Технология изделий из древесины: Учебник для вузов - Гончаров Н.А., Башинский В.Ю., Буглай Б.М.

Автор: Гончаров Н.А. Башинский В.Ю. Буглай Б.М.
Теги: деревообрабатывающая промышленность деревянные конструкции обработка дерева учебник для вузов
ISBN: 5-7120-0204-3
Год: 1990
Похожие
Защита древесины и деревянных конструкций
Оборудование предприятий для производства древесных плит
Технология древесных плит
40 изделий из древесины
Текст
                    УДК 674.59(0.75.8)
Гончаров Н. А., Башинский В. Ю., Буглай Б. М. Технология
изделий из древесины: Учебник для вузов.— 2 е изд., пспр. к
дополи.— М.: Леси, пром-сть, 1990.	528	с.	ISBN 5—7120
0204- 3
Приведены основы художественного конструирования изделий, принципы
классификации и правила конструирования изделий из древесины, свойства
применяемых материалов и оценки изделий па технологичность. Даиы тео¬
ретические основы оптимизации раскроя, припусков, взаимозаменяемости,
загрузки оборудования и качества продукции. Рассмотрены структура техно¬
логического процесса, основы организации поточного производства, автома¬
тизированных систем проектирования и управления производством. Изложены
положения технологической подготовки производства, организации техниче¬
ского контроля и управления качеством продукции.
Дли студента лесотехнических вузол.
Табл. li.i, ил. 172, бпблпогр. 17 названии.
I’ с н г и ч в в г ы: кафедра «. Технология деревообработки» Московского
Iсхжмин вчсского института; канд. техн. наук С. М. Хасдаи (ВНИИДМлгн).
_ 2903050000—068
Г 037(01)- 90	70	90
ISBN 5-—-7120—0204—3	© Издательство «Лесная промышленность»,
1985 г.
© Издательство «Лесная промышленность»,
1990 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ
С древних времен человек пользуется изделиями из древе¬
сины. С развитием человечества совершенствуются и способы
изготовления изделий. Производство изделий из древесины раз¬
ливалось от примитивных поделок, через столярное ремесло до
современных автоматизированных производств, изготовления
сложных, высокохудожественных изделий с применением на¬
учно обоснованных и прогрессивных способов безотходной тех¬
нологии комплексной переработки древесины.
Научные основы деревообработки впервые обобщены проф.
В. Н. Михайловым. Научно-технический прогресс оказал боль¬
шое влияние на развитие деревообрабатывающей промышлен¬
ности, к которой относится и производство изделий из древе¬
сины. Коренным образом изменились объемы, методы и сред¬
ства производств. На инженера производства возложена ответ¬
ственная роль в решении основных задач, поставленных перед
деревообрабатывающей промышленностью. Важнейшими из них
являются: повышение эффективности производства, улучшение
качества изделий, экономия материальных и трудовых ресурсов,
охрана окружающей среды. Успешное решение этих задач до¬
стигается анализом широкого круга научно-технической ин¬
формации, объем которой постоянно растет.'1 Современному ин¬
женеру приходится преодолевать ограниченную возможность
запоминания информации и необходимость неограниченного ис¬
пользования ее в решении конкретных задач. Преодоление
этого возможно благодаря ЭВМ, стандартизации, логическому
мышлению на основе математического моделирования и посто¬
янному расширению своих знаний.
Данный учебник составлен в полном соответствии с дей¬
ствующей программой курса «Технология изделий из древе¬
сины» с учетом требований подготовки инженеров. При изуче¬
нии курса предусматривается широкое практическое использо¬
вание действующих стандартов, ЭВМ, отраслевой нормативно-
технической документации, математического моделирования ме¬
тодических пособий и рекомендуемой литературы.
В. Ю. Башинским, канд. техн. наук, написаны § 2—8,
В. М. Буглаем, док. техн. наук — § 10, 32; остальное написано
канд. техн. наук Н. А. Гончаровым.
I*

ВВЕДЕНИЕ
Развитие человечества в прошлом и будущем тесно связано
с использованием природных ресурсов земли. Лес — это один
из важнейших природных ресурсов. В далеком прошлом лес да¬
вал человеку пищу, укрывал его от зверей и природных не¬
взгод, давал тепло, приобщил человека к мышлению и труду.
Древесина — древнейший конструкционный материал, который
человек использует с самых ранних стадий своего существова¬
ния. Развитие материальной культуры человеческого общества
на всех этапах его истории было тесно связано со все расши¬
ряющимся использованием древесины в быту, строительстве и
искусстве. Из древесины изготавливались первые орудия охоты
и труда. Жизненно необходимый человеку огонь добывался им
трением сухой древесины. Важнейшие изобретения человека
связаны с использованием древесины: колесо, ложка, велоси¬
пед, мебель и многие другие жизненно необходимые изделия
впервые были изготовлены из древесины. Благодаря этим изо¬
бретениям появились ремесла с использованием прядильных,
ткацких, токарных и гончарных станков, изготовленных также
из древесины. С развитием промышленного производства роль
древесины в жизни человека постоянно возрастала. Из нее
строили жилище, мосты, суда, вагоны и самолеты. В середине
текущего столетия благодаря научно-техническому прогрессу
в области изготовления высокопрочных легких сплавов и поли¬
меров древесина постепенно вытеснялась из машиностроения,
авиа- и вагоностроения и крупного судостроения. Тем не менее
роль древесины и изделий из нее в народном хозяйстве не сни¬
зилась и сохранится в дальнейшем. Количество изготавливае¬
мой из древесины продукции из года в год растет.
В настоящее время из древесины изготовляют продукцию
многих тысяч наименований. Успехи науки расширяют возмож¬
ности переработки древесины за счет лучшего ее использова¬
ния н сочетании с новыми материалами и благодаря изменению
свойств древесины в нужных направлениях. Особо обработан¬
ная древесина заменяет цветные металлы в подшипниках и дру¬
гих деталях машин. Основное достоинство древесины как при
родного продукта состоит в том, что ее ресурсы естественно
восстанавливаются. В то время как запасы ископаемых природ¬
ных продуктов ограниченны, запасы древесины при умелом ис-
нользопапии лесов неограниченны. Это возможно только при
условии охраны лесов и научно обоснованных режимов их ис¬
пользования. На рис. 1 показана схема последовательности
4

Природные ресурсы земли
Ряс. 1. Схема последовательного использования древесины в деревообрабатывающих производствах

использования древесины в деревообрабатывающих производ¬
ствах. В период индустриализации лесоперерабатывающая про¬
мышленность по темпам развития отставала от машииострое-
ния. В 50-е годы это отставание можно было фиксировать по
внедрению принципов взаимозаменяемости периодом 20 —25
лет: система допусков и посадок в машиностроении быпа внед¬
рена в 30-е годы, а в деревообработке только в 1953 г.
Лесоперерабатывающая промышленность обрела самые про¬
грессивные формы массового индустриального производства,
в котором широко используются новейшие достижения научно-
технического прогресса. Как видно из рис. 1, одной из преобла¬
дающих частей лесоперерабатывающей промышленности явля¬
ется деревообрабатывающая, включающая различные произ¬
водства. При этом все эти производства можно подразделить
на две группы. Группу первичной обработки древесины и группу
вторичной обработки. В первую группу входят производства
пиломатериалов, фанеры, плит, шпона и т. п., для которых ха¬
рактерно потребление лесоматериалов и изготовление из них
полуфабрикатов путем механической и гидротермической обра¬
ботки древесины и ее склеивания. Для второй группы произ¬
водств характерно использование в качестве исходного сырья
полуфабрикатов из древесины, осуществление также механиче¬
ской обработки и склеивания, сборки и отделки изделий, непо¬
средственно используемых человеком в его деятельности. Не¬
смотря на большое разнообразие видов конструкций и назначе¬
ния изделий из древесины, их производство организуется на
основе общих технологических принципов. Эти принципы обус¬
ловливаются специфическими свойствами древесины. На основе
этих принципов излагается технология изделий из древесины
в обобщенном виде.
Б соответствии с решениями XXVII съезда КПСС и после¬
дующими постановлениями перед деревообрабатывающей про¬
мышленностью поставлены задачи совершенствования, повыше¬
ния эффективности и качества продукции. Обеспечение каждой
семьи отдельной квартирой потребует резкого увеличения вы¬
пуска изделий из древесины — мебели, оконных и дверных бло¬
ков, паркета и т. п. Для интенсификации технологических про¬
цессов производства изделий из древесины используются новей¬
шие достижения науки и техники: автоматизированные системы
управления, вычислительная техника, новые виды энергии, ро¬
бототехника и т. п.
Все особенности организации производства и технологии из¬
делий из древесины можно изучить на примерах производства
мебели п столярпо-строитсльных деталей.1 Эти производства
наиболее значимы по объемам изготавливаемой продукции и
значению н народном хозяйстве. Поэтому при изложении
в учебнике нопросов конструирования и производства изделий
6

и I древесины примеры Приведены из производства мебели. Дру-
| не виды производств проще, они не охватывают всей техно-
,пи| пн изготовления изделий из древесины.
Б производстве изделий имеются автоматизированные про-
II пюдственные участки (например, в производстве спичек).
Один из главных факторов развития производства изделий из
древесины—-это инженеры, имеющие квалификацию широкого
профиля, способные руководить сложной системой современ¬
ного производства. Инженерная подготовка—это особая форма
развития человеческого мышления такого качества, которое тре-
оусч единства цели учащихся и эффективности преподавания.
Для достижения высокого уровня квалификационной подго-
■iniiKii инженера необходимо искреннее желание учащихся и на-
гтйчивос освоение всей изложенной в учебнике информации,
являющейся только основой формирования инженера.

Раздел I
ИЗДЕЛИЕ
Глава 1
ОСНОВЫ ХУДОЖЕСТВЕННОГО конструирования
§ 1. ИЗДЕЛИЯ из ДРЕВЕСИНЫ-ОБЪЕКТ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Изделия из древесины — один из самых древних объектов,
используемых человеком. Жилые дома, мебель, транспортные
средства и их детали, тара, спортинвентарь, музыкальные ин¬
струменты и многие другие предметы — составляют значитель¬
ную долю среды, в которой обитает человек и которые удовлет¬
воряют самые разнообразные материальные и духовные его по¬
требности. Конструкция изделий нз древесины, внешний вид и
способы их изготовления (технология) претерпевали изменения
вместе с развитием общества, отражая его уровень и стимули¬
руя его прогресс.
Общее представление о разнообразии изделий из древесины
дано на рис. 2. Каждое из указанных в классификации изделий
производится путем выполнения многих элементарных работ
(операций) над его деталями, затем его собирают с использо¬
ванием как изготовленных деталей, так и комплектующих из¬
делий, получаемых из других предприятий, иногда сделанных
из металлов, пластмасс, стекла и других материалов.
Классификация изделий из древесины, как и любых других,
возможна по разным признакам. Чаще всего изделия из дре¬
весины классифицируют по назначению, например мебель, му¬
зыкальные инструменты, спортивные принадлежности, сто¬
лярно-строительные изделия и т. д. В свою очередь мебель раз¬
деляют на мебель для сидения, лежания, мебель-хранилище
и т. д. Музыкальные инструменты подразделяются на клавиш¬
ные (рояли, пианино) и струнные (гитары, скрипки, мандолины
и др.). Наиболее полно такая классификация разработана при¬
менительно к мебели. В соответствии с этой классификацией
различают мебель бытовую, или мебель для жилых и общест¬
венных зданий.
Классификация изделий по назначению необходима для со¬
ставления планов производства (предприятием, объединением,
ведомством), разработки ассортиментных планов торговых ор¬
ганизаций, а также для проведения унификации типоразмеров
8

•s 3 о
IIIl
SltfS
ifis
14
Hi
§ i5» 5
II1
|«a'I
£55 I S.
Ills
<g|5a
§
tg.
Й 5 ^
ss?
О t c
l||
6
3 . - SJ
£ и jj =s
<£ £ 5
§iii
s-iu I
lsj'3
8§£
л S S
^ a*;
Рис. 2. Классификация изделий из древесины

деталей, применяемых в разных изделиях, и типизации техно¬
логических процессов их. изготовления. Для изучения основ
конструирования и технологии изготовления изделий более
важна классификация изделий по конструктивному признаку.
Такая условная классификация для учебных целей может
быть построена на основе особенностей и степени сложности
конструкций изделий. В соответствии с ней все изделия из дре¬
весины можно разделить на два класса: одноэлементные и мно¬
гоэлементные. К классу одноэлементных изделий относятся
простейшие изделия, состоящие из одной детали (элемента).
Такая деталь-изделие может быть цельной, т. е, изготовленной
из одного куска (заготовки) древесины, и клееной, т. е. изго¬
товленной из предварительно склеенных нескольких заготовок
(для предупреждения возможного коробления и увеличения
прочности) и обработанных как одна деталь. К таким изделиям
можно отнести цельные и клееные лыжи, бильярдные кии, ткац¬
кие челноки, трости, линейки, спиннинговые удилища, разде¬
лочные доски и тому подобные изделия.
Другой класс в классификации составят м погозлемситные
изделия, т. е. изделия, состоящие из нескольких или многих де¬
талей, каждая из которых до сборки подвергается механиче¬
ской обработке для придания ей определенных размеров и
формы. Кроме того, внутри каждого класса можно различать
два подкласса: подкласс изделий плоской конструкции и под¬
класс более сложных изделий пространственной конструкции.
В подклассе изделий плоской конструкции различают две
группы изделий: рамной и щитовой конструкции. К первой
группе относятся оконные и дверные блоки, чертежные уголь¬
ники, рамки различного назначения (для картин, каминных эк¬
ранов й др.). В другую группу входят изделия в виде щитов,
например чертежные доски, двери щитовой конструкции, пар¬
кетные щиты и доски и др.
В подклассе изделий пространственной конструкции разли¬
чают две группы изделий: решетчатой и корпусной конструк¬
ции. , К первой группе изделий относятся стулья, этажерки,
обеденные и журнальные столы и др., ко второй группе ■— все¬
возможные корпусные изделия. Они могут быть каркасной и
бескаркасной конструкции. К каркасным относятся изделия,
конструкция которых предусматривает образование сначала из
брусьев или брусков жесткого каркаса, обшиваемого затем
брусками или щитами, например при изготовлении деревянных
контейнеров и маломерных судов, фургонов и т. д.
В рассматриваемой классификации можно проследить по¬
степенное усложнение конструкции изделий из древесины. Од¬
ноэлементные и простейшие плоские многоэлсмснтные изделия
повторяются в тех или иных сочетаниях, в более сложных кон¬
струкциях решетчатых и корпусных изделий, Схема одного из
10

вариантов классификации приведена на рис. 2. Приведенная
классификация согласуется и с производством. Некоторые пред¬
приятия специализируются на выпуске одноэлементных и слож¬
им* изделий: фабрики и цехи по производству столов, стульев,
автофургонов, корпусной мебели, корпусов телевизоров и т. н.
Когда цехи или предприятия специализируются на изготовле¬
нии определенных изделий или деталей из представленных
в классификации групп, устанавливают и предметную специа
лпзацию производства.
Такой принцип классификации удобен при изучении учеб¬
ного курса, но он не является единым, исчерпывающим для от¬
раслей промышленности и народного хозяйства в целом. В об¬
щесоюзном масштабе для упрощения обработки информации
при решении задач по планированию, учету и снабжению в ав¬
томатизированных системах управления (АСУ) используется
Единая система классификации и кодирования технико-эконо¬
мической информации (ЕСК.К и ТЭИ). Она включает как со¬
ставную часть Общесоюзный классификатор промышленной и
сельскохозяйственной продукции (ОКП). ОКП построен по де¬
сятичной системе кодирования. Цифровой код ОКП состоит из
двух частей: классификационной и идентификационной. Блок
классификационной части кода ОКП включает высшие группи¬
ровки классификации продукции с использованием серийно-по¬
рядковой системы кодирования из шести первых знаков.
Идентификационная часть кода включает последние четыре
знака, отражающие внутривидовые группировки и характери¬
зующие конкретные изделия по их исполнению — артикулу и
индексу.
Кодовое обозначение изделий по ОКП проводится по фор¬
муле: 2—1—1—1—1—4. Первые два знака в этой формуле ука¬
лывают высшую ступень классификации — класс, признак от¬
раслевой принадлежности (мебель относится к классу 56). По¬
следующие однозначные цифры определяют последовательно:
подкласс — назначение изделий (бытовая мебель имеет под¬
класс 1); группа--видовой признак (шкафы имеют группу 5);
подгруппа-- признак функционального назначения (шкаф для
платья—1); вид признак конструктивной особенности (од¬
нодверный — 1, двухдверный — 2).
1 [оследующие четыре знака идентификационной части кода
укалывают порядковый регистрационный номер изделия, отра¬
жающий характеристику его исполнения (артикул и индекс по
прейскуранту розничных цен с учетом применяемых материа¬
лов, методов отделки и т. п.).
ОКП отражает сложившуюся в СССР специализацию про-
н толстя. Он систематизирует промышленную продукцию по
ihjucjichoh принадлежности, изготавливаемой по действующим
г I Линар гам и нормативно-технической документации. В само-
ll

ётоятельные классы выделена продукция машиностроения — 41,
станкостроения — 47, автотракторное и сельскохозяйственное
машиностроение — 45. ОКП позволяет кодировать всю промыш¬
ленную продукцию с учетом характеризующих ее признаков.
На основе ОКП разрабатывается общий классификатор про¬
мышленной и сельскохозяйственной продукции для стран СЭВ
§ 2. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭСТЕТИКА И ЕЕ ЗАДАЧИ
Большинство изделий из древесины относится к предметам,
составляющим среду обитания человека в жилых и обществен¬
ных зданиях и сопровождающим нас всю жизнь, например ме¬
бель, спортивный, хозяйственный и культурный инвентарь.
Предметная среда оказывает материальное и социальное воз¬
действие на человека, его идеалы, создает условия для полно¬
ценной трудовой деятельности, учебы, быта и отдыха. Гармо¬
низация предметной среды, окружающей человека, одна из
важнейших задач нашего общественного строя, создающего ре¬
альные условия, чтобы жизнь человека формировалась и по
законам красоты.
Теперь уже почти нет предметов и вещей, в создании кото¬
рых не принимал бы участия художник-конструктор — дизай¬
нер, целью которого является формирование гармонической,
предметной среды в целом, наиболее полно удовлетворяющей
материальные и духовные потребности человека.
Техническая эстетика определяет согласованные между
собой красивые формы отдельных полезных предметов, созда¬
ваемых массовым производством с необходимым функциональ¬
ным и композиционным единством на базе прогрессивных тех¬
нологических методов производства, с минимальными затра¬
тами труда и материалов.
Художник-конструктор, начиная создавать предметную среду
(в которой трудится человек) и сами орудия производства, обя¬
зан использовать при этом данные других наук о человеке —
антропометрии, гигиены, физиологии, психологии, что вызвало
необходимость появления на стыке новой науки о взаимоотно¬
шениях «человек — предмет», «человек—машина», «человек —
среда», называемой эргономикой. Таким образом, изделие
массового производства квалифицированно оценивается: по об¬
щественной необходимости — социологом; по техническому со¬
вершенству — инженером; по эстетическим достоинствам — ху¬
дожником; по удобству пользования — эргономистом; по эко¬
номической целесообразности — экономистом. Чаще всего
функции художника и эргономиста совмещаются в одном лице-
дизайнере, который компетентен в этих двух направлениях.
В связи с расширением полномочий промышленных пред¬
приятий и получением ими прав на совместный выпуск продук-
12

пни с зарубежными предприятиями возрастает необходимость
повышения конкурентоспособности отечественных товаров и по¬
вышения уровня их качества как но техническому совершен¬
ству, так и по эстетическим достоинствам и удобству пользова¬
ния. Эстетические требования к изделиям зависят прежде всего
от их функционального назначения и среды, в которой изделия
функционируют. К мебели, например, обычно предъявляют сле¬
дующие требования: единство (взаимосвязь) красоты и полез¬
ности; единство формы и содержания; красота не за счет укра¬
шательства; соответствие изделия рациональному типажу и но¬
менклатуре; согласование с другими изделиями, гармоничное
вхождение в интерьер; возможность блокировать в функцио¬
нальные и художественные группы; отсутствие шума, запаха,
громоздкости; соответствие санитарно-гигиеническим и эргоно¬
мическим требованиям; красота формы как совокупность худо¬
жественных качеств, выраженных во внешних очертаниях, чле¬
нениях, пластике набора изделий, изделия, его элементов и де¬
талей; красота фактуры и рисунка лицевых поверхностей и
облицовочных материалов, насыщенность и чистота цвета, ин¬
тенсивность тона, оттенки, гармония цветовых сочетаний, соот¬
ветствие цвета, фактуры и рисунка форме изделия; специаль¬
ные художественные требования соблюдения стилевых тради¬
ции национальных или региональных художественных школ, на¬
пример, для увязки с другими изделиями.
§ 3, ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ОБРАЗОВАНИЕ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ФОРМ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ
Требовании технической эстетики к каждому виду изделий
должны быть выявлены и сформулированы на основе анализа
лучших образцов выпускаемых изделий подобного типа и су¬
ществующих традиций по их форме, изучения функциональных
зон эксплуатации изделий и динамики потребностей человека.
При этом необходимо учитывать наличие материалов и эконо¬
мическую целесообразность применения художественных средств.
С повышением благосостояния возрастают возможности
у потребителя в приобретении вещей более высокой художест¬
венной ценности. Но возникает положение, когда человек может
спои средства направить на приобретение предметов большей
необходимости.
У некоторых предметов, например у смычковых музыкаль¬
ных инструментов, внешний вид не меняется веками, другие
предметы подвержены влиянию моды и развитию технологии.
На ряд предметов установлены предпочтительные типы и раз¬
меры, например холодильники, размеры которых учитываются
при проектировании кухонной мебели. Стандартом на функ¬
циональные размеры регламентируются разные виды мебели.
13

Мебель-хранилище зависит от габарита и способов укладки хра¬
нимых вещей (книг, одежды, посуды).
Jpjyy^pbi_cTyjibeB, кресел, диванов, кроватей увязаны с ана¬
томическими особенностями строения тела человека, а также
с эрюномическими требованиями, зависящими от условий ра¬
боты, например выполняемой при сидении в кресле.
Рабочее сиденье должно быть удобным для выполнения пла¬
нируемых работ, допускать регулировку по высоте и по поло¬
жению тела и гарантировать от неправильной позы. Покрытие
кресла должно обеспечивать вентиляцию во избежание потли¬
вости и равномерное распределение давления.
Стул чертежника у доски предполагает более высокую по¬
садку. Кресло оператора имеет дополнительные опорные по¬
верхности у спинок, локотников и и других местах для лучшего
удерживания оператора на месте и сочетание твердой и мягкой
обивки в разных местах. Спинка бытового стула обычно имеет
наклон 10—15°, иногда ее делают с изломом - «линией Аккер-
блома». Сиденье пассажира в самолете — с регулируемым на¬
клоном до 45°, с подушками для головы. У диванов чаще всего
сиденье наклоняется на 3° назад, а угол его со спинкой около
105°.
У кроватей устанавливается наименьшая длина и ширина,
чтобы постельные принадлежности не собирались в складки, че¬
ловек мог во время сна менять позу, а благодаря податливости
мягкой поверхности в любом положении лучше распределялось
давление на тело. Мягкость поверхности у мебели для длитель¬
ного отдыха должна быть больше, чем у мебели для кратковре¬
менного отдыха. В детских кроватях и некоторых медицинских
излишняя мягкость даже вредна, так как деформирует положе¬
ние ПОЗВОНКОВ.
У столов письменных, рабочих и общего пользования,
а также стоек, верстаков рабочая высота, ширина и глубина
свободного пространства должны соответствовать размерам ко¬
леней и ступней ног.
Размеры мебели для сидения зависят также от предполагае¬
мого количества посадочных мест, требований компактности по¬
мещений, а также возраста детей. (Обычно пользуются утверж¬
денными нормативами). При установлении размеров изделий,
контактирующих с антропометрическими характеристиками
человека, обычно используются статистические средние, средне¬
взвешенные или предельные размеры. Значительно лучше кон¬
струкции изделий, если они позволяют регулирование функцио¬
нальных размеров. Существуют конструкции письменных сто¬
лов с регулируемой высотой крышки, кресел—высотой сиденья,
детских кроватей - длины. Место эксплуатации мебели также
влияет на форму и конструкцию. Для однокомнатной квартиры
мебель целесообразна компактная, трансформируемая, стел¬
14

лажная с многофункциональным назначением емкостей, ныд-
пижными и выкатными изделиями обихода. В многокомнатных
квартирах условия позволяют использовать гарнитуры для
спальни, столовой, кабинета, детской комнаты. В каждом слу¬
чае требуется увязка внешнего вида изделий по функциональ¬
ным зонам для одной комнаты или по комнатам. Смешение сти¬
лей художественного оформления, чрезмерное употребление од¬
нотипных деталей декора вызывает неприятное впечатление.
Другие изделия интерьера следует также увязывать с тек¬
стурой и отделкой мебели, например корпус пианино, телеви¬
зора и других предметов интерьера.
Внешний вид деталей домостроения — окон, дверей, паркет¬
ных щитов и деревянных домов устанавливается ГОСТом,
СНиПами и архитектурным проектом, в котором учитывается
архитектура города или деревни, назначение дома как жилого,
производственного, культурно-развлекательного, медицинского,
учебного и др. Законодателями форм и размеров деталей домов
являются отраслевые институты Государственного комитета
(’ССР по делам строительства, которые издают нормативные
акты, утверждаемые Госстроем СССР и обязательные для вы¬
полнения проектирующими организациями.
С точки зрения экономики целесообразно унифицировать
•хлеменш конструкций (уменьшать количество типоразмеров).
Это дает возможность увеличивать серийность выпуска, произ¬
води п. специализацию и автоматизацию, повышать производи¬
тельной!. груда. Благодаря унификации щитов корпусной ме-
fnviii, [i.i ip,Мотанной Московским ТНПО «Центромебель», co-
крн шлоп. время на переоснащение автоматических линий, воз¬
рос коэффициент использовании рабочего времени, облегчились
унаковкм легален н транспортирование изделий в разобранном
виде, что снизило транспортные расходы. Наличие каталогов
унифицированных деталей с указанными размерами и допус¬
ками позволило упростить проектирование изделий и способ¬
ствовало разработке системы автоматизированного проектиро¬
вания (САПР).
Унификация вызвала необходимость предусмотреть разнооб¬
разие внешнего вида изделий. Решение было найдено путем
комплексного проектирования каждого варианта конструктив¬
ной основы (каркаса.) изделия со многими вариантами его
внешнего вида с различным декором за счет варьирования фак¬
туры облицовочных материалов, различных форм декора из
жесткого полиуретана, разнообразия фурнитуры. Этим приемом
удается осуществлять имитацию прошлых стилей (ретро).
16

§ 4. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ, ЗАКОНОМЕРНОСТИ
И СРЕДСТВА ХУДОЖЕСТВЕННОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ
Проектирование предметной среды, окружающей человека,
представляет собой решение комплекса задач утилитарно-функ¬
циональных, конструктивных, эстетических, психофизиологиче¬
ских, технологических, экономических и других специальных,
соответствующих особенностям изделий. Эстетические вопросы
не являются объектом деятельности инженера-технолога, но по¬
скольку он является ответственным за качество продукции в це¬
лом, ему необходимы знания о содержании, приемах и возмож¬
ностях творчества дизайнера.
Рассмотрим главные из этих правил и приемов.
Творческий процесс по созданию художественной формы из¬
делия иногда называют композицией. Это же определение ис¬
пользуют и для обозначения результата этой деятельности, об¬
ладающего определенными художественными качествами. Ди¬
зайн определяет качественную сторону композиции как ком¬
плекс следующих категорий: единство формы и содержания,
образность; целостность, композиционное единство; пропорцио¬
нальность; тектоничность; масштабность; соответствие окру¬
жающей среде. Указанные понятия характеризуют различные
стороны проявления красоты предмета в целом. Следует отме¬
тить, что все они относятся к качественным характеристикам,
учитывающим роль человеческого фактора, т, е. потребителя
с его индивидуальными вкусами.
Как известно, форма изделия обычно воспринимается чело¬
веком как бы двумя началами: интуитивно-эмоциональным и
логическим. Создавать свою предметную среду человек может
только по законам природы, так как все интуитивно-эмоцио¬
нальное в нем самом, а логически-научное происходит от при¬
роды. Поэтому художник часто переносит образы из природы,
будучи уверен, что они будут поняты человеком.
Единство формы и содержания, образность
Соответствие формы и содержания важно обеспечить в из¬
делии для лучшего его функционирования в соответствии с на¬
значением, в связи с окружающей средой, а также для эмоцио¬
нального воздействия. Художественная форма должна раскры¬
вать функциональное назначение изделия, его значимость, ра¬
довать человека полезностью предмета. Человек не должен
утомляться сложностью формы или представлять себе что-то
несвойственное данному предмету, получив дезинформацию
о его назначении. Мебель для кухни не должна производить эф¬
фект горячего цеха красным цветом, так как на кухне тепло от
плиты п поэтому «холодные» тона более приемлемы. Кресло
16

у парикмахера не должно напоминать кресло зубного ирача,
а кресло в театре не может по высоте быть одинаковым с крес¬
лом судьи, олицетворяющим высокое значение правосудия.
Применением специальных художественных приемов дизай¬
нер может передать ощущение тяжести, массивности, прочности
или легкости, парения в воздухе, динамичности или неподвиж¬
ности предмета. Чередованием одинаковых элементов формы и
разной степенью их учащения можно придать изделию эмоцио¬
нальное воздействие ритма и направленности движения. То же
можно осуществить, если силуэт изделия выполнить с нараста¬
нием или убыванием массы.
Применяя цветовые колористические решения, можно созда¬
вать вид повседневности или парадности, динамичности, сол¬
нечности и сумерек. У разных людей и целых народов одни и
те же цвета могут вызывать разные ассоциации. Чаще всего это
связано с природными условиями проживания. Например,
южане и северяне могут по-разному относиться к светлой и тем¬
ной окраске мебели. Образные формы, взятые из природы и
стилизованные, тоже могут вызывать разные эмоции у разных
народов.
Целостность, композиционное единство формы отдельного
изделия и ансамбля изделий, является одним из условий уси¬
ления эмоционального воздействия на человека. Как и все си¬
стемное в природе, целое — это не сумма составляющих его эле¬
ментов, так как в нем, кроме особенностей этих элементов, по¬
являются новые особенности, дополняющие воздействие частей.
Б этом случае говорят о композиционной связи в дополнение
к функциональной и конструктивной.
Б каждом произведении искусства всегда присутствует ком¬
позиционный замысел со своей структурой частей, иерархией
главенствования их между собой, взаимозависимостью и допол¬
нением друг друга. Главный замысел в композиции обычно вы¬
делен более наглядно, масштабно, второстепенный — более мел¬
кими штрихами. Так. фасад корпусной мебели оформляют
всегда нагляднее, чем остальные поверхности, и его облицовку
делают, как правило, натуральным строганым шпоном, в кото¬
ром под слоем лака проявляется красота текстуры, а эле¬
менты декора и художественная фурнитура, подобранные к тек¬
стуре древесины, дополняют эстетическое восприятие, образуя
единую композицию, созданную по единому замыслу. При не¬
прозрачной однотонной отделке эмалью главное воздействие
производится за счет декоративных элементов и фурнитуры.
Расположение ансамбля изделий в стеллажной или в секцион¬
ной мебели секции разных по функциональному назначению
составляют так, чтобы они образовывали единую компози¬
цию с художественно-системным расположением их фасадных
поверхностей, продуманным чередованием высоты изделий,
17

учетом количества однотипных повторяемых элементов. При
этом главное в композиции может быть в центре пли с одного
края, а остальные части оформления должны иметь направлен¬
ность к главному, создаваемую учащением ритма, асимметрич¬
ностью форм изделий, масштабностью их элементов. Разобран¬
ный на части такой ансамбль теряет композиционную целост¬
ность.
Для изделий, наблюдаемых объемно, например кресел, сту-
Л.ьщц столов, целостность, композиционное единство ансамблей
требует проработки логичности объемно-пространственной
структуры каждого изделия и всего ансамбля в целом. Слож¬
ность этого решения состоит еще и в том, что ансамбль должен
быть привлекателен при разных положениях и поворотах изде¬
лий (стульрв и др.), т. е. при изменении объемно-простран-
стьспной структуры. Художественный талант, развитые вкус и
фантазия в сочетании с большим трудом по проработке многих
вариантов композиции па макетах — главные составляющие ус¬
пеха дизайнера.
Еще одним условием композиционного единства является
общность стилевого решения всех элементов ансамбля. Через
ряд элементов изделия или ансамбля должно пройти что-то
единое стилевое, хотя они могут отличаться нюансами пластики
или жесткости форм. Так, обеденный стол и стулья вокруг
него могут иметь ножки сходные по очертанию. В ансамбль
могут входить изделия не только одного утилитарного назначе¬
ния, но и любые другие, например мебель, торшеры, вазы с цве¬
тами, скульптуры, элементы ландшафта и др. Все предметы ан¬
самбля должны организовываться в пространстве, взаимно до¬
полняя друг друга.
Ансамбль изделия композиционно подчиняется главному на¬
значению. Например, в кухонной мебели изделия расставляют
так, чтобы удобнее и экономичнее работать при приготовлении
пищи: пути передвижения должны быть минимальными, рабо¬
тать можно было бы сидя, для большего простора табуреты, хо¬
лодильник, мойку, шкафы для посуды и продуктов располагать
целесообразно, архитектурно связанно, а все разнообразное со¬
держимое прятать за дверцы во избежание дисгармонии.
В художественном отношении ансамбль может быть по¬
строен не только на основе'сходства, но и на контрастах форм,
величии, пропорций, цвета, фактуры, отделки, по единому за¬
мыслу, с образованием единой композиции.
Пропорциональность, или соразмерность, линейных величин,
площадей и объемов всех элементов композиционной системы
друг с другом и со всем ансамблем в целом эмоционально и ло¬
гически воздействуют на человека.
Волыпинство здании крупнейших архитекторов прошлого
особенно выделяются этим достоинством, например зданиеМос-
18

совета. Так, архитектор В. В. Растрелли запроектировал для
помещений Зимнего дворца с высокими потолками стулья
с более высокими спинками, где они хорошо сочетались с высо¬
той помещения. Некоторые из придворных, подражая царским
покоям, заказали себе такие же стулья, но в помещениях с низ¬
кими потолками они смотрелись уродливо, так как были нару¬
шены пропорции.
Одним из приемов достижения гармонии ансамбля может
служить изменение пропорций деталей переднего и заднего пла¬
нов композиции. Для пропорций предметов существуют фор¬
мальные правила оптимальных пропорций золотого сечения, ди¬
намического квадрата и конкретных указаний о пропорциях
идеальной человеческой фигуры (мужчины, женщины, ре¬
бенка). По правилу золотого сечения (ряд Фибоначчи) сумма
длины и ширины предмета должна так относиться к его длине,
как длина к ширине, т. е. длина к ширине иметь соотношение
0,618:0,382. При применении пропорций «малой функции»
берут соотношение 0,528 : 1. Правило применяют и к расчету
пропорций сечений элементов профилируемых погонажных де¬
талей.
Применение только этих правил при построении формы еще
не делает сс гармоничной, требуется, чтобы и другие компо¬
ненты системы способствовали гармонии. Учитывается также
особенность зрения в том что горизонтальные и вертикальные
размеры воспринимаются по-разному: у квадрата горизонталь¬
ный размер кажется больше, чем вертикальный. Для устране¬
ния этого оптического обмана используют построение динами¬
ческого квадрата с увеличением вертикальной стороны на ‘/ы,
т. е. соотношение а : (а + а/12).
Тектоничность — относится также к важнейшим достоинст¬
вам эстетической выразительности форм, благодаря которой
осмысленно выявляются свойства материала, из которого сде¬
лано изделие. Для каждого материала подбираются свои
формы, по-своему характеризующие как сам материал, так и
его технологию. Например, древесина особо ценных экзотиче¬
ских пород имеет красивую текстуру, и ее используют для об¬
лицовывания только тонким слоем. С учетом технологии на¬
клеивания выбирают формы чаще плоские или криволинейные
с большим радиусом закругления, определенной ориентацией
годовых слоев. Применение лака с коэффициентом преломления
света в его пленке, близким к коэффициенту преломления света
древесины, углубляет видимый слой текстуры, делает ее еще
более привлекательной. Формы массивной древесины ножек
столов и стульев демонстрируют их прочность, надежность,
а ориентация волокон указывает на учет анизотропии древе¬
сины, фасонная форма говорит о легкости обработки, хотя и
с потерями части материала.
19

Древесина хорошо тонируется, и это открывает дополнитель¬
ные возможности раскрыть ее многообразие как материала для
эстетического воздействия своей неповторимостью.
В целях экономии древесины, с учетом технологичности
пластмасс из них стали делать стулья и кресла сложных форм,
а в корпусной мебели используют фасонные элементы декора,
заменяя ими резные детали из ценных пород. Благодаря проч¬
ности металла и компактным соединениям сваркой сечения де¬
талей мебели-подставки уменьшены, и это вызывает необходи¬
мость изменить форму изделия в целом. Узкие кромки деревян¬
ных щитов закрывают синтетическими пленками с имитацией,
что облегчает технологию их изготовления. Сочетание армирую¬
щих тканей с полимерными материалами позволяет создавать
новые формы каркасов мягкой мебели, например тина раковин,
или в стиле ретро. Развитие технологии идет одновременно с из¬
мененном применяемых материалов и конструкций изделий.
Масштабность — одно из средств художника, заимствован¬
ных из природы, в которой малые предметы, как правило, по
форме менее сложные, чередуются с большими, более слож¬
ными. В предметной среде, создаваемой человеком, принцип
масштабности должен соблюдаться и в архитектурных формах
изделий, прежде всего в том, что более крупные детали выпол¬
няют более развитыми по рисунку, т. е. такими, как будто мы
видим их ближе, а мелкие делают меньше, как будто они от¬
стоят от нас дальше. Например, фурнитура на больших дверях
может быть крупнее, чем на малых, но иметь при этом стиле¬
вую общность форм.
Изделия с размерами, создающими ложное представление,
называют немасштабными. Немасштабной, например, окажется
тумбочка спального гарнитура на громоздких ножках одинако¬
вого размера с ножками шкафа. Ткани для обивки мягкой ме¬
бели могут иметь крупный или мелкий размер узоров (рап¬
порт) в зависимости от размера изделий. Предметы мебели
должны быть масштабны по отношению к комнате, в которой
они находятся, и людям, которые в ией живут.
Соответствие окружающей среде — следующее из основных
правил конструирования изделий. Поскольку в природе все
взаимосвязано, то и у человека выработалось чувство гармонии
или дисгармонии окружающей среды. Это предъявляет требо¬
вания как бы к раздвиганию рамок композиции при проектиро¬
вании изделий — учету влияния форм окружающей среды.
Прежде всего определяют объемно-пространственные формы са¬
мого предмета с учетом места его размещения и окружения.
Так, телевизор может стоять в виде отдельного предмета на
ножках, либо на специальной тумбе, либо находиться в нише
одного из шкафов набора мебели. В первом случае его формы
решаются как объемная скульптурная композиция, во втором
20

