Обработка щитовых заготовок
Для изготовления щитовых деталей в производстве изделий широко используются древесностружечные плиты (ДСтП). Процесс изготовления древесностружечных плит и принцип их формирования обусловливают значительные колебания их размеров по толщине, что является их недостатком, именуемым разнотолщинностью плит. Разнотолщинность плит имеется не только в партии изготовленных плит стандартного формата, но и в различных местах одной и той же плиты. Колебания толщины по этой причине в пределах габаритных размеров, даже заготовок, выкроенных из одного формата плиты, в несколько раз превышает допуск, обеспечивающий их взаимозаменяемость.
Поступающие на предприятия древесностружечные плиты стандартных форматов имеют внутренние напряжения, обусловленные также технологией их изготовления. При раскрое таких плит на заготовки нарушается равновесность системы этих внутренних напряжений. Это нарушение равновесности приводит к короблению полученных заготовок примерно в пределах прогиба до 2+1,6 мм/м. Опыты показывают, что древесностружечные плиты, изготовленные плоским прессованием, обычно в наружных слоях сечений до 3 мм имеют напряжения сжатия, уравновешенные напряжениями растяжения во внутренних слоях. Распределение этих напряжений и их соотношение в различных сечениях по плоскости плиты различны. Поэтому при раскрое форматной плиты полученные из нее заготовки могут коробиться в разные стороны. Необходимость устранения разнотолщинности и коробление заготовок после раскроя обусловливают первичную обработку заготовок из древесностружечных плит путем калибрования, получения одинаковой толщины. Для устранения разнотолщинности древесностружечных плит в технологию их изготовления на заводах-изготовителях иногда вводят дополнительную операцию калибрования путем шлифования. Внутренние напряжения в плите при этом остаются. Они проявляются после раскроя такой плиты на заготовки. Учитывая это, калибрование более рационально производить после раскроя древесностружечных плит на заготовки, устраняя одновременно разнотолщинность, и покоробленность заготовок. Калибровать можно различными методами, удаляя неравномерный излишний слой, или силовым воздействием на заготовку. Принцип силового воздействия заключается в том, что при прессовании нагретые древесностружечные плиты доводят до одинакового размера, используют ограничение дистанционных планок, а последующим охлаждением стабилизируют размер. Для осуществления такого принципа калибрования можно использовать многопролетные типовые прессы с обогреваемыми и охлаждаемыми водой плитами. Способ силового воздействия для устранения разнотолщинности древесностружечных плит не нашел практического применения из-за существенных недостатков. Основными недостатками его являются: низкая производительность, значительное время нагрева и охлаждения, сложное оборудование, неизбежное снижение прочности плит, даже возможное расслоение, в некоторых местах, значительные затраты энергии на нагрев, последующее восстановление разнотолщинности при увлажнении заготовок, увеличение внутренних напряжений и т. д. В настоящее время для калибрования древесностружечных плит чаще используют методы, основанные на снятии слоя по принципу обработки в размер. Для этого можно использовать цилиндрическое и торцовое фрезерование, шлифование и строгание. В зависимости от принятого метода калибрования используют соответствующее оборудование.
Для цилиндрического фрезерования применяют односторонние и двухсторонние рейсмусовые станки. При торцовом фрезеровании используют станки с торцовыми фрезами различных конструкций. Калибрование древесностружечных плит шлифованием получило наиболее широкое применение. Метод строгания по принципу циклевания не нашел пока практического применения. Каждому из названных методов калибрования плит свойственны достоинства и недостатки. Достоинством калибрования цилиндическим фрезерованием является возможность использования простых, широко применяемых рейсмусовых станков общего назначения, недостатком - низкая производительность, плохое качество поверхности.
Преимуществом торцового фрезерования перед цилиндрическим является возможность снятия больших припусков (до 5 мм) при одинаковых с цилиндрическим калиброванием мощностях привода. Это объясняется тем, что при торцовом фрезеровании резцы совершают путь резания в десятки раз больший, чем при цилиндрическом фрезеровании, а их размеры значительно меньше ножей при цилиндрическом фрезеровании. Благодаря малым размерам резцов у торцовых фрез их можно изготовлять целиком из пластинок твердого сплава ВК8, BKJ5 или эльбора-Р. Это повышает стойкость инструмента в 20 раз по сравнению с ножами, применяемыми при. цилиндрическом фрезеровании. Кинематика резания при торцовом фрезеровании способствует снижению шума и значительно меньшей деформации заготовки от действия нормальных составляющих силы резания. Недостатками торцового фрезерования являются: сложность установки ножей и фрез в одной плоскости, вырывы на поверхности до 2000 мкм из-за отсутствия подпора плиты в зоне резания торцовым ножом, разогрев резцов до высоких температур, способных воспламенить пыль, образующуюся при фрезеровании.
Калибрование шлифованием обеспечивает удовлетворение всех требований, предъявляемых к качеству щитовых заготовок, но имеет также существенные недостатки. К недостаткам шлифования следует отнести высокую стоимость расходуемой шлифовальной шкурки, высокую энергоемкость и металлоемкость оборудования, необходимость осуществления нескольких проходов, поскольку при шлифовании за один проход снимается слой только до 0,5 мм, значительные затраты на удаление пыли и т. д.
При сравнении затрат на калибрование заготовок из древесностружечных плит торцовым фрезерованием и шлифованием по основным показателям получены примерно такие соотношения. Капитальные вложения при шлифовании в 2,5 раза больше, чем при торцовом фрезеровании; зарплата - на 20%; затраты электроэнергии - в 5 раз; затраты на инструмент - в 3 раза; затраты на эксплуатацию эксгаустерной установки - в 15 раз; обобщенные годовые затраты по эксплуатации оборудования - в 2,5 раза. Следует отметить, что торцовое фрезерование не обеспечивает необходимого качества поверхности для щитов, подлежащих облицовыванию бумагами и тонким шпоном. Учитывая достоинства и недостатки каждого из методов, на современных предприятиях используют комбинированные методы калибрования заготовок из древесно-стружечных плит путем снятия первого слоя фрезерованием с последующим шлифованием их поверхности.
Для калибрования древесностружечных плит торцовым фрезерованием некоторыми предприятиями собственными силами создаются станки на основе модернизации рейсмусовых станков путем замены в них ножевых валов торцовыми фрезами.
