямолинейным перемещением пилы посредством гидравлического привода. При нажатии на педаль пила будет перемещаться прямолинейно влево: надвигаться на материал, перерезая его. Пила закреплена на удлиненном валу электромотора, от которого она получает вращательное движение. На станке можно распиливать пиломатериалы толщиной до 100 и шириной до 500 мм при наибольшем диаметре пилы 400 мм.

Для продольного распиливания применяют либо однопильные, либо многопильные станки с круглыми пилами. При раскрое по первой схеме может быть применен только однопильный станок, при раскрое по второй схеме - однопильный и многопильный станки. Из однопильных наиболее совершенным и производительным является прирезной станок с гусеничной подачей, так как он обеспечивает прямолинейность реза и имеет достаточно высокие скорости подачи.

Один из таких станков изображен здесь. Пила по отношению к материалу занимает верхнее положение и посажена на удлиненный вал встроенного в станок электродвигателя. Механизм подачи имеет отдельный электродвигатель. Гусеничный механизм состоит из звеньев, соединенных между собой стальными пальцами; рабочая поверхность гусениц рифленая, с канавкой для пилы. Пила имеет наибольший диаметр 400 и наименьший 220 мм, число оборотов в минуту 3000, скорости подачи 10; 20; 28 и 50 об/мин. На станке можно распиливать материал толщиной до 100 и наименьшей длиной 250 мм; в одну сторону от пилы имеется свободная часть стола шириной 340 мм, что дает возможность располагать на столе (с частичным свесом) широкие доски. Мощность электродвигателя пилы 10 кет, а электродвигателя подачи 1,4 кет.

Кроме того, при раскрое пиломатериалов на заготовки могут применяться многопильные станки с механической вальцовой или гусеничной подачей и столярные ленточно-пильные станки для выпиливания криволинейных заготовок. На небольших предприятиях еще сохранились однопильные круглопильные станки с ручной подачей. В качестве делительных станков по толщине досок применяются ленточно-пильные или круглопильные.

Выход черновых заготовок по объему, сортности и спецификации (с учетом комплектности) зависит от ряда факторов: породы, требуемого качества заготовок, качества и вида досок (обрезные, необрезные), длины заготовок, наличия кратности по размерам ширины и длины; методов раскроя, спецификации заготовок и степени соблюдения комплектности. Некоторое влияние оказывает также направление годичных слоев: так, заготовки радиального распила при последующей сушке почти не имеют поперечного коробления.

Отсюда видно, что в каждом конкретном случае цифры выхода имеют различное значение и при установлении норм должны быть дифференцированы с учетом хотя бы главнейших факторов. В качестве общих цифр размера выхода заготовок можно привести только весьма приближенные, характеризующие средние условия. Так, выход заготовок при раскрое чистообрезных хвойных досок сформированного сечения в производстве строительных деталей в среднем составляет 80- 85%, в производстве мебели - 80% (при совпадении качества пиломатериалов и заготовок.