еще связаны с формой и цветом тумбы, в третьем все внима¬
ние уделено передней панели, которая должна сочетаться
с оформлением шкафа. Решение формы одного изделия зави¬
сит от формы и размеров всех изделий ансамбля. Так, кухон¬
ные столы с обязательными для кухни мойкой, плитой, холо¬
дильником должны составлять единый ансамбль.
Размеры и масштаб изделий зависят не только от назначе¬
ния, но и от их окружения и роли в данном ансамбле. От среды
зависит и выбор материала, отделка предмета, его цветовое ре¬
шение. Здесь учитывают образное содержание среды и психо¬
физиологические требования, конкретные условия (темпера-
туру, освещение, погоду), а также эргономические установки
выделения определенными цветами каких-то зои или мест—но¬
сителей опасности.
Между предметом и средой возникают функциональные и эс¬
тетические связи — все представляет собой единую систему, ко¬
торую необходимо системным анализом раскрыть и логично,
художественными средствами увязать в процессе проектирова¬
ния этого предмета. В одном месте нужно будет отказаться от
излишней яркости, в другом лучше выделить предмет, в тре¬
тьем создать единую смысловую композицию. В некоторых слу¬
чаях требуется учет возрастного фактора, традиций в одежде
и быту людей определенного региона, например среднеазиат¬
ского обычая сидеть на коврах с их цветовым решением и ор¬
наментом.
Цвет и цветовое оформление изделия
Рациональное цветовое решение изделия играет значитель¬
ную роль в улучшении его эмоционального воздействия, эффек¬
тивности внешнего вида и взаимодействия с окружающей
средой. Основные сведения об окраске изделий из ■ древесины
излагаются в дисциплине «Технология защитно-декоративных
покрытий», поэтому во избежание повторения рассмотрим пред¬
мет только с точки зрения эстетики. Как известно, более 80 %
информации об окружающей среде человек получает через
органы зрения и только 20 % через слух, осязание, вкус, обо¬
няние. Органами зрения воспринимаются отраженные от по¬
верхности тел электромагнитные волны с частотой светового ди¬
апазона от 0,39 до 0,76 мкм. Физики различают цвета хромати¬
ческие (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий,
фиолетовый) и ахроматические (белый, серый, черный). К ка¬
чественным цветовым характеристикам относятся: тон -— свой¬
ство, которым один цвет отличается от другого; насыщен¬
ность-свойство, указывающее интенсивность цвета; светлоту-
степень доли светлого или темного относительно бело-черной
шкалы. Эти качественные характеристики могут быть оценены
21

Рис. 3. Цветом я диаграмма
с помощью физических приборов количественными показате-
лями с определением длин воли и состава спектров. В оптике
цветовое зрение называют трихроматическим, так как любой
цветовой тон можно получить в виде смеси трех первичных
цветов — красного, зеленого и синего.
Объективное сравнение цветов с количественной формули¬
ровкой может быть дано с помощью цветовой диаграммы, при¬
веденной на рис. 3, принятой в качестве стандарта в 1931 г.
Международной комиссией по освещению. По периметру кон¬
тура, изображенного замкнутой кривой, напоминающей тре¬
угольник с округленными углами, указаны положение каждого
спектрального цвета и длины волн ему присущие. Чистые спек¬
тральные цвета наиболее насыщены. Они располагаются по пе-
22

риметру кривой, а образуемые их смешением находятся внутри
контура. По оси абсцисс (х) координатной сетки нанесена
шкала доли красною цвета, а по оси ординат (у) доли зеленого
цвета. Поскольку суммарное количество красного (Кк), зеле¬
ного (Кз) и синего цвета (Кс), требуемых для образования дан¬
ного тона (определяемого точкой внутри контура), всегда
равно 1, то количество синего цвета определяется разницей
Кс=\-(Кк+Ка).
Белый цвет оказывается в центре диаграммы (точка Б) и
содержит по '/з каждого из цветов. Его координаты около 0,33
но обеим осям. Проводя из точки Б линию к спектральным цве¬
там, по контуру можно определять степень насыщенности того
цвета, который обозначен на контуре.
По-разному воспринимаются цвета источников цвета и
поверхностей, отражающих свет. Освещая поверхность хрома¬
тическим цветом, мы нарушаем цветовую константность поверх¬
ности при освещенности белым светом. Это заставляет худож¬
ника учитывать вид освещения, при котором будет изделие
находиться в эксплуатации. Художник рассматривает цвет как
качественный критерий и пользуется не приборами, как физики,
а эталонами из специальных альбомов. Физиологи считают, что
красный, оранжевый цвета, называемые «теплыми», способ¬
ствуют увеличению работоспособности в прохладной среде, но
затрудняют перенесение среды с повышенной температурой и
снижают слуховую чувствительность. Синий, голубой, серый
цвета —• «холодные» — менее приемлемы для прохладной среды,
так как усиливают ощущение холода. Темные цвета восприни¬
маются как «тяжелые», а светлые как «легкие», что также от¬
ражается на работоспособности. Цвет яркий и насыщенный
увеличивает пропорции предметов, как бы выпячивая их. Пси¬
хофизиологическое воздействие цвета должно учитываться ди¬
зайнером.
Следует иметь в виду, что коэффициенты отражения у раз¬
ных спектров цветовых потоков и от разного цвета поверхно¬
стей различны. Белая поверхность отражает 70- 90 % потока,
голубая 45—50 %, черная 4—5 %. По литературным данным,
древесина клена отражает 42 % лучистого потока, ореха —
16 %, красного дерева—12 %. Воздействие отдельного цвета
тем сильнее, чем больше поверхность, чем он ярче и насыщен¬
нее и чем сильнее освещенность поверхности.
При длительном наблюдении наступает адаптация и вос¬
приятие притупляется. Меру различия цветов называют цвето¬
вым контрастом.
Благоприятное воздействие, эстетическое восприятие вызы¬
вают определенные сочетания цветов — цветовые гармонии, ко¬
торые могут сочетаться и на нюансном подборе цветов одного
тона, отличающихся по насыщенности и яркости, и на контраст¬
23

ном подборе разных цветов. Например, детали пульта управле¬
ния чаще оформляют на основе контрастной гармонии, а изде¬
лия помещений для отдыха — на основе гармонии близких цве¬
тов — нюансной. В некоторых помещениях возможно сочетание
фона и переднего плана из ярких и сдержанных цветов. В за¬
темненных помещениях лучше создавать иллюзию солнечного
света, а в светлых — использовать холодные цвета. В мебели
для магазинов окраска может быть яркой, броской, рекламной.
В помещениях для маленьких (до 6 лет) детей лучше вводить
их любимые цвета — теплые, старше 6 лет—холодные, в школь¬
ных комнатах цвет должен соответствовать ее назначению. При
создании нпотового равновесия подбирают насыщенные цвета
для меньших по площади поверхностей деталей интерьера,
а менее насыщенные — для больших поверхностей.
Могу г влиять и традиции цветов одежды, с которыми
должна гармонировать отделка мебели. Так пальто, например,
носят чаще пастельных мягких цветов и там, где люди сидят, как
в кинотеатре, в верхней одежде, мебель тоже не должна быть
яркой. Использование в интерьере блестящих полированных,
зеркальных поверхностей зависит и от окружающей среды. Так,
в дворцах вблизи Ленинграда для создания гармонии с окру¬
жающей средой, прудами вокруг зданий с большими окнами,
внутри помещений устанавливалось множество зеркал, а про¬
странство между ними оформляли в соответствии с оформле¬
нием промежутков между прудами. В других случаях блики
света могут нарушать гармонию, и поэтому блестящих предме¬
тов избегают.
Проектируя изделия из древесины, подчеркивают ес краси¬
вую фактуру прозрачной отделкой или у менее ценных пород
скрывают ее природные дефекты кроющими красками. В таких
случаях должен быть проявлен художественный вкус, хотя ма¬
лярная отделка никогда не сравнится с внешним видом нату¬
ральной древесины.
Инженерам деревообрабатывающих предприятий иногда
приходится изготавливать в мастерских нстиповое оборудо¬
вание, которое также должно оформляться по правилам ди¬
зайна.
Сварные станины оборудования чаще всего закрывают ко¬
жухами из листового металла, которым придают эстетическую
форму в сочетании с соответствующей окраской и учетом эрго¬
номических требований стандартов и безопасного труда. Выбор
формы рекомендуется проверять методом макетирования.
Все сказанное о цвете относится к людям с нормальным вос¬
приятием хроматического цвета. В массовом производстве на
них н ведется проектирование. Если есть необходимость учесть
особенности дальтоников, то можно продублировать цвета ок¬
раски опасных частей станков какими-либо фигурными рисун¬
24

каМи ахроматических цветов и т. п. Учет эмоциональных осо¬
бенностей людей с разным темпераментом или характером
(сангвиников, холериков) практически не осуществляется.
§ 5. историческая эволюция формы в архитектуре.
ПОНЯТИЕ О СТИЛЯХ. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
СТИЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ МЕБЕЛИ
Вместе с развитием материального производства и духовной
культуры человечества шло развитие и форм предметной среды
формируемой человеком, охватывающее архитектуру зданий,
интерьера с предметами быта внутри помещений, одежды, ри¬
сунка на тканях и др. На протяжении какого-то времени прояв¬
лялись определенные устойчивые тенденции, правила и приемы,
которые позднее получили название стилей.
Под понятием стиль в искусстве понимают исторически
сложившуюся, относительно устойчивую общность образной си¬
стемы, средств и приемов художественного выражения, обус¬
ловленную единством идейного содержания искусства. Стиль—■
это не формальный набор средств и приемов. Он включает
только общие принципы познания действительности и предпо¬
лагает использование разнообразных изобразительных средств.
Подражание (имитацию) особенностям какого-либо стиля,
обычно с упрощением, называют стилизацией. На протя¬
жении столетий новые стили, в том числе и мебели, зарожда¬
лись и развивались в условиях конкуренции с предыдущими, ко¬
торые вытеснялись не сами по себе, а в связи с укладом, идео¬
логией, культурой, архитектурой и изобразительным искусством
своего времени.
Технологическая направленность и ограниченный объем
учебника не позволяют изложить этот вопрос детально и по¬
этому будут освещены только главные черты и особенности ос¬
новных стилей, мебели, значение которых может сказаться и
в наше время при использовании стилизации ретро.
Первобытные примитивные формы мебели характерны как
для эпохи низкого уровня средств производства в целом, так и
для беднейших слоев населения последующих эпох. В этих слу¬
чаях использовали, например, для сидения любые доступные
материалы — пень, вязанки прутьев, простейшие табуреты, топ¬
чаны, козлы, обработанные топорами. Столы и сундуки были
тоже плотницкой работы. Впоследствии, с развитием потребно¬
сти украсить свой быт, на изделиях появляются первые прими¬
тивные процарапанные геометрические орнаменты. Нечто по¬
добное встречалось и в избе крепостного крестьянина, талант¬
ливые люди проявляли свою творческую индивидуальность при
украшении предметов домашнего обихода. От древних народов
остались образцы мебели для сидения, лежания и хранения
25

домашнего скарба с типовыми соединениями, резьбой, скульп¬
турными изображениями зверей, чудовищ в таком виде, в ка¬
ком позволяли использование простейшего металлического ин¬
струмента и художественный уровень изготовителя. Уже
в Древнем Египте при изготовлении мебели (рис. 4) использо-
иали пилы, получали доски, более художественной стала резьба
по дереву, из плотницкого ремесла стало рождаться столярное.
Структура изделий становилась все сложнее, формы фигур жи¬
вотных, людей, растений прорисовывались все четче, симмет¬
ричнее, лучше соответствовали удобству эксплуатации. В гроб¬
ницах фараонов находят мебель, украшенную слоновой костью,
перламутром, золотом, тонкими пластинками ценных пород дре¬
весины. Уже в период расцвета Фив (XX—VIII век до н. э.)
можно увидеть основные черты современной мебели и ее глав¬
ные изделия: стулья, табуреты, столы, шкафы, спальные ложи,
сундуки. Особое внимание уделялось мебели для сидения.
В стульях появлялись рамки как бы с плетеными филенками из
растений и кожи, спинка хорошо соответствовала формам че¬
ловека, ножки исполняли в виде звериных лап, сбоку стали де¬
лать опоры для рук-—локотники, встречались складные стулья.
Ложа имели рамную основу с ремнями для укладки матраца и
подушек, под головой была подставка, ножки выполнены в виде
звериных лап. Сундуки делали в виде саркофагов, а их кон¬
струкция позволяла свободно расширяться деталям при увели¬
чении влажности, некоторые детали имели изогнутую форму.
Египтянам известны столы с круглой крышкой на одной опоре
в центре. Поверхность изделий зачищали пемзой и закраши¬
вали краской. Из Египта перешли в Европу основные формы
мебели, виды инструментов и приемов для ее изготовления. Од¬
нако компоновка, пропорции, связь декора с конструкцией еще
не достигли того уровня, чтобы именоваться стилем в современ¬
ном понимании.
Рис. 4. Египетская мебель
26

При изготовлении месопотамской (ассиро-вавилонской и пер¬
сидской) мебели сделан шаг вперед в облицовывании чалодон
пых пород более дорогими, применяли точение древесины и из¬
готовляли круглые ножки. Стали включать в конструкцию ме¬
таллические листы и металлическую фурнитуру в виде колец,
пуговиц. Мебель украшали резьбой, боковины выполняли в виде
атлантов и кариатид, поддерживающих сиденья и локотники.
Однако, формы этой мебели грубее, чем египетской. Ножки ча¬
сто делали в виде шишек пинии (итальянской сосны), лап жи¬
вотных, гроздей фруктов. Орнамент чаще плоскостный, с изо¬
бражениями фантастических зверей, крылатых быков, львов,
баранов, нгиц, мммпск пппнн. Для обивки использовали ткани
п ковры.
Персидским мотивам присущи рискошь, украшения фигу¬
рами воинов, единорогов и сфинксов быков с бородатыми чело¬
веческими лицами и т. п. Ножки в виде львиных лап, с выем¬
ками, кольцами, чашечками цветов, кисточками.
Уже с этого времени каждый последующий стиль стал но¬
сить определенные элементы предыдущих стилей и добавлял
свои архитектурно-художественные черты, свойственные своей
эпохе.
В Древней Греции (рис. 5) вначале чувствовалось влияние
азиатской архитектуры, от которого греки освободились после
XV века до и. э. В некоторых местах, например в Спарте, было
даже запрещено изготовление изящной мебели, чтобы не изне¬
живать мужчин-воинов. Дома у древних греков были откры¬
тыми и население не придавало значения их оборудованию. Тем
не менее в богатых домах имелась хорошая мебель рамочно-фи-
леночной конструкции, с гнутыми деталями, интарсией (запол¬
нением вынутого фона вкладками из другой древесины) из
клена, кедра, оливы, самшита, пальмы, ореха, черного дерева.
Впоследствии греки создали свои оригинальные изделия —
простые, с утонченной изящностью линий, удачными, ставшими
27

классическими пропорциями. Появился оригинальный стул
с серповидными ножками, ряд скамеечек обычных и тронооб¬
разных, складных изделий, носимых рабами за господами. От¬
делывали изделия богатой резьбой, золотом, слоновой костью.
Орнамент растительный, геометрический, с яркой окраской, на¬
личием ионики (орнаментальный мотив из ряда яйцеобразных
выпуклостей, обрамленных валиком, чередующихся с обращен¬
ными острием вниз, стрельчатыми листьями) бус, зубчиков.
Главный вклад древних греков — это их классические формы и
пропорции изделий.
Своеобразной была и мебель этрусков, населявших северо-
запад Апснинского полуострова и в V—III вв до н. э. покорен¬
ных Римом. Этрусские сундуки, шкафчики с многочисленными
бронзовыми элементами, профилированными деталями, изобра¬
жением волюты (архитектурный мотив в форме спиралевидного
завитка с кружком, «глазком», в центре), пальметты (стилизо¬
ванный веерообразный лист), зверей были выполнены с лю¬
бовью к роскоши в формах мебели.
В Римскую культуру и стиль многое перешло из Греции.
У римского столяра были уже почти все столярные инстру¬
менты, что позволяло ему вносить новые декоративные эле¬
менты, в особенности для создания помпезности обстановки
у богачей. Кроме многих пород древесины (кедра, туи, ясеня,
клена, самшита, платана, черешни), используемых для интар¬
сии, делали мраморные опоры и сиденья, украшения из бронзы,
позолоту, инкрустацию, гравировку, роспись. Орнамент вклю¬
чал растительные мотивы — листья аканта, грозди, гирлянды,
фрукты, вьющиеся побеги. Разнообразны были кресла, стулья,
табуреты, в том числе складные, громоздкие стационарные и
в виде носилок, в которых рабы носили своих хозяев. По¬
скольку богатые римляне, как и греки, много времени прово¬
дили в постели, где ели и читали, — столы делали легкие, сме¬
няемые при перемене блюд, иногда на трех ножках, чтобы не
шатались на неровном полу, и в виде звериных лап. Ложам раз¬
ных конструкций уделялось особое внимание. Шкафов почти не
было, пользовались сундуками. У римлян уже присутствовал эк¬
лектизм, сочетавший греческие формы с римским помпезным
оформлением. На этом кончается история античной мебели.
Византийская культура — с IV века н. э. почти тысячелетие
являлась законодателем развития декоративного искусства в Ев¬
ропе. По сравнению с греческой и римской мебелью византий¬
ская имела более упрощенные формы с характерными выточен¬
ными опорами, спинками, колоннадами, была отделана рос¬
кошными материалами с использованием цветной росписи и noj
золотой, имела в избытке украшения. В номенклатуру изделий
входили сундуки, стулья, табуреты, кровати для женщин (муж¬
чины спали в стенных нишах). Церковные стулья отделывали
28

сусальным золотом, цветной эмалью со вставкой драгоценных
камней.
В связи с крещением Руси церковная мебель византийской
культуры проникала в нашу страну. Орнаменты преобладали
библейские, стали появляться христианские мотивы — моно¬
грамма Христа, голуби, рыбы, барашки, павлины. Изображали
колосья пшеницы, виноградные кисти, оливковые ветви, листья
пальмы, аканта пальметта. Позднее появляются фантастиче¬
ские звери. Византийский стиль был предшественником роман¬
ского.
Особое место занимает мебель мусульманских стран. По¬
скольку по восточным обычаям сидят на коврах, мебель для
сидения редко присутствует. Столы низкие, многоугольной
формы, богато украшенные резьбой с интарсией из чеканной
меди. Среди изделий имелись оттоманки, шкафы, сундуки,
ширмы-этажерки с отделкой в виде сложных решеток, инкрус¬
тацией, стилизованным сложным орнаментом, выполненным
с большой фантазией.
Романский стиль (рис. 6) ■— начал формироваться в Европе
около 800 г. и. э., широкое распространение получил в X—XII
ни. н господствовал в Европе почти 400 лет, название ему дали
только в X IX иске. Первостепенной задачей искусства в эту
эпоху было служение церкви, господствующей в идеологии,
a Moiiaciырскне ордена и крепостные жилища феодалов накла¬
дывали спой отпечаток в духе облика замков — тяжелых, за¬
крытых массивных статических форм. В мрачных, темных
с узкими проемами окон, жилищах мебель грубая, массивная,
тяжеловесная с колоннами, карнизами, капителями повторяю¬
щими пропорции архитектуры зданий, с кричащими красками.
Шкафы с железными коваными накладками, позднее с декора¬
тивной железной фурнитурой. Сундуки служили н хранилищем
и кроватью и дорожными чемоданами богачей-феодалов- Си¬
дели чаще на скамьях, а стулья с подставкой для ног были
только у богачей. Имелись и громоздкие кресла и складные
стулья. Столы были простой дощатой конструкции, кровати
с балдахином, защищающим от осыпающихся потолков.
Элементами декора служили кованые железные накладки,
цветные орнаменты, часто без соблюдения классических про¬
порций. Мотивы рисунков — растительные, фигуры людей и жи¬
вотных, чудовищ, геометрические элементы орнаментов.
Гоманский стиль не внес чего-либо существенно нового в ис¬
кусство последующих стилей, он представляет собой только су¬
губо исторический интерес.
Готический стиль от названия племени готов (рис. 7), воз¬
ник в ряде европейских стран — Франции (с XII no XVI век),
Бельгии, Швейцарии и Германии (XIII—XV век). Он отражал
и культовое церковное устремление вверх, к небу, и стремление
29

Рис. 6. Романский стиль мебели и
двери
Рис. 7. Готический стиль
а — сундук; б — киесло

буржуазии к великому и прекрасному, желание показать высо¬
кие динамичные формы башен, стройных колонн, сложных
(в виде розы или стрельчатых) сводов окон и т. п.
Здания каркасной конструкции с ребрами, контрфорсами
(вертикальными выступами, укрепляющими основную несущую
конструкцию, главным образом наружную стену), перекидными
арками.
Изделия мебели ранней готики имели чаще церковное про¬
исхождение типа шкафов для ризниц (одежда служителей цер¬
кви), кресел для клироса (возвышения для певчих). Возобно¬
вились рамочно-филенчатые конструкции. Филенки украшались
ажурным (сетчатым) и лиственным резным орнаментом, лен¬
точным плетением, орнаментом с имитацией в виде свитков и
складок под кожу.
Каркасы украшают ребристыми поперечинами, стрелами, ба¬
шенками, колонками, позднее изображениями фигур. Появля¬
ются шкафы на высоких ножках, с высоким цоколем, как и все
в готике, устремленные вверх. Мебель готики больше копирует
и дереве архитектуру, скульптуру и живопись зданий, чем учи¬
тывает тектонику и фактуру дерева. Тем не менее сохранились
и некоторые черты романского стиля. Количество типов мебели
увеличивается, особенно видов столов раздвижных, с подъем¬
ными столешницами, с выдвижными ящиками, появились бу¬
феты, использовалась простейшая инкрустация. Делались
кресла е сиденьем в форме ящика с закрытыми боковыми стен¬
ками, с не очень удобными резными спинками. У стен ставились
скамьи н сундуки, Постепенно оформление становится разнооб¬
разным: орнаменты си виноградных листьев, гроздей, гирлянд,
завитков, розеток, цветов до геральдики в виде гербов; исполь¬
зование восточных мотивов; облицовка поверхности цветной
древесиной, слоновой костью, перламутром, позолотой, исполь¬
зование ковки. Устремленная вверх и подражающая архитек¬
туре зданий готическая мебель не очень подвижна и как бы тя¬
готеет к стенам.
Ренессанс (рис. 8) — стиль, зарожденный в эпоху переход¬
ную от средневековья к новому времени в Италии XIV века.
Зрелый период относится к XV—XVI векам, в период форми¬
рования зачатков капиталистических отношений, появления ре¬
месленных мастерских, работающих квалифицированно, рабо¬
тающих на рынок. Развитие бытовой культуры идет одновре¬
менно с ростом духовной жизни, художественное творчество
становится более многогранным, приобретает светский, гумани¬
стический характер, основывается на знаниях и опыте. Средне¬
вековая мистика и аскетизм вытесняются верой в разум чело¬
века, ощущением радости познания мироздания, на новой ос¬
нове возрождаются элементы античной культуры, используются
декоративные формы греко-римских ордеров.
31

Культурное наследие античности осваивается с повышенным
художественным вкусом, со сложной композицией из архитек¬
турных элементов {колонок, пилястр, карнизов, фронтонов),
с правилом золотого сечения для лучшей гармонии, с реаль¬
ными объемами фигур и предметов, со спокойными линиями и
плавными очертаниями вместо шпилей. Появляется понятие ар¬
хитектонической композиции из отдельных независимых форм,
строящихся на красоте пропорций, ясности силз'этов, индивиду¬
альности решения предметов. Широко применялся декор с под¬
чинением главной теме композиции. Используются раститель¬
ные и геометрические орнаменты, лист аканта, гермы (четырех¬
гранные столбы, завершенные головой), купидоны (амуры),
арабески (орнаменты многократного ритмичного однородного
построения), плетенки, картуши (в виде щитов или полуразвер-
нутых свитков с гербами, эмблемами, надписями), грифоны
(животные с туловищем льва, орлиными крыльями и головой
орла), фестоны (лепные украшения в виде гирлянд). Умело ис¬
пользовались естественные цвета древесины, развивалась тех¬
ника облицовывания и интарсии черным и белым деревом, сло¬
новой костью.
В немецкой мебели было меньше связи с античной, в каче¬
стве украшений использовались венки, медальоны, акантовый
лист, рог изобилия, гротеск (причудливый аллегорический ор¬
намент), дельфины, волюты (спиралевидные завитки с «глаз¬
ком» в центре), гербы.
В Испании использовали точеные детали, арабески, тиснен¬
ную кожу для спинок и сидений стульев.
Английская мебель эпохи Возрождения вывозилась в Аме¬
рику и стала там основой так называемого колониального
стиля.
Барокко (рис. 9) — стиль конца XVI века главенствующий
до середины XVIII века. Он являлся продолжением ренессанса,
служившим прославлению монархии, церкви, аристократии. Для
него характерна пышность, патетика, театральность, феерич¬
ность, иллюзионизм, повышенная динамичность форм, беспо¬
койный ритм кривых линий. Стиль, поражающий воображение,
приходился по вкусу иезуитам и иногда его называли иезуит¬
ским, Широко использовали средства воздействия и эффекты
освещения, яркие цветовые краски и включение нескольких
композиционных центров. Эстетика барокко строилась на кон¬
трастах разума человека и власти неразумных сил, реального
и иллюзорного, с сильным контрастом света и тени, масштабов,
ритмов, фактур материалов, оптических эффектов, с эмблема¬
тикой и аллсторикой.
В России барокко было более свободно от мистицизма, ха¬
рактерного для католических стран, в протестантских странах
оно приняло более строгие формы.
2 Заказ № 2177	33

Типичным н оформлении стиля барокко являются витая ко¬
лонна, обилие выступов, изогнутых карнизов, ниш. Вместо плав¬
ных кругов появляются динамичные овалы, спирали, поверхно¬
сти изобилуют выпуклостями и вогнутостями, развита техника
облицовывания, интарсии, в том числе сложных форм. Профили
становятся глубокими, вводится фигурно-орнаментальный де¬
кор. Отделочные материалы включают также перламутр, кость,
панцирь черепахи, фарфор, каменную мозаику. Наблюдается
пренебрежение спецификой древесины как материала — свобод¬
ное формообразование с пластичными поверхностями, круче-.
ными колоннами, пухлыми фигурными столбиками (баляси¬
нами), богато профилированными карнизами и рамками, слож¬
ными контурами профилей. Мотивами резьбы являются
картуши, гирлянды, вьющиеся стебли, раковины, венки, фестоны.
Украшением служили и дорогие ткани, и серебряная чекань, и
золоченые накладки. Особенно известны изделия Андре Шарля
Буля во Франции в период правления Людовика IV.
Стиль Буля — облицовка черным деревом, маркетри пластин¬
ками черепахи, олова, позолоченной меди, кости, с бронзовыми
накладками, прямолинейными контурами корпусов, строгими
завершениями и цоколями, ножками прямоугольного сечения
суженными книзу. Ведущий орнамент — стилизованная лоза.
Изделия крупные, тяжеловатые. Кресла обивались гобеленом,
стулья покрывались позолотой. Формы мебели стиля барокко
для сиденья таковы, что в ней человек не просто сидит, а вос¬
седает в величественной позе.
На смену величавому стилю барокко пришел стиль регент¬
ства, который не имел каких-либо особо примечательных черт.
В нем проявляется дух интимности, утонченности, формы ме¬
бели становятся грациознее, композиция динамичнее. Поверх¬
ности изделий слегка изогнуты, рамки с закругленными углами,
черное дерево вытесняется орехом, розовым и красным дере¬
вом, для маркетри используется дерево, кость, медь, олово. Ор¬
наменты в виде завитков, лент, гротеска, зонтиков, вееров, сти¬
лизованных листов пальмы, ромбовидных очертаний. Гнутые и
точеные ножки украшались мотивами масок, женских головок,
стилизованных листьев, лроножки делали фасонными. Мотив
раковин предвещал новый стиль — рококо.
Стиль рококо (rocaille — рак-ушка)—возник в первой поло¬
вине XVIII в., в период кризиса абсолютизма, период бегства
из мира действительности в мир театрализованной игры, когда
усилилось тяготение к роскоши, изнеженности, утонченности,
переходу к оформлению нежными пастельными тонами белого
с голубым, зеленым и розовым цветами с золочением.
В стиле рококо не использовали прямые и правильные кри¬
вые линии очертаний и элементов декора. Изгибы линий при¬
чудливы, капризны, игривы, как раковина. Мебель изготовляли
34

без принципа архитектоничности, без подчеркивания автоном¬
ности элементов конструкции и свойств, присущих древесине
(рис. 10). Она имела как бы монолитную для глаза форму, ос¬
вободившуюся от влияния архитектуры зданий.
Материал — дорогие породы древесины, а в позднем ро¬
коко— красное дерево, мрамор, бронзовые накладки вместо
резьбы, шелк, гобелен. При оформлении интерьера так называ¬
емых китайских залов у знати как целостного единого ансамбля
использовались лаковые деревянные панно и китайские бумаж¬
ные обои.
Рис. 10. Французское рококо
Вновь стали использовать технику гладкой облицовки, узоры
маркетри, филенки с неглубоким рельефным орнаментом и де¬
кором бронзового литья и чеканки. Секретеры, столы на высо¬
ких стройных изогнутых ножках, с ящиками, откидными зерка¬
лами и другим оборудованием. Мебель для сидения с. мягкими,
волнистыми формами, изогнутыми ножками, в которых сидят
как бы изнеженно, свободно, развалясь.
В немецком рококо — более спокойные формы.
Английское рококо известно по имени одного из создателей
Чиппендейла с характерными формами изогнутых ножек, с ши¬
рокой лобовой частью, с варьируемыми формами мебели для
сидения (крылатые кресла). В больших застекленных шкафах
стали применять фасонную пайку в виде ромбовидной сетки.
Орнаменты в мебели стиля рококо на основе элементов рако¬
вин, иногда сохраняют готические мотивы. Отмечается пере¬
грузка элементами декора.
Мебель азиатских стран — имеет свою историю развития
художественных форм, оказавших определенное влияние на
2*
35

художественные формы европейской мебели. Китайская мебель
XVI—XVIII вв. славилась полированными лаковыми много-
слойными покрытиями, резьбой на черном фоне, тонкими орна¬
ментами, интарсией с выпуклыми вставками, инкрустацией со
слоновой костью, панцирем черепахи, перламутром, ракови¬
нами, полудрагоценными камнями, металлом. Основным пред¬
метом изделий у китайцев была кушетка со спинками с трех
сторон, плетеным сиденьем, украшенная орнаментом. В обста¬
новку входили столы, подставки из черного и розового дерева
для декоративных ваз, стулья с пятьюобразными ножками, ко¬
торые позднее появились в Европе. Изготовляли также бамбу¬
ковую мебель.
В индийской мебели формы проще, но индийские мастера
умели гпуи. дрепееппу, украшать интарсией, ажурной резьбой,
лакиршы п..
Японские мебельные формы XVII—XVIII вв. простые, почти
без профилей. Японцы мало пользовались шкафами и крова¬
тями.
После XVIII века стали появляться изящные, с легкими
формами лакированные и гравированные изделия, украшенные
позолотой и шнурами. Элементы азиатской архитектуры прони¬
кали в европейские стили или присутствовали в квартирах бо¬
гатых людей в виде интерьеров отдельных комнат. Мебель
французского классицизма (рис. 11) восходит от 60-х годов
XVIII в. постепенно вытесняя пышности «королевских стилей»
строгими античными формами времени Римской республики.
Для классицизма характерны горизонтали и вертикали, ясность
и гармоничность пропорций, равновесие частей. В нем вместо
слитности массы, присутствующей в стиле рококо, осуществ¬
лен конструктивный принцип, хотя и с менее выраженным ар¬
хитектоническим подходом, чем в ренессансной мебели. Декор
применяли самый необходимый.
Украшения — в виде набора маркетри в сочетании с резь¬
бой, бронзовыми чеканными накладками. Мягкие элементы оби¬
вались тканями с цветочным орнаментом, употреблялась по¬
золота на деталях.
Тем не меисе еще остались некоторые линии в стиле рококо,
хотя они стали более плавными и сочетались с античными ор¬
наментальными мотивами. Среди изделий большое место зани¬
мают секретеры, комоды, бюро, столы с тонкой резьбой, позо¬
лотой, белым лаком, с нарядными инкрустациями из различных
пород дерева. Предметы корпусной мебели варьируются по по¬
строению (высоте, ширине). В декоре использовали мотивы гро¬
тесков, фестонов, цветочных гирлянд, опальных розеток, фавнов
(бог полей п лесов), купидонов, сфинксов, бараньих голов, ми¬
фологических сюжетов, пальмовых ветвей, профилей карнизов
с каннелюрами (мелкими выемками или выступами). Древесина
36

использовалась красного дерева, атласного, груши, ясеня, то¬
поля и др.
Немецко-австрийский классицизм (стиль цопф) имеет более
простые и строгие формы, компенсирующиеся изяществом ли¬
ний, цветочных сочетаний, скромной инкрустацией.
Современную художественную мебель, выполненную инду¬
стриальным способом, можно отнести к классицизму.
Стиль директории — переходный, короткий, более простой и
суровый, чем классицизм конца XVIII и начала XIX века. Для
него характерны строгая прямолинейность форм, гармоничность
пропорций, равновесие частей (от античной архитектуры) и
умеренность. В нем почти исчезают интарсия, маркетри, бронзо¬
вые накладки. Главный подход — рационализм, практичность,
целесообразность. Предметы корпусной мебели имеют про¬
стые, облегченные формы. Кровати без драпировок и занаве¬
сок с головными и ножными щитами, иногда с S-образными из¬
гибами, в диванах локотник и ножка образуют как бы одну
плавную линию.
Главные признаки мебели стиля директории: простые, пря¬
молинейные формы, плавные изгибы, гладкие поверхности, ог¬
раниченный набор элементов декора; сужающиеся книзу пря¬
мые, реже слегка изогнутые рубленые или точеные ножки;
гладкие колонны и пилястры; карнизы с капителями, с фрон¬
тоновым завершением шкафов и кроватей; различные элементы
обрамления, заполнения ажурных стенок (в форме ромбов или
многоугольников); античные или древнеегипетские мотивы
(венки, шлемы, копья, дикторские связки, щиты, сфинксы,
фавны, лебеди, грифоны, пальметки, маски).
Нэ смену стилю директории пришел стиль ампир.
Рис. II. Французский классицизм
37

Стиль ампир (empire — империя), формировало) иод влия¬
нием первого императора Франции, стремившегося к блеску,
пышности, театральности по образцу древних римских импера¬
торов. Это высший уровень классицизма с культивированием:
античных образцов, парадным великолепием, большой масш¬
табностью и монументальностью, со строгой регламентацией
форм, исключавший все местное, национальное, носивший кос¬
мополитический характер и первые проявления эклектики (сме¬
шения стилей). Особенно своеобразной и красивой считается
русская разновидность ампира, пришедшая после победы над
Наполеоном.
Корпусная мебель обрастает элементами классики — колон¬
нами, пилястрами, карнизами, а столы и кресла — сфинксами,
грифонами, кариатидами, львиными лапами (рис. 12).
В декоре отражался дух эпохи завоеваний — оружие (копья,
Мечи, щиты), трофеи, факелы, лавровые венкн, пирамиды, бу¬
ква N (Наполеон), мозаика из мрамора, малахита, керамиче¬
ских плигок, резьба с позолотой. В диванах и кроватях для
боковин используют S-образные формы, мотив рога изобилия.
У столов опоры имели форму античных колонн и пилонов,
в виде герм со львиными масками и лапами, дельфинов, три¬
тонов, кариатид, атлантов, сфинксов, фигур сарацпиов (ара¬
бов); царги оформляли фризоподобным бронзовым орнаментом.
Рис. 12. Мебель в стиле ампир:
38

При выборе формы учитывали целесообразность изготовле¬
ния и столярную основу. Шкафы делали крупные, массивные
с члененными облицованными декоративной древесиной поверх¬
ностями. Стали появляться новые типы горок, серваитов-витрин,
секретеров со многими ящиками и выдвижными досками,
столы — большие круглые, маленькие на одной опоре, туалет¬
ные с бронзовыми украшениями и др., зеркала — большие на¬
польные и туалетные на ножках, а также ширмы, обтянутые го¬
беленом, кровати на цоколях (нижняя выступающая часть), по
виду напоминающие римские саркофаги.
Английский ампир близок к французскому, но со стремле¬
нием к большей простоте, целесообразности, архитектоничности.
Немецкий ампир более тяготеет к формам греческой, а не рим¬
ской классики. Он отличается красивыми формами, но без пере¬
грузки бронзовым декором, изделия чаще на гладких ножках.
Русский ампир красив и самобытен, в его формировании
участвовали выдающиеся архитекторы В. П. Стасов,
К. И. Росси и др. Они умело использовали красное дерево, ка¬
рельскую березу, орех, тополь, окрашивали в белый цвет дре¬
весину и оформляли золоченой резьбой. Среди изделий русского
ампира сохранилась парадная, роскошная мебель знатных вель¬
мож и простая, удобная в быту, менее декоративная мебель для
зажиточных слоев населения. Изделия этого стиля можно ви¬
деть в Эрмитаже.
Американский колониальный стиль — разновидность англий¬
ской мебели, стилевое смешение позднеренессаненых архаиче¬
ских форм с признаками других стилей. Ранние образцы просты
по формам и выполнялись из мореного и вощеного дерева без
облицовывания и полирования. К 1750—1780 гг. секретеры, ко¬
моды, туалетные столы оформляли красивой резьбой, изогну¬
тыми карнизами, волнистой поверхностью, копируя английский
стиль чиппендейл.
После 1780 г. дорогую мебель изготовляли из атласного и
розового дерева. Стала появляться мебель и неоготического
стиля. Таким образом, под колониальным стилем подразуме¬
вают разновидности европейских, в основном английских
стилей.
Бидермейер — стиль мебели (рис. 13), название, происхо¬
дящее от немецкого «бравый господин Мейер», т. е. как сино¬
ним практичного мещанина с его вещным миром и сентимен¬
тальностью, это буржуазный вариант классицизма. Основное
кредо стиля — техническое совершенство, целесообразность,
практичность, прочность, доброкачественность, удобство, без¬
укоризненная столярная работа. Стиль более свободен от ам¬
пирных архитектурных форм, они упрощены, украшены декором
в духе интимности и домашнего уюта. Простота форм компен¬
сировалась прогнутостью линий, яркой расцветкой обивки.
39

Стали выполнять одностороннюю облицовку щитов и ножек мс-
бели,г иногда использовали такие ранее известные элементы,
как устои в виде лиры, локотники с резными фигурами гри¬
фонов, лебедей, рогов изобилия, растений, ажурные спинки
в виде рамок, растительный орнамент (цветы, листья, венки, ро¬
зетки).
Корпуса изделий простых форм, стенки и дверцы рамочно¬
филеночной конструкции изготовляли из массива, применяли
колонны, пилястры, простые карнизы.
Архитектурные элементы приспосабливали к требованиям
утилитарности, иногда присутствовали элементы грубоватости
и неуклюжести, но в отличие от ампира использовали свет¬
лые породы древесины (клен, тополь, ясень и др.), украшали
инкрустацией. Письменные и обеденные столы были многова-
риантны. Стулья и кресла удобны для сидения, иногда имели
ажурные спинки, обивку с однотонным или цветочным рисун¬
ком прибитую гвоздями с белыми фарфоровыми шляпками.
К началу 30-х годов XIX в. (в период правления Карла X)
во Франции в стиль бидермейер внедряются элементы из ба¬
рокко и какое-то время присутствует буржуазный стиль постам-
пир-бидермейер, появляются вначале элементы декора из стиля
рококо, затем гнутые ножки, мягкие линии контуров. Так заро¬
дился новый стиль, так называемый стиль неорококо (во Фран¬
ции его именуют стилем Луи-Филиппа, а в Англии — ранним
викторианским стилем). Мебель становится более роскошной и
помпезной, в противовес строгости классицизма — декоратив¬
ной. Чего-либо существенно нового эти стили не вносят, проис¬
ходит как бы смешение стилей, образуются псевдостили.
Появление псевдостилей (новых стилей, эклектики) вызвано,
е одной стороны, желанием большей презентабельности, стремле¬
нием к напыщенным формам, богатым декорам, с другой сто¬
роны, развитием фабричного производства, освоением новых
материалов и технологий, появлением «художественной про¬
мышленности», вынужденной использовать из старого все, что
можно сделать индустриальным путем. Но поскольку машин¬
ная техника конца XIX в. еще не была приспособлена к изго¬
товлению сложных форм изделий и их элементов декора, а воз¬
вращение к более низкой производительности труда не в пра¬
вилах прогресса общества, появилась эклектика — смешение
стилей прошлого. Появились новые названия стилей: неого¬
тика, неоренессанс, необарокко, древнегерманский стиль, стиль
Макарта и др. Все они возникли в духе эклектики — механиче¬
ского соединения разнородных, часто противоположных худо¬
жественных принципов.
К началу XX в. художники начали освоение приемов и
средств декоративного оформления зданий, сооружений и пред¬
метов среды в соответствии с их целями, назначением, требова¬
41

ниями к ним, свойствами новых материалов и современными
способами их производства. Результатом на требования жизни
стал стиль модерн.
В стиле модерн (рис. 14) интерьер строился па полном не¬
приятии прежних архитектонических принципов оформления
внутреннего пространства. Стены покрывались причудливыми
асимметричными художественными формами, занавески были
светлые, произвол дизайна был виден на формах мебели, окон,
дверей. Наблюдалось одновременно присутствие двух принци¬
пов построения стилей-—декоративного с капризными фор¬
мами линий и контуров и конструктивного с ясным прямоли¬
нейным построением. В убранстве стульев, кресел, шкафов до¬
минировал стилизованный растительный орнамент из цветов и
растений, листьев подсолнечника, камыша, сложная система
линейного орнамента, с изображением лебедей, т. е. как бы
осуществлялась идея ■— назад к природе.
В дорогих изделиях простые формы компенсировали приме¬
нением ценных материалов и тонкостью отделки (инкруста¬
цией цветным шпоном, жемчугом, слоновой костью, полудраго¬
ценными камнями, металлическими деталями). Теоретики
модерна отстаивали идею единого ансамбля обстановки. Основ¬
ной признак модерна — динамичная стилизация, произвольное
отношение к материалу, решение единой композиции в соответ¬
ствии с замыслом художника и применением неожиданных
асимметричных форм линий и контуров.
Мебель XX в. В стилях мебели можно выделить следующие
направления. Конструктивизм-- в основе которого лежит эсте¬
тика целесообразности с рациональными, строго утилитарными
формами, очищенными от декоративной романтики модерна
(рис. 15). Выдающийся дизайнер Ле Карбюзье рассматривал
мебель и предметы домашнего обихода как «искусственные ко-
42
Рис. 14 Мебель в стиле модерн

вечности», которые должны соответствовать стандарту и новой
технологии. Лс Карбюзье полагал, что предметы декоратив¬
ного искусства должны отвечать типовым потребностям, типо¬
вым функциям и, следовательно, быть типовыми предметами.
Он считал, что эстетическое начало предметов определяется
максимальной функциональностью формы.
Импрессионизм — искусство фиксации мимолетных впечат¬
лений, света и цвета, поэзия динамичных, трепетных мазков и
линий.
Экспрессионизм — предполагает повышенную экспрессив¬
ность (напряженность эмоций), достигаемую драматическими
Рис. 15. Конструктивизм
контрастами, деформациями, нервным ритмом энергично очер¬
ченных контуров.
Кубизм — композиции с простыми формами, чистыми цве¬
тами, красивыми сочетаниями линий и пятен, шаг к абстракт¬
ному искусству, которое появилось с появлением первых по¬
строек конструктивизма.
§ 6. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ФОРМ
И КОНСТРУКЦИИ МЕБЕЛИ
Вскоре после революции, в 20-е годы считали, что следует
бороться с. вещизмом, поклоненцем ему; вещи должны обслу¬
живать только функциональные потребности, а в остальное
43

йремя быть б закрытом, сложенном, свернутом состоянии и по¬
этому было стремление сделать мебель функционально проду¬
манной— стандартной. Отсюда и возник интерес к трансфор¬
мирующейся, складной мебели. Некоторые из этих тенденций
сохранились и в настоящее время. До сих пор требования
к каждому из видов изделий массового производства излага¬
ются в соответствующих стандартах, которые пересматрива¬
ются не реже, чем через 5 лет. При этом они корректируются
в соответствии с изменением потребностей, появлением новых
материалов, технологических процессов и систем машин, ро¬
стом благосостояния населения и др.
У некоторых изделий, например музыкальных инструмен¬
тов, конструкции почти не менялись, хотя детали внешнего
вида оформлялись в соответствии с интерьером.
В 40-х годах стали считать, что быт является сферой фор¬
мирования и проявления личности, т. е. индивидуальных ре¬
шений, и унификация изделий быта должна иметь свои пре¬
делы, а ассортимент мебели должен быть разнообразным, удов¬
летворять разные вкусы.
Таким образом, возникает неизбежное противоречие между
интересами потребителя в разнообразии форм изделий и ин¬
тересами производства в их унификации, способствующей по¬
вышению производительности труда и его облегчения за счет
автоматизации процессов изготовления. Борьба этих тенденций
рождала и постоянно рождает все новые конструкции на ос¬
нове новых материалов и технологий, новые формы контуров
и художественных средств для эмоционального воздействия,
выражения самобытности потребителя.
\Jr Конструкция корпусной мебели постепенно менялась от ра¬
мочно-филеночной к щитовой (из столярных плит и фанеры),
а затем из древесностружечных и древесноволокнистых плит.
Последний переход позволил резко повысить производитель¬
ность труда и способствовал экономии древесины, в особен¬
ности ценных пород. Чтобы избежать однообразия конструк¬
тивизма, появилась тенденция имитации рамочной конструк¬
ции путем использования накладок в форме рамок по контурам
щитов фасада.
Оформление декоративными деталями из жесткого полиуре¬
тана взамен резных деталей, применение интарсии из натураль¬
ного шпона и облицовки синтетическими декоративными плен¬
ками, введение пилястр и карнизов из облицованных теми же
пленками плитных материалов в сочетании с разнообразной
фурнитурой и другими деталями позволяют осуществлять на¬
правленную стилизацию художественного оформления изде¬
лий н создания разнообразных композиций. Не правомерно
пока говорить о создании нового особого стиля, так как стили¬
зация является обычно его предшественником. Если сравнить
44

современные изделия с изделиями предшествуй щи х стилен, 'ю,
ио-видимому, больше всего можно найти в них сходство с кллс
сицизмом, так как архитектоника щитов композиционно по¬
строена по вертикали и горизонтали, что хорошо сочетается
с архитектурой и внутренним оформлением современных зда¬
ний. Тем не менее возможны и другие ретрорешения.
1-]Г1ри проектировании и изготовлении стульев, кресел стали
широко использовать металлические и пластмассовые детали,
в мягкой мебели для отдыха появились формованные из эла¬
стичных пснопластов подушки, создающие условия для боль¬
шего разнообразия форм при массовом изготовлении.
Из армируемых полимерных материалов технологично изго¬
товляются методом формования монолитные корпуса кресел
в виде раковин, отливаются фасонного профиля их ножки,
а также все детали стульев. Все это создает условия для ис¬
пользования в отдельных группах мебели стилей типа рококо.
Такая мебель образует в комнате композ'иции функциональных
уголков, выделяемых как зона отдыха и т. п.
К формам изделий для специализированных жилищ и об¬
щественных зданий предъявляют особые требования, в том чи¬
сле и композиционные. При формировании современного стиля
следует отметить, что оформление его элементов берется не
только из природы, как это было ранее, но и из предметов,
созданных самим человеком, например, динамичные обтекае¬
мые формы автомобилей, самолетов, морских средств транс¬
порта и других атрибутов цивилизации.
Каждое решение формы изделия определяется в итоге та¬
лантом и глубоким системным подходом художника-дизайнера,
его уменьем использовать возможности конструктивной основы
из унифицированных деталей массового производства и изменя¬
емых (с творческой фантазией) декоративных элементов, ко¬
торые получают формованием и другими технологичными спо¬
собами.
§ 7. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ «ИЗДЕЛИЕ»
При проектировании изделий соблюдается определенная по¬
следовательность операций, которую можно сгруппировать для
наиболее сложных изделий (требующих художественной про¬
работки) в следующие четыре стадии: 1) подготовительную
функционально-аналитическую, 2) художественно-конструктор¬
ского предложения; 3) художественно-конструкторского про¬
екта; 4) реализации художественно-конструкторской разработки
(рабочего проектирования).
Подготовительная стадия необходима для изучения пред¬
варительного задания на проектирование и подробного озна¬
комления с темой проекта.
45

Изучение задания направлено: на четкое уяснсннс целей,
задач, заданных условий, параметров и основных характеристик
изделия и среды его функционирования; на системный анализ
структуры, компонентов системы «изделие» и связей между
ними; на изучение литературных источников по теме; на зна¬
комство со сроками и проработки сетевых графиков проекти¬
рования.
Изучение темы проекта — предпроектный анализ включает:
анализ функционирования изделия, его особенности, учет опыта
эксплуатации аналогичных изделий; анализ данных параметров
для создания оптимальных эргономических условий работы че-.
ловека; изучение возможных вариантов системы «изделие»,
включая конструкцию, композицию формы, технико-экономи¬
ческие показатели и другие компоненты.
В подготовительной стадии проводят анализ предшествую¬
щих и последующих стадий для получения оптимальных вари¬
антов последующих разработок.
Стадия художественно-конструкторского предложения на¬
правлена на воплощение в графике и тексте пояснительной за¬
писки проекта новой системы «изделие» в соответствии с за¬
мыслом конструктора-дизайнера и должна соответствовать по¬
лученному заданию на проектирование.
Основой для разработки художественно конструкторского
предложения могут служить: чертежи унифицированных и стан¬
дартизованных деталей — элементов изделий, например вклю¬
ченных в каталог отраслевой системы унификации щитов
корпусной мебели; стандарты и технические условия, определяю¬
щие функциональные размеры изделий (проемы в мебели-хра¬
нилище, обоснованные эргономическими исследованиями про¬
порции мебели-подставки); заранее разработанные части
конструкции — модули; выводы и результаты первой аналити¬
ческой стадии проектирования.
Ранее в начале работы дизайнеры выполняли многочислен¬
ные графические эскизы, макеты, схематично намечающие объ¬
емно-пространственную конструкцию изделия и композицию
группы изделий предметной средыJ В настоящее время, при
помощи технических средств системы автоматического проекти¬
рования (САПР), задача синтеза элементов в изделии значи¬
тельно облегчается, так как в память ЭВМ вводятся все необ¬
ходимые исходные данные и на экран дисплея могут быть выз¬
ваны изображения деталей, модулей, покупных изделий,
которые могут перемещаться в любое необходимое место эк¬
рана при пробной компоновке изделия. /
Таким образом, самая сложная работа — выбор оптималь¬
ного решения из многих возможных вариантов выполняется
быстро и наглядно. Полученное оптимальное решение выво¬
дится графопостроителем на бумагу для использования в ос¬
46

новном документе (проекте). Основные понятия о возможно¬
стях САПР изложены в дальнейшем тексте учебника. Все, что
сказано о приемах художественного конструирования, исполь¬
зуется дизайнером и при автоматизации проектирования.
Стадия художественно-конструкторского проекта необхо¬
дима для развития и углубления художественно-конструктор¬
ского предложения, доведения объема проекта до уровня, кото¬
рый дан в задании. Здесь сохраняется основной композиционный
замысел предыдущей стадии проектирования, но разви¬
ваются и уточняются необходимые сведения о всех деталях.
На этой стадии преобладает не интуитивное, а логическое мыш¬
ление конструктора. Имея от предыдущей стадии объемно-про¬
странственное решение и состав компонентов системы «изде¬
лие», после уточнения размеров окончательно уточняют масш¬
табное решение всех деталей изделия, пропорций, сечений,
вводят такие детали, как ребра жесткости, подбирают профили
конструктивных опорных элементов, обеспечивают подобие це¬
лого и его частей, производят проработку пластики форм,
конкретизируют цветовое оформление, наполняют большей ин¬
формативностью внешнюю форму, ведут макетное моделирова¬
ние, завершают конструктивные чертежи, составляют поясни¬
тельную записку и аннотацию с аргументированным обосно¬
ванием принятых решений.
Стадия рабочего проектирования (реализации художест¬
венно-конструкторского решения) включает: изготовление тех¬
нологических чертежей всех деталей изделия с участием техно¬
логов конкретного предприятия, соответствующих его возмож¬
ностям, предполагаемому объему выпуска изделий; изготовле¬
ние опытного образца, его испытания и апробацию в эксплуа¬
тации; выявление мнения о нем потребителя (показ на выстав¬
ках и т. п.); внесение коррективов. В зависимости от вида
изделий, некоторые операции могут быть исключены, если это
не приведет к снижению качества продукции.
Проектирование может быть выполнено по договору пред¬
приятия со специализированными проектно-конструкторскими
организациями, либо силами своих конструкторских отделов.
В связи с расширением прав предприятий и принятием ответст¬
венности за свою экономическую деятельность должны быть уп¬
рощены процедуры утверждения проектов и переработка не¬
которых отраслевых юридических документов, регламентирую¬
щих подготовку к производству.
47

§ 8. ПОНЯТИЕ О СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ (САПР)
Автоматизированным (ГОСТ 22487—77) называется такое
проектирование, при котором все преобразования описаний
объекта и (или) алгоритма его функционирования или алго¬
ритма процесса, а также представление описаний на различ¬
ных языках осуществляются взаимодействием человека и ЭВМ.
Под алгоритмом проектирования понимают совокупность пред¬
писаний, необходимых для выполнения проектирования.
Системой автоматизированного проектирования называется
комплекс средств автоматизации проектирования, взаимосвя¬
занных с необходимыми подразделениями проектной органи¬
зации или коллективом специалистов (пользователем системы),
выполняющий автоматизированное проектирование. I'.
Для решения задач конструирования изделий и обеспече¬
ния их технологичности применяют математическое модели¬
рование, объектом которого является процесс конструиро¬
вания.
Математическая модель конструирования изделия должна
содержать: формализованное описание системы конструкторской
подготовки производства (КПП)—математическую модель си¬
стемы КПП; формализованное описание процессов конструи¬
рования конкретного изделия (математическую модель про¬
цессов); формализованное описание изделия (математическую
модель изделия).
Служебные функции САПР и примерный состав комплекса
технических средств легче могут быть уяснены на конкретном
примере. В качестве примера рассмотрим систему автоматизи¬
рованного проектирования корпусной мебели, разработанную
в Московском лесотехническом институте (МЛТИ) под руко¬
водством профессора А. А. Пижурина и доцента Г. В. Кры¬
лова под названием SMLTI. По замыслу авторов, система
предназначена для автоматизированной разработки проектов
изделий корпусной мебели, архивного хранения стандартных
деталей н типовых конструкторских решений, размножения
имеющихся чертежей.
Система состоит из ядра и трех подсистем: эскизного про¬
ектирования, конструкторской проработки, генерации чертежно¬
конструкторской документации.
Ядро осуществляет следующие функции:
1. Администрирование системы (инициализация п-роекта;
завершение проекта; инициализация системы; назначение ис¬
полнителя) .
2. Обслуживание архива, каталогов и библиотек системы
(включая передачу проекта в архив, удаления нз архива; рас¬
печатку каталога архива н каталога библиотеки; создание И
48

копирование библиотек, включение модуля в библиотеку и
удаление из нее).
3. Диспетчеризация работы системы (прием команд поль¬
зователя, проверка адекватности команды, передача управле¬
ния в подсистемы, загрузка и выгрузка модулей).
Подсистема эскизного проектирования выполняет задачи:
1. Автоматизированного поиска компоновочных решений и
расчета фасада изделий корпусной мебели на стадии техниче¬
ского предложения (разметка корпуса по вертикальному чле¬
нению, горизонтальное членение каждого корпуса с учетом
требований стандарта на функциональные размеры и толщины;
расчет размерных цепей; проработка передних панелей и фа¬
сада; изменение размеров деталей; удаление, добавление, пере¬
становка элементов; построение симметричных изображений;
получение изображения на экране твердой копии).
2. Автоматизированного поиска объемной композиции и рас¬
чета спецификации щитовых элементов на изделие корпусной
мебели (получение графического изображения объемной компо¬
зиции изделия, получение сечений по трем плоскостям, специ¬
фикацию щитовых элементов).
3. Оптимального выбора материала, покрытия, декора, фур¬
нитуры для изделия в диалоговом режиме с ЭВМ (выбор типа
облицовки и защитно-декоративного покрытия, расчет показа¬
телей технологичности, расчет ориентировочной цены изделия,
получение выходных видеограмм и машинограмм).
4. Оценки полезного выхода при раскрое плит на заготовки
(оценка выхода и составление карт раскроя на данное изделие).
5. Коррекции размеров деталей изделия (расчет модифици¬
рованной спецификации щитовых деталей, расчет массы и
устойчивости модифицированного компоновочного решения).
Подсистема конструкторской проработки решает следующие
задачи: выбор толщин при заданных материалах; выбор мате¬
риала полки при заданной толщине; расчет количества стяжек
при заданном их типе; расчет места расположения стяжек на
щитах; выбор типа стяжек при заданном количестве.
Подсистема выдачи конструкторской документации позво¬
ляет осуществлять поиск нормативно-справочной информации
по машинным каталогам: автоматизированный выпуск специ¬
фикаций (общей спецификации на изделие и его части, груп¬
повой спецификации на изделие и сборочную единицу, коррек¬
тировку спецификаций, получение твердой копии); автоматизи¬
рованный выпуск чертежей (общего вида, сборочных единиц,
изменение масштабов, корректировку изображений), контроль
хода выполнения конструкторских рабит.
В качестве входной информации служат: команды пользо¬
вателя, записи в каталогах носителей, флаги текущего состоя¬
ния системы, габариты изделия, шаг корпуса, коды элементов,
49

число элементов, перечень допустимых элементов и ограниче¬
ния на их фронтальные и функциональные размеры, фронталь¬
ная композиция изделия с указанием функционального назна¬
чения, внутренние функциональные размеры, тип корпуса, коды
материален, геометрические размеры и спецификация щитовых
элементов; прейскуранты материалов, фурнитуры, покрытий
облицовки, таблицы соответствия, технологические параметры
раскройного оборудования, плотности применяемых материа¬
лов, стандарты на функциональные размеры; коды деталей, их
название, форма и размеры; модули упругости материалов, до¬
пустимые напряжения и деформации; коды спецификации, обо¬
значение н наименование элементов, формат, зона, позиция,
вариант исполнения спецификации; коды, названия, форма,
размеры элемента, масштаб и формат чертежа; трудоемкость
и себестоимость изготовления деталей.
Для осуществления автоматизированного проектирования
корпусной мебели в МЛТИ использовался комплекс устройств
и механизмов АРА12-01, включающий: процессор, устройство
ввода-вывода перфоленточное, устройства внешней памяти на
магнитной ленте и на гибких магнитных дисках, алфавитно-
цифровое печатающее устройство, видеотерминал алфавитно-
цифровой, блок расширения системы, расширитель интерфейса,
устройство считывания графической информации, устройство
вывода графической и печатной информации, устройство со¬
пряжения ЭВМ, ряд вспомогательных устройств. Более деталь¬
ное изучение устройств и их работы производится при изучении
дисциплины «Применение вычислительной техники в отрасли».
§ 9. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Систематическое повышение качества продукции является
обязательным требованием развития экономики и эффектив¬
ности производства. Высокие темпы развития народного хо¬
зяйства и повышение эффективности производства могут быть
достигнуты с помощью стандартизации на основе новейших
достижений науки, техники и организации труда. Стандарти¬
зация— это процесс установления и применения единых пра¬
вил с целью упорядочения деятельности на пользу и при уча¬
стии всех заинтересованных сторон для достижения всеобщей
оптимальной экономики с соблюдением функциональных усло¬
вий и требований безопасности. Результатом стандартизации
является стандарт, который в зависимости от объекта стандар¬
тизации может быть в виде документа, физической константы
или предмета. Объектом стандартизации .может быть конкрет¬
ная продукция, правила, требования, методы, понятия, обозна¬
чения, имеющие перспективу многократного применения в лю¬
бых сферах народного хозяйства, и т. д.
50

Основными целями стандартизации являются: ускорение
технического прогресса; повышение качества продукции; со¬
вершенствование организации производства; развитие специа¬
лизации; рациональное использование производственных фон¬
дов, материальных и трудовых ресурсов; развитие междуна¬
родного сотрудничества. Первым шагом в стандартизации был
декрет о «Введении Международной метрической системы мер
и весов» (1918 г.). В 1923 г. было постановление Совета Труда
и Обороны о создании Бюро стандартизации для экспортных
товаров. 15 сентября 1925 г. был создан Комитет по стандарти¬
зации при Совете Труда и Обороны.
Стандартизация должна учитывать перспективность изме¬
нения показателей стандартов, которые устанавливаются на ос¬
нове научно-технического прогнозирования. При этом стандар¬
тизация должна быть опережающей. При прогнозировании ус¬
ловий стандартизации используют три метода: моделирование,
экстраполяцию и эвристический. При моделировании ис¬
пользуются экспериментальные и математические модели. При
этом они могут описывать изменения параметров во времени
при определенных условиях работы объекта или устанавливать
сроки использования объекта, обеспечивающего определенные
условия его работы. Применяются имитационные модели на
основе аналоговых вычислительных машин, обеспечивающих
охват большого количества факторов и многочисленных вари¬
антов их взаимодействия. Метод экстраполяции применя¬
ется в тех случаях, если не предвидятся конкретные изменения
условий. Изменения могут быть только случайные, которые
учитываются методом наименьших квадратов или гармониче¬
ских весов. Эвристические методы представляют собой
гипотезы специалистов по результатам экспертных оценок оп¬
росом, например методом Дельфи.
Оптимальность решения народнохозяйственных проблем
обеспечивается комплексной стандартизацией, при которой це¬
ленаправленно применяют систему взаимосвязанных требова¬
ний как к основному объекту стандартизации, так и к его эле¬
ментам и условиям их обеспечения. Комплексная стандарти¬
зация осуществляется по принципу от целого к частному.
В комплекс стандартов включаются общетехнические си¬
стемы стандартов, регламентирующие общие параметры и ме¬
тоды применительно ко всем процессам производства. К таким
комплексам государственных стандартов относится ряд единых
систем: ЕСКД, ЕСТПП, ЕСДП, ЕСАК.П и др. Первые цифры
комплекса стандартов закреплены за отдельными системами.
Номер стандартов, начинающийся с цифр:
1 — Государственная система стандартизации (ГСС);
2 — Единая система конструкторской документации
(КСКД);
51

3 — Единая г.истема технологической документации
(ЕСТД);
4 — Система показателей качества продукции (C11KU);
8 -Государственная система обеспечения единства измере¬
ния (ГСИ);
12 — Система стандартов безопасности труда (ССБТ);
14 — Единая система технологической подготовки производ¬
ства (ЕСТПП);
16 — Управление технологическими процессами (УТП);
17 — Охрана природы и атмосферы;
18 — Количественные методы оптимизации параметров объ¬
ектов стандартизации;
19 — Единая система программной документации (ЕСГ1Д);
20 — Единая система управления качеством продукции
(ЕСГУКП).
Стандартизация может проводиться в одной стране (нацио¬
нальная стандартизация) или учитывать интересы нескольких
суверенных государств (международная стандартизация). В пе¬
риод ускоренного научно-технического прогресса и расширения
международного сотрудничества перед международной стан¬
дартизацией стоят неотложные задачи по разработке стандар¬
тов на охрану окружающей среды, освоение мирового океана,
рациональное использование природных ресурсов, защиту здо¬
ровья и безопасность труда и другие проблемы человече¬
ства.
Международная организация стандартизации была органи¬
зована в 1946 г. в Лондоне (ИСО). Основными органами уп¬
равления ИСО являются исполнительный комитет, совет и ас¬
самблея. Рабочими органами являются технические комитеты
и отделы. Основная цель ИСО -содействие стандартизации во
всем мире. Госстандарт СССР принимает активное участие
в работе ИСО. Имеются организации по стандартизации, вклю¬
чающие более ограниченный круг стран Положение о стан¬
дарте Совета Экономической Взаимопомощи было утверждено
в Софии в 1974 г.
В международной стандартизации используются стандарты
ИСО и СЭВ. Стандарты стран —участников СЭВ согласуются
в единой форме общих стандартов СЭВ. Стандарт СЭВ явля¬
ется нормативно-техническим документом СЭВ и подлежит
обязательному применению в народном хозяйстве стран — уча¬
стниц конвенции. Стандарты СЭВ утверждаются постоянной
комиссией СЭВ по стандартизации. Страна, не участвующая
в утверждении стандарта СЭВ, может присоединиться или сде¬
лать заявление о неприменении этих стандартов. Стандарты
СЭВ, утвержденные при участии СССР, подлежат обязатель¬
ному применению в народном хозяйстве в качестве ГОСТ без
изменений и переоформления.
52

Государственная система стандартизации в СССР формиру¬
ется на основе стандартов номер один: определение стандарти¬
зации дано в ГОСТ 1.0—85, построение, содержание и изло¬
жение стандартов -в ГОСТ 1.5—85; порядок внедрения —
в ГОСТ 1.20—85 и т. д.
В зависимости от сферы действия стандартизация в СССР
предусматривает следующие категории стандартов: государст¬
венные стандарты Союза ССР — ГОСТ; отраслевые стан¬
дарты— ОСТ; республиканские стандарты — РСТ; стандарты
производственных объединений — СТО; стандарты предприя¬
тий — СТП.
Руководство всеми работами по стандартизации осуществ¬
ляется Госстандартом СССР. Он координирует деятельность
советских организаций по стандартизации СЭВ, участвует
в работах международных организаций по стандартизации и
метрологии ИСО и МЭК. В систему служб Госстандарта СССР
входят научно-исследовательские институты, конструкторские
бюро и другие организации, обеспечивающие надзор и целена¬
правленную деятельность всех организаций в области стандар¬
тизации.
Всесоюзный научно-исследовательский институт стандарти¬
зации (ВПИИС) разрабатывает научно-технические основы
стандартизации, перспективные планы комплексной стандарти¬
зации, осуществляет экспертизу стандартов и их утверждение,
анализирует уровень стандартизации в СССР и за рубежом.
Всесоюзный научно-исследовательский институт по норма¬
лизации в машиностроении (ВНИНМаш) занимается вопро¬
сами стандартизации в машиностроении.
Всесоюзный научно-исследовательский институт технической
информации, классификации и кодирования (ВНИИКК) осу¬
ществляет сбор и систематизацию информации по вопросам
стандартизации к качества продукции, дает научные основы
классификации и кодирования информации.
Всесоюзный информационный фонд стандартов и техниче¬
ских условий (ВИФС) обеспечивает централизованную инфор¬
мацию о действующих стандартах, регистрирует стандарты.
Всесоюзный научно-исследовательский центр стандартных
и справочных данных (ВНИЦ ССД) организует разработку до¬
стоверных величии физических констант и характеристик
свойств материалов и обеспечивает народное хозяйство спра¬
вочными данными.
Всесоюзный научно-исследовательский центр стандартных
образцов (ВНИЦСО) руководит разработкой стандартных об¬
разцов веществ и материалов.
Сеть метрологических институтов Госстандарта СССР раз¬
рабатывает стандарты на системы единиц измерений, создает
эталоны единиц измерений.
53

Сеть республиканских и межобластных лабора горни госу¬
дарственного надзора за стандартами и измерительной техни¬
кой осуществляет надзор за соблюдением стандартов всеми
организациями. При министерствах имеются отделы стандарти¬
зации, которые организуют работу по стандартизации для обес¬
печения выпуска продукции высокого качества и руководят де¬
ятельностью головных и базовых организаций по стандартиза¬
ции (назначает их Госстандарт СССР).
На предприятиях имеются отделы стандартизации, кото¬
рые осуществляют нормо-контроль, обеспечивают службы пред¬
приятий нормативно-технической документацией, организуют
и руководят обеспечением качества продукции. Все государ¬
ственные стандарты являются законом и должны соблюдаться
всеми.
Одна из важнейших задач стандартизации состоит в том,
чтобы связать показатели качества промышленной продукции
с качеством исходного сырья, материалов, полуфабрикатов и
комплектующих изделий. Эта сложная задача решается на ос¬
нове принципов взаимозаменяемости, унификации и агрегати¬
рования, которые широко используются в производстве изделий.
В государственных планах развития народного хозяйства учи¬
тываются стандарты на показатели качества продукции, согла¬
сованные с учетом имеющихся ресурсов и качеством материа¬
лов. С помощью системы государственных стандартов осуще¬
ствляется воздействие на уровень и стабильность оптимального
качества всей промышленной продукции. Для установления
в стандартах оптимальных требований к сырью и продукции
используются количественные методы оптимизации по ГОСТ
18001—76 и др. Оптимизация требования предполагает соблю¬
дение определенной последовательности ее решения: постановка
задачи, цель, критерии оптимальности, ограничения, целевая
функция, позволяющая найти оптимум; выбор научного ме¬
тода решения задачи на основе анализа и обобщений резуль¬
татов теоретических и экспериментальных исследований. При
оптимизации требования к качеству иногда необходимо решать
три типовые задачи.
1. Основной показатель качества может быть выражен ана¬
литически в виде случайного процесса, определяемого функци¬
ональными параметрами. Математические ожидания и диспер¬
сии случайных функций известны. Необходимо найти соответ¬
ствующие параметры основного показателя качества. Такая
задача решается методом линеаризации.
2. Имеется набор типов комплектующих элементов, которые
могут быть использованы для изделий различных моделей. Тре¬
буется определить типы этих элементов, которые окажутся наи¬
более эффективными в обеспечении желаемых свойств изде¬
лия и требуемого качества.
54

3.	На основной показатель качества оказывает влияние мно¬
жество параметров. Необходимо определить, какие из этих па¬
раметров решающие, основные и второстепенные.
Последние две задачи решаются методом дисперсионного
анализа, при котором экспериментальным путем устанавлива¬
ются дисперсии взаимодействия между параметрами с после¬
дующим корреляционным анализом, который позволяет опре¬
делить вид и уравнение зависимости основного показателя ка¬
чества от одного или нескольких исходных параметров.
При проектировании изделий должны соблюдаться стан¬
дарты, обеспечивающие показатели технических условий и
качества. На всех стадиях освоения, производства и эксплуата¬
ции изделий стандарты являются руководящими и направляю¬
щими документами, оказывают решающее влияние на форми¬
рование и обеспечение качества изделий. Стандартизация и
качество продукции в совокупности характеризуют уровень про¬
мышленного производства. Опережающая стандартизация ока¬
зывает непосредственное влияние на повышение качества из¬
делий, которое стимулирует создание новых, более прогрессив¬
ных стандартов, являющихся основой дальнейшего повышения
качества изделий и совершенствования их производства. Для
повышения эффективности использования ресурсов действует
система разработки и постановки продукции на производство.
Порядок разработки и постановки продукции на прозводство
определен ГОСТ 15001—88.
При конструировании изделий необходимо учитывать все ог¬
раничения, предусмотренные действующими стандартами, ко¬
торые обеспечат изделию соответствие по качеству современ¬
ным требованиям. Изделия мебели по основным размерам дол¬
жны соответствовать функциональным размерам, которые пре¬
дусмотрены в зависимости от вида изделий ГОСТ 13025—... и
последующих цифр, соответствующих виду изделия и году ут¬
верждения стандарта. Например: ГОСТ 13025.6—81 — письмен¬
ные столы, ГОСТ 13025.16—81 —табуреты и т. д.
Государственные стандарты на изделия из древесины
обычно имеют построение в такой последовательности изложе¬
ния: заголовок -■ название стандарта, подзаголовок — название
изделия; 1 — типы и размеры; 2 — технические требования; 3 —
правила приемки и методы испытания; 4 — упаковка, марки¬
ровка, хранение и транспортирование; 5--гарантии постав¬
щика.
Стандарты на изделия из древесины регламетируют функ¬
циональные размеры, прочностные показатели, допустимые по¬
роки древесины, но оставляют открытым для творческого ре¬
шения некоторые конструктивные решения и художественное
оформление изделий. Эти параметры регламентируются отрас¬
левыми нормалями. В настоящее время стандартизация оказы-
55

васт свое благотворное влияние н на осуществление процесса
проектирования и конструирование изделий из древесины. При
конструировании сложных изделий мебели используется метод
серийного проектирования. Серийное проектирование позволяет
на основе стандартных элементов получать новые изделия, от¬
личающиеся высоким художественным исполнением, но бази¬
рующиеся на единстве типовых технологических процессов их
изготовления с гарантированным обеспечением стабильности
высокого качества всех конструируемых изделий. При серий¬
ном проектировании стандартизация согласует две противопо¬
ложные особенности современного производства: массовость
изготовления и индивидуальность потребления. По степени обо¬
снования и глубине проработки различают разновидности стан¬
дартизации:
епмнлифпкацшт — сокращение неоправданного числа объ¬
ектов; устраняются тс объекты, которые могут быть заменены
без особого ущерба другими, близкими к ним из имеющихся;
унификация — установление оптимального ограничения ко¬
личества объектов, которое обеспечивает достаточное разнооб¬
разие и исключает излишние типы, виды и размеры;
типизация — разработка типовых решений, сокращение воз¬
можных вариантов до необходимого минимума.;
взаимозаменяемость — обеспечение практически приемлемой
равнозначности параметров и свойств объектов стандарти¬
зации;
агрегатирование — конструирование на основе использова¬
ния унифицированных объектов и типовых решений с обеспе¬
чением их взаимозаменяемости.
Стандарты оказывают прямое влияние на формирование ка¬
чества изделий, обеспечивают его стабильность и эффектив¬
ность функционирования массового производства. Ведущая
роль стандартов в обеспечении качества продукции очевидна и
признана.
Глава 2
КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В изделиях из древесины применяют много разнообразных
материалов. Условно их можно разделить на конструкционные
и отделочные.
Под конструкционными принято понимать материалы,
составляющие основу (тело) деталей и сборочных единиц конст¬
рукции. Свойства этих материалов определяют прочность и це¬
лостность изготовленных из них изделий. В изделиях из древе¬
сины к таким материалам относятся сама древесина и получен¬
ные из псе древесные материалы в виде стружечных, столярных
56

И Волокнистых плит, шпона и фанеры, клеи й некоторые виды
пластических масс.
Под отделочными принято понимать материалы, служащие
для улучшения внешнего вида изделий и не оказывающие су¬
щественного влияния на его прочность. К ним могут быть от¬
несены защитно-декоративные покрытия из пленок, ткани, ла¬
кокрасочные материалы и детали декора в виде накладных,
резных или штампованных украшений фасадных поверхностей
изделий и т. п. Применяемые материалы формируют прочност¬
ные и эстетические свойства изделий.
Подробно свойства древесины и древесных материалов изу¬
чаются в курсах древесиноведения и технологии клееных мате¬
риалов и плит, свойства и переработки пластмасс также изу¬
чаются в соответствующих курсах и освещены в специальной
литературе, здесь будут приведены только общие сведения, от¬
носящиеся к характеристике их физико-механических и техно¬
логических свойств.
§ 10. ДРЕВЕСИНА И ДРЕВЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Несмотря на определенные различия в анатомическом стро¬
ении и качестве древесины разных пород и условий произра¬
стания, общность элементарного химического состава и строе¬
ния клеточных тканей придает древесине любых пород в общем
схожие свойства. Вышесказанное, а также достоверно установ¬
ленные корреляционные связи между физико-механическими
свойствами древесины (чем выше плотность древесины, тем, как
правило, выше и показатели ее механических свойств) позво¬
ляют дать древесине как конструкционному материалу обоб¬
щенную характеристику. Древесина, обладая невысокой плот¬
ностью (у большинства пород она составляет примерно 450—
700 кг/м3), имеет высокую прочность вдоль волокон. Удельная
прочность (предел прочности, отнесенный к плотности) вдоль
волокон древесины не уступает удельной прочности легирован¬
ных сталей и дюралюминия (табл. 1).
Твердость древесины относительно невысока. Древесина
легко обрабатывается режущим инструментом из нелегирован¬
ных углеродистых сталей и позволяет завинчивать в нее винты
(шурупы) без предварительного нарезания резьбы, забивать
гвозди и скобы. При этом упругие свойства древесины обеспе¬
чивают достаточную прочность удерживания крепежных дета¬
лей.
Древесина обладает упругопластическими свойствами. Внеш¬
ние нагрузки вызывают в ней деформации, в которых разли¬
чимы упругая, высокопластическая, или запаздывающая, и оста¬
точная, или пластическая, части. На величину общей деформа¬
ции и соотношение ее частей существенное влияние оказывают
57

t. УДЕЛЫ1ЛЯ ПРОЧНОСТЬ Н ЖЕСТКОСТЬ НЕКОТОРЫЙ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Предел
Модуль
Плот¬
ность,
10“/кг/ма
прочно¬
Материал
сти при
растяже¬
нии,
МПа
упруго¬
сти.
ГПа
Сосна при влажности
12%:
вдоль волокон
0,5
104,0
12,8
поперек волокон
0,5
3,5
0,51
Ясень при влажности
12%:
вдоль волокон
0,68
145,0
16,10
поперек волокон
0,68
4,2
0,82
Береза при влажности
12%:
вдоль волокон
0,63
168,0
18,70
поперек волокон
0,63
6,5
0,50
Сталь 3
7,85
400,0
210,00
Сталь 35ХГСА
7,85
1650,0
210,00
Дюралюминий Д-16
2,80
490,0
70,00
Удельная
проч¬
ность,
кПа,
М9/кг
208,0
7,0
213,0
6,2
267.0
10,3
51.0
210.0
175.0
Удельная
жест-
кость,
МПа,
м"/кг
25,6
I ,02
23,50
1,20
29,70
0,79
26,80
26,80
25,00
температура и влажность древесины. Нагрев и увеличение
влажности (в пределах точки насыщения волокна) способст¬
вуют росту общей и пластической деформаций, а охлаждение и
сушка древесины, находящейся в деформированном состоянии,
приводят к перерождению упругих и высокопластичных дефор¬
маций в пластические и закрепляют приданную древесине
форму. Это свойство используют для обработки древесины
гнутьем и прессованием.
В состав древесины входят вещества различного химического
состава: целлюлоза, лигнин, гемицеллюлоза, экстрактивные ве¬
щества, включая дубильные. Этим сложным строением, а также
наличием в основном компоненте древесины — целлюлозы — от¬
носительно большого количества химически активных гидрок¬
сильных групп ОН можно объяснить хорошую адгезию к дре¬
весине самых различных но происхождению и химическому со¬
ставу клеев и лленкообразователей, а также способность древе¬
сины хорошо окрашиваться красителями разных групп (гуми-
новыми, кислотными, прямыми, основными и др.) и протравами.
Эти обобщающие свойства значительно облегчают выбор ма¬
териалов и процессов склеивания и отделки изделий из древе¬
сины.
В благоприятных условиях эксплуатации (например, в су¬
хих, отапливаемых помещениях) древесина обладает большой
долговечностью и может использоваться в течение многих де¬
сятков и со ген лет без значительного снижения се механических
58

свойств. Этим она выгодно отличается от многих пласт¬
масс.
Древесина обладает низкой теплопроводностью, особенно
поперек волокон. Это качество учитывают, применяя ее в стро¬
ительстве и мебели. Звуковые свойства (звукопоглощающая и
резонансная способности) древесины таковы, что делают ее
лучшим материалом для изготовления корпусов струнных му¬
зыкальных инструментов (смычковых, щипковых, клавишных),
а также корпусов радиоприемников и телевизоров. Особое зна¬
чение имеют резонансные свойства древесины некоторых пород
(ели, пихты), применяемых для изготовления резонирующих
элементов — дек струнных музыкальных инструментов.
При мгновенных нагрузках древесина ведет себя как упру¬
гое тело, обладающее способностью хорошо поглощать энер¬
гию динамических нагрузок. Это свойство в сочетании с высо¬
кой прочностью на изгиб и малой теплопроводностью делает
древесину некоторых пород ценным материалом для изготов¬
ления рукояток различных ручек инструментов (топорищ, ку¬
валд, молотков) и спортивного инвентаря (хоккейные клюшки,
теннисные ракетки и др.). Лучшей для таких целей является
древесина твердых лиственных пород клена, граба, ясеня, вяза,
рябины и др.
В числе особо положительных свойств древесины при приме¬
нении се для изготовления чертежных принадлежностей можно
также отметить ее способность адсорбировать на поверхности
и удерживать частицы графита, жиров и пигментов. Поэтому
при выполнении чертежных работ с помощью деревянных ли¬
неек и угольников бумага чертежей меньше загрязняется, чем
при выполнении таких же работ с помощью чертежных принад¬
лежностей из пластмасс.
Комплекс перечисленных технологических и эксплуатацион¬
ных свойств в сочетании с высокими декоративными качест¬
вами древесины многих пород и доступностью их обусловили
широкое применение древесины как основного материала для
изготовления деталей зданий, мебели, музыкальных инструмен¬
тов, домашнего и спортивного инвентаря и многих других из¬
делий. Эти свойства древесины учитываются и широко исполь¬
зуются.
К недостаткам древесины как конструкционного материала
следует отнести ее гигроскопичность и биологическую нестой¬
кость во влажном состоянии, горючесть и анизотропию, боль¬
шие колебания прочности и других свойств не только в зави¬
симости от породы древесины, но и от направления волокон,
условий произрастания дерева, наличия в древесине природных
пороков (сучков, свилеватости и др.).
Важнейшее свойство древесины, которое необходимо учи¬
тывать при конструировании и технологии, - гигроскопичность,
59

2. КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДЛЯ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ
ПОРОД ДРЕВЕСИНЫ
ГГород.1
дрспссипы
Коэффициент усушки, %,
на 1 % изменения
влажности в зависимости
от разреза
Порода
древесины
Коэффициент усушки, %л
на 1 % изменения
влажности в зависимости
от раэреая
радиального
тангенталь-
ного
радиального
таигеиталь-
пого
Плт.
0,17
0,31
Береза
0,28
0,34
Сосна
0,18
0,31
Бук
0,18
0,35
Лиственни¬
ца
0,20
0,39
Луб
0,19
0,29
способность при определенных условиях поглощать влагу из
воздуха до предела гигроскопичности, составляющего при 15—
20 °С около 30 %, и обратный этому процесс сушки, или по¬
тери древесиной влаги в сухом воздухе.
Изменения влажности древесины, происходящие в пределах
до точки насыщения волокна, сопровождаются усушкой или
набуханием древесины поперек волокон. Значения последних
неодинаковы в различных направлениях по отношению к годич¬
ным слоям древесины. Для примера в табл. 2 приведены значе¬
ния усушки поперек волокон для некоторых пород древесины.
Значения коэффициентов набухания практически можно при¬
нимать равными коэффициентам усушки.
Коэффициент усушкн в тангентальном направлении при¬
мерно в 1,5—2 раза больше, чем в радиальном. Коэффициент
усушки вдоль волокон очень мал, т. е. менее 0,01 %. Принято
считать, что вдоль волокон древесина при изменениях влажно¬
сти парктически не изменяет свои размеры.
Значительные величины усушки и набухания древесины по¬
перек волокон обусловливают размеронзменяемость деталей из
натуральной древесины в поперечном направлении, а сущест¬
венная разница в коэффициентах усушки и разбухания в тан¬
генциальном и радиальном направлениях может приводить к ко¬
роблению деталей при изменении их влажности. Поэтому
годной для производства изделий может считаться только древе¬
сина, высушенная до влажности, которая будет соответствовать
равновесной влажности воздуха, в котором будет находиться
изделие. Такую влажность принято называть эксплуатационной.
Она зависит от климата географического района и конкретных
условий эксплуатации изделий (внутри отапливаемых помеще¬
ний, па открытом воздухе и т. п.). Эксплуатационная влаж¬
ность древесины обычно оговаривается в стандартах на из¬
делия.
60

При сушке заготовок необходимо учитывать изменения их
размеров от усушки. Высушивание древесины перед ее обра¬
боткой до эксплуатационной влажности не исключает колеба¬
ний влажности при эксплуатации изделий в результате периоди¬
ческого изменения влажности окружающего воздуха. Напри¬
мер, в связи с наступлением отопительного сезона или его
окончанием величина таких сезонных колебаний влажности дре¬
весины в изделиях невелика и обычно не превышает ±2 %
в отапливаемых и ±4 % в неотапливаемых помещениях, но она
оказывается достаточной для того, чтобы изменять попереч¬
ные размеры и коробление деталей в изделии.
В зависимости от расположения годичных слоев в детали
это коробление может быть поперечным или поперечно-про¬
дольным (крыловатостъ). Наибольшее коробление встречается
у широких деталей из досок тангентального распила, у которых
плоскость детали расположена по касательной к годичным
кольцам, наименьшее—у деталей радиального распила. Теоре¬
тически у деталей из досок радиального распила коробление
должно отсутствовать. Практически при обычных методах рас¬
кроя бревен радиальными оказываются только центральные
доски постава. Все остальные доски имеют тангентальное пли
смежное с ним расположение пластей, а изготовленные из них
детали, как и сами доскн, подвержены короблению. Поэтому
в производстве изделий даже при наличии достаточно широких
досок широкие детали и массивные щиты для уменьшения их
коробления желательно склеивать из заготовок шириной, не
превышающей 60 - 70 мм.
Не меньшее значение имеет анизотропия механических
свойств натуральной древесины.
Волокнистое строение обусловливает очень большое разли¬
чие в механических свойствах древесины вдоль и поперек во¬
локон. Предел прочности на растяжение и модуль упругости
поперек волокон примерно в 20 раз меньше предела прочности
и модуля упругости на растяжение вдоль волокон. Значитель¬
ная разница и у других показателей механических свойств.
Предел прочности на сжатие поперек волокон у древесины
хвойных пород примерно в 10 раз меньше предела прочности на
сжатие вдоль волокон. У древесины лиственных пород эти по¬
казатели отличаются в 6 раз. Предел прочности при статиче¬
ском изгибе брусков с направлением волокон, совпадающим
с осью изгибаемого бруска, также примерно в 20 раз превы¬
шает предел прочности в случае поперечного расположения во¬
локон. Сопротивление перерезанию древесины в направлении
перпендикулярном волокнам примерно в 4 раза больше сопро¬
тивления сдвигу в плоскости волокон.
Капиллярно-волокнистое строение древесины оказывает су¬
щественное влияние и на ее технологические свойства. Древе¬
61

сина неодинаково проницаема для жидкостей вдоль и поперек
волокон. В долг» волокон проницаемость древесины значительно
выше, так как жидкость может продвигаться по капиллярам
клеток. I IoncpcK волокон капиллярная проницаемость почти от¬
сутствует. В поперечном направлении древесина оказывается
малопрошщаема для жидкостей и практически совершенно не¬
проницаемая для больших молекул большинства клеев и плен-
кообраяопатслсй.
Иными свойствами обладают торцовые и близкие к ним по
углу перерезания волокон поверхности древесины. Растворы
даже высокомолекулярных пленкообразователей и клеев легко
поглощаются капиллярами, и поэтому торцовые поверхности
плохо шдслыпаются и еще хуже склеиваются, требуют завы¬
шенных расходов материалов и труда.
R производстве изделий натуральную древесину потребляют
в виде пиломатериалов (досок, брусьев, брусков или выпилен¬
ных из них заготовок), а также в виде лущеного и строганого
шпона. Досками называют пиломатериалы, ширина которых бо¬
лее их двойной толщины, брусками — пиломатериалы, ширина
которых не более двойной толщины. Брусьями называют пило¬
материалы большого сечения, толщина и ширина которых бо¬
лее 100 мм.
Государственные стандарты различают пиломатериалы
хвойных пород (сосна, ель, пихта, лиственница и кедр) и пи¬
ломатериалы лиственных твердых пород (дуб, ясень, бук, клен,
граб, вяз, ильм, бсрсст, береза) и мягких (ольха, осина, липа,
тополь) и Др.
В стандартах нормируются размерные ряды пиломатериалов
(по длине, ширине и толщине) и допускаемые отклонения раз¬
меров. ГОСТы допускают широкое разнообразие длин пилома¬
териалов, особенно лиственных пород, с целью наиболее пол¬
ного использования стволовой части лесоматериалов.
Ширина пиломатериалов древесины лиственных пород уста¬
новлена от 60 до ПО мм, хвойных — от 80 до 110 мм с града¬
цией через 10 мм, затем 130, 150, 180, 200 у лиственных и 130,
150, 180, 200, 250 мм у хвойных. По подобному типу ступенча¬
тых арифметических прогрессий построены ряды толщин.
Допускаемые отклонения от стандартных размеров у всех
материалов но длине составляют +50 и —25 мм. По толщине
при размерах до 32 мм включительно ±1 мм, при больших тол¬
щинах ±2 мм. По пшрнис при размерах до 100 мм ±2 мм, бо¬
лее 100 мм ±3 мм.
Размеры п допуски на них установлены для пиломатериалов
влажностью 15%. Г.сли пиломатериал имеет более высокую
влажность, его размер по толщине и ширине должен иметь
припуск на усушку до 15 % по ГОСТ 6782—80, Пиломатери¬
алы влажностью менее 15 % могут отклоняться от установлен-
62

пых размеров в Меньшую сторону на величину усушки от влаж¬
ности 15% до фактической.
В зависимости от качества древесины пиломатериалы хвой¬
ных пород разделяют на отборный, 1, 2, 3 и 4-й сорта, листвен¬
ных пород — на 1, 2 и 3-й сорта. Пиломатериалы относят
к тому или иному сорту по нормам допускаемых пороков (ко¬
личеству, размерам и расположению сучков, трещин, пороков
строения, грибных повреждений и др.) и дефектам обработки
(наличию и размерам обзола, покоробленности и др.). Пилома¬
териалы высших сортов (отборного, 1-го) предназначены в ос¬
новном для использования в целом виде и для раскроя преиму¬
щественно на крупные заготовки ответственных деталей
(специального судостроения, вагоностроения, сельскохозяйствен¬
ных машин, платформ грузовых автомобилей, дверей и окон
для строительства и др.). Пиломатериалы низших сортов ис¬
пользуют для менее ответственных деталей, чаще всего для
раскроя на заготовки мелких деталей, например брусковой ме¬
бели, тары и т. д., так как мелкие заготовки могут быть выре¬
заны из бездефектных участков, имеющихся даже у низкосорт¬
ных пиломатериалов. Чем при этом больше размеры заготовок,
тем выше требования к качеству их древесины, а чем ниже сорт
пиломатериала, тем меньше заготовок удается из него полу¬
чить. Поэтому предприятия потребители заинтересованы в по¬
лучении пиломатериалов высоких сортов, несмотря на их более
высокую стоимость, так как последняя оправдывается большим
выходом заготовок и сокращением трудозатрат на их получе¬
ние. Однако общегосударственные интересы требуют рациональ¬
ного использования пиломатериалов в соответствии с их сорт¬
ностью и нуждами данного производства. Рационально исполь¬
зовать пиломатериалы можно при раскрое их на лесопильном
предприятии и поставке готовых заготовок предприятиям, изго¬
тавливающим изделия. Заготовки выпускают пилеными, т. е.
выпиленными из досок или брусьев без дополнительной обра¬
ботки, и калиброванными, т. е. фрезерованными по толщине.
С целью лучшего использования древесины на лесопильных
предприятиях заготовки должны выпускаться не только цель¬
ные, но и клеенные по длине, ширине или толщине. Размеры и
технические требования к заготовкам для изготовления строи¬
тельных деталей, железнодорожных вагонов, мебели, сельско¬
хозяйственных машин, грузовых автомашин, малотоннажных
судов регламентированы ГОСТом. В отличие от стандартов на
пиломатериалы стандарты на заготовки предусматривают более
мелкую их градацию по длине: через 50 мм при длине от 0,5
до 1 м и в 100 мм при длине свыше 1 м. Градации заготовок по
толщине в основном совпадают с градацией по толщине пило¬
материалов, с той разницей, что для заготовок из хвойных по¬
род предусматриваются еще толщины 7 и 10 мм, а заготовок
63

из лиственных пород — толщина Ю мм. Максимальная ширина
заготовок из хвойных пород составляет 200 мм, а у листвен¬
ных — 150 мм.
Пиленые заготовки выпускают влажностью до 22 %. Влаж¬
ность клееных и калиброванных заготовок, а также заготовок
для паркетных полов должна соответствовать влажности дета¬
лей, для которых они предназначены. По качеству древесины
заготовки хвойных пород разделяют на четыре группы, заго¬
товки из древесины лиственных пород — на три сорта.
По техническим требованиям допускают пороки древесины
и дефекты обработки, приводимые в стандартах для заготовок
разных групп и сортов с учетом прямого использования загото¬
вок для изготовления деталей определенного назначения. Стан¬
дарты не исключают изготовления и поставки заготовок по спе¬
циальным заказам. Для конструкционных пиломатериалов,
качество которых определяется физико-механическими показате¬
лями, сортность целесообразно устанавливать по значениям
этих показателей, а не по породам древесины и наличию при¬
родных дефектов. Такой принцип сортирования пиломатериа¬
лов более прогрессивен. Он связывает сортность с требованиями
к пиломатериалам по назначению. Для вагоностроения в таком
случае предусмотрено только два сорта досок—К19 и К.24. Эти
сорта различаются по пределам нормативных сопротивлений
при изгибе на кромку соответственно 19 МПа и 24 МПа. Такой
подход к оценке качества пиломатериалов повышает эффектив¬
ность использования имеющихся ресурсов древесины.
Шпон. В зависимости от способа получения различают лу¬
щеный и строганый древесный шпон. Шпон лущеный предназ¬
начается для изготовления фанеры, гнутоклееных заготовок,
слоистых пластиков, облицовки столярных плит и других дре¬
весных материалов. Способ срезания лущеного шпона по спи¬
рали относительно оси вращения чурака определяет характер
текстуры поверхности. Она близка к тангентальной поверхности
досок с еще большими промежутками между границами ранней
и поздней древесины годичных колец. За исключением редких
случаев, когда лущат свилеватую древесину (например, вол¬
нистую березу), текстура лущеного шпона не представляет
большой ценности как декоративный материал. Поэтому луще¬
ный шпон редко применяется в качестве облицовочного мате¬
риала. Чаще всего он выполняет только конструкционные функ¬
ции.
Лущеный шпон выпускают листами длиной (вдоль волокон)
от 800 до 2500 мм и шириной от 150 до 2500 мм. Толщина
шпона может быть от 0,35 до 4 мм. Допускаемые отклонения
при толщине шпона до 1,15 мм составляют ±0,05, при толщине
.1,5 мм ±0,1 мм. Стандарт допускает получение лущеного шпона
из древесины многих пород, однако практически основную
04

массу шпона в нашей стране получают из древесины березы,
реже из древесины сосны и только в южных районах страны
иногда шпон получают из древесины бука.
В зависимости от наличия пороков и дефектов обработки
лущеный шпон разделяют на сорта: А; АВ; В; ВВ; С; 1; 2; 3.
Сорта шпона А, АВ, В, ВВ и С предназначаются для наруж¬
ных слоев фанеры, сорта 1, 2 и 3-й — только для внутренних
слоев.
В отличие от лущеного строганый шпон предназначается
в качестве облицовочного материала. В зависимости от направ¬
ления годичных колец при строгании шпона и полученной тек¬
стуры различают следующие виды строганого шпона: радиаль¬
ный Р, если годичные слои имеют вид прямых параллельных
линий по всей поверхности листа, а сердцевинные лучи в виде
поперечных полос расположены не менее чем на 3Д площади
листа; полурадиальный ПР, если годичные слои в виде прямых
параллельных линий расположены не менее чем на 3Д, а серд¬
цевинные лучи в виде наклонных или поперечных полос распо¬
ложены не менее, чем на ‘/г площади листа; тангентальный Т,
если годичные слои образуют конусы нарастания, а сердцевин¬
ные лучи имеют вид продольных или наклонных штрихов; тан-
гентально-торцовый ТТ, если годичные слои имеют вид замкну¬
тых кривых линий.
Строганый шпон получают из древесины многих пород
лиственных рассеянно-сосудистых—бука, ореха, чинары, груши,
яблони, черешни, березы, тополя и др.; кольцесосудистых —
дуба, ильма, каштана, ясеня, вяза, шелковицы, бархатного де¬
рева, дзелькны, акации, карагача и хвойных — тиса, сосны,
лиственницы.
Строганый шпон из сосны и лиственницы получают только
радиального и полурадиального видов, так как тангентальный
не применяют для облицовки из-за очень большой разницы
в плотности ранней и поздней зон годичных слоев.
В зависимости от качества древесины и обработки строга¬
ный шпон разделяется на I и 2-й сорта. Нормы допускаемых
пороков и дефектов обработки по сортам и размеры листов
шпона установлены стандартом. Влажность строганого шпона
(как лущеного) должна быть 8±2%, толщина шпона из коль¬
цесосудистых и хвойных пород 0,8 и 1 мм, из рассеянно-сосу¬
дистых 0,4; 0,6 и 0,8 мм, а предельные отклонения по толщине
±0,05 мм.
Толщина строганого шпона имеет большое технико-экономи¬
ческое значение. От толщины шпона , зависит его выход из
сырья. Чем тоньше шпон, тем больше его может быть получено
из одного кряжа при строгании. Поскольку ресурсы древесиньи ||.
из которой получают наиболее ценный и декоративный стропР
ный шпон, ограниченны, желательно производство и примете-'
3 Заказ № 2177
85

ние наиболее тонкого шпона. Но с уменьшением толщины
шпона работа с ним осложняется; шпон больше ломается при
обработке, чаще наблюдается просачивание клея со стороны,
обращенной к облицовываемой детали, на наружную сторону.
С учетом этого ГОСТ предусматривает изготовление из древе¬
сины кольцесосудистых пород, обладающих крупными порами,
через которые может происходить просачивание клея, более
толстого шпона (1—0,8 мм), а из рассеянно-сосудистых пород
наиболее тонкого шпона, толщиной до 0,4 мм. У шпона принято
различать лицевую, или условно правую, и обратную ей левую
стороны. Лицевой, или правой, называют наружную сторону
шпона, срезаемого с кряжа или чурака. Левой — противополож¬
ную сторону. Условия срезания шпона создают разницу в струк¬
туре поверхности правой и левой сторон шпона. Поверхностный
слой шпона с лицевой стороны всегда более уплотнен за счет
действия обжимной линейки. Доминирующими неровностями
на поверхности являются углубления — следы вырывов ножом
пучков волокон. Количество и величина этих вырывов зависят
от остроты ножа и качества древесины. У лущеного шпона
больше вырывов образуется в местах косослоя. На обратной
(левой) стороне шпона поверхностный слой обычно несколько
разрыхлен за счет растяжения при отгибе, в нем возможны
микротрещины, а неровности имеют вид местных бугорков, вы¬
тянутых вдоль волокон. Вероятность появления и размеры тре¬
щин на левой стороне шпона зависят от толщины шпона и ре¬
жимов его получения. С увеличением толщины вероятность
появления и глубина микротрещин возрастают.
Древесные материалы. Под древесными материалами при¬
нято понимать фанеру и фанерные плиты, столярные, древесно-
стужечные (ДСтП), древесноволокнистые плиты (ДВП) и дру¬
гие материалы, изготовленные путем предварительного деления
древесины (на шпон, рейки, мелкие древесные частицы) и по¬
следующего их склеивания.
Характерной особенностью всех этих конструкционных мате¬
риалов является значительно меньшая анизотропия их свойств
по сравнению со свойствами натуральной древесины. У древес¬
ных плит и фанеры не наблюдается усушки и набухания в двух
направлениях (по длине и ширине), для них характерны ма¬
лая разница или одинаковые механические свойства в этих на¬
правлениях. Достигается это за счет перекрестного направления
волокон и частиц древесины в смежных слоях.
При изменений влажности такого материала набуханию или
усушке каждого слоя в поперечном к волокнам направлении
препятствуют смежные слои, связанные с ним слоем клея.
У древесноволокнистых и древесностружечных плит плос¬
кого прессования по длине и ширине плит не наблюдается на¬
бухания и усушки за счет случайного расположения волокон
66

мелких древесных частиц в плоскости прессования с одинако¬
вой статистический вероятностью их ориентации по длине и
ширине плиты. Механические свойства древесных материалов
нормируются стандартами и зависят от их конструкции, плот¬
ности, применяемых клеев, способов и режимов изготовления.
Фанера общего назначения может быть изготовлена
из древесины разных пород (березы, ольхи, липы, осины, бука,
сосны, ели, лиственницы и других пород), даже в одном листе,
например, средний слой из древесины одной породы, а наруж¬
ные слои из древесины другой породы. Фанеру считают изго¬
товленной из той породы, из которой изготовлены ее наружные
слои. В зависимости от вида клея фанеру общего назначения
подразделяют на марки: ФСФ — повышенной водостойкости,
склеенная фенолформальдегидными клеями; ФК — склеенная
карбамидоформальдегидными клеями; ФБА — склеенная альбу¬
миноказеиновыми клеями. В зависимости от качества древесины
и обработки лицевого слоя фанера общего назначения делится
на пять сортов: А/АВ, АВ/В, В/ВВ, ВВ/С, С/С. Внутренние
слои фанеры изготавливают из шпона 1, 2 и 3-го сортов. Меха¬
нические свойства фанеры общего назначения не нормируются,
за исключением водостойкости, характеризуемой пределом проч¬
ности при скалывании по клеевому слою после разных сроков
кипячения или вымачивания.
Фанера, облицованная строганым шпоном, по виду применя¬
емого клея разделяется на марки: ФОФ — склеенная фенол¬
формальдегидными клеями и ФОК—склеенная карбамидными
клеями. По количеству облицованных сторон облицованная фа¬
нера подразделяется на двустороннюю и одностороннюю. В фа¬
нере ФОК наружный лицевой слой изготовляется из строга¬
ного шнопа, другой из лущеного шпона не ниже сорта ВВ.
В зависимости от количества пороков на облицованных
строганым шпоном слоях фанера разделяется на два сорта (1-й
и 2-й).
Фанера декоративная представляет собой фанеру с декора¬
тивными покрытиями на основе карбамидомеламиноформаль-
дегидных (фанера ДФ-1 и ДФ-2) и меламиноформальдегидных
смол (фанера ДФ-3 и ДФ-4). Покрытия могут быть прозрач¬
ными и непрозрачными, с имитацией текстуры ценных пород
древесины, глянцевые и полуматовые. В зависимости от каче¬
ства поверхности декоративную фанеру выпускают двух сор¬
тов: 1-го и 2-го.
Фанеру бакелизированную изготавливают из березового лу¬
щеного шпона на основе фенол- или крезолформальдегидных
клеев. Она предназначается для нужд машиностроения и стро¬
ительства. В зависимости от атмосферостойкости фанера под¬
разделяется на марки: ФБС и ФБС1—для конструкций, рабо¬
тающих в атмосферных условиях; ФБВ и ФБВ1 —для конструк¬
3*
67

ций, работающих в помещениях; ФБС-А и БФС1-А — для кон¬
струкций, применяемых в автомобилестроении. Фанеру ФБС
можно применять и в изделиях, эксплуатируемых в условиях
тропического климата.
Фанеру авиационную изготавливают из тонкого высококаче¬
ственного березового шпона с применением фенолформальде-
гидных смол, листами размером по длине от 1000 до 1525 мм
и по ширине от 800 до 1525 мм с градацией в 25 мм. В зави¬
симости от применяемых клеев фанера подразделяется на
марки БГ1-А, БП-В—склеенная соответственно бакелитовой
пленкой и A vi В, и марки БС-1 и БПС-1В — склеенная смолой
СФЖ-3011 и бакелитовой пленкой. В зависимости от показателя
предела прочности вдоль волокон и качества шпона авиацион¬
ная фанера подразделяется на два сорта: 1-й и 2-й.
Плиты фанерные представляют собой слоистый материал,
склеенный из семи и более листов лущеного шпона синтетиче¬
скими клеями. Отличаются они от клееной фанеры большей
толщиной и порядком набора слоев шпона. Плиты фанерные
изготовляют следующих марок.
ПФ-А — облицованные строганым шпоном и необлицован-
ные, смежные слои шпона у которых имеют взаимно перпен¬
дикулярное направление волокон древесины;
ПФ-Б — плиты, у которых пять слоев шпона с параллель¬
ным направлением волокон чередуются с одним слоем шпона,
имеющим перпендикулярное направление волокон. В крайних
и центральном наборах допускается меньше пяти слоев;
ПФ-Х--плиты, у которых все слои имеют параллельное на¬
правление волокон; выпускают их толщиной 13, 29 и 33 мм; они
предназначены для изготовления хоккейных клюшек;
ПФ-Л — плиты, у которых все слои имеют параллельное на¬
правление волокон; они имеют большую длину, чем плиты
ПФ-Х, и толщину 14, 16, 18, 28 и 22 мм; предназначены они
для изготовления лыж.
В зависимости от качества древесины и дефектов обработки
наружных слоев шпона фанерные плиты разделяют на сорта.
Плиты столярные представляют собой реечные плиты,
оклеенные с обеих сторон двумя слоями лущеного шпона (на¬
ружный слой н подслой) общей толщиной не менее 3 мм (скаж¬
дой стороны плиты) п так, чтобы направление волокон во всех
четырех слоях шпона было одинаково и перпендикулярно на¬
правлению волокон в рейках, В зависимости от конструкции
щита столярные плиты подразделяют на три типа: HP- -щит
из не склеенных между собой реек; СР - - щит из склеенных
между собой реек; БР — щит из реек, выпиленных из склеенных
в блок досок. Плиты типа IIP обладают большей, по сравне¬
нию с другими, формоустойчивостью, но меньшей жесткостью.
. Столярные плиты выпускают необлицованные и облицован-
68

иые с одной или обеих сторон строганым шпоном. В зависимо¬
сти от качества шпона в наружных слоях плиты подразделя¬
ются на сорта: необлицованные — А/В, АВ/ВВ, В/ВВ; облицо¬
ванные с одной стороны — I/В, II/B; облицованные с двух сто¬
рон— I/I, II/I1. По способу изготовления плиты разделяют на
плиты обычной и повышенной точности, отличающиеся нормами
допускаемой покоробленности и волнистости поверхности.
У плит повышенной точности ширина реек не превышает 20 мм,
у плит обычной точности она должна составлять не более 1,5
толщины рейки.
Древесностружечные плиты по масштабам произ¬
водства и применения находят самое большое применение
среди других древесных материалов. В основном такие плиты
изготавливают методом горячего плоского прессования. Пока¬
затели их прочности во многом зависят от плотности и техно¬
логии изготовления.
Модуль упругости и предел прочности при статическом из¬
гибе у древесностружечных плит одинаковы по длине и ширине
плиты, но значительно меньше, чем у натуральной древесины
вдоль волокон. Для улучшения работы плит на изгиб их обычно
упрочняют путем облицовывания (чаще всего древесным шпо¬
ном). Стружечные плиты обладают невысокой прочностью на
растяжение перпендикулярно пласти плиты (0,3—0,6 МПа),
что необходимо учитывать при проектировании их соеди¬
нений.
В зависимости от назначения различают три марки (вида)
стружечных плит: П-1, П-2 и П-3, отличающиеся качеством
поверхности и плотностью.
Плиты марки П-1, предназначающиеся для изготовления де¬
талей мебели, радио- и телевизионных приемников и панелей,
отделываемых лакокрасочными материалами и тонкими плен¬
ками, в том числе и ламинированием, должны иметь особо
гладкую поверхность, шероховатость ее должна быть не более
80 мкм по параметру 7?mmax, плотность в пределах 650—
800 кг/м3. По ГОСТу толщина плит может быть от 10 до 25 мм
(с градацией в 1 мм) и отклонением ±0,2 мм. Однако, как
правило, плиты выпускают толщиной 16 или 19 мм. Плиты П-1
могут быть трехслойными и многослойными, т. е. с постелен¬
ным переходом от мелких фракций древесных частиц, почти
пыли, на поверхности плиты до крупных в середине.
Плиты П-2 (плотностью 550—750 кг/ма) выпускают двух
групп, А и Б. Плиты группы А в основном трехслойные, группы
Б — однослойные. Плиты выпускают нешлифованные и шлифо¬
ванные. Шлифованные плиты должны иметь те же толщины,
что и плиты П-1, с отклонением ±0,6 мм. Допуск на толщину
у нешлифованных плит составляет 1, а при толщинах свыше
20 мм— 1,2 мм.
69

В отличие от плит П-1 плиты П-2 предназначены для дета¬
лей мебели, корпусов приборов, непищевой тары, стеллажей и
других изделий, к поверхности которых не предъявляется
высоких требований. Эти плиты могут оставаться необлицован-
ными или быть облицованными жесткими материалами, нату¬
ральным шпоном или декоративным бумажно-слоистым пласти¬
ком (ДБСГ1). Поэтому у плит этой марки допускается значи¬
тельно большая шероховатость, чем у плит П-1. Шероховатость
не должна превышать у шлифованных плит группы А по пара¬
метру Rm max 200 мкм и нешлифованных 320 мкм, у плит группы
Б шлифованных 320 мкм, у нешлифованных 500 мкм.
По прочностным показателям плиты П-2 группы А не дол¬
жны отличаться от показателей плит П-1- У плит группы Б эти
показатели могут быть несколько ниже.
Плиты П-3 предназначены в основном для деталей строи¬
тельных и транспортных конструкций (полов, кровель, стено¬
вых панелей, перегородок вагонов, кузовов автофургонов и т. п.).
Они должны обладать повышенной прочностью, поэтому плот¬
ность этих плит установлена в пределах 750—850 кг/м3. Плиты,
рассчитанные на облицовку шпоном, линолеумом или ДБСП,
должны выпускать только трехслойными, шлифованными или
нешлифованными. Шероховатость шлифованных плит должна
быть в пределах 200 мкм, нешлифованных — 320 мкм. В зави¬
симости от наличия дефектов поверхности стружечные плиты
П-2 и П-3 могут быть отнесены к первому или второму сорту
(плиты П-1 должны соответствовать только первому сорту).
Древесноволокнистые плиты в зависимости от
плотности разделяют на мягкие (М-4, М-12, М-20), полутвер¬
дые (ПТ-100), твердые (Т-350 и Т-400) и сверхтвердые
(СТ-500). Числа в обозначениях марок плит указывают мини¬
мально допустимую по ГОСТу величину прочности плит этой
марки при изгибе в кг/см2.
Мягкие плиты имеют малую плотность (не выше 350 кг/м3),
низкую прочность и применяются как теплоизоляционный ма¬
териал. Полутвердые плиты (плотностью от 400 до 800 кг/м3)
находят применение в строительстве, например для подвесных
потолков. Твердые и сверхтвердые плиты находят широкое при¬
менение как конструкционный материал в строительстве (об¬
шивки ноюлкои, щитовых дверей перегородок, настила полов
под линолеум и т. д.), в производстве мебели (донышек ящи¬
ков, задних стенок корпусной мебели и др.), автокузовов и др.
Такие плиты изготавливают толщиной 2,5; 3,2; 4,0; 5,0 и 6,0 мм
с отклонением ±0,3 мм, но наиболее распространена толщина
плит 3,2 мм. Такие плиты заменяют фанеру толщиной 3 и
5 мм. Подобно древесностружечным древесноволокнистые плиты
выпускают разных форматов, т. е. до 5,5 м длиной и более 2 м
шириной. В зависимости от способа производства древесново¬
70

локнистые плиты могут иметь одну гладкую лицевую и рифле¬
ную нелицевую поверхности (плиты мокрого способа формова¬
ния) или обе гладкие поверхности (плиты сухого способа
формования). В деревянном домостроении в настоящее время
используются плитные материалы: арболит, фибролит и цемен¬
тно-стружечные плиты. Исходным материалом для их изготов¬
ления являются отходы лесопильных и деревообрабатывающих
производств. Эти плитные материалы характеризуются плот¬
ностью и разделяются по назначению на теплоизоляционные и
конструкционные- Конструкционные плиты обычно имеют более
высокую прочность и плотность.
Арболит — легкий деревобетон. Отходы древесины раз¬
личных пород основного производства дробят и смешивают со
связующим. В качестве связующих используют портландцемент
марок 400, 500, а для ускорения тьердения добавляют жидкое
стекло, хлористый кальций. Плотность арболита от 500 до
700 кг/м'\ прочность при сжатии до 4 МПа. Арболит получают
способом прессования. Из арболита могут изготавливаться от¬
дельные строительные детали, блоки или панели для стен дли¬
ной до 6 м.
Фибролит — получают из древесных стружек длиной до
50 мм, связанных цеметным раствором. Фибролит различают
по плотности, кг/м3, трех марок 300, 400 и 500. Фибролит по
своим свойствам близок к натуральной древесине: легко обра¬
батывается дереворежущим инструментом. Для изготовления
фибролита требуется стружка хвойных пород, которую полу¬
чают строганием. Фибролитовые плиты получают отливом
массы в формы с последующей выдержкой массы для отверж¬
дения до 30 ч.
Цементно-стружечные плиты (ЦСП) имеют плотность до
1200 кг/м3 и прочность на изгиб до 40 МПа. ЦСП применяют
для наружных стен панельных домов. Для изготовления ЦСП
используют хвойные породы без коры и гнили. В качестве свя¬
зующих используют также портландцемент марок 400 или 500.
Цементно-стружечная масса может использоваться как запол¬
нитель рамок из брусков цельной древесины при индивидуаль¬
ном строительстве. Эти материалы обеспечивают экономию
дельной древесины в строительстве.
§ 11. ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Современные успехи техники и технологии тесно связаны
с широким применением синтетических полимерных материалов.
К полимерам относят вещества, молекулы которых образованы
многократным соединением молекул исходного продукта — мо¬
номера. В зависимости от формы связей исходных молекул по¬
лимеры могут иметь линейную или разветвленную структуру
71

строения макромолекулы. В линейных структурах исходные мо¬
лекулы соединены в длинную цепочку. В разветвленных — име¬
ются ответвления от основной цепи. Ответвления могут быть
в одной плоскости (сетчатая структура) или в пространстве
(трехмерная). Если ответвления состоят из тех же звеньев, что
и основная цепь, то такие полимеры называют приватными. По
составу основной цепи макромолекулы полимеры различают
карбоцепные (цепи образованы за счет связей атомов угле¬
рода), гетсроцспные (цепи образованы другими многовалент¬
ными атомами серы, азота) и элементоорганические, в цепи ко¬
торых входят атомы кремния, титана и т. п. Структура строе¬
ния макромолекулы определяет свойство полимера. Чем больше
ответвлений, тем прочнее и устойчивее полимер. Полимеры,
имеющие малые макромолекулы, называют олигомерами, обла¬
дающими промежуточными свойствами между мономерами и
полимерами. Полимеры классифицируют по происхождению,
виду реакции образования и свойствам их назначения.
По происхождению полимеры делят на две группы: природ¬
ные и синтетические. Иногда выделяют промежуточную
группу — искусственные, полученные химическим воздействием
на природные. Наиболее обширную и практически неограничен¬
ную группу образуют синтетические полимеры, которые широко
используют в промышленности. По характеру реакции образо¬
вания макромолекул полимеры различают: полимеризационные,
поликонденсационные и химически модифицированные. Полиме¬
ризационные полимеры получают в результате реакции поли¬
меризации. Конденсационные — конденсацией, модифицирован¬
ные— химическим взаимодействием. К полимеризационным
полимерам относятся полиэтилен, полипропилен, поливинилхло¬
рид, полиизобутилен, фторопласт, полистирол и др.; к поли-
конденсационным — полиамиды, полиэфиры, полиуретаны, кар¬
бамиды, меламины, формальдегиды и т. п.; к химически моди¬
фицированным— целлулоид, этролы, поливиниловый спирт,
ацетали и т. п.
При полимеризации укрупнение молекул происходит за счет
раскрытия кратных связей или циклов. При этом звенья полу¬
чаемого полимера остаются идентичными с молекулами исход¬
ного мономера. В реакции полимеризации участвуют вещества,
имеющие двойные и тройные связи. Например: СН2 = СН2—
этилен, СПя—С=СН — • мстилацетилен и т. п.
Если в реакции полимеризации участвуют два мономера или
более, ее называют реакцией сополимеризации, а получаемый
продукг — сополимером. Полимеризация может быть вызвана
возбуждением мономера облучением, нагреванием и т. п., при
котором раскрываются внутренние связи и отдельные свобод¬
ные радикалы мономера становятся активными. При этом поли¬
меризацию называют радикальной. В зависимости от метода
72

инициирования радикальную полимеризацию называют термиче¬
ской, фотохимической, радиационной и т. д. Для инициирова¬
ния реакции полимеризации необходима затрата энергии акти¬
вации, которая обычно составляет от 12 до 42 кДж/моль.
Полимеризация может быть обусловлена активностью ионов, об¬
разующихся при распаде катализатора. Такую полимеризацию
называют каталитической, или ионной. При ионной полимери¬
зации заряд иона катализатора вскрывает внутренние связи мо¬
номера и последовательно переходит по образующейся цепи,
повторяя свою роль в формировании последующих связей. Раз¬
меры макромолеЕ<ул, образующихся при полимеризации, зави¬
сят от концентрации мономера, свойств катализатора,. наличия
ингибитора и других режимных факторов.
При поликонденсации укрупнение молекул происходит за
счет взаимодействия ннзкомолекулярных веществ, имеющих
свободные связи и обладающих химической активностью отно¬
сительно друг друга. При этом образуются побочные продукты
и может выделяться тепло.
При химической модификации из мономеров и модифициру¬
ющих веществ получают полимеры с новыми свойствами. Хи¬
мическая модификация является важным и перспективным ме¬
тодом получения сложных полимеров с прогнозируемыми свой¬
ствами. Примером модифицированного полимера является
сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС).
Полимеры обладают свойством пластичности, которая зави¬
сит от строения их молекул. Различают термопластичные и тер¬
мореактивные полимеры. При повышении температуры термо¬
пластичные полимеры размягчаются, при охлаждении твердеют.
Они имеют линейную структуру. К ним относятся полиэтилен,
полиамиды, полипропилен, полистирол и др.
Термореактивные полимеры при нагревании образуют трех¬
мерные связи — твердые вещества, нерастворимые и неразмяг-
чающиеся. К ним относятся некоторые виды клеев- Макромо¬
лекулы полимеров имеют свойства связывать молекулы различ¬
ных веществ, обладают способностью к межмолекулярным свя¬
зям— адгезии. Это свойство полимеров используется для полу¬
чения из них пластмасс и клеев путем соответствующих до¬
бавок.
Пластмассы разнообразны по составу, свойствам, способам
переработки и применению. За основу их классификации мо¬
гут быть приняты различные признаки. Чаще всего используют
классификацию по синтезу полимера, составляющего основу или
используемого в качестве пластмассы. В зависимости от назна¬
чения пластмассы различают: конструкционные, электротехни¬
ческие, теплоизоляционные, антикоррозийные, антифрикционные
и т. д. По характеру воздействия тепла различают: термо¬
пласты, размягчающиеся при нагреве, и реактопласты, образу¬
73

ющие при нагреве пространственную структуру связей, стойкие
и нестареющие конструкционные материалы. Такую классифи¬
кацию принято считать условной.
Пластические массы как конструкционные материалы ши¬
роко применяются во многих отраслях промышленности, а так¬
же в строительстве и сельском хозяйстве для изготовления
всевозможных изделий. Они не только заменяют ранее приме¬
нявшиеся традиционные материалы, но и во многих случаях
значительно превосходят их по некоторым свойствам, особенно
по технологичности.
Во всех случаях свойства пластмасс определяются в первую
очередь свойствами основного компонента — полимера. Однако
для придания пластмассе нужных свойств в соответствии с на¬
значением вводят и другие компоненты, например наполнители,
пластификаторы, красящие вещества и др.
Некоторые пластмассы представляют собой почти чистые
полимеры, содержащие только небольшие добавки вспомога¬
тельных веществ (красителей, стабилизаторов, пластификаторов
и др.). Такие пластмассы называют ненаполненными. В состав
других вводят в значительных количествах, иногда до 60 %,
твердые инертные вещества — наполнители.
Среди конструкционных пластмасс в свою очередь разли¬
чают: высокопрочные с пределом длительной прочности ст^З5
^200 МПа; средней прочности о=80... 200 МПа и низкой проч¬
ности ст<80 МПа.
В особую группу конструкционных пластмасс могут быть
выделены газонаполненные пластмассы. Их получают вспени¬
ванием полимеров, чаще всего в процессах переработки в из¬
делия. От монолитных пластмасс они отличаются легкостью,
высокими тепло- и звукоизоляционными характеристиками.
Различают газонаполненные пластмассы с закрытыми, не
сообщающимися друг с другом ячейками (пенопласты) и газо¬
наполненные пластмассы с сообщающимися между собой ячей¬
ками (поропласты).
Пенопласты имеют лучшие теплоизоляционные свойства, ма¬
лое водо- и влагопоглощение. Поропласты обладают лучшими
демпфирующими свойствами. Приведенное разделение газона¬
полненных пластмасс на пено- и поропласты условно, так как
на практике не удается получать вспененные материалы только
с открытыми или только с закрытыми ячейками. Поэтому очень
часто по отношению к вспененным материалам применяют один
общий термин — пенопласты.
Пенопласты можно получать почти из всех полимеров. Их
разделяют на эластичные и жесткие, в зависимости от свойств
полимера, составляющего основу пенопласта.
Эластичные пенопласты, особенно на основе полиуретана,
широко применяются в качестве амортизационного материала
74

в мягкой мебели, матрацах, сиденьях автомобилей и т. д. Жест¬
кие пенопласты применяют для изготовления легких несущих
конструкций, тепло- и звукоизоляционных материалов. Все
большее распространение находят интегральные пенопласты,
у которых внутренняя часть состоит из вспененного материала,
переходящего в монолитную массу к поверхности. Изделия из
таких интегральных пенопластов не требуют облицовки.
Переработка пластмасс, т. е. изготовление из них нужных
деталей, целесообразна на предприятиях-потребителях. В ос¬
новном это относится к вспененным пластмассам, перевозка ко¬
торых на большие расстояния невыгодна ввиду их малой плот¬
ности. Более рациональна перевозка компонентов и получение
вспененных материалов на месте их потребления. Пластмассы
могут перерабатываться следующими способами:
1) прессованием порошков и гранул реактопластов в горя¬
чих пресс-формах, порошков термопластов в холодных пресс-
формах с последующим спеканием (нагревом), слоистых пла¬
стиков на горячих плитах многоэтажных прессов;
2) литьем под давлением расплавленных термопластов
в охлаждаемые формы или порошков и гранул реактопластов
в горячие формы;
3) литьем без давления в горячие или холодные формы;
4) экструзией расплава термопласта через головки с раз¬
личным профильным сечением для получения погонажных из¬
делий или трубчатых заготовок с последующим раздувом в ем¬
костные изделия или пленки;
5) формованием предварительно нагретых листов пневмо- и
вакуум-способами, вспениванием пластмасс в формах;
6) механической обработкой заготовок, прокаткой листов,
сваркой, резанием, вырубкой и другими способами.
В табл. 3 приведены характеристики некоторых полимеров,
наиболее часто применяемых в изделиях из древесины. Физико¬
механические свойства вспененных пластмасс, жестких и элас¬
тичных, в большей мере зависят от степени их газонаполнен¬
ное™, т. е. их кажущейся плотности.
Кажущаяся плотность конструкционного
пенополистирола ПС-1, кг/м3 	 60	- 80	80—120	120—180 180-—220
Разрушающее напряжение при сжатии,
МПа, не менее		 0,3	0,8	1,5	3,0
В табл. 4 приведены физико-механические свойства некото¬
рых пенопластов. По сравнению с природным полимером — дре¬
весиной современные пластмассы как конструкционный мате¬
риал обладают положительными и отрицательными свойствами.
К числу недостатков полимеров следует отнести:
стоимость даже самых дешевых пластмасс выше стоимости
древесины;
75

3. СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ
Полиэтилен
Поливинилхлорид
Свойства
высокого
давления
(низкой
плотности)
низкого
давления
(высокой
плотности)
Полипро¬
пилен
жесткий
пластифици¬
рованный
Полистирол
Плотность, кг/м
920—630
950—960
600—920
1360-1100
1300—1500
1040-1060
Предел
при растяжении
12,0—18.0
25,0—30,0
25.0—35.0
40.0—60,0
7,0—14,0
30.0—50,0
прочности,
МПа
при сжатия
12,0—13,0
-
65,0—75.0
80-100
50,0—60,0
90,0—100,0
при изгибе
12,0—170
20,0—38,0
90,0—120,0
90,0—120,0
100,0—110.0
80,0—100,0
d>
к
о
Относительное одлиненне при разрыве
£, %
150-600
20,0—1000
500—700
10—25
100-300
1.5—3,5
г
S
X
Модуль упругости [МПа] X 10~а
1,5—2,5
6-8
9—12 (изгиб)
30
15
12—30
S
о
Твердость по Бринеллю, дан/мм*
13
16
16—17
13-16
4—8
15—20
к
S
е
Удельная ударная вязкость. кДж/м9
1G (без
надреза)
-
80
120—180
4—12
3—15 (без
надреза)
Теплостойкость по Мартенсу, °С
50-60
105—115
140—И5
60-65
30—60
75—80
Теплопроводность, [Вт (м,сК)] X 10е
26-
30.0
16,8-
17,0
8,0—16.0
Коэффициент линейного расширения.
[1/°С] X 10‘
1,0—2,0
1,0—1,1
0.6—0.7
0.6—1.0
Удельная теплоемкость. 1C3 Дж/(кг'К)
2,35-
2,80
1,83
1,04
1,32
Горючесть
Слабая
Не горит
Горит
Продолжение
Полиэтилен
Поливинилхлорид
Свойства
высокого
давления
(НИЗКОЙ
плотности)
низкого
давления
(высокой
плотности)
Полипро¬
пилен
жесткий
пластифици¬
рованный
Полистирол
<Ь к о
Прозрачность
Не прозрачен, полупрозрачен в тонких слоя
<
Прозрачен
ез"
Морозостойкость
, °С
—60—70
—60—70
-15-20
-15-20
—20—30
р воде
Хорошая
Хорошая
в кислоте
То же
То же
в щелочи
»
»
к
к
Стойкость
в маслах
Плохая
Удовлетво¬
рительная
Хорошая
S
S
к
средах
в бензине
Набухает
Незначитель¬
но набухает
Хорошая
Набухает
в растворителях
Набухает в ароматичных
углеводородах
Набухает в ацетоне, сер¬
ном эфире
Набухает я дихлорэтане
Растворяется
в спирте,
ацетоне,
ароматиче¬
ских угле¬
водах
Метод переработки и температура фор-
Литье под давлением
м
в*
за
U
о
§
120-180
| 150—220 | 220—280 1 160
Экструзия
Вакуум-формование
Выдувание
—180
150—220
Прессование
Удельное давление при литье
100—150
| 80
—160
Усадка, %
1.0
-2,6
I.0-2.E
-
1 -
—

Фиэнко-
Технологические Химические «хин- Фиаико-мехаические
П р одо л» ей и е
Фторссодержащис полимеры
Эфвроцел-
люлоэные
полимеры
(с наполни¬
телями)
Свойстна
Полифор¬
мальдегид
Полиакри¬
латы
Полиамиды
фторопл аст-3
3 — зака¬
ленный,
Н — неэе-
каленный
фторош.аст-4
Плотность, кг/м*
1400—1430
1180—1200
1140—1150
21Ю—2160
2200—2400
1050—1400
Предел
прочности,
МПа
при растяжении
6Q.0—70,0
50,0—80,0
50.0- 85,0
35.0—45.0
16,0—30.0
14,0—50,0
при сжатии
130,0
80,0-160,0
70,0—80.0
25,0—55,0
12,0—20,0
20.0-200.0
при изгибе
90,0—130,0
80,0—140,0
50,0—90,0
60,0—80,0
11,0—14,0
30.0—50.0
Относительное удлинение при разрыве
е. %
15—25
3-25
150—200
3 70—200
Н 20—40
250—300
5—40
Модуль упругости, 1МПа]X 10~2
28—29
20—40
12—15
11—14
(изгиб)
5—8,5
(изгиб)
18—28
Твердость по Брннеллю, дан/мм3
2Б—40
17-18
10—12
10—13
3—4
4—10
Удельная ударная вязкость, кДж/ма
18-30
8—20
100—160
20—100
100
4—35
Теплостойкость по Мартенсу, °С
100—120
60—90
50-55
70
250
40—60
Теплопроводность» [Вт (ы-°К)] X 106
-
18,4
23—29
5.8
25,0
13,1—13,8
Коэффициент линейного расширения,
[1/°С] X 10*
-
0.8—1,2
1.0—1,5
0,6—1,4
1.0
0,6—1,6
Удельная теплоемкость, 10' Дж/(кг-К)
1,35
1,56-1,7
1.7—2,0 |
0.92
1.00 |
1,34—1,90
Горючесть
Слабая
1
Не горит |
Слабая
Продолжение
Прозрачность
Морозостойкость, °С
Стойкость
в различных
средах
в щелочи
в маслах
в бензине
в растворителях
Полифор¬
мальдегид
Непрозрачен
Прозрачен
—40—45
Фторосодержыцие
полимеры
фторопласт-3
3 — зака¬
ленный,
Н — неза -
каленный
фторопласт-4
Эфироцел¬
люлозные
полимеры
(с наполни¬
телями)
Непрозрачен
Ниже средней|	Хорошая
Хорошая
Очень хорошая
Ниже средней
Разная
Удовлетво¬
рительная
Растворяется
в ацетоне,
хлористых
углеводах
Хорошая
Растворяется
в органи¬
ческих
кислотах,
фенолах
Хорошая
Метод переработки и температура фор¬
мования, сС
Удельное давление при литье
Усадка, %
Лвтье под давлением
200—225
Экструзия
180—150
Вакуум-
формование,
экструзии
70—80	|
2,0-3,5	1
120—1Б0
120—200
Прессование
спекание,
350—370
Растворяется
в ацетоне,
ароматических
хлористых
углеводах
Литье под
давлением,
экструзия,
прессование
80—200

4. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ
КОНСТРУКЦИОННЫХ ПЕНОПЛАСТОВ
о? ,
Разрушающее напряжение
МПа
gc.
л
Пенопласты
к й
to
Лчи
№ С И
при рас¬
тяжении
при сжатии
при
изгибе
Теплопровод¬
ность, Вт/м*“К
Относи тел
удлинение
рыва, %
А. Жесткие пенопласты
Пенополистирол
АБС
Мипора
Пенополиуретан
На основе слож¬
ных полиэфиров
полиуретан
(поролон)
20—30
—
0,12—0,22
0,1—0,3
0,035—0,0442
—
20
—
0,025-0,05
—
0,0298—0,0323
—
60
—
0,2
—
0,0244
—
100
—
0,8
—
0,0314
—
220
2,5
—
0,05699
—
Б. Эластичные пенопласты
пень-
25 :0,350
0,0056


398
34
0,175
0,0063
—

450
50
0,200
0,0112
—
—
400
59
0,210
0,1133
—
—
350
плотность большинства пластмасс выше плотности древе¬
сины, за исключением газонаполненных поро- и пенопластов;
плотность пластмасс составляет от 0,9 до 1,4 г/см3 по сравне¬
нию с плотностью от 0,5 до 0,7 г/см3 у распространенных и
обычно применяемых в изделиях древесных пород;
пластмассы более чувствительны к температуре и действию
знакопеременных нагрузок, чем древесина. При длительном
действии повышенных температур обнаруживают свойство хо¬
лодной ползучести;
прочностные, деформационные и другие свойства пластмасс,
меняются во времени в сторону ухудшения, т. е. пластмассы
стареют быстрее, чем древесина.
В качестве заменителей натурального шпона из ценных по¬
род древесины широкое применение получили синтетические
облицовочные материалы. Классификация облицовочных мате¬
риалов по виду исходных материалов показана на схеме рис. 16.
В производстве мебели используют синтетические защитно-де¬
коративные пленки на основе пропитанных бумаг, листовые де¬
коративные пластики и пленки из полимерных материалов. Син¬
тетические пленки на основе бумаг бывают с частичной и пол¬
ной полшгондснсацией смолы. Их различают по назначению:
декоративные и подслой. Пленки с частичной поликонденсацией
смолы эластичны, а при облицовывании приклеивают к основе
содержащейся в них смолой. Пленки с полной поликонденсацией
жесткие, для их приклеивания необходим клей. Декоративные
80

05/шцовочные материалы
Рис. 16, Классификация облицовочных материалов

пленки формируют лицевое покрытие изделий, а пленки-под¬
слой обеспечивают выравнивание поверхности основы для по¬
следующего декоративного слоя. Листовые пленки на основе
пропитанных бумаг массой 130 г/м2 различают по типам А, В,
С и D:
А — декоративная и грунтовочная пленка с осмолением
50±5%, предназначена для облицовывания с последующей от¬
делкой лаками;
В — декоративные пленки на основе бумаг, пропитанных
смолой и модифицированными полиэфирными эмульсиями с ос¬
молением 50±5%; используются с последующей отделкой ли¬
цевых поверхностей и без отделки для внутренних поверхно¬
стей изделий;
С — то же, что и тип В, но без использования полиэфир¬
ных эмульсий;
D — декоративные пленки с повышенным осмолением 65±
±2%; применяются для облицовывания внутренних поверхно¬
стей изделий без последующей отделки.
Рулонные декоративные пленки изготавливаются более
эластичными. Лицевая поверхность их может быть покрыта ла¬
ком. В зависимости от характера поверхности и свойств рулон¬
ные декоративные пленки разделяют по слойности и виду на
семь типов:
РП — декоративная рулонная пленка без лакового покры¬
тия;
РГ1Э — такая же как РП, но с повышенной эластичностью
для облицовывания кэшированием;
РПЛ--декоративная рулонная пленка с лаковым покры¬
тием гладкая;
РПТ — такая же, как РПЛ, но с тиснением;
РПЛЭ — декоративная рулонная пленка повышенной элас¬
тичностью с лаковым покрытием, гладкая;
РПТЭ - такая же, как РПЛЭ, но с тиснением;
РПХВ — декоративная рулонная пленка с лаковым покры¬
тием и «химическими» порами.
Для облицовывания кромок используется кромочный обли¬
цовочный материал следующих типов:
МК.Р-1—однослойный, матовый, глянцевый, тисненый тол¬
щиной 0,35 мм;
МКР-2 — двухслойный, матовый, толщиной 0,22 мм, на ос¬
нове бумаги 130 г/м2 и пергамента МА;
МКР-3 — трсхслойный, матовый, толщиной 0,45 мм, на ос¬
нове двух слоев бумаги и одного слоя пергамента;
МКП-2 — двухслойный, глянцевый, матовый, толщиной
0,25 0,5 мм па основе пергамента или фибры соответственно;
МКППЭ-2 — двухслойный толщиной 0,4 мм на основе бу¬
маги, пропитанной полиэфиром;
82

МКП-3 — трехслойный толщиной 0,4—0,5 мм, глянцевый,
матовый на основе бумаг массой 130 г/м2, 180 г/м2 и перга¬
мента.
Из полимерных пленок используют поливинилхлоридные
ПВХ и мягкие искусственные кожи с тиснением рисунка и де¬
коративно-отделочных марок ПДО-20 и ПДСО-18 с нанесенным
на них клеем.
§ 12. КЛЕИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИИ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Склеивание широко применяется во многих отраслях народ¬
ного хозяйства и наиболее широко в деревообрабатывающей
промышленности. Свыше 75 % всех выпускаемых клеев потреб¬
ляется в деревообрабатывающей промышленности (производ¬
ство фанеры, древесных плит и изделий из древесины).
В производстве изделий из древесины склеивание применя¬
ется для соединения заготовок по толщине, ширине и длине,
для получения деталей крупных сечений и повышенной формо-
устойчивости, облицовки заготовок древесным шпоном и раз¬
личными пленками, получения из шпона криволинейных заго¬
товок, приклеивания к древесине тканей и деталей из пласт
масс, соединения деталей в сборочные единицы и т. д.
Характер склеивания, а также условия эксплуатации, в ко¬
торых могут находиться изделия, обусловливают разнообразие
требований, которым должны отвечать технологические и экс¬
плуатационные свойства применяемых клеев. В зависимости от
условий склеивания или эксплуатации изделий важное значе¬
ние имеют свойства применяемого клея. Универсальных клеев,
пригодных для склеивания любых материалов в их сочетании
и для любых условий эксплуатации изделий, нет. Промышлен¬
ность выпускает широкий ассортимент клеев разного химиче¬
ского состава и различного назначения. В зависимости от про¬
исхождения их можно сгруппировать (рис. 17).
До недавнего времени в производстве изделий из древесины
применялись природные клеи животного происхождения — ка¬
зеиновый, глютиновые и др., которые в прошлом были известны
под названием столярных клеев. В настоящее время эти клеи
по многим причинам утратили свое значение и уступили место
синтетическим клеям.
Основу синтетических клеев составляют синтетические оли¬
гомеры и полимеры, которые являются также основой получе¬
ния пластических масс и современных лакокрасочных материа¬
лов. При выборе клеев для конкретных случаев склеивания
исходят из условий, в которых происходит склеивание и эксплу¬
атация изделий, и их основных требований, которые предъявля¬
ются к клеям. К применяемым в производстве изделий из дре¬
весины клеям предъявляют следующие требования: наличие
83

Г"
to
¥8-
■и
to.
SS
4ц
Е
ё§
9^to
ё
сц
LL.
ё
3:
to
5
I
is
qj to
1
cto
to
C\>
Рис. 17. Классификация связующих

у клея адгезии к склеиваемым материалам; высокая стабиль¬
ность при хранении; достаточная жизнеспособность; регулируе¬
мое время схватывания; высокий фактор диэлектрических по¬
терь; высокое содержание сухого остатка при хорошей смачи¬
ваемости; прочность клеевого соединения; влаго-, водо-, тепло-
и биостойкость клеевых соединений; нетоксичность клея и его
соединений; отсутствие нежелательных реакций со склеивае¬
мыми материалами; близкий к древесине цветовой тон; низкая
стоимость клея; способность легко наноситься на поверхности.
В зависимости от механизма проявления склеивания синте¬
тические клеи подразделяют на три основные группы: термо¬
реактивные, термопластичные, дисперсионные.
Процесс склеивания у термореактивных клеев происходит
благодаря протеканию химических взаимодействий между ком¬
понентами клея под действием тепла. У термопластичных клеев
процесс склеивания осуществляется благодаря плавлению и от¬
верждению клея, без химических реакций.
Дисперсионные клеи склеивают при удалении из них жидкой
фазы. По происхождению клеи различают природные и синте¬
тические (искусственные). В производстве изделий из древе¬
сины широко используют синтетические термореактивные, тер¬
мопластичные и дисперсионные клеи. Название клея обычно
образуется от названия основного исходного продукта, из ко¬
торого получают клей. При этом из одного и того же исходного
продукта можно получить все три типа клея: для термореактив¬
ного необходимо найти отвердитель, термопластичный сделать
плавким, дисперсионный сделать растворимым.
Широкое применение в деревообработке получили терморе¬
активные клеи, позволяющие интенсифицировать процесс скле¬
ивания нагревом. Классификация термореактивных смол, ши¬
роко используемых в производстве изделий из древесины, ПО'
основным исходным продуктам для их получения представлена
на рис. 18. Приведенное на схеме сокращенное буквенное обо¬
значение смол дано условно по начальным буквам исходных
продуктов только для понимания схемы в учебных целях. Эти
буквенные обозначения не являются стандартными обозначе¬
ниями смол. Приведенная схема позволяет наглядно предста¬
вить и понять принцип образования формальдегидных терморе¬
активных смол и запомнить по этому принципу их названия.
Клеи верхней части светлые, нижней — темные. Водоупор¬
ность и прочность клеев из смол нижней части выше, чем из
верхней, они более устойчивы к влаге и высокой температуре.
Название клея образуется из названия исходной смолы: карба-
мидные клеи образуются из карбамидоформальдегидной смолы,
фенольные — из фенолформальдегидной, меламиновые — мела-
миноформальдегидной и т. д. Преобладающее применение для
склеивания древесины имеют карбамидные клеи и фенольные.
85

Рис. 18. Классификация синтетических смол
В производстве изделий для склеивания древесины с дру¬
гими материалами (металлом, керамикой и т. п.) используются
термореактивные клеи, получаемые из эпоксидных и полиэфир¬
ных смол. К ним относятся эпоксидные, полиэфирные и поли¬
уретановые клеи. Термореактивные клеи могут быть в виде жид¬
кости, порошка или пленки.
Из термопластичных клеев в особых случаях используются
клси-расплавы, получаемые на основе полиамида сополимеров
этилена и винилацетата, которые при температуре 170 °С ста¬
новятся вязкими, хорошо смачивающими древесину, а при тем¬
пературе 80 °С отверждаются. Термопластичные клеи могут
быть в виде порошка, стержня или нити.
Из дисперсионных клеев широко используются поливинила-
цетатные дисперсии, каучуковые латексы и растворы термо¬
пластов--перхлорвинила, полиамида, полиакрилата, АБС-плас-
тнка и др. Поливинил ацетатные дисперсии используют для

склеивания древесины, а остальные — для приклеивания к дре¬
весине различных пластмасс. Карбамидные клеи получают из
смол КФ-МТ, КФ-Б, КФ-БЖ и КФ-Ж с добавлением отверди-
телей. В качестве отвердителей используют вещества, снижаю¬
щие значение pH. Наиболее распространенными являются
хлористый аммоний для горячего склеивания и щавелевая кис¬
лота — для холодного. Достоинствами карбамидных клеев яв¬
ляются: светлая окраска, клеевой слой, не выделяющийся на
фоне светлой древесины, низкая стоимость, простота примене¬
ния и достаточная прочность склеивания. Недостатками этих
клеев являются: ограниченная водостойкость, уступающая фе¬
нольным и резорциновым, хрупкость клеевого слоя из-за значи¬
тельной объемной усадки при отверждении, выделение свобод¬
ного формальдегида. Для устранения недостатков карбамидные
клеи модифицируют добавлением реакционноспособных ве¬
ществ. Подбирая соответствующее вещество, можно преднаме¬
ренно изменить свойство карбамидного клея. Для увеличения
жизнеспособности карбамидного клея в него следует вводить
азотсодержащие вещества (уротропин, мочевину, меламин
и т. п.). Для повышения эластичности вводят поливинилацетат-
ную дисперсию, для повышения водостойкости — меламин.
Модификация карбамидоформальдегидной смолы амино-
эпоксидом АЭ (МРТУ-6-05-1224—69) в количестве 6 % обеспе¬
чивает высокую прочность за короткое время склеивания. При
раздельном нанесении смолы КФ-Ж и нагретой до 90 °С АЭ за
10 мин достигается прочность склеивания 7 МПа- Добавление
к хлористому аммонию солей железа ускоряет процесс склеива¬
ния карбамидными клеями. Карбамидные клеи содержат до
2 % свободного формальдегида. Фенольные клеи приготовляют
на основе фенолформальдегидных смол СФЖ-3011, СФЖ-3013,
СФЖ-3014, СФЖ-3016 и др. При температуре около 150 °С от¬
верждение некоторых смол может происходить без отвердителей.
Для склеивания при более низкой температуре в качестве от¬
вердителей используют органические сульфокислоты (толуол-
сульфокислоту, бензолсульфокислоту и т. п.), которые не всту¬
пают в реакцию с фенолформальдегидной смолой, а являются
катализаторами. Они агрессивны к древесине, что является их
недостатком. Такое взаимодействие сульфокислоты с древесиной
может привести к расслоению клеевого соединения.
В качестве растворителей фенольных смол используют спирт
или ацетон, которые при горячем способе склеивания могут об¬
разовать взрывоопасную концентрацию. Фенольные клеи обла¬
дают высокой щелочностью. Для ускорения склеивания их мо¬
дифицируют резорцином, параформальдегидом, хромпиком
и т. п. Некоторые фенольные клеи имеют высокую стоимость.
Для снижения ее используют наполнители в количестве до 5 %.
Фенольные клеи содержат до 5 % свободного фенола, что яв¬
87

ляется их существенным недостатком. Резорциновые и алкил-
резорцииовыс клеи обладают наиболее высокой прочностью,
долговечностью и водостойкостью. Они в 8 раз дороже феноль¬
ных, что ограничивает возможность широкого их применения.
В качестве отвердителя используется параформ, который перед
введением смешивается с древесной мукой в соотношении
85:15. Древесная мука повышает эластичность клеевого слоя
и снижает расход клея. Отвердителя добавляется до 13 %.
Б настоящее время разрабатываются смолы на основе тани¬
нов, представляющих собой также полифенолы. При приготов¬
лении резорциновых клеев проявляется экзотермический эф¬
фект. В это время необходимо охлаждение. Фенольные клеи мо¬
дифицируют с резорциновым путем двухстадийного синтеза
смолы: сначала фенол, а затем резорцин с формальдегидом.
Содержание свободного фенола в резорциновых клеях меньше,
чем в фенольных (до 3%). Как показывают опыты, при склеи¬
вании в атмосферу выделяется незначительная часть токсичных
продуктов, сидержащихся в клее (примерно 6—7 % свободного
содержания). При этом количество выделяющихся токсичных
веществ не всегда пропорционально их свободному содержанию
в клее. Иногда смолы, содержащие меньшее количество фенола
и формальдегида, при склеивании выделяют их в атмосферу
в большем количестве, чем смолы с большим содержанием этих
компонентов.
Поливинилацетатные клеи находят широкое применение
в деревообработке. Поливинилацетат марок Д50С,	Д50В,
ДФ48/5С - - продукт полимеризации винилацетата, сложного
эфира уксусной кислоты и винилового спирта, имеет формулу
(С2НЭ)02С2Н3.
Наибольшая масса поливинилацетата применяется в виде
поливинилацетатной дисперсии (ПВАД) — продукта полимери¬
зации винилацетата в водной среде (ГОСТ 18992—80).
ПВАД представляет собой белую смстанообразную массу,
состоящую из мелких частиц (глобул) поливинилацетата (ПВА)
размером 1—3 мкм, распределенных в воде. Глобулы окружены
оболочками из молекул поливинилового спирта, препятствую¬
щими их преждевременному слипанию. Однокомпонентность и
неограниченная жизнеспособность делают поливинилацетатные
клен технологичными. Недостатками их являются ограниченная
■водостойкость и невозможность склеивания древесины влажно¬
стью свыше 12%- Водостойкость поливинилацетатных клеев
попышаюг модификацией, добавляя в них до 3 % карбамидных
и фенольных смол. При склеивании древесины таким клеем
с нагревом получаются водостойкие соединения.
Широкое распространение получили клеи на основе смеси
феиолформальдегидной смолы с поливинилацетатами — термо¬
пластичными полимерами, получаемыми при взаимодействии

поливинилового спирта с альдегидами, в частности клеи БФ-2,
БФ-4, БФ-6. Они представляют собой спиртовой раствор поли-
винилбутираля и фенолформальдегидной смолы. Клеи БФ-2 и
БФ-4 предназначены для склеивания металлов, омнако при¬
годны также для склеивания древесины, пластмасс, стекла, ке¬
рамики и др. Клей БФ-6 предназначен для склеивания тканей
и приклеивания их к металлу.
Эпоксидные клеи — обширная группа клеев на основе термо¬
реактивных эпоксидных смол. Эпоксидными называют синтети¬
ческие смолы, содержащие так называемые эпоксидные группы
О—СН—СНг. Чаще всего их получают путем конденсации эпи-
хлоргидрина с многоатомными спиртами, например с дифенол-
пропаном. Образующиеся при этом смолообразные продукты
состоят в основном из линейных молекул, обладающих гидро¬
ксильными и концевыми эпоксигруппами, которые и обуслов¬
ливают их высокую реакционную способность. При взаимодей¬
ствии со многими веществами (спиртами, фенолами, аминами,
кислотами и др.), содержащими подвижные атомы водорода,
происходит сополимеризация и отверждение смолы за счет рас¬
крытия эпоксигрупп. В качестве отвердителей в эпоксидных
клеях чаще всего применяются алифатические (для холодного
отверждения) или ароматические амины (для горячего отвер¬
ждения), но могут применяться также и ангидриды ароматиче¬
ских и циклических кислот и некоторые (например, полиэфир¬
ные, карбамидоформальдегидные) другие смолы. Прочность,
склеивания эпоксидными клеями очень высока. Они обладают
чрезвычайно высокой жесткостью. Применение их в деревооб¬
работке ограничивается высокой стоимостью. Для снижения
стоимости эпоксидных клеев в них добавляют наполнители: пе¬
сок, цемент и т. п.
Клеи-расплавы получают из термопластичных полимеров. Их
используют в виде расплавов, не содержащих растворителей и
затвердевающих при нанесении на поверхность только в ре¬
зультате охлаждения. Такие клеи обладают преимуществом
очень короткого времени схватывания, что позволяет выполнять
операции склеивания в режиме проходной обработки на авто¬
матически действующих устройствах.
Клеи-расплавы на основе сополимера этилена с винилацета-
том, в том числе и отечественные клеи КРУС (ТУ 13-540—80),
выпускают в виде твердых гранул и в таком виде при 20 °С
имеют практически неограниченные сроки хранения.
Клеи размягчаются обычно при температуре 60—80 °С. Ра¬
бочая температура чаще всего находится в пределах 160—
200 °С. Перхлорвиниловый клей получают растворением в угле¬
водах, ацетатах, кетонах дополнительно хлорированного поли¬
винилхлорида — перхлорвинила. Клей применяют для склеива¬
ния поливинилхлорида (ПВХ), широко применяемого в произ¬
89

водстве изделий в виде пленок, обкладок и т.- д. Для повыше¬
ния жесткости клеевого слоя перхлорвиниловую смолу модифи¬
цируют с эпоксидной, фенолформальдегидной с добавками на¬
полнителей двуокиси титана или аэросила.
Полиуретановые клеи получают в результате взаимодей¬
ствия полиизоцианатов (соединений, содержащих изоцианатные
группы ... = N = C=0) с многофункциональными гидроксилсо¬
держащими веществами полиолами, например с многоатомными
спиртами, некоторыми полиэфирами и др. В зависимости от со¬
держания в компонентах функциональных групп могут полу¬
чаться клеи термореактивного или термопластичного характера.
При наличии в компонентах только двух изоцианатов и двух
гидроксильных групп получают клеи термопластичного типа,
при большем содержании функциональных групп — термореак¬
тивные. В производстве изделий из древесины полиуретановые
клеи применяют при склеивании пено- и поропластов.
Клеи на основе эластомеров получают растворением эласто¬
мера в растворителях. Эластомерами называют термопластич¬
ные полимеры, обладающие высокоэластическими свойствами
при практических температурах их эксплуатации. Эластоме¬
рами являются натуральный и многочисленные синтетические
каучуки, например, бутадиеновый, бутадиен-стирольные, бута-
диен-нитрильные, изопреновые, уретановые и др., а также выра¬
батываемые из каучуков резины.
Широко известны, например, клеи 88-Н и КС-1 для прикле¬
ивания вулканизированных резин к металлам, стеклу, древе¬
сине, бетону и другим материалам. Эти клеи представляют со¬
бой растворы резиновой смеси на основе наиритового каучука
и бутилфенолформальдегидной смолы в смеси этилацетата
с бензином. Поэтому сухой остаток в клеях, имеющих рабочую
вязкость, невелик и редко превышает 30 %. После нанесения
клея требуется открытая выдержка для испарения растворите¬
лей. Клей после нанесения на поверхность и удаления раство¬
рителей или воды приобретает способность к контактному, или
мгновенному, схватыванию при соприкосновении поверхностей
с на песенным клеем. Это свойство может быть использовано
для приклеивания тонких материалов (тканей, пленок) методом
прикатывапии или ка шарования.
Факторы, оказывающие влияние на прочность склеивания
древесины, можно классифицировать по схеме (см. рис. 115)-
Количественное значение влияния определено экспериментально
по соотношению
/Сс =(Л max 'Ь ^т!п)/2/(д 100 % ,
где /1,,,.,* и А „и,-.— пределы адгезионной прочности при скалы¬
вании; Кц — прочность древесины при скалывании.
•90

§ 13. МАТЕРИАЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ
МЯГКОЙ МЕБЕЛИ
В производстве мягкой мебели используют древесные и кле¬
евые материалы, пластические массы, металлы, набивочные,
настилочные и обивочно-отделочные материалы. Древесные,
клеевые материалы и пластические массы, применяемые для из¬
готовления мягкой мебели, уже рассмотрены. Изделия из метал¬
лов используют для изготовления эластичных оснований и мяг¬
ких элементов, а также для каркасов и опор. Для эластичных
оснований матрацев, стульев используют сетки проволочные и
пружинные из проволоки по ГОСТ 9389—75. Для изготовления
матрацев односторонней и двусторонней мягкости используют
блоки из конусных пружин {ТУ13-86—81), представляющих со¬
бой конструкцию из комплекта пружин, связанных между собой
спиралью и прикрепленных скобами к металлическим рамкам,
формирующим размер основания. Высота пружин от 80 до
140 мм, число пружин в ряду от 7 до 22, а число рядов от 3 до
12, в зависимости от размера мягкого элемента.
Для изготовления каркасов и оснований используют сталь¬
ные трубы квадратного или прямоугольного сечения по ГОСТ
8639—82, ГОСТ 8645—68, а также литые конструкции на опо¬
рах качения или сварные конструкции из круглых труб по ГОСТ
8734—75.
Для формования настилов используют настилочный мате¬
риал для мебели, представляющий собой волокнистый слой, из¬
готовленный из вторичного сырья — регенерированного волокна,
джутокенафпых тканей, полотен нетканых, пряжи для техниче¬
ских целей и т. п. Для изготовления качественной мебели на¬
стилы формируют из конского волоса крученого (ГОСТ
6747—80) или гуммированного велафикса, изготовленного из
отходов волос животных (щетины), растительных и синтетиче-
сих волокон, пропитанных латексными клеями.
Велафикс изготавливают однослойный и многослойный
в форме пластин или сложной конфигурации по форме осно¬
вания.
Для изготовления мягкой мебели массового потребления
применяют ватник (ТУ13-140—73)—слои из хлопчатобумаж¬
ной ваты, покрытой дешевой тканью и простеганной нитками
с шагом 30—50 мм. Влажность настилочных материалов дол¬
жна быть не более 10 %.
Для обивки мягкой мебели используют ткани покровные и
облицовочные. Покровные ткани предназначены для обтяжки
внутренних частей, а облицовочные — для наружной обивки
мебели. Ткани различают по фактуре, рисунку и цвету. Фактура
тканей определяется характером переплетения пряжи и техно¬
логическими особенностями. Основные нити, располагающиеся
91

по длине ткани, называются основа, а поперечные — уток. Наи¬
более распространенными переплетениями в обойных тканях
являются: гарнитуровое, саржевое и атласное (сатиновое). Гар-
нитуровое (миткалевое, полотняное) переплетение дает макси¬
мально возможное перекрытие нитей основы нитями утка. Сар¬
жевое переплетение образует характерные узкие полосы — диа¬
гонали перекрытий нитей основы нитями утка под углом 45°.
Для атласного (сатиновое) переплетения характерно преобла¬
дание на лицевой стороне тканей нитей основы (атлас) или
утка (сатин). Фактуру ткани, кроме переплетения, определяет
материал волокон. Ткани бывают хлопчатобумажные, льня¬
ные, штапельные, шерстяные, шелковые, синтетические и сме¬
шанные. Определенным видам тканей присвоены названия,
применяемые в быту и на производстве: тик — плотная льня¬
ная или хлопчатобумажная ткань гладкая или полосатая;
репс — гладкий или фасонный — хлопчатобумажная или хлопча¬
тобумажная с шелком ткань разных цветов и рисунков; гобе¬
лен— плотная тяжелая ткань с характерным цветным и рель¬
ефным рисунком; бархат и плюш — шелк и хлопчатобумажная
ткани; ковры — узорчатые ткани со сложным переплетением
нитей из различных материалов.
Особую группу обивочных материалов представляют искус¬
ственные кожи. Искусственные кожи могут быть на тканевой
основе или без основы, пористые или монолитные, их разли¬
чают по виду исходных материалов, образующих лицевой слой
и основу. Широко применяются искусственные кожи с нитро-
целлюлозным и поливинилхлоридным покрытием (винилис-
кожа).
Для прошивки тканей, формирования бортов и увязки уз¬
лов мягкой мебели применяют увязочные и прошивочные ма¬
териалы: шнуры крученые ГОСТ 5107—70 и нитки — ГОСТ
6309—80. Шнуры и нитки различают по размерам: диаметру
или торговому номеру, виду исходного материала и отделке.
Нитки выпускают суровые, беленые, крашеные, с матовой или
глянцевой отделкой и различным числом сложений.
При изготовлении изделий для строительства используют
стекло, листовой металл, профили из легких металлов для ком¬
бинированных конструкций дверей и окон, заполнитель из бу¬
маги или картона, а также метизы — замки, шарниры, ручки,
накладки и т. п.
§ 14. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЫРЬЯ И МАТЕРИАЛОВ
Свойства материалов, из которых изготовлены изделия,
в значительной мере определяют их качество: внешний вид,
прочность, долговечность и др. Технологические свойства мате¬
риалов в основном определяют технологические приемы и ре¬
92

жимы их обработки, т. е. во многом определяют технологиче¬
ский процесс производства, а расход и стоимость материалов
прямо сказываются на стоимости изделий и количестве матери¬
альных ресурсов, необходимых для их изготовления.
Таким образом, рациональный выбор материалов для изго¬
товления любых изделий должен делаться с учетом многих ус¬
ловий: обеспечения необходимого качества изделий, возможно¬
сти применения прогрессивных, т. е. высокопроизводительных,
методов обработки, по возможности меньшей материалоемкости
изделий.
Под материалоемкостью понимают количество материаль¬
ных ресурсов, необходимых для изготовления изделий. Она мо¬
жет выражаться в натуральных единицах материалов, расхо¬
дуемых на производство продукции, или в процентах стоимости
материалов, в ее себестоимости. Снижение материалоемкости
промышленных изделий имеет большое народнохозяйственное
и социальное значение, так как позволяет производить больше
товарной продукции при тех же материальных затратах и, как
правило, при меньших затратах общественного труда. Изделия
из древесины являются материалоемкими. Затраты на мате¬
риалы составляют 50—80 % стоимости. Снижение расхода ма¬
териалов является важной проблемой повышения эффективно¬
сти производства. Экономия 1 % расходуемой древесины позво¬
ляет получить дополнительно 1070 тыс. м3 пиломатериалов,
'22 тыс. м2 фанеры, 48 тыс. м3 древесностружечных плит,
4,5 млн. м2 древесноволокнистых плит и сберегает труд 35 тыс.
рабочих на лесозаготовках. Вопросы рационального использо¬
вания природных ресурсов, в том числе и древесины, имеют
большое значение. Комплексное использование лесосырьевых
ресурсов предусматривает возможность использования всей био¬
массы дерева, включая сучья, корни, листья. Это значит, что
заготовку древесины необходимо вести на научной основе, не
допускать потерь древесины на всех участках ее переработки
с максимальным получением товарной продукции. На потреби¬
тельском уровне рациональное использование древесины дости¬
гается применением совершенно новых методов ее переработки
на принципах безотходной технологии. Эта проблема решается
путем совершенствования конструкции изделий, расширения ис¬
пользования прогрессивных материалов и заменителей дефицит¬
ных древесных материалов, совершенствования технологии,
улучшения организации производства при углублении техноло¬
гической специализации на основе оптимальной концентрации
сырьевых ресурсов.
Степень использования сырья на производстве обычно оце¬
нивается расходом его на единицу продукции или на единицу
стоимости этой продукции. Такие критерии не дают исчерпыва¬
ющего представления об эффективности замены древесины дру-
93

ПО ДЛИНС ТК.111И, il.l 11.111.HOITH oCIHlllii, .1 ])/
более р.тенростраш иными перги неicir №
являются: гарнигуроиое, гиржеиое ii j ^ °
111! rypitltOC (МИ I h.i.'H'Hur, IIO.IHM lltlltoi1'^ £5
малый» возможное НерскрыiHr	®’o.
'л У
Ф •&
жети- переплетение nfipn iyei Ха	^	_
I'llll.’IJIII ][е|М'К|)Ы1 III) Mlllfll IX llli ^ ^	"Р
Дли л ипищи о (i n I нищих ) ( ^	е|-si ^
дайне им 111111 -11 с 111 111 ■ )| и hi I ^ Qj £ rf>t3	со
Y I КЗ (шиш) <['flltl\PY I || § £ й & % 'Х 51 5.
г I Ht
■ >2.	.	л	п
Mil l l |ill ,t.JI tt< ).1|1 tin >11 I I HI,
lll.lf, III 1,1 Ilf llllll.ll lil< If ig.
II1. 11 III I.d 4 l|ij)f/II li Illy so ,£
lipilMi ШН'М|.На II f'l'IL^^'S
• 1(1 «I II Hit H'lOlfUIIIlT	о
pen
I Ill'll, Mil ‘MillII
'IIII
i фмын 111И у <fi
II мни инь
I
5*1   v r
11,1 ,""li ~
03 $3 О ^
и1 «it % ъм й ? os
tf % a %-o £ *
о
nil II II It I,
I >1 <lf
a 3.
• 0 *Si ^
£ £ *
11 lit II»
(H lli^ О
■Id '
I
%
%%■*>
- -
\3*	Q.	*
о
ЧЪ%1%ЛЪ
ш+t
^
^ ^	^	и-
^	О
Si г
V'lioro использо-
kiiMii эффектив¬
на изделий на
Ъа змеров, уни-
\(0В, появляю-
|б|шкатов, по-
2-3 %.
iих заделка,
\ри раскрое
Jпроизвол-
,зубчатых
tsi О ■*
<т> л С
_ а у
>£i i-i
Л -1
<3 О
tS 02 ‘
Ьерм чер-
Ьсины на
ю-меха-
•ладает
ули из
)е раз¬
водит
крое,
.„•омате-
..чсть в пилома-
..ядслии и снижение материало-
.„шппым средством рационального ис-
.. рпллов. I In пример, изготовление оконных бло-
..riftt-uiiими створками снижает реход пиломатериалов
.-*0 %.
Применение i путо клееных деталей, обоснование размеров
11 ■ ч I-и 11П легален изделий прочностными расчетами способствует
снкрищеиию расхода дренееппы на 40%. Широкое применение
iipoi реееинных материалов в конструкциях позволяет без сни¬
жении кнчеетпа изделий получить значительную экономию тра¬
диционных древесных мам'рпалов. В табл. 5 показаны зквива-
ifii иI ы при замене и тделиях традиционных древесных матери¬
алов новыми в пересчете на круглый лесоматериал.
Применение новых технологических приемов при поставках
п шелий потребителям и разобранном виде в многооборотной
унпнонке сокращает потребность древесины на упаковку. При¬
менение полимерных материалов в производстве изделий в ка-
щча не 'iiiMciiii гелей дефицитных пород твердой лиственной дре¬
весины оГмтигчннает максимальную эффективность за счет сни¬
жения расхода древесины и повышения производительности
труда в 7 Н раз.
Высокие фи пню механические показатели полимеров позво¬
ляю! лшчшелыю сократить объем и массу деталей. Необхо-
94

5* УСЛОВНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ ПРИ ЗАМЕНЕ МАТЕРИАЛОВ
В ПРОИЗВОДСТВЕ МЕБЕЛИ
Эквиваленты замены» м*
Заменяемые материалы
фанерой
1
пи-.оматериа- .
лами
круглый
лесоматериа
лом
1,42
2,13
—
1,56
2,34
—
1,88
2,82
—
1,60
2,40
—
2,10
3,15
—
2,70
4,05
—
4,10
6,15
0,35
1,39
3,73
1,00
—
3,65
4,20
—
15,30
1,00
4,00
5,00
0,86
4,90
10,50
1,00
6,70
13,70
—
7,14
10,71
14,00
51,00
Пиломатериалы хвойных пород
пиломатериалами из древесины, м3:
липы
ольхи
осины
Пиленые заготовки из древесины хвой¬
ных пород, м3
Пиленые заготовки из древесины твер¬
дых лиственных пород, м3
Калиброванные заготовки из древеси¬
ны хвойных пород, ы3
Калиброванные заготовки из древеси¬
ны твердых лиственных пород, м3
Древесностружечные плиты, 1 м3
Фанера, м3
Древесноволокнистые плиты, тыс. м®
Гнутоклееные заготовки, м3
Полистирол ударопрочный, т
Пенополистирол, т
Металл, т
Стекло, тыс. м3
Примечание. Шпон лущеный 1 м! = 0,9 м3 шпона строганого. Бумаж¬
но-слоистый пластик I м2 — 1,7 м2 шпона строганого. Синтетический шпон
1 м2 = 1,5 ма шпона строганого.
димая прочность достигается изготовлением деталей литьем пус¬
тотелым. Это позволяет организовать безотходную технологию.
Использование в мебельном производстве тонны жесткого пено¬
полиуретана для декоративных элементов мебели обеспечивает
экономический эффект 37000 р. Использование в производстве
изделий из древесины продукции химической промышленности
■оценивают коэффициентом химизации производства Кх, кото¬
рый выражает долю химических материалов в общей сумме ма¬
териальных затрат на производство.
Коэффициент химизации производства определяется по фор¬
муле
Кх = [С* + Е» {<Px + Qx)]I[C +£„ (Ф + Q)].	(1)
где Сх — стоимость химических материалов в себестоимости го¬
дового выпуска продукции; С — стоимость всех материалов на
годовой выпуск продукции; Фх — стоимость основных фондов,
используемых для химической технологии; Ф — средняя годо¬
вая стоимость всех основных производственных фондов; Q* —
■оборотные фонды, связанные с запасами химических материа-
95

гими материалами. Решение проблемы комплексного использо¬
вания древесины необходимо сочетать с вопросами эффектив¬
ности ее использования. Серийное проектирование изделий на
основе ограниченного и рационального числа типоразмеров, уни¬
фицированных элементов с использованием отрезков, появляю¬
щихся гхри раскрое стандартных форматов полуфабрикатов, по¬
зволяет снизить расход древесных материалов на 2—3 %.
Обоснованное ограничение пороков древесины и их заделка,
сокращение припусков из-за повышения точности при раскрое
могут сократить расход древесины на 5 %.
Применение склеивания сокращает потребность производ¬
ства в высших сортах пиломатериалов. Применение зубчатых
пластин вместо врубок и накладок при изготовлении ферм чер¬
дачных перекрытий домов сокращает расход древесины на
30 %.
Пропитка древесины полимерами повышает ее физико-меха¬
нические показатели. Модифицированная древесина обладает
высокой прочностью, жесткостью и устойчивостью. Детали из
нее могут иметь меньшие размеры сечений. Несоответствие раз¬
меров полуфабрикатов требуемым размерам деталей приводит
к значительным потерям древесных материалов при раскрое.
Комплексная стандартизация размеров деталей пиломате¬
риалов решает эту проблему. При этом потребность в пилома¬
териалах может быть снижена на 10 %.
Повышение технологичности изделий и снижение материало¬
емкости является эффективным средством рационального ис¬
пользования материалов. Например, изготовление оконных бло¬
ков со спаренными створками снижает реход пиломатериалов
на 30 %.
Применение гнутоклееных деталей, обоснование размеров
сечений деталей изделий прочностными расчетами способствует
сокращению расхода древесины на 40 %. Широкое применение
прогрессивных материалов в конструкциях позволяет без сни¬
жения качества изделий получить значительную экономию тра¬
диционных древесных материалов. В табл. 5 показаны эквива¬
ленты при замене в изделиях традиционных древесных матери¬
алов новыми в пересчете на круглый лесоматериал.
Применение новых технологических приемов при поставках
изделий потребителям в разобранном виде в многооборотной
упаковке сокращает потребность древесины на упаковку. При¬
менение полимерных материалов в производстве изделий в ка¬
честве заменителей дефицитных пород твердой лиственной дре¬
весины обеспечивает максимальную эффективность за счет сни¬
жения расхода древесины и повышения производительности
труда в 7—8 раз.
Высокие физико-механические показатели полимеров позво¬
ляют значительно сократить объем и массу деталей. Необхо-
94

5. УСЛОВНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ ПРИ ЗАМЕНЕ МАТЕРИАЛОВ
В ПРОИЗВОДСТВЕ МЕБЕЛИ
Эквиваленты замены, ы3
Заменяемые материалы
фанерой
пиломатериа¬
лами
круглым
лесоматериа¬
лом
Пиломатериалы хвойных пород
пиломатериалами на древесины, м®.‘
ЛИПЫ
1,42
2,13
ОЛЬХИ
—
1,56
2,34
осины
.—
1,88
2,82
Пиленые заготовки из древесины хвой¬
—
1,60
2,40
ных пород, м®
Пиленые заготовки из древесины твер¬
_
2,10
3,15
дых лиственных пород, м®
Калиброванные заготовки из древеси¬
	.
2,70
4,05
ны хвойных пород, м3
Калиброванные заготовки из древеси¬

4,10
6,15
ны твердых лиственных пород, м®
Древесностружечные плиты, 1 м®
0,35
1,39
3,73
Фанера, м®
1,00
—
3,65
Древесноволокнистые плиты, тыс. м®
4,20
—
15,30
Гнутоклееные заготовки, м®
1,00
4,00
5,00
Полистирол ударопрочный, т
0,86
4,90
10,50
Пенололистирол, т
1,00
6,70
13,70
Металл, т
—
7,14
10,71
Стекло, тыс. мЕ
14,00
1
51,00
Примечание. Щпон лущеный 1 м! = 0,9 м2 шпона строганого. Бумаж¬
но-слоистый пластик 1 м2 — 1,7 мг шпона строганого. Синтетический шпон
1 м2 = 1,5 м® шпона строганого.
димая прочность достигается изготовлением деталей литьем пус¬
тотелым. Это позволяет организовать безотходную технологию.
Использование в мебельном производстве тонны жесткого пено¬
полиуретана для декоративных элементов мебели обеспечивает
экономический эффект 37000 р. Использование в производстве
изделий из древесины продукции химической промышленности
■оценивают коэффициентом химизации производства К*, кото¬
рый выражает долю химических материалов в общей сумме ма¬
териальных затрат на производство.
Коэффициент химизации производства определяется по фор¬
муле
[С,-| £н <Фх + <ШС+£И (Ф + Q)].	(1)
где Сх — стоимость химических материалов в себестоимости го¬
дового выпуска продукции; С — стоимость всех материалов на
годовой выпуск продукции; Ф*— стоимость основных фондов,
используемых для химической технологии; Ф — средняя годо¬
вая стоимость всех основных производственных фондов; Qx —
оборотные фонды, связанные с запасами химических материа-
95

6. ФАКТОРЫ. ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
1.	Организация производства
2.	Технический уровень обо¬
рудования
3.	Применяемые материалы
4.	Характеристика изделий
5.	Организация технологиче¬
ского процесса
Специализация и кооперирование пред¬
приятия; наличие АСУП; технический
уровень производства; научная обоснован¬
ность норм расхода материалов; совершен¬
ство системы снабжения и транспорта; про¬
грамма и ассортимент продукции; наличие
мероприятий по использованию отходов;
обеспеченность квалифицированными кад¬
рами
Специализация оборудования; рациональ¬
ность технологических принципов работы;
качество режущего инструмента; техноло¬
гическая точность и ее стабильность; спо¬
собы настройки и ее стабильность; способ
контроля за работой оборудования
Соответствие требованиям НТД и ГОСТу
по качеству, по размерам и формам, усло¬
виям доставки и хранения; прогрессив¬
ность применяемых методов обработки
Конструктивное оформление изделий; раз¬
меры и форма деталей, унификация их
размеров; требования к точности и каче¬
ству деталей; рациональность соединений,
их технологичность; использование про¬
грессивных материалов и заменителей;
условия поставки транспортирования и
эксплуатации; требования к качеству из¬
делий	jj
Уровень технологии. Оптимальность струк¬
туры технологического процесса, техноло¬
гических режимов; оптимизация припус¬
ков, раскроя материалов; прогрессивность
методов обработки; эффективность контро¬
ля технологического процесса]
лов; Q — общий размер оборотных фондов; Еа— нормативный
коэффициент эффективности, равный 0,2.
Иногда коэффициент химизации выражают более элемен¬
тарным отношением
Kx=2Cxi/(ZCxi + 2CH),	(2)
где SCxi —сумма стоимости химических материалов; 2СН —
сумма стоимости нехимических материалов.
Основные факторы, влияющие на эффективность использо¬
вания материалов в производстве изделий из древесины, свя¬
заны с важнейшими характеристиками современного производ¬
ства (табл. 6).
06

Глава 3
ИЗДЕЛИЕ—ОБЪЕКТ КОНСТРУИРОВАНИЯ
И МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
§ 15. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Структура изделий из древесины. Изделия из древесины —
это предметы, обладающие вполне определенными потреби¬
тельскими свойствами (мебель, спортинвентарь и т. д.). Однако
с точки зрения современного производства понятие изделия зна¬
чительно шире. Изделием считается любой предмет или набор
предметов производства, подлежащий изготовлению и включен¬
ный в производственную программу предприятия. Изделием
данного предприятия могут быть, например, детали, входящие
в состав изделия, выпускаемого другим предприятием, мебель¬
ные щиты, изготовляемые комбинатом мебельных деталей для
фабрики корпусной мебели, а также отдельные предметы и це¬
лые наборы предметов, набор бытовой мебели для спальни, сто¬
ловой и т. д.
ГОСТ 2.101—68 «Единая система конструкторской докумен¬
тации (Р'СКД). Бпды изделий» устанавливает следующие виды
изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.
Под деталью понимается изделие, изготовленное из одно¬
родного материала без применения сборочных операций. Де¬
талью может быть изделие из цельной древесины или из древе¬
сины, предварительно склеенной для придания ей большей фор-
моустойчивости или облицованной шпоном, но без применения
шиповых вязок, свинчивания и других приемов сборки. Напри¬
мер, изделиями могут быть ножка обеденного стола, изготов¬
ленная из цельного бруса или из бруса, склеенного из несколь¬
ких заготовок, щит, изготовленный из столярной или стружеч¬
ной плиты, сиденье стула, выклеенное из шпона, и т. д., если
они включены в программу изготавливающего их предприятия.
Сборочными единицами можно считать изделия, составные
части которых подлежат соединению между собой на пред-
приятии-изготовителе шиповыми вязками, свинчиванием шуру¬
пами или болтами, соединению нагелями, стяжками и т. п. Сбо¬
рочные единицы могут представлять собой изделия очень раз¬
ной степени сложности.
Под комплексом понимается два и более специфицирован¬
ных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сбо¬
рочными операциями, но предназначенных для выполнения
взаимосвязанных эксплуатационных функций. В деревообра¬
ботке комплексы представлены наборами предметов мебели,
изготовленными в едином архитектурно-художественном стиле
и предназначенными для оборудования определенных функцио-
4 Заква № 2177

нальных зон бытовых или общественных зданий, например на¬
бор мебели для кабинша, состоящий из рабочего стола, кресла,
книжного шкафа и др., набор мебели для спальни, аудитории
И т. д.
В отличие от комплекса комплектом называют два и более
изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сбороч¬
ными операциями, но имеющих общее эксплуатационное назна¬
чение вспомогательного характера, например комплект возврат¬
ной тары для упаковки набора мебели, комплект оборудования
кухни, включая набор мебели и принадлежностей для кухни
и т. д. Комплекты могут составляться из изделий, изготовлен¬
ных на разных предприятиях.
Требования к изделиям из древесины. Изделия из древе¬
сины, как и любые другие, должны проектироваться и изготав¬
ливаться так, чтобы в достаточной степени отвечать потребно¬
стям народного хозяйства в целом и требованиям людей, кото¬
рые пользуются этими изделиями. Для этого изделия должны
обладать высокими эксплуатационными и технико-экономиче¬
скими показателями; соответствовать своему функциональному
назначению, быть эстетичными, прочными, долговечными, тех¬
нологичными, иметь малую материалоемкость и по возможно¬
сти малую себестоимость. Первые четыре требования могут
быть отнесены к эксплуатационным, последние три — технико¬
экономическим.
Требования полного соответствия изделий их назначению
так же разнообразны, как и их функции. Для мебели, напри¬
мер, это удобство пользования ею, согласованность размеров
мебели с анатомической особенностью строения и размерами
(антропометрией) человеческого тела, размерами предметов,
хранящихся в мебели, согласованность с высотой и планиров¬
кой помещений и т. д. Для оконных блоков это высокий про¬
цент световой поверхности от всей площади оконного проема,
малые воздухопроницаемость и теплопроводность.
Для музыкальных инструментов, кроме согласованности
с антропометрией, еще большее значение, очевидно, должно
иметь качество звучания инструмента, для чертежных досок —
точность и стабильность их формы, равномерная и невысокая
плотность древесины, допускающая легкое закрепление листов
бумаги кнопками и т. д.
Требования к показателям, обеспечивающим достаточное
соответствие изделия его функциональному назначению, обычно
обусловливаются в технических условиях или стандартах. Так,
ГОСТ 5994—79 «Парты школьные» устанавливают типы и функ¬
циональные размеры парт для школьников в зависимости от
роста учащихся и основные параметры их размеров, обеспечи¬
вающие удобное положение учащихся, размещение портфелей
или ранцев, учебников и карандашей. В связи с этим изделия
98

могут изготавливаться только по соответствующей нормативно-
технической документации на них в форме стандартов или тех¬
нических условий.
Однако стандарт не исключает возможность и желатель¬
ность постоянного совершенствования изделий в конструктив
ных решениях, отделки и т. д., обеспечивающих повышение эф¬
фективности производства.
Во взаимосвязи с функциональным назначением изделий на¬
ходятся эстетические требования. Основную массу изделий из
древесины составляют предметы, окружающие человека в его
повседневной жизни. Вследствие этого изделия должны быть
эстетически совершенны. Изделие должно соответствовать ра¬
циональному типажу и номенклатуре, отвечать потребности
именно в таких изделиях (учитывается спрос на такие изде¬
лия).
Изделие должно гармонично согласовываться с изделиями,
с которыми будет совместно находиться в эксплуатации. На¬
пример, каждый предмет мебели должен входить в современ¬
ный интерьер, не нарушая его гармоничности. Изделие должно
отвечать действующим санитарным и гигиеническим требова¬
ниям.
Изделия из древесины должны быть в достаточной мере
(в соответствии с назначением) прочны и долговечны. Это до¬
стигается за счет рациональной конструкции и выбора материа¬
лов (вида древесного материала, породы древесины, вида клея)
и особенно качественного изготовления соединений.
По данным НПО Гипролеспрома, средняя эксплуатацион¬
ная влажность древесины и годовые отклонения от нее состав¬
ляют: для изделий, эксплуатируемых внутри отапливаемых по¬
мещений, 7 J-2 %; для внутренних переплетов оконных блоков
9±2%; для наружных переплетов оконных блоков 15+2%.
Для изделий, эксплуатируемых в неотапливаемых помеще¬
ниях или под открытом небом, средняя эксплуатационная влаж¬
ность и отклонения от нее еще больше. Они зависят от клима¬
тических условий данного района. В средней полосе РСФСР
влажность древесных изделий в этих условиях может нахо¬
диться в пределах от 12 до 18%. Влажность древесины в изде¬
лиях должна соответствовать равновесной влажности для усло¬
вий эксплуатации изделий.
Долговечность изделий из древесины во многом зависит от
условий их эксплуатации. В комнатных условиях изделия, не
подвергающиеся интенсивному износу (мебель, музыкальные
инструменты и др.), могут находиться длительное время. И хотя
в расчетах срок амортизации, например для некоторых видов
мебели обычно принимается равным 20 годам, нередки случаи
эксплуатации таких изделий в течение нескольких десятилетий.
В этих условиях древесина как конструкционный материал
4*
99

значительно превосходит большинство видов современных
пластмасс.
На долговечность изделий из древесины может влиять пе¬
риодическое кратковременное воздействие влажности. Связан¬
ные с изменениями влажности явления набухания и усушки
древесных материалов могут приводить к нежелательной дефор¬
мации (короблению) и растрескиванию деталей. Б этом случае
большое значение для долговечности изделия имеет форма и
размероустойчивость его конструкции и наличие на изделии за¬
щитно-декоративных покрытий. Несмотря на то, что среди при¬
меняемых для отделки древесины покрытий нет полностью
влаго- и паронепроницаемых, все же наличие их на поверхно¬
сти замедляет процессы сорбции и десорбции древесиной влаги
и деструкции древесины под действием факторов внешней
среды. С учетом качества и комфортабельности изделия стои¬
мость (себестоимость) его должна быть по возможности невы¬
сокой. Удовлетворение этого требования зависит от характера
организации производства, степени его эффективности и техни¬
ческой культуры, технологичности конструкции изделия, его
материалоемкости и многих других факторов. Подробнее эти
факторы и их значение будут рассмотрены ниже.
Современное изделие массового производства по своему
внешнему виду, конструкции и качеству материалов, из кото¬
рых оно сделано, носит как черты, необходимые для выполне¬
ния своей главной функции — соответствовать своему назна¬
чению, так и свойства, обусловленные связями со всей системой
«производство — отрасль — промышленность в целом».
Изделие как компонент системы претерпевает изменения при
изменении других ее компонентов. Так, появление высокопро¬
изводительных автоматических линий для облицовывания кро¬
мок щитов прямоугольной формы способствовало изменению
внешнего вида корпусной мебели, телевизоров и многих пред¬
метов быта, архитектурно взаимосвязанных в интерьере квар¬
тиры. Вместо закругленных углов они стали иметь прямые
ребра. Появление линий облицовывания брусков внесло также
округленные детали пилястр, карнизов и других элементов. Ис¬
пользование жесткого полиуретана с простой технологией литья
создало возможность декорировать мебель стилем ретро, раз¬
нообразить виды изделий, изготовляемых в массовом потоке.
Применение древесностружечных плит вместо столярных дало
возможность увеличить производительность труда на мебель¬
ных предприятиях, а в конструкции достигнуть экономии доро¬
гих порол древесины путем замены массивных обкладок тон¬
кими полосками шпона или декоративного пластика на бумаж¬
ной основе. За счет изменения конструкции изделий удалось
значительно упростить технологические процессы, а значит, и
повысить производительность труда.
100

Проверка конструкции изделия на возможность его изготов¬
ления с меньшими трудозатратами (на технологичность) на
каждом этапе производства стала неотъемлемым этапом кон¬
струирования новых изделий. При комплексном использовании
древесного сырья появились технологии, которые все трудно
перерабатываемые отходы превращали в кондиционные с оп¬
ределенными параметрами щепы, стружки, волокнистой массы,
а затем в плитные и другие прессованные материалы.
Развитие химической промышленности, особенно рост про¬
изводства полимерных материалов оказали большое влияние на
конструкции и технологию в деревообработке, вытеснив ряд
нетехнологичных, мелких (с низким полезным выходом) дета¬
лей из древесины.
В дальнейшем технология изготовления изделия может ме¬
няться в зависимости от наличия возобновляемых (раститель¬
ных) и невозобновляемых (минеральных) ресурсов. Изделие
массового производства следует также рассматривать как под¬
систему большой системы «материальное производство» и про¬
ектировать его на основе системного подхода с анализом струк¬
туры, сравнения ряда вариантов (альтернатив), т. е. с учетом
требований эстетики, особенностей эксплуатации в различных
условиях, наличия материалов всех видов, физической и мо¬
ральной долговечности данной модели, сроков на подготовку
к производству, технологичности в условиях конкретного пред¬
приятия, возможности транспортирования в собранном или
разобранном виде, потребности в данном регионе и многих дру¬
гих факторов.
Материалоемкость один из важнейших показателей, так как
стоимость изделий из древесины на 50—80 % определяется
стоимостью используемых материалов, а полезный выход ино¬
гда составляет до 25 %. Системный подход к анализу конструк¬
ции позволяет выявить ее оптимальный вариант и избежать
субъективных ошибочных решений. Для этой цели используют
принципы функционально-стоимостного анализа (ФС^).
Правила конструирования. При конструировании формиру¬
ется комплекс всех основных свойств нового изделия, его каче¬
ство, полезность и популярность для потребителя, экономиче¬
ская эффективность выпуска для изготовителя. Изделия кон¬
струируют на основании заявки, составленной заказчиком,
в лице которого может быть министерство или подведомствен¬
ная ему организация. Заказчик предъявляет разработчику
исходные требования к изделию, подлежащему разработке, от¬
вечает за обоснованность предъявляемых требований и обеспе¬
чивает реализацию и полное использование изделий в предпо¬
лагаемом объеме выпуска в планируемом периоде. На основе
достижений отечественной и зарубежной науки и техники, по¬
требностей народного хозяйства и возможностей экспорта
101

разработчик разрабатывает техническое задание на проектируе¬
мое изделие. Техническое задание является обязательным ис¬
ходным документом на разработку или модернизацию продук¬
ции. Порядок разработки, согласования и утверждения заявки и
технического задания должен соответствовать ГОСТ 15.009—86
и 15.001—88. Техническое задание иногда разрабатывают на ос¬
нове результатов экспериментальных работ, научного прогнози¬
рования, анализа технического уровня, изучения патентной до¬
кументации. В техническое задание включают прогнозируемые
показатели технического уровня и качества продукции, лимит¬
ную цену продукции. Техническое задание не должно ограничи¬
вать инициативу разработчика при выборе оптимальных реше¬
ний конструирования и разработки технической документации.
Одним из важнейших разделов технического задания явля¬
ется раздел «Технические требования», в котором формулиру¬
ются требования к изделию с учетом действующих стандартов
и норм. В этом разделе обычно указывают: состав, показатели
и назначение, требования к надежности, требования к техноло¬
гичности, уровню унификации и стандартизации, эстетические и
эргономические требования, патентную чистоту, требования
к составным частям изделия, сырью, исходным материалам, ус¬
ловия эксплуатации, маркировку, упаковку, транспортирование
и специальные требования. Техническое задание согласовывают
с заинтересованными организациями и заказчиком.
Включаемые в техническое задание требования к изделию
основываются на современных достижениях науки и техники
с учетом необходимости обеспечения опережающего техниче¬
ского уровня продукции. Изделие должно полностью соответ¬
ствовать техническому заданию, содержащему требования
к продукции высшей категории качества. Поскольку в условиях
научно-технического прогресса требования к продукции меня¬
ются сравнительно быстро, при конструировании изделий необ¬
ходимо прогнозировать технический уровень его на весь период
разработки и постановки продукции на производство.
При разработке конструкции изделия разработчик вносит
предложения по унификаций, стандартизации элементов изде¬
лия, используемых материалов, методов изготовления, испыта¬
ния, хранения и транспортирования. Выявляют новые, ориги¬
нальные технические р'ешения, составляют заявки на предпола¬
гаемые изобретения, которые подтверждают новизну решений и
высокий технический уровень конструируемого изделия. Разра¬
батывает техническую документацию и организует изготовле¬
ние опытного образца и его испытание. Изготовитель обеспечи¬
вает своевременное освоение нового изделия в заданных пара¬
метрах качества. Потребитель обеспечивает надлежащее
применение изделий с максимальным использованием его тех¬
нической возможности, информирует о результатах наблюдений
102

п имеющихся рекламациях по качеству в начальный период
реализации.
Порядок построения и оформления документации на кон¬
струируемое изделие должен соответствовать требованиям го¬
сударственных стандартов, Единой системы конструкторской до¬
кументации (ЕСКД) и Единой системы технологической подго¬
товки производства (ЕСТПП). Последовательность работ при
проектировании и постановке продукции на производство пока¬
зана на схеме рис. 19.
При конструировании изделий из древесины необходимо
учитывать физико-механические свойства древесины как исход¬
ного конструкционного материала, ее анизотропию и гигроско¬
пичность, а также условия современного производства. Надле¬
жащее качество изделия обеспечивается соблюдением элемен¬
тарных правил конструирования.
Древесина является гигроскопичным материалом. Изделие
из нее эксплуатируется в условиях изменяющейся относитель¬
ной влажности воздуха. Отдельные детали изделия будут в про¬
цессе эксплуатации изменять свою влажность, как показывают
наблюдения, примерно на 4—8%. По этой причине детали из¬
делия из древесины будут изменять свои размеры в зависимо¬
сти от коэффициентов усушки и разбухания. При разбухании и
усушке древесина способна развить напряжения, превосходя¬
щие ее предел прочности на сжатие и растяжение поперек воло¬
кон. Этой особенностью древесины пользовались еще в Древ¬
нем Египте для раскалывания скальных пород при сооружении
пирамид. В скале долбили отверстия на определенном рас¬
стоянии друг от друга. В эти отверстия забивали клинья из вы¬
сушенной древесины. На эти клинья поливали водой. Древесина
впитывала воду, клинья разбухали и создавали внутренние на¬
пряжения в скале выше ее предела прочности. Происходило
разрушение, скальной породы между сделанными в ней отвер¬
стиями.
Если в изделии закрепить детали между собой таким обра¬
зом, что неизбежное при эксплуатации разбухание их и усушка
будут ограничены этим закреплением, то непременно произой¬
дет разрушение либо изделия в местах закрепления, либо самой
детали. Учитывая эту особенность древесины, необходимо кон¬
струировать изделие из нее таким образом, чтобы эти неизбеж¬
ные изменения размеров и формы деталей в процессе их воз¬
можного увлажнения и усушки происходили свободно, без
разрушения целостности изделия и изменения его формы. На
рис. 20 дан пример использования этого правила. Вставленный
в пазы рамки 1 щит 2 в процессе эксплуатации при увлажне¬
нии будет изменять свой размер от I до {1+а), когда его влаж¬
ность будет максимальной. Для того чтобы эта конструкция,
сечение которой показано на рис. 20,а, осталась цельной, иеоб-
103

Разработка	Создание	Выпуск
технической опытного образца опытней
документации	(партии)	партии
Производи
ство
продукции
Рис. 19. Схема последовательности организации производства новых изделий
ходимо папы в рамке делать с учетом возможного изменения
размера щита на величину а. При этом склеивать такой щит
в пазах рамки нельзя.
Для обеспечения прочности конструкции щит должен вхо¬
дить в эти пазы достаточно глубоко и относительно плотно.
При эксплуатации изделия при значительных размерах дета¬
лей из древесины поперек волокон будут неизбежные измене¬
ния их размеров и формы. В таком случае это правило при кон-
104

струировании изделия практически будет трудно выполнить.
Кроме того, детали изделий из древесины следует конструиро¬
вать так, чтобы неизбежные изменения их размеров и формы
при эксплуатации были минимальными. Это условие достига¬
ется применением клееных древесных материалов, у которых
значительно уменьшены анизотропия свойств и коэффициенты
усушки и разбухания. Широкое использование в конструкции
изделия плитных материалов, фанеры, гнутоклееных деталей и
пластмасс полностью соответствует требованиям этого правила.
S
Рис. 20. Соединения деталей изделий из древесины:
а —' ибеспечивающие целостность изделий при эксплуатации: б—возможные измене¬
ния формы щитов при усушке
На рис. 20,6 показаны четыре приема склеивания деталей
из древесины для уменьшения возможного изменения их разме¬
ров н формы в процессе эксплуатации изделия. Широкие де¬
тали следует склеивать из мелких заготовок с соответствующим
подбором расположения годичных слоев. При этом следует пом¬
ни п,, что полная усушка древесины в тангентальном направле¬
нии 0 -12%, а в радиальном только 3—5%- По этой причине
при эксплуатации изделий форма детали будет изменяться
in за усушки пли разбухания, как показано на рис. 20,6. При
склеивании заготовок необходимо, чтобы склеивались одно¬
именные поверхности по расположению годичных слоев,
105

а смежные поверхности, образующие пласти заготовок после
склеивания, были различными.
Исходя из требования этого правила, детали из цельной
древесины размером сечения свыше 100 мм необходимо всегда
склеивать из заготовок меньших сечений. Максимально допу¬
стимый размер сечения брусков из цельной древесины у каче¬
ственных изделий мебели менее 100 мм. При эксплуатации не¬
которые изделия из древесины являются несущими и подверга¬
ются значительным нагрузкам (клееные несущие конструкции,
лыжи, хоккейные клюшки и т. п.). Поскольку прочность дре¬
весины в различных направлениях действия сил относительно
ориентации волокон различна, то при конструировании изделий
необходимо это учитывать. При сжатии и растяжении древе¬
сина имеет максимальные значения пределов прочности при
действии силы вдоль волокон, а при изгибе — перпендикулярно
волокнам. Поэтому все детали изделия, воспринимающие уси¬
лия растяжения и сжатия, должны иметь направление волокон,
совпадающее с действием этих сил. Детали, воспринимающие
изгибающие усилия, должны иметь направления волокон древе¬
сины перпендикулярные действующей изгибающей их силе.
Направление годичных слоев в сечении детали из хвойных по¬
род относительно сжимающих усилий оказывает влияние на
предел прочности древесины. Нели угол наклона годичных
слоев равен 45°, предел прочности древесины хвойных пород на
сжатие составляет только 75 % предела прочности при перпен¬
дикулярном или параллельном направлении силы сжатия к на¬
правлению годичных слоев. Это правило согласования действия
сил и направления волокон соблюдается при конструировании
изделия из древесины, так как длина детали и направление во¬
локон в ней почти всегда совпадают.
Изделие должно быть технологичным для существующих
условий производства. Это значит, что проектируемое изделие
при изготовлении потребует минимальных материальных и тру¬
довых затрат, может быть легко освоено действующим произ¬
водством без коренной ломки технологии и необходимости при¬
обретения дополнительного дорогого оборудования и оснастки.
При изготовлении изделия пс потребуются дефицитные мате¬
риалы и опасные приемы работ. Гарантируется планируемый
рост производительности труда и рентабельность производства.
При конструировании необходимо предусмотреть и обеспе¬
чить взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц в преде¬
лах минимальной точности их изготовления. Количество соеди¬
нений, требующих высокой степени точности обработки, должно
быть минимальным. Необходимо широко использовать унифи¬
цированные и стандартные элементы, избегать оригинальных
крепежных деталей, сложных профилей и трудноосуществимых
сопряжений. Целесообразно использовать в новых изделиях де¬
106

тали и узлы, которые уже освоены производством. При кон¬
струировании необходимо постоянно учитывать функциональ¬
ные и эстетические требования. У многих изделий из древесины
функциональные требования основываются на данных антропо¬
метрии, физиологии, инженерной психологии и гигиены. Функ¬
циональные размеры изделий мебели, музыкальных инструмен¬
тов и спортивного инвентаря должны соответствовать размерам
тела человека, его физиологическим и психологическим особен¬
ностям. Эстетические требования должны отвечать гармониче¬
скому сочетанию нового изделия с окружающей средой. Функ¬
циональные размеры изделий, например мебели, определяются
государственными стандартами. Согласно этим положениям
проектируемое изделие должно отвечать своему назначению
в соответствии с требованиями стандартов и норм по всем по¬
казателям качества и техническому уровню. Оно должно поль¬
зоваться спросом, обладать патентной чистотой и быть конку¬
рентоспособным на внешнем рынке. Проектируемые изделия
должны превосходить по некоторым показателям качества ана¬
логичные изделия высшей категории, аттестованные государст¬
венным Знаком качества. Для установления соблюдения этих
условий конструируемое изделие в художественном совете ми¬
нистерства тщательно анализируется на соответствие современ¬
ным требованиям. Составляется карта технического уровня,
в которой дается оценка новому изделию по всем основным
характеристикам качества, и решается вопрос о целесообраз¬
ности освоения выпуска изделия производством.
§ 16. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ В ИЗДЕЛИЯХ
Изделия из древесины имеют различные конструктивные
формы и образуются соединением между собой отдельных де¬
талей и сборочных единиц. В зависимости от исходной формы
детали соединения различают по основным исходным конструк¬
тивным элементам брусков и щитов. До- изобретения гвоздей,
клея и других средств современных соединений детали из дре¬
весины соединялись между собой таким образом, что часть од¬
ной детали плотно входила в углубление другой, образуя за¬
мок—-столярную вязку. Такие соединения широко использовали
в деревянном домостроении. Преображенский собор в Кижах
сооружен в 1714 г. без применения металлических и клеевых
средств соединения деталей. Все детали собора связаны между
собой столярными вязками таким образом, что снеговые и вет¬
ровые нагрузки, колебания температуры и влажности до сих
пор не нарушили целостность сложной конструкции.
С развитием техники и технологии соединения деталей со¬
вершенствуются. В настоящее время в производстве изделий
используется большое разнообразие сравнительно новых соеди-
107

t'-i
8
o_
a
a
I
CO
a
§
£
qj
<§
1
§
5:
Cb
5:
51
СЪ
OJ
QJ
8
!
- e
I
0
1
a
1
e-
CQ
s
■1
3?
I?
I
КЗ
£
£
I
ГЪ
4:
£
tC
&
a
§|
«I
=al
°S
0Q§
*5
*1
tel
r
з§.
- S'S-
SI
I
О
&
a
1
c§
a
maooi/fj
finked щ
L 4H9£SdsnEDUg
- oR nftWDhHSUfilUQ
HWWDhgfig
HWefid)!
?
I
s
\
I
1
£
t
■I
I
'I
I
I
5Г
С
a
4
■я SS
К
ta tm
а) о
аз g
& ш
§8,
(D g-
o *=t
° cn
DJ ^
я к
я О?
из ^
М 3
Я <3
-& ^
Я
о
О
л
ч
О,
И
£ ^
р
■р
§1
<£>Ч
■а
I
I
I
I
I
S
I
I5
I
со
I
йз
§
8
CQ
itf
■е

Рис. 22. Элементы шиповых соединений:
/ — шип; 2 — гнездо; 3 — проушка; 4 — торцовая грань шипа; 5 — заплечики шипа;
6 — боковые грани; 7 —гребень; S—паз; я—-толщина шипа; ft —ширина шипа; I —
длина шипа; 5 — ширина гребня; t — высота гребия; 5, — ширина паза; /( — глубина
лаза
Рис. 23. Основные характеристики шиповых соединений:
} — конструкция шипа; а — цельный; 6 — вставной; 2 — количество шипов; в — одинар¬
ный; г —двойной; 3 — направление оси шипа; д — прямой; е—косой; 4— форма шипа;
о/с “■ плоский; з — ласточкин хвост; и — круглый; 5 — концевое угловое соединение; к —
открытым шипом; л —закрытым; б —срединное соединение; л — сквозным.; н — несквоз*
ным шипом
нений. На рис. 21 приведена классификация соединений, при¬
меняемых в производстве изделий. Наиболее широко соедине¬
ния применяют в мебельном производстве. Другие производства
используют ограниченное число разновидностей этих соедине¬
ний. Типы и размеры соединений стандартизованы. Характери¬
стика элементов шиповых соединений приведена на рис. 22.
Шиповые соединения брусков различают по основным при¬
знакам, которые приведены в схеме рис. 23. Для однозначной
характеристики шипового соединения необходимо указать все
109

эти шесть основных признаков. Для осуществления соединений
с помощью шипов требуются сложные специализированные
станки, формирующие шип и отверстие. Операции по формиро¬
ванию шпион трудоемки и требуют квалифицированных рабо¬
чих, способных обеспечить необходимую точность изготовления
шидов и гнезд. Кроме того, при изготовлении соединений на
дельных шипах теряется до 10 % древесины. Поэтому широко
используются соединения на круглых вставных шипах. Круг¬
лые вставные шипы изготавливают из отходов древесины ос¬
новного производства или из пластмассы. Все неразъемные ши¬
повые соединения выполняют с помощью клея.
Прочность шиповых соединений является основным факто¬
ром, определяющим их качество. Она зависит от размеров ши¬
пов и соотношения их с размерами гнезда, прочности склеи¬
вания, условий работы шипового соединения. Соединения брус¬
ков на круглых вставных шинах слабее, чем достижимая проч¬
ность на цельных плоских шипах, но достаточны для нагрузок,
которые испытывают мебельные изделия. В современном про¬
изводстве изделий соединения с помощью шипов заменяют
склеиванием, которое обеспечивает достаточную прочность и
способствуют получению более формоустойчивых конструкций.
Процесс склеивания может быть механизирован. На рис. 24
показаны шиповые соединения щитов. Наличие большого раз¬
нообразия клеевых веществ дает возможность использовать
процесс склеивания в любых условиях.
Открытия и возможности практического использования но¬
вых методов интенсификации процессов склеивания путем мо¬
дификации клея, токами высокой частоты, ультразвуком и
другими методами позволяют создавать поточные линии склеи¬
вания заготовок и деталей. Применяя склеивание, можно ис¬
пользовать древесину для изготовления сложных изделий лю¬
бых размеров. Применение клееных деревянных конструкций
является реальной основой для организации безотходного про¬
изводства ® деревообработке. Оно дает возможность эффек¬
тивно использовать ценные и дефицитные породы древесины
для облицовывания поверхностей деталей из малоценных пород.
Для автоматизации процесса склеивания в настоящее время
разработаны клеевые пенопластовые, пленки, позволяющие
легко и прочно соединять детали при сборке в потоке. Напри¬
мер, имеются составы, которые впрыскивают в пазы и проемы
соединяемых деталей, где они затвердевают, обеспечивая проч¬
ное угловое соединение щитов, формирующих корпус изделия
(метод Фольдинг). На рис. 25 показаны виды клеевых соедине¬
ний, широко применяемых в производстве изделий. Прочность
клеевых соединений должна отвечать установленным нормам
соответствующих ГОСТов в зависимости от требований, предъ¬
являемых к изделиям из склеиваемых материалов. Качество
110

Рис. 24. Шиповые угловые соединения щитов:
с — из цельной древесины; 6 — соединения щитов из древесностружечных плит:
/ — вставной шип; 5 —раскладка из массивной древесины; 3 - укрепляющие на¬
клейки
I

Рис. 25. Виды клеевых соединений:
/ — пластевое; 2— кромочное; 3 — при облицовывании; 4—торцовое; 5 — с гнутьем;
6 — угловое иа шипах
склеивания предопределяет прочность и надежность готового
изделия.
Соединения на гвоздях широко применяют при изготовле¬
нии тары, строительных конструкций в производстве домов.
В производстве мебели, музыкальных инструментов и строи¬
тельных деталей гвозди используют редко, только как вспомо¬
гательное соединение при склеивании.
Гвозди изготовляют различных размеров по длине, толщине
н форме сечений в соответствии с ГОСТами. Соединение на
гвоздях способно сопротивляться нагрузкам, действующим
112

в направлении выдергивания гвоздя и сдвигающихся под унтом
к оси гвоздя.
Прочность соединений на гвоздях зависит от размеров гво¬
здя, ert> длины, диаметра и плотности древесины. Изменение
формы сечения гвоздей (прямоугольные, с винтовой резьбой,
с кольцевой резьбой, с насечкой и т. п.) повышает их способ¬
ность сопротивляться выдергиванию, которая зависит также от
состояния острия. Размеры гвоздя и соединяемые им детали
должны быть подобраны так, чтобы при забивке гвоздя не
произошло раскалывания древесины. Более плотные породы
древесины (особенно лиственница) больше расположены к рас¬
калыванию. Для снижения вероятности раскалывания перед
забивкой гвозди затупляют. Усилие выдергивания гвоздя можно
определить по формуле
Р = 4850Иу2’5, Н,	(3)
где I — длина гвоздя, см; d — диаметр гвоздя, см; у — плот¬
ность древесины, г/см3.
Влажность древесины также влияет на прочность гвоздевого
соединения. Большое влияние на сопротивление гвоздя выдер¬
гиванию оказывает направление его оси относительно волокон
древесины. Минимальную .прочность (примерно 50 %) на вы¬
дергивание имеет гвоздь, забитый в торец влажной древесины.
Для продления сроков службы гвоздевых соединений гвозди
покрывают нейлоном, цинком или цементируют. Кроме разме¬
ров и формы, тозди различают по материалу: стальные, мед¬
ные, алюминиевые, закаленные и т. д. По форме шляпки гвозди
бывают с плоской, овальной и потайной шляпкой и др.
При изготовлении тары длину гвоздя при сквозной забивке
выбирают, исходя из толщины соединяемых дощечек. Длина
гвоздя должна быть более суммы толщин соединяемых дета¬
лей тары на 10—15 мм для загиба, который повышает сопро¬
тивление выдергиванию гвоздя на 60—70 %. Диаметр гвоздя
не должен превышать 0,25 толщины прибиваемой детали.
Длина гвоздя при глубокой забивке должна быть не менее трех
толщин прибиваемой детали. Длина части гвоздя в удерживаю¬
щей его детали должна быть не менее 10 диаметров. Гвозди
больших диаметров (свыше 6 мм) забивают сквозь просверлен¬
ное отверстие диаметром 0,9 диаметра гвоздя. На пробиваемой
детали гвозди должны располагаться не ближе 15 диаметров
от торца и от кромки с забивкой их под небольшим углом друг
к другу и размещением в шахматном порядке с шагом не менее
5 диаметров по длине прибиваемой детали или косыми рядами.
Плохо забиваются гвозди в слоистые и клееные материалы.
Прочность соединений на гвоздях клееных материалов при¬
мерно на 50 % ниже, чем у цельной древесины. Это объясня¬
ется тем, что клееные материалы менее эластичны. Коэффи¬
113

циент трения и напряжения зажатия гвоздя у этих материалов
ниже, чем у цельной древесины. Для повышения прочности
гвозди перед забивкой иногда смазывают синтетическим клеем
с последующим прогревом их. Это увеличивает сопротивление
гвоздя выдергиванию в 10 раз.
Соединения на скобах применяют аналогично гвоздевым.
Прикрепление тонких листовых материалов, тканей с помощью
скоб более технологично, чем гвоздями. Соединение скобами
легко автоматизируется с применением специальных скобосши-
вательных автоматов, предназначенных для производства тары.
Легкие ручные пневматические скобозабивные устройства ши¬
роко используют при сборке мебели.
В производстве строительных конструкций для соединения
деталей используют зубчатые пластины размером до 120 X
Х240 мм, толщиной 1,2—1,5 мм. Пластины изготавливают из
листовой стали штампованием зубьев высотой 15-—20 мм в одну
или обе стороны. Пластины с двусторонним отгибом зубьев ис¬
пользуют для увеличения жесткости соединения деталей. Они
располагаются между соединяемыми деталями. Пластины с од¬
носторонним отгибом устанавливают снаружи с двух или с од¬
ной стороны. Применение зубчатых пластин для соединения де¬
талей в строигсльпых фермах небольших размеров упрощает
технологию, способствует механизации процесса сборки строи¬
тельных конструкций.
Разъемные соединения широко используют в производстве
мебели, жесткие — применяют при формировании корпусов
сборно-разборных соединений. Подвижные соединения ислолъ-
зуют для крепления деталей и сборочных единиц изделия, кото¬
рые в соответствии с назначением изделия в процессе эксплуа¬
тации меняют свое положение: двери, оконные створки, ящики,
раздвижные стекла и т. п. Жесткие соединения на шурупах и
винтах применяют в редко разбираемых узлах изделия, кото¬
рые подвергаются воздействию атмосферных условий и значи-
телъным нагрузкам. На рис. 26 показано крепление зеркал
в изделиях мебели. При завинчивании шурупа в древесину об¬
разуется резьбовое соединение, обладающее высокой прочно¬
стью и позволяющее создать значительные внутренние напря¬
жения в местах сопряжения деталей, благодаря которым соеди¬
нение приобретает высокую жесткость и плотность. Шурупы
широко применяют для крепления комплектующих изделий.
Если соединение на шурупах многократно разбирать и соби¬
рать, прочность его каждый раз снижается на 10 %. Соедине¬
ние на винтах и болтах с гайками используют для формирова¬
ния разборных изделий из сборочных единиц (крепление но¬
жек, локотников и спинок мягкой мебели).
В изделиях, которые испытывают неблагоприятные динами¬
ческие и атмосферные воздействия, все клеевые соединения до-
114

I
Рис. 26. Крепление зеркал:
1 — зеркало: 2 — эластичная прокладка; S — раскладка
полнительно усиливают шурупами или винтами. Такие допол¬
нительные меры необходимы r судостроении, вагоно- и авто¬
строении. При соединении деталей шурупами диаметром более
3 мм необходимо сверлить отверстия в присоединяемой детали
диаметром, соответствующим диаметру шурупа в ненарезанной
части, а в детали, в которую ввинчивается шуруп, диаметром
тела шурупа в нарезанной части. Длина нарезанной части шу¬
рупа обычно должна быть не более 5 диаметров, чтобы не про¬
изошел разрыв шурупа при его завинчивании.
Соединения на шурупах работают на срез и на отрыв лучше
(раза в 2 и более) гвоздевых, так как, кроме трения,-они удер¬
живаются еще сопротивлением волокон древесины участками
между выступающими витками резьбы шурупа.
Усилие выдергивания шурупа из боковой поверхности дре¬
весины можно приближенно определить по формуле
Р — 7200уМ1,	(4)
где Р — усилие, Н; у— плотность древесины, г/см3; d-~диа¬
метр шурупа, см; I — длина шурупа, см.
Размеры всех крепежных изделий нормированы соответ¬
ствующими ГОСТами. Соединения с помощью шурупов и вин¬
тов являются трудоемкими. Применяемые шуруповерты несо¬
вершенны. Имеются предложения заменить шурупы более тех¬
нологичными способами крепления с помощью металлических
заклепок, термопластичных стержней и мастик или самозакли-
нивающихся устройств, которые впрессовываются в отверстия и
автоматически расклиниваются в древесине. Такой принцип ис¬
пользуют при установке бесшурулной фурнитуры.
115

В сборно-разборных изделиях широко используют различ¬
ные стяжки. В зависимости от принципа действия стяжки раз¬
личают винтовые, эксцентриковые, клиновые, крючковые и ры¬
чажные. Имеется большое разнообразие конструктивных реше¬
ний и оформления стяжек. Некоторые виды стяжек показаны
на рис. 27. Основные требования к стяжкам заключаются
в обеспечении требуемой прочности и плотности сопряжения
при минимальных затратах труда, времени и усилий на их ус¬
тановку. В зависимости от конструкции и размеров стяжки спо¬
собны обеспечить усилие сжатия соединяемых деталей в преде¬
лах 1000—5000 Н. Такого усилия достаточно для достижения
необходимой плотности соединения в изделиях мебели на рас¬
стоянии до 300 мм по обе стороны от стяжки.
Жесткость соединения обеспечивается силами трения в пло¬
скости сопряжения деталей. Силы трения зависят от коэффи¬
циента трения и нормального давления, развиваемого стяжкой.
При соединении плотных материалов с малым коэффициентом
трения жесткость, получаемая на стяжках, иногда недоста¬
точна. В таких случаях, чтобы не увеличивать количества стя¬
жек, в дополнение к стяжке ставят два шканта или сопрягае¬
мые поверхности у деталей делают с совмещаемыми профи¬
лями, например в паз и гребень.
Подвижные соединения используют при установке дверок,
раздвижных и выдвижных элементов. По принципу осуществле¬
ния подвижности эти соединения могут быть трех видов: обе¬
спечивающих свободу перемещения в одной плоскости, вокруг
оси или то и другое. В одной плоскости перемещение обеспе¬
чивается применением направляющих устройств в виде паза
или рейки, по которым перемещается подвижная деталь, имею¬
щая также паз или гребень. Перемещение вокруг оси обеспе¬
чивается использованием принципа шарнирного крепления, ко¬
торому придают различные конструктивные формы под общим
названием петли. На рис. 28 показаны варианты навески две¬
рей на петлях. В производстве изделий из древесины петли раз¬
личают по конструкции на карточные, пятниковые, стержневые,
комбинированные и по количеству шарниров — одношарнирные,
двух-, трех- и четырехшарнирные. Формы, размеры петель и их
конструкция нормируются отраслевой нормативной документа¬
цией и ГОСТами. Варианты осуществления подвижных соеди¬
нений, допускающих перемещение сборочных единиц изделия
в горизонтальной и вертикальной плоскостях, показаны на
рис. 29. Отдельные детали таких соединений (направляющие,
ролики и др.) изготавливают из пластических масс литьем,
экструзией или штампованием. Применение пластмасс обеспе¬
чивает высокую технологичность таких соединений. Подвижные
соединения, обеспечивающие поворот и перемещение детали
в плоскости, осуществляются применением шарниров и направ-
117

Рис. 29. Подвижные соединения деталей в изделиях:
■щитов в вертикальной плоскости; б —«• щйтов в горизонтальной плоскости;
ящиков в горизонтальной плоскости
ляющих, в которых шарниры могут перемещаться в определен-
ном направлении. Такие соединения используют при установке
встроенного оборудования, которое убирается в емкость после
пользования (хлеборезки, складные двери и т. п.).
119

§ 17. ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Общие правила конструирования изделий из древесины и
единство используемых материалов обусловливают необходи¬
мость применения единых конструктивных элементов. Любое
изделие из древесины формируется из деталей и сборочных
единиц. Детали отличаются от сборочных единиц тем, что они
изготавливаются из исходного материала в процессе осущест¬
вления технологических операций по достижению требуемой
формы и размера без сборки (механическая обработка, штам¬
пование, литье и т. п.). Формы и обоснованные расчетами раз¬
меры детали приведены на чертеже и предопределяются фор¬
матом полуфабриката исходного материала.
Детали изделий из древесины могут иметь форму бруска,
щита или рамки, если эти формы получены из одного цельного
куска полуфабриката. Сборочные единицы также могут иметь
эти формы, но они образуются соединением отдельных деталей.
Основные конструктивные элементы изделий из древесины мо¬
гут быть в виде деталей или сборочных единиц (рис. 30).
Эти же элементы могут представлять собой готовое изделие
(лекало, вырезанное из тонкой пластины древесины бука).
Брусок представляет собой простейший конструктивный
элемент изделия. Бруски различают по размерам сечения,
форме и конструкции. Характерным и определяющим призна¬
ком бруска является соотношение его размеров сечения и
длины. Бруском обычно называют такую деталь, у которой со¬
отношение размеров сечения примерно соответствует 1:2,
а длина в несколько раз превосходит размеры сечения.
Щитом принято называть такую деталь, у которой ширина
во много раз превосходит толщину, а длина и ширина примерно
равны или в соотношении 1:3. Промежуточной между щитом
и бруском является доска, у которой соотношение размеров се¬
чения соответствует соотношению у щита, а соотношение длины
и ширины, как у брусков. Доска используется в качестве кон¬
структивных элементов в производстве клееных строительных
конструкций и строительстве (подоконные и паркетные доски).
Бруски из цельной древесины как детали изделия изготавли¬
вают ограниченных размеров: сечение не более 100 мм, длина
до 2000 мм. Ограничение размеров детали в форме бруска обу¬
словлено по сечению правилами конструирования изделий, а по
длине-—особенностью исходного пиломатериала. Природные
пороки древесины, которые ограничены техническими усло¬
виями на изделия, часто располагаются в пиломатериалах
ближе 2000 мм. Поэтому при выпиливании заготовок для бру¬
сков длиной свыше 2000 мм потребуются пиломатериалы выс¬
ших сортов, количество которых в сырьевых ресурсах ограни¬
ченно. Поэтому длинные бруски целесообразно изготавливать
120

как сборочные единицы путем склеивания из заготовок неболь¬
ших длин, выпиливаемых из низких сортов пиломатериалов.
При этом склеенные бруски более устойчивы по форме и ста¬
бильнее по прочности.
При долевом склеивании заготовок используют клеевое со¬
единение на зубчатый шип. Если брусок изготавливают склеен¬
ным по пласти и кромке, то в долевом направлении целесооб¬
разно использовать клеевое соединение впритык. Такое со¬
единение возможно при условии смещения мест соединения
впритык в отдельных слоях по длине бруска. В клееных кон-
Рис. 30. Элементы деталей и узлов изделий из древесины:
/ — брусок; 2 — раскладка; 3 — штапик; 4 — филенки; б — фаска; 6 — смягчение; 7 —
закругление кромки; 8 — галтель; 9 —* калевка; SO — фальц; // — платвк; S2 — свес;
13 — паз; S4 — гребень
струкциях, представляющих собой форму бруска значительных
размеров, торцовые клеевые соединения впритык должны рас¬
полагаться по длине не ближе 300 мм друг к другу.
По форме бруски могут быть в долевом направлении прямо¬
линейными и криволинейными, по сечению — прямоугольными
или сложного профиля; по характеру поверхности—облицован¬
ными и необлицованными. По технологии изготовления бруски
могут быть выпиленными, гнутыми, гнутоклееными, прессован¬
ными и гнутопропиленными. Выпиленные, гнутые и гнутопро-
пиленные бруски могут быть таких размеров, которые вписы¬
ваются в стандартные размеры пиломатериалов. Гнутоклееные
бруски изготавливают любых размеров. Несущие клееные кон¬
струкции в настоящее время изготавливают длиной свыше
80 м и толщиной до 2 м (рис. 31).
Размеры сечения брусков из цельной древесины должны со¬
ответствовать стандартным размерам пиломатериалов и загото-
121

	::
	 ■■}

' —-з-Ч.-]
1 1
.	1	И
i
Рис. 31. Виды клееных строительных конструкций из древесины:
а — виды конструкций; б — сечения конструкций
вок с учетом необходимых припусков на обработку. Для опера¬
тивного согласования создают системы унификации брусковых
деталей для определенных изделий. Имеется отраслевая си¬
стема унификации брусков для производства мебели, в которой
даны нормализованные размеры сечений брусков из хвойных
и лиственных пород. В таблицах этой системы указаны кон¬
кретные размеры сечения прямоугольных брусков. Применение
таких сечений в конструкции изделия позволяет рационально
использовать пиломатериалы.
При раскрое пиломатериалов стандартных размеров на за¬
готовки для брусков с нормализованными размерами достига-
122

ется максимальный процент использования исходного сырья.
При этом не ограничиваются изменения размеров, влияющие
на прочность изделия. Кроме унификации размеров, имеются
рекомендации по нормализации профилей сечения брусков для
изделий мебели, оконных блоков и т. д. Из брусков можно по¬
лучить остальные конструктивные элементы и изготовить лю¬
бые изделия из древесины.
Брусок является исходным простейшим элементом при кон¬
струировании изделия. Склеиванием брусков по кромке полу¬
чают щиты. Соединяя бруски под углом, получают рамки. Так
же можно получить коробку и каркас изделия.
Рамки имеют широкое применение при изготовлении строи¬
тельных и мебельных изделий. Их различают по конструкции и
форме. Рамки могут быть собраны из брусков, изготовлены мо¬
нолитными из плитных материалов или из измельченной древе¬
сины прессованием. При изготовлении рамки из брусков необ¬
ходимо их соединение при сборке. В таком конструктивном ре¬
шении рамка представляет собой сборочную единицу изделия
или самостоятельное изделие. В зависимости от формы брусков
и конструкции рамки выбирается способ соединения брусков,
формирующих рамку.
По положению рамки в изделии при его эксплуатации, об¬
разующие рамку бруски обычно называют соответственно вер¬
тикальные — стоемными, горизонтальные — поперечными, сред¬
ние -средниками. Если рамка образуется из брусков профиль¬
ного сечения, то необходимо учитывать это при изготовлении
шиповых соединений. Форма шипов, их размеры при этом ус¬
ложняются. В изделиях часто проем рамки закрывается щи¬
том, вставляемым внутрь рамки с соответствующим закрепле¬
нием. Такой щит называют филенкой, а рамку — обвязкой, или
фризом (фриз — выступ, кайма). Полученную таким образом
конструкцию называют филенчатой. В изделиях массового
производства чаще всего используют рамки прямоугольной
формы.
Современные строительные детали, изделия и конструкции
формируются на основе прямоугольных рамок (окна, рис. 32).
Рамки часто используют при конструировании изделий мебели
и тары. Разновидностью рамок являются коробки из брусков,
которые можно получать соединением брусков так, что их пла-
сти располагаются в различных плоскостях под углом друг
к другу, а кромки соответственно в двух параллельных плоско¬
стях. В рамках штасти брусков лежат в двух параллельных
плоскостях.
Коробки широко применяют в строительных изделиях для
крепления дверей и оконных створок. В мебельных изделиях
коробки также используют для формирования корпуса изделия
как опору и основу.
123

Рис. 32. Конструкция оконного переплета
1 — форточка; 2—фрамуга; 5—коробка; 4 — верхняя обвязка; б —
Соковая обвязка; 6 — горбылек; 7— отлив; 8 — нижняя обвязка; 9 —
подоконная доска; 10 — капельник
Изготовление рамок и коробок из брусков трудоемко. Для
устранения этого недостатка предложены новые конструктивные
решения рамок и коробок с применением металла и пластиче¬
ских масс. В производстве оконных блоков применяются ком¬
бинированные конструкции с использованием брусков из древе-
124

ШШш
ZTTTyjr^A
уу?9ж^\
£§|Щ
л\\>
ш
* жгжж
мжжяшяштт!
13
н
и
в &
10
Рис. 33. Щиты:
1—4 — из массивной древесины не облицованные; 5—11 — облицованные с
обкладками; 12—15 — голые с решетчатым заполнением

сины и деталей из алюминия и сложных литых профилей из
ударовязкого поливинилхлорида. Такое решение позволяет по¬
высить качество оконных створок и коробок, их долговечность,
свстопропускную способность и снизить трудоемкость изготов¬
ления их п десятки раз.
Щиты являются основным и распространенным формообра¬
зующим конструктивным элементом современных изделий.
Формы и конструкции щитов совершенствуются с развитием
техники и технологии.
Щиты должны обеспечивать качество современных изделий,
поэтому к ним предъявляют высокие требования по формо-
устойчивости и прочности. Наиболее древними формами щитов
являются дощатые щиты, склеенные из брусков массивной дре¬
весины по кромке. Для обеспечения устойчивости такого щита
к короблению делянки обычно изготовляют с соотношением
сторон сечения 1 : 1,5.
Продольное коробление предотвращается применением
сравнительно коротких делянок, стыки которых располагают по
длине щита вразбежку. Для предотвращения поперечного ко¬
робления массивного щита производят подбор делянок и по¬
становку реек, шпонок или делают обвязку щита рамкой. Если
щиты из цельной древесины облицовывают шпоном или фане¬
рой, склеивания делянок между собой производить не следует.
Это уменьшит возможное коробление щита и упростит его тех¬
нологию. Для формирования срединной части такого щита ис¬
пользуют соединение делянок с помощью шпагата, впрессован¬
ного в поперечные пропилы. Такое соединение осуществляется
специальным устройством. Часто щиты делают переклеенной
конструкции, путем склеивания нескольких тонких щитов вла¬
стями с перекрестным расположением волокон древесины
в смежных слоях. Такие щиты наиболее устойчивы и прочны, но
сложны в изготовлении. Широкое применение имеют щиты, из¬
готовленные из полуфабриката — столярной плиты, выполнен¬
ной в соответствии с действующим ГОСТом по формату и ви¬
дам облицовок.
Для массового производства в настоящее время все щито¬
вые детали в преобладающем большинстве изготавливают из
древесностружечных плит. Размеры, физико-механические пока¬
затели древесностружечных плит стандартизованы. На рис. 33
показаны основные конструкции щитов, применяемых в произ¬
водстве изделий.
§ 18. УНИФИКАЦИЯ ТИПОРАЗМЕРОВ ДЕТАЛЕЙ
И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ
Обновление номенклатуры и расширение ассортимента из¬
делий для удовлетворения потребностей общества при серийном
и массовом производстве осложняется тем, что необходимы
126

значительные затраты труда, средств и времени на перестройку
производства. Мебельные изделия полностью обновляются за
5 лет, хотя исходные функциональные параметры их остаются
неизменными более длительное время, поскольку они взаимо¬
связаны с размерами тела человека и предметами, используе¬
мыми в быту. Рациональное разрешение этих противоречий
массового промышленного производства и индивидуального по¬
требления изделий возможно на принципах преемственности и
серийного проектирования изделий.
Эти принципы означают, что в новых изделиях используют
конструктивные элементы и технологию изделий, ранее освоен¬
ные производством, на основе единства исходных элементов —
их унификации.
Понятие унификация происходит от латинских слов unio —
единство и faccre — делать. Принципы унификации параметров
изделий позволяют на основе достижений науки и техники ог¬
раничить количество рациональных исходных элементов, из ко¬
торых можно создавать большое число разнообразных изделий.
Унификация является начальной стадией стандартизации.
Целью унификации обычно является установление оптималь¬
ного количества объектов при ограпичении существующих или
создании новых. Объектами унификации могут быть детали,
сборочные единицы, комплексы, процессы и методы. При уни¬
фикации необходимо выбрать главные параметры объекта, ко¬
торым свойственна стабильность при технических усовершен¬
ствованиях. Они наиболее полно характеризуют конструктив¬
ные, технологические и эксплуатационные свойства изделия, но
могут и не давать исчерпывающей характеристики. В то время
как основные параметры определяют характерные свойства из¬
делий и процессов, они обычно функционально связаны с глав¬
ными параметрами.
При выборе главных параметров для унификации необхо¬
димо стремиться к тому, чтобы номенклатура их была мини¬
мальной, но достаточно полно отражала основные характери¬
стики изделия. Номенклатура главных параметров должна быть
стабильной, независимой от технологии и конструктивно-техни¬
ческих усовершенствований изделий. Унификация может про¬
водиться в различных масштабах производственной деятельно¬
сти: межотраслевая, отраслевая, производственного объедине¬
ния, в масштабе предприятия.
По уровню охвата параметров различают комплексную уни¬
фикацию, охватывающую комплекс объектов, полную, охваты¬
вающую все элементы вновь проектируемых изделий, и непол¬
ную, ограничивающую только часть элементов. Полная унифи¬
кация изделий или деталей предусматривает ограничение
формы, размеров, материалов и других параметров. Неполная
унификация ограничивает форму, размеры или материалы.
127

Унификация на основе единого подхода и принципов стан¬
дартизации обеспечивает высокую эффективность ее результа¬
тов и способствует широкому ее применению. Унификацию
можно осуществлять двумя путями:
1. На основании изучения опроса и анализа номенклатуры
всех изготовляемых объектов оставляют только те, которые
пользуются наибольшим спросом и имеют лучшие технологиче¬
ские эксплуатационные показатели.
2. На основании анализа научных и производственных дан¬
ных с учетом перспективы и имеющихся стандартов разраба¬
тывают систему исходных объектов, на основе которых создают
новые изделия высокого качества.
Второй путь позволяет осуществить полную и комплексную
унификацию, обеспечивающую возможность применения более
совершенных методов серийного проектирования изделий из
стандартных деталей и сборочных единиц на принципах агре¬
гатирования. Унификация параметров сложных изделий может
исходить из параметрического или конструктивного их един¬
ства. При параметрическом единстве в основу унификации за¬
кладываются ряды главных параметров изделий одного назна¬
чения.
При конструктивном единстве за основу принимают базовое
изделие, обладающее максимальной конструктивной и техно¬
логической преемственностью, высоким качеством и перспектив¬
ностью применения. При унификации линейных размеров
с древних времен использовался единый подход на основе пара¬
метрического ряда геометрической прогрессии со знаменате¬
лем, полученным из правила «золотого сечения». Знаменатель
этой геометрической прогрессии определяется из соотношения:
1/а=а/(1 — а). Он равен среднему геометрическому крайних
членов этой пропорции: с=0,618. Начальным исходным членом
такой прогрессии обычно принимается единица (1) с опреде¬
ленным значением размерного параметра. Производные члены
прогрессии образуются при умножении единицы или ее пара¬
метра на 0,618п, где п — целые положительные или отрицатель¬
ные числа степени знаменателя геометрической прогрессии.
Соотношение размеров частей растений, тела человека и
животных соответствует соотношению членов геометрической
прогрессии правила «золотого сечения». Соотношение размеров
по правилу «золотого сечения» широко использовалось в архи¬
тектуре с древних времен. Для комплексной унификации про¬
мышленной продукции правило «золотого сечения» не дает эф¬
фективных решений. По рекомендации ИСО/р497 разработаны
ряды предпочтительных чисел, которые регламентированы
в СССР ГОСТ 8032—84 и обеспечивают единый стандартный
подход к решению всех вопросов унификации параметров про¬
мышленной продукции. Предпочтительные числа представляют
128

систему градации, отвечающую современным потребностям про¬
изводства и эксплуатации промышленной продукции. Они про¬
сты, легко запоминаются, включают единицу, десять и широко
применяемое число 2. Предпочтительные числа образуют гео¬
метрические прогрессии со знаменателем <р„ = 1к'ЛТсГ . ГОСТ
8032—84 предусматривает четыре ряда предпочтительных чи¬
сел, представляющих собой геометрические прогрессии со зна¬
менателями:
jR5:фБ=уЛТ0~ = 1,6; #10:<р10= у'К) = 1,45,
Я20 : ф20 = уП(Г — 1,12; R4Q : ф40 = ^10 = 1,06.	(5)
Кроме того, предусмотрен дополнительный ряд
#80: фв0 = т^То" 1,03.
Как видно, ряды предпочтительных чисел обозначаются ука¬
занием показателя корня их знаменателя. Знаменатели каж
дого ряда можно найти по мантиссам их логарифмов, соответ¬
ственно равными для ряда #5—1/5; #10—1/10; #20—1/20.
Ряды предпочтительных чисел можно образовать, зная, что
мантиссы логарифмов их членов кратны мантиссе логарифма
знаменателя целыми числами соответственно для ряда #5 от
2 до 5; #10 от 2 до 10 и т. д. Ряды предпочтительных чисел
можно продолжать в обе стороны умножением чисел основного
ряда на 10", где п — целое положительное или отрицательное
числа. Правило «золотого сечения» близко вписывается в отно¬
шения предпочтительных чисел #5 как 10/6,3 «6,3/4. При комп¬
лексной унификации параметров изделий могут быть приняты
любые члены рядов предпочтительных чисел. При этом обес¬
печивается соотношение между ними, такое же, как у предпо¬
чтительных чисел в зависимости от выбранного ряда.
На основе округления предпочтительных чисел для унифи¬
кации линейных размеров разработаны ряды нормальных ли
нейных размеров по ГОСТ 6636—69. При этом используются
ряды: #а5; #аЮ; #а20 и #а40. Буква «а» в обозначении ряда
нормальных линейных размеров означает, что он содержит не¬
которые округленные предпочтительные числа.
Предпочтительные числа дают единый подход и облегчают
проведение полной и комплексной унификации любых количе¬
ственно оцениваемых параметров. В производстве изделий из
древесины в настоящее время используется неполная унифика¬
ция, только по размерам деталей в масштабе отрасли (ОСУ).
При разработке ОСУ на размеры щитовых элементов корпус¬
ной мебели за основу приняты размеры проемов, образуемых
при формировании корпусов мебели по шести схемам сборки
5 Заказ № 2177
129

(рис. 34). Введение унификации корпусов и щитовых элементов
корпусной мебели способствует дальнейшему развитию слециа-
лизации мебельных предприятий, повышению эффективности
производства, более полному использованию исходных полу¬
фабрикатов и высокопроизводительного оборудования, сокра¬
щает объем работ по подготовке производства при освоении но¬
вых моделей мебели. Аналогичный эффект достигается при уни¬
фикации деталей других изделий из древесины.
Анализ проектов корпусной мебели, выпускаемой в объеди¬
нениях и регионах, показал, что достаточно из показанных ис-
Рис. 34, Варианты формирования корпусов изделий из древесины
пользовать две-три схемы формирования корпусов с примене¬
нием не более 50 типоразмеров щитов. На основе извлечений
из ОСУ в республиках, промышленных объединениях и других
регионах рекомендуется по местным стандартам устанавливать
ограничения на типы и размеры корпусов мебели.
Размеры проемов для всех схем сборки корпусов по ОСУ
остаются постоянными, мм: по глубине 332; 416 и 560; по ши¬
рине 384; 408; 528; 802; 850; 1090; 1220; 1292; 1652; по высоте
300; 396; 540; 636; 828; 1020; 1116; 1260; 1500; 1692.
Размеры всех остальных элементов корпуса определяются
в зависимости от схемы сборки и количества дверей. В 10 табли¬
цах ОСУ указаны рекомендуемые и резервные размеры щито¬
вых элементов, а также размеры щитов для универсально-сбор¬
ной мебели. Размеры корпусов по ОСУ установлены для щитов
из плит толщиной 16 мм. Если для формирования корпуса ис¬
пользуют щиты толщиной свыше 16 мм, то допускается изме¬
нение его габаритных размеров при установке вкладных дверей.
В характеристике корпусов мебели указаны размеры наклад¬
ных дверей, как основного варианта ОСУ. Величина технологи¬
130

ческого свеса щитов не должна превышать 2 мм. Размеры щи-
топ, формирующих изделие, в зависимости от типа корпуса вы¬
бирают из соответствующих таблиц ОСУ. В таблицах указаны
линейные размеры вертикальных и горизонтальных стенок, пе¬
регородок, дверей накладных, декоративных брусков, элементов
плинтусных коробок.
С целью получения в наборах мебели единой высоты для
платяных шкафов, блокируемых с изделиями, состоящими из
двух и более секций по высоте, допускается увеличение высоты
шкафа на 18 мм к установленным в таблицах. Применением
ОСУ при конструировании корпусной мебели обеспечиваются
размеры изделий, соответствующие требованиям стандартов на
функциональные размеры мебели, введенным в действие
с 1971 г. До разработки приведенного варианта ОСУ были раз¬
работаны и действовали региональные системы унификации
размеров щитов для ЛатвССР и ЛитССР, в объединениях «Сев-
запмебель» и «Центромебель». Каждая из этих систем разраба¬
тывалась к ограниченному количеству типоразмеров изделий
с учетом применяемых форматов древесностружечных плит и
местных условий оптимизации их раскроя. При создании этих
систем унификации для достижения одинаковой цели — макси¬
мального выхода заготовок при раскрое древесностружечных
плит использовали различные исходные предпосылки. Напри¬
мер, в системе ЛитССР использовали принципы разреженных
рядов предпочтительных чисел. В объединениях «Севзапме-
бель» использовали конструктивные решения при формирова¬
нии корпусов, «Центромебель» — модульную координацию.
В рассмотренной отраслевой системе унификации размеров
корпусов мебели учтены все положительные стороны этих ра¬
нее разработанных региональных систем.
Базовые предприятия благодаря жесткой унификации сокра¬
тили потери времени простоя высокопроизводительного обору¬
дования из-за сокращения числа его переналадок; упростился
процесс комплектования щитовых деталей, решилась проблема
складских и производственных площадей.
При раскрое древесностружечных плит размером 3500Х
Х1750 мм на заготовки щитов обеспечивается выход до 95%.
Ограничение вариантности расположения горизонтальных сте¬
нок внутри каждого корпуса способствует унификации обра¬
ботки их на поточных линиях, сокращает число необходимых
переналадок оборудования. Разработана также отраслевая си¬
стема унификации размеров сечения брусковых деталей мебели
из древесины хвойных и лиственных пород. Б этой системе раз¬
меры сечений брусков установлены в основном по 7?а40 ГОСТ
6636—81 с использованием дополнительных размеров — 33, 52,
62 и введением не предусмотренных этим ГОСТом размеров:
34; 43; 64; 68; 72 и 84. Размеры рекомендуемых сечений бруско
Б*
131

вых деталей по толщине и ширине указаны в соответствующих
таблицах. При конструировании мебели размеры брусковых де¬
талей следует устанавливать, руководствуясь этими таблицами.
Это обеспечит с учетом стандартного припуска максимальный
выход заготовок из стандартных сечений пиломатериалов.
На основе унификации типоразмеров деталей и сборочных
единиц упрощается принцип организации серийного проектиро¬
вания изделий. Конечным результатом серийного проектирова¬
ния является создание потребительской серии ряда однородных
предметов, единство которых базируется на незначительных
изменениях в стабильном технологическом процессе для полу¬
чения принципиально контрастных изменений в форме и свой¬
ствах изделий. Серийное проектирование как процесс слагается
из разработки исходных элементов, основные из которых — мо¬
дельная база п технологические серии.
Модельная база — основная часть изделия, на основе кото¬
рой создается многообразие форм и конструктивных решений.
Модельная база может быть плоскостной (щит), объемной
(корпус) или смешанной.
Технологическая серия — группа формообразующих элемен¬
тов, которые можно изготовить без существенной перестройки
производства. Изделия, составляющие единую технологическую
серию, различаются по моделям для исполнения.
Это различие достигается применением компоновочных эле¬
ментов, изменяющих структуру общей модельной базы, и худо¬
жественных параметров, изменяющих модельную базу исполне¬
нием (отделка, облицовывание и т. п.) без особой перестройки
технологии.
Технологические серии могут быть простыми, специальными
и расширенными. Простая технологическая серия объединяет
изделия, модели которых развиты на одной модельной базе.
При переходе с изготовления одного изделия на другое не тре¬
буется привлечения производства другой специализации. Спе¬
циальная технологическая серия объединяет группы простых
технологических серий, по осуществляется на основе специали¬
зации производства. Расширенная технологическая серия объ¬
единяет группу простых пли специальных серий, развитых на
несколъких взаимосвязанных модельных базах.
Структурная серия—ряд предметов, различающихся струк¬
турно-компоновочными изменениями базовой модели с целью
расширения потребительских свойств изделия по функциональ¬
ному назначению.
Морфологическая серия — ряд художественно-декоратив¬
ных решений по оформлению внешнего вида изделий структур¬
ной серии на основе контрастности.
Интсрьсрная серия — типовые варианты составления гарни¬
туров или комплектов путем различного сочетания изделий.
132

При серийном проектировании составляется алгоритм пер¬
спективного развития серии, что упрощает в перспективе про¬
цесс освоения других изделий из этой серии. Серийное проекти¬
рование пока широко используется в мебельном производстве.
Благодаря серийному проектированию планирование ассорти¬
мента изделий может осуществляться на ЭВМ. Для этого
необходимо иметь полную классификацию изделий по всем ха¬
рактеристикам. В основе классификации используется «Обще¬
союзный классификатор промышленной и сельскохозяйствен¬
ной продукции (ОКП)». На основе принципов серийного проек¬
тирования создаются САПР изделий.
§ 19. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ИЗДЕЛИИ
Формирование изделия из сборочных единиц и деталей за-
писит от его конструкции и формы сборочных единиц. Изделия
из древесины по конструкции различают щитовые, брусковые,
рамочные, каркасные и комбинированные. По форме конструк¬
ции их можно подразделить на три вида: линейные, плоскостные
и пространственные. К изделиям линейной формы относятся
клееные строительные конструкции, лыжи, клюшки, спин¬
нинги и т. п. Они могут быть прямолинейными и криволиней¬
ными. Для таких изделий характерно, что длина многократно
превосходит ширину и толщину (более чем в 50 раз). К изде¬
лиям плоской формы относятся оконные створки и дверные
полотна, покрытие пола и т. п. К пространственным формам
относятся изделия мебели, тара, музыкальные инструменты
и др. Поскольку исходным конструктивным элементом для ли¬
нейной формы изделия является брусок или доска, то такие
изделия формируются путем склеивания по длине, ширине и
кромке. Плоские формы образуются либо соединением брусков
под углом в одной плоскости, либо из цельной заготовки полу¬
фабриката: древесностружечных и древесноволокнистых плит,
фанеры.	—
Плоские изделия могут быть легко изготовлены прессова¬
нием или штамповкой. Более сложна и многовариантна компо¬
новка пространственных изделий из древесины. Размеры и на¬
значение таких изделий, применяемые материалы и принципы
технологии оказывают свое влияние в комплексе на способы
соединения и принципы оформления корпуса изделия. Корпус
пространственного изделия может формироваться из щитов
различной конструкции или из брусков. В первом случае кон¬
струкцию называют щитовой, во втором — каркасной. Часто из¬
делие компонуется в сочетании различных вариантов и назы¬
вается комбинированным.
(Типичную каркасную конструкцию представляют собой
стулья. Встроенная мебель обычно представляет собой комби¬
133

нацию каркасного и щитового принципа формирования кор¬
пуса. В домостроении используют каркасные конструкции
с применением ограждающих элементов в форме щитов.
При формировании корпуса изделия учитывают: каким об¬
разом рациональнее соединить между собой горизонтальные и
вертикальные элементы, чтобы корпус был прочным, плотным
и жестким; как лучше оформить и технологически осуществить
крепление подвижных элементов изделия (дверок, полок, ящи¬
ков, стекол и т. д.), чтобы изделие отвечало предъявленным
к нему требованиям и было технологичным.
Соединения щитов, образующих корпус, выбирают, исходя
из конструкции щитов и размеров изделия. Соединения, кото¬
рые приемлемы для щитов из столярной плиты, могут быть
неприемлемыми для пустотелых щитов и щитов из древесно¬
стружечных плит. Изделия массой свыше 20 кг обычно делают
разборными, используя соответствующие соединения. Легкие,
малогабаритные изделия делают неразборными. Щиты при
этом соединяют между собой на круглых вставных шипах, на
рейку, в паз или ящичными шиповыми соединениями. В настоя¬
щее время малогабаритные корпусы неразборных соединений
формируют из одной щитовой заготовки методом складывания
(рис. 35). Такой метод формирования корпуса изделия про¬
грессивен, поскольку он позволяет автоматизировать процесс
изготовления корпусов, включая сборку.
В разборных изделиях используют разъемные соединения
в виде различных стяжек. Для увеличения жесткости разбор¬
ных изделий в дополнение к стяжкам в местах соединения
ставят шканты, которые облегчают процесс сборки, фиксируя
сборочную базу при установке стяжек. При компоновке кор¬
пуса важным элементом является задняя стенка, закрывающая
проем (задний полик). Она придает корпусу жесткость и проч¬
ность, если плотно соединена со стенками корпуса. Ее можно
крепить внакладку, фалец, паз. Если размеры задней стенки
значительны, се делают составной. Для увеличения жесткости
иногда используют рамки или устанавливают бруски жесткости
с пазами, в которые плотно входит задняя стенка, изготавли¬
ваемая обычно из тонких древесных материалов (фанеры, дре¬
весноволокнистых плит).
Двери являются ответственным подвижным элементом изде¬
лия. Конструкция дверей в изделиях в значительной степени
предопределяет их качество, надежность, технологичность,
внешний вид и удобство, пользования. По способу установки
двери различают распашные.—вращающиеся вокруг оси, раз¬
движные — перемещающиеся в плоскости, складные — состоя¬
щие из мелких отдельных частей,, каждая из которых способна
перемещаться в плоскости и вокруг своей осн. Двери могут
быть комбинированными — вначале распашными, а потом рае-
134

.книжными, съемными или несъемными. Характер сопряжения
днсрей с корпусом и между собой принято называть притвором
двери.
По положению относительно стенок корпуса двери бывают
накладные, вкладные и комбинированные. Накладные двери
закрывает кромки стенок корпуса, вкладные — входят в проем
корпуса, оставляя кромки открытыми. Если некоторые кромки
закрываются, а другие не закрываются, двери называют комби¬
нированными.
Разновидностью распашных дверей являются откидные, ко¬
торые вращаются вокруг горизонтальной оси. Распашные
двери навешивают с помощью специальных петель, ограничи¬
вающих их перемещение, или ставят специальные ограничители
(фиксаторы). Количество петель при установке двери зависит
от ее размера, массы, но должно быть не менее двух.
Накладные двери технологичнее вкладных. Они проще при
установке, закрывают кромки щитов корпуса, что более эсте¬
тично, создают впечатление монолитности изделия. Вкладные
более герметичны, удобнее при транспортировании изделия
в собранном виде и блокировке изделий в комплекте. Они тре¬
буют более точного изготовления и тщательной установки. Для
повышения технологичности изделий на основе результатов
функционально-стоимостного анализа конструкции могут ис¬
пользоваться стеклянные двери, приобретаемые в готовом виде.
Дверь из куска полированного стекла навешивается на специ¬
альных пятниковых петлях или используется как раздвижная
в специальных направляющих — полозках из пластических масс
(см. рис. 29, а). Раздвижные и складные двери имеют преиму¬
щество перед распашными в том, что они не требуют свобод¬
ного пространства перед изделием для их открывания. Для за¬
крепления положения открытых или закрытых дверей приме¬
няют фиксаторы и замки. В качестве фиксаторов используют
135

простейшие задвижки, пружинные и магнитные защелки, спе¬
циальные устройства или шарниры с пружинами.
Петли, фиксаторы, замки, ручки и другие приспособления
и изделия, обеспечивающие функциональные возможности из¬
делия в мебельном производстве, обобщаются единым терми¬
ном — фурнитура, в производстве строительных изделий — ме¬
тизы. Функциональное назначение корпусного изделия расши¬
ряется применением специальных элементов, приспособлений и
устройств.
В изделиях мебели широко используются ящики, полуящики,
полки, вешалки, специальные емкости, зеркала и т. п. Эти пред¬
меты часто изготавливают на специализированных предприя¬
тиях и поставляют на предприятия, вырабатывающие изделия
из древесины в форме полуфабрикатов (погонаж для ящиков)
или комплектующих изделий. Они устанавливаются в готовые
изделия. Крепление этих устройств зависит от конструкции из¬
делия. Наиболее типичные варианты установки полок и ящиков
показаны на рис. 29, б ив. Возможны и другие варианты их
конструктивных решений.
Многие изделия из древесины (мебель, музыкальные ин¬
струменты) при эксплуатации необходимо устанавливать в оп¬
ределенном месте на опорах. В качестве опор могут использо¬
ваться конструктивные элементы, образующие корпус изделия,
или специальные опорные устройства. Вертикальные проход¬
ные боковые стенки щитового корпуса могут быть опорой изде¬
лия. В качестве специальных опор для изделий применяют
опорные коробки (плинтусные коробки), скамейки различных
конструкций, подсадные ножки. Опорные коробки являются бо¬
лее технологичными. Они могут изготавливаться из древесины
хвойных пород или из полос древесностружечных плит, остаю¬
щихся при раскрое их на основные заготовки изделия. Лицевые
поверхности опорных коробок облицовываются или окрашива¬
ются. Для обеспечения устойчивости на опорных поверхностях
коробки в средней части ее стенок на 3/б длины делают выборку
глубиной не менее 5 мм, которая обеспечивает устойчивость
изделия при возможных неровностях пола. Вместо выборки
в кромках коробки фрезеруют паз, куда вкладывают эластич¬
ный материал (губчатую резину, поролон), который компен¬
сирует неровности пола, обеспечивая устойчивое положение из¬
делия. Такое конструктивное решение обеспечивает герметич¬
ность внутренней полости коробки и предотвращает скопление
в ней пыли.
Опорные скамейки состоят из ножек и связывающих их
брусков — царг. Скамейки могут изготавливаться из древе¬
сины, металла или быть комбинированными: некоторые части
изготавливают из древесины, другие из металла или пласт¬
массы. Металлические опорные скамейки изготавливают из
136

профильных труб, сваренных между собой или соединенных
пиитами, заклепками. Концы труб закрываются пробками. На
опоры металлических скамеек можно прикрепить ролики или
шаровые опоры для перемещения изделия или устройства, поз¬
воляющие регулировать высоту опор и т. п.
Подсадные ножки прикрепляют независимо друг от друга
к корпусу. Их изготавливают из древесины, металла или пласт¬
массы. Они могут быть отъемными или стационарными. Дере¬
вянные ножки крепятся с помощью шипов, винтов и стяжек
к нижнему щиту основания корпуса, который иногда усили¬
вают приклеиванием рамки или отдельных брусков. Металли¬
ческие или пластмассовые ножки крепят с помощью фланцев,
присоединяемых к основанию винтами. Для изделий массового
производства наиболее технологичными являются ножки из
пластмассы или цельнопрессованные из измельченной древе¬
сины. Для высокохудожественных изделий мебели ножки изго¬
товляют точением или резьбой из ценных пород древесины или
литьем из цветных сплавов.
Для удовлетворения эстетических требований используют
средства архитектурно-художественного оформления изделий.
Эти вопросы изучают в разделе художественного конструиро¬
вания изделий. Распространенными элементами украшения (де¬
корирования) современных изделий массового производства из
древесины являются раскладки, пилястры, иногда карнизы и
плинтуса. Раскладка представляет собой рейку сложного про¬
филя, относительно малых размеров по сечению. Раскладки мо¬
гут изготавливаться из древесины, металла или пластических
масс. Они прикрепляются к поверхности детали для повыше¬
ния эстетических свойств изделия. Пилястра — архитектурная
деталь изделия в форме вертикального выступа (полуколонны).
Изготавливается она из древесины различной формы сечения,
может иметь резьбу или каннелюры — вертикальные желобки.
Карниз — горизонтальный выступ, завершающий изделие
сверху. Карнизы могут иметь сложный профиль сечения, иногда
украшаются резьбой. Сложные профили карнизов формируют
путем склеивания брусков простых форм сечения. Плинтус за¬
вершает изделие снизу, оформляется, как и карниз, часто яв¬
ляется опорной коробкой изделия. Карнизы, пилястры и плин¬
тусы сложных форм с резьбой применяют для оформления вы¬
сокохудожественных изделий.
В современном производстве мебели для художественного
оформления при серийном проектировании широко используют
различные декоративные элементы сложных форм, изготавли¬
ваемые прессованием древесины или литьем пластических масс
в специальные формы. Детали декора приклеивают к поверх¬
ностям изделия или прикрепляют шпильками. Применение де¬
кора позволяет расширить разнообразие изделий в условиях
137
(

массового производства с высокой степенью унификации при
серийном проектировании изделий.
Современные достижения электроники и возможности ЭВМ
позволяют создать способы каталожно-автоматизироваиного
проектирования САПР. На основе предварительной унифика¬
ции и серийного проектирования конструктивные элементы из¬
делий и их технология кодируются в программы ЭВМ, которые
способны решать задачи по компоновке изделий и оптимиза¬
ции их технологии. Результаты решения этих задач представ¬
ляются в форме необходимых проектных документов: чертежей,
графиков и печатного текста. Сложные образцы конструируемых
изделий на основе сочетания элементов формируются на экране
с изображением всех конструктивных особенностей изделия,
включая художественное оформление и отделку. Производст¬
венно-технические и экономические расчеты выполняются по
предварительно разработанным алгоритмам с большой ско¬
ростью и представляются оператору для принятия решений. По
принятому варианту компоновки изделия все необходимые
команды передаются на соответствующие гибкие автоматизи¬
рованные участки производства, обеспечивающего по оптималь¬
ной программе изготовление, сборку и упаковку всех частей
выбранного изделия. При каталожно-автоматизированном спо¬
собе проектирования изделий оператор, заказчик-потребитель
с помощью автоматизированных систем выполняет запрограм¬
мированные функции конструктора, технолога и экономиста,
относящиеся к производству выбранного им конкретного из¬
делия.
§ 20. ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИИ
Стоимость изделия определяется затратами на его проекти¬
рование и изготовление. На основе анализа функциональных
характеристик затраты на изготовление изделия можно поде¬
лить на две части: связанные с формированием необходимых
функциональных характеристик и не связанные с формирова¬
нием необходимых- характеристик.
Первая часть затрат обоснована, вторая может быть сокра¬
щена без ущерба для функциональной характеристики изделия.
Причины появления этих затрат различны: завышены показа¬
тели прочности, использованы дорогие материалы, применены
малоэффективные технологические процессы и т. п. Стоимость
материалов в производстве изделий из древесины составляет от
50 до 80%. Стоимость конструкционных материалов, обеспе¬
чивающих прочность и надежность изделий, составляет только
30—60 % стоимости материалов, используемых для изготовле¬
ния изделий. Это дает основание к снижению стоимости расхо¬
дуемых материалов без снижения прочности и надежности
138

изделий. Применение прочностных расчетов и установление обо¬
снованных расчетами конструктивных решений и размеров се-
чений деталей изделий из древесины позволит снизить затраты
на конструкционные материалы в 1,5—2 раза. Это существен¬
ный резерв повышения эффективности производства и качества
изделий. Новые источники ресурсов и резервы повышения эф¬
фективности производства в народнохозяйственном масштабе
выявляют при функционально-стоимостном анализе (ФСА).
Суть ФСА состоит в том, что на основе тщательного анализа
находятся оптимальные соотношения между потребительской
стоимостью изделия и затратами на его производство.
Изделие рассматривается как комплекс основных и вспомо¬
гательных функций при использовании его по назначению. При
этом можно подвергнуть сомнению оптимальность любого
конструкторского решения. Необходимо проанализировать ва¬
рианты других возможных решений, обеспечивающих предпи¬
санные функции изделию. Функциональный анализ связан
с экономической оценкой конструктивных решений без снижения
качества изделия. Функционально-стоимостный анализ выпол¬
няется по комплексной целевой программе, включающей после¬
довательное проведение подготовки, информации, аналитиче¬
ских исследований, творческого анализа экспериментальных
исследований, рекомендаций и внедрения. В выполнении этой
программы участвуют специалисты разных профилей, связан¬
ных с проектированием изделий, их производством и эксплуа¬
тацией.
Функционально-стоимостный анализ изделия выполняется
в следующей последовательности: анализируют функции изде¬
лия с выявлением важных, второстепенных и ненужных; про¬
рабатывают более экономичные варианты возможных изменений
в конструкции и технологии изделий; проводят корректи¬
ровку конструкции и технологии для повышения технологич¬
ности изделий. Для описания функции изделия составляют его
структурную схему. Функции каждой части разделяют на внут¬
ренние и внешние. Внутренние функции могут быть основными
и вспомогательными, внешние — главными и второстепенными.
Каждая из функций части изделия может быть полезной, бес¬
полезной и вредной. Выявление функции осуществляется путем
систематизированного анализа по структурной схеме изделия.
Стоимостная оценка функции осуществляется расчетами затрат
на часть изделия, выполняющую оцениваемую функцию, или
методом экспертных оценок. На основе анализа выявляют не¬
эффективные части изделия и решают вопрос их устранения
или замены более эффективными.
Технологичность изделий имеет особо важное значение
в обеспечении эффективности современного производства.
Принципы ФСА могут программироваться в систему ката-
139

ложно-автоматизированного способа проектирования изделий.
Практическая обоснованность конструктивных решений с тех¬
нической стороны достигается прочностными расчетами.
Широкое применение клееных полуфабрикатов, листовых
материалов и пластических масс, физико-механические свой¬
ства которых гарантируются в определенных пределах, позво¬
ляет воспользоваться исходными положениями строительной
механики в проведении прочностных расчетов изделий из дре¬
весины.
Прочностные расчеты деталей изделий из древесины могут
выполняться двумя принципиально различными методами:
1. Методом классической механики, когда размеры деталей
устанавливают, исходя из допускаемых напряжений. Допус¬
каемо с напряжение представляет собой предел прочности, ум¬
ноженный ыа коэффициент запаса прочности, который является
произведением ряда коэффициентов, учитывающих условия ра¬
боты, масштабность и т, п.
2. Вероятностным методом, в котором понятие запаса проч¬
ности приобретает иной смысл, связанный с понятием надеж¬
ности— свойством изделия сохранять свои функциональные по¬
казатели в заданных пределах в течение требуемого времени.
Этот метод более совершенен, но пока еще недостаточно раз¬
работан. Здесь учитывается вероятностный характер нагрузок
и прочностных характеристик детали, особенно из древесных
материалов, из-за изменения их механических характеристик.
Оказывает влияние также неоднородность технологических ре¬
жимов изготовления деталей, их размеры и др.
Предел прочности гнутоклееных деталей, например, изменя¬
ется в пределах, %: при сжатии 5—10, при скалывании 10—18,
при отрыве 10—20. При расчете элементов изделия принимают
два ограничения: деталь не должна разрушаться при эксплуа¬
тации и деформация ее не должна превышать допускаемые
пределы. Учитывая это, ведут расчет на прочность конструкции
и на ее деформативкость.
В общем виде эти ограничения можно представить матема¬
тически:
k
Q ~= 0 II — прочность;	(6)
1
к
/ t~l П —деформативность,	(7)
1=1
где Q — допускаемая нагрузка; f — допускаемая деформация;
Xi — геометрические размеры рассчитываемого элемента; k —
количество участвующих в работе элементов; о — допускаемое
напряжение материала; Е — модуль деформации материала;
140

ni, mt— показатели степени, учитывающие закон зависимости
несущей способности и деформации от условий работы эле¬
мента и его размеров.
Различие методов расчета заключается в подходе к реше¬
нию этих уравнений. По второму методу величина X считается
величиной случайной, а значит, и результаты Q и f также будут
случайными. По первому методу эти величины принимают
строго определенными, что не соответствует практике эксплуа¬
тации изделий. В основу теории сопротивления материалов по¬
ложен первый метод. Теория вероятностного метода еще нуж¬
дается в разработках и исследованиях. Прочностные расчеты
изделий из древесины проще осуществлять пока по правилам
классической механики, которые изучались. Следует помнить,
что прочность древесины зависит от направления действия на¬
грузки относительно направления волокон, влажности и вре¬
мени. Основные расчетные сопротивления древесины сосны
в зависимости от угла между направлением действия нагрузки
и волокон могут определяться но следующим формулам:
при смятии древесины ИСМа = -	, МПа; (8)
1 + 6,22 sin3 а
при скалывании Иск,,. =——, МПа,	(9)
v	l-|-sin8a
где Дсмо и Иск а—расчетные сопротивления древесины при
смятии и скалывании под углом к волокнам; а — угол между
направлением нагрузки и направлением волокон; RCM ц и Иск ц —
расчетные сопротивления при || направлении усилий к во¬
локнам.
Предел прочности древесины в зависимости от направления
действия силы к волокнам определяется из следующего соот¬
ношения:
Ra = —	,	МПа,	(10)
R || sin" а -[- R х cos" а
где И к — временное сопротивление древесины вдоль волокон
(а=0);	— то же перпендикулярно волокнам (а=90°); п—
степень в зависимости от вида воспринимаемого воздействия;
для изгиба «=2, для растяжений «=1,5...2; при сжатии «=2,5.
Проверка прочности шиповых соединений. Шиповые соеди¬
нения широко используют при конструировании изделий. Они
обеспечивают прочность и надежность конструкции. Прочност¬
ные расчеты шиповых соединений сложны, они основываются
на ряде допущений. Проверочный расчет прочности шиповых
соединений можно выполнить по упрощенной методике, исходя
из положений теоретической механики и сопротивления мате¬
риалов.
141

Анизотропия и широкая вариация упругопластических
свойств древесных материалов усложняют прочностные рас¬
четы при конструировании. В зависимости от требований к из¬
делиям, на основании определенных допущений прочностные
расчеты могут носить упрощенный проверочный характер с не¬
высокой степенью вероятности результатов.
Приводимые проверочные расчеты шиповых соединений да¬
ются в упрощенной форме, например на основе общих элемен¬
тарных положений сопротивления материалов.
На рис. 36 показана схема для проверочного расчета проч¬
ности углового шипового соединения брусков плоским шипом.
т п
Внешние нагрузки, действующие на соединенные шипом бруски
1 и 2, в шиповом соединении будут восприниматься силами ре¬
акции, возникающими на отдельных элементах шипа. При до¬
статочной прочности шипового соединения возникающие в нем
силы реакции будут уравновешивать действие внешних сил.
При этом реакции будут возникать на кромках шипа т—п
и k—Р и в клеевой прослойке шипа т—k и п—Р. Допустим,
что эпюры сил реакции, воспринимаемых элементами шипового
соединения на смятие, будут иметь форму треугольника.
Момент М будет уравновешен суммой моментов сил реак¬
ции шипового соединения:
М = ЛГ1 + А1а+2АГ,1	(И)
142

где М — внешний момент, действующий на соединенные
бруски; М\ — момент от сил реакции сопротивления смятию на
верхней и нижней кромках шипа; М2—момент от сил реакции
сопротивления смятию на заплечиках шипа; М3 —момент со¬
противления клеевого соединения по граням шипа.
Как видно из расчетной схемы (рис. 36), значения этих мо¬
ментов могут быть вычислены по формулам:
Мг = Рг (2//3) = qx (/6/4) 2113 = qt —-;	(12)
6
M2=P2 (6/3) = p2 (6/3) = q2 (6a/12) (a— 6);	(13)
Мя = 2аЫЧтах,	(14)
где Р], Рг — равнодействующие силы реакции сопротивления
смятию по кромкам шипа, qu q2— максимальные напряже¬
ния сопротивления смятию кромок шипа; a — коэффициент,
зависящий от соотношения 6//; Тшах—-прочность клеевых соеди¬
нений граней шипа; а; /, 6, 6 — размеры шипового соединения,
показанные на схеме.
Кроме момента М шип будет воспринимать давление от
силы Р, которая распределится по кромке шипа с интенсив¬
ностью <7з. Максимальные напряжения на смятие будут у ос¬
нования шипа и определятся по формуле
'/шах = <7i + <7з-	(15)
При	проверке	шипового соединения на смятие кромки	шипа
принимают самый неблагоприятный случай, когда клеевые со¬
единения не воспринимают нагрузку. Вся нагрузка будет вос¬
принята кромками шипа, а величина qi будет максимальной.
Условие прочности запишется как:
I Нем 1 > Ow+q3) = 6/и/Рб+р/6/,	(16)
где М — момент	внешних сил относительно центра	тяжести
грани шипа, Н-м; Р — перерезающая сила, Н; /, б — размеры
шипа, м.
Расчет на прочность полок. Полки — ответственные несущие
элементы изделия из древесины. Размеры сечения полок дол¬
жны быть обоснованы расчетом, который можно выполнить на
основе элементарных положений из методики расчета балок
на изгиб.
Встречающиеся на практике случаи восприятия нагрузки
полками мебельных изделий представлены схемами на рис. 37.
Величины возможных напряжений и деформаций (прогибов)
для этих случаев определятся по формулам:
а = KPI/W (17); f - CPP/EI,	(18)
где о—максимальные нормальные напряжения,МПа; /—мак¬
симальная стрела прогиба, м; Р - - сосредоточенная нагрузка,
ИЗ

Н; для схем — 4, 5, 6 P=ql\ q — распределенная нагрузка, Н/м,
на единицу ширины; W — момент сопротивления, м3; Е— мо¬
дуль упругости при изгибе, МПа; / — момент инерции сечения,
м4. Значения коэффициентов К и С приведены ниже.
Схема
К - •
С . .
1
1/4
1/48
2
3/16
1/107
3
1/8
1/192
4
1/8
5/384
5
1/8
1/192
6
1/12
1/384
По данным Ленинградской лесотехнической академии, до¬
пускаемые напряжения изгиба элементов из древесностружеч-
9
ж:
7Ш?7
-
1
/У?Т/7
L 1,
L,
■■■■ ■■■!
И
t
Рис. 37. Схемы возможных вариантов восприятия нагрузки полкой
ных плит можно принимать равными V* предельных, приведен¬
ных в ГОСТ 10632—89. Модуль упругости Е можно принять
равным (130—170) тИЗг или указанный в ГОСТ 10632—89.
Предельная стрела прогиба может быть вычислена по упро¬
щенной формуле
/=/*/8 Кт,	(19)
где I — расстояние между опорами; R — предельный радиус из¬
гиба плиты в зависимости от ее толщины, R — (50 ... 120)Л; h —
толщина плит: для тонких плит R=50h, для толстых /?= 120 /г;
т--коэффициент, учитывающий условия работы, т = 2...8.
Предельный прогиб у сопрягаемых элементов определяется
по эмпирической формуле для мебельных изделий;
/ = 0,4У/7\	(20)
где / — длина щита; Т- - допуск на этот элемент по ГОСТ
6949.1—82.
Допустимый прогиб для полок в изделиях мебели лежит
в пределах 0,3—0,5 мм/м.
144

Эти же зависимости можно использовать и для элементов
из цельной древесины, однако необходимо учитывать ряд по¬
ложений, осложняющих расчет. Так как определяемые на ма¬
лых образцах параметры физико-механических свойств древе¬
сины по ГОСТу не соответствуют таковым при эксплуатации
изделий, при этом не учитывается также релаксация напряже¬
ний. При постоянной нагрузке изменение прогиба с течением
времени описывается уравнением
Л—|г tl+Ф (1 — ег-р*)],	(21)
где ф — коэффициент ползучести, для древесины 0,45, для дре¬
весностружечных плит 0,5—0,55, древесноволокнистых плит
0,53—0,67; а — напряжение; р — коэффициент, характеризую¬
щий скорость затухания ползучести; t — время.
В расчетах несущей способности элементов из древесных
материалов принимается величина модуля упругости Et, рав¬
ная величине модуля по ГОСТу с поправкой на пластичность
при длительной эксплуатации:
£( = F/(!+q>).	(22)
Соответственно корректируется и величина разрушающего
напряжения, указанного в ГОСТе. Допускаемое напряжение
того же вида в узле конструкций определяется по данным ис¬
пытаний по формуле
Ддоп = КсР (1 -2,250) Кп/СДм,	(23)
где О—коэффициент вариации в опыте, §—SIRcv, S — средне¬
квадратическое отклонение; RcР — среднее значение разрушаю¬
щего напряжения при проведении испытаний материала по со¬
ответствующему ГОСТу; Кп — коэффициент, учитывающий влия¬
ние пороков древесины (при изгибе 0,38, при растяжении 0,29,
при сжатии 0,75); Kt — коэффициент длительности эксплуата¬
ции, равный 0,45—0,67; /(„ — коэффициент масштабности, рав¬
ный 0,8.
Между модулями упругости древесины существует функцио¬
нальная связь, выраженная следующими эмпирическими зави¬
симостями:
	Гр	(с)	.	£   4ЕрЕс
„ / £<■> 1 у ’ " (vs+v^)!'
(24)
где Ес, Ev, Ей—соответственно модули древесины при сжатии,
растяжении и изгибе.
(р) ■
(
145

Брусковые элементы из массивной древесины рассчитыва¬
ются на продольный изгиб с семи-, десятикратным запасом по
формуле Эйлера при £=10000 МПа. При этом минимальный
момент инерции сечения бруска определяется по формуле
/щь — 7QPP,	(25)
где Р — нагрузка, Н; I — длина, м.
Значения допускаемых напряжений для древесины в строи¬
тельных конструкциях можно взять из таблиц СНиП 2В.4—62
или из РТМ «Древесина. Показатели физико-механических
свойств».
Для клеевых деревянных конструкций предельные напряже¬
ния установлены СНиП НА-10—71. При проектировании клее¬
ных деревянных конструкций в клеевых соединениях разли¬
чают нормативные и расчетные сопротивления. Нормативное
сопротивление определяют испытанием стандартных образцов
с обеспеченностью вероятности не менее 0,95. Оно определяется
по формуле
Ян = ДсР—aS,	(26)
где ДСр — среднее значение прочности склеивания; S — средне¬
квадратическое по результатам испытания образцов; а—коэф¬
фициент асимметрии.
Расчетные сопротивления, по которым определяют размеры
и устанавливают допустимость нормируемой прочности для
конкретных условий, определяются по формуле
=	(27)
где	Ki — коэффициент	безопасности,	устанавливаемый	из	воз¬
можной	неоднородности прочности	склеивания,	Kt—	коэффи¬
циент, учитывающий длительность эксплуатации, зависит от
упруговязких свойств клея. Для фенолокарбамидных смол Kt =
=0,4. Коэффициент безопасности определяется с учетом неод¬
нородности склеивания, оцениваемой по результатам испыта¬
ний с учетом коэффициента вариации ■0 достоверности резуль¬
татов t. Для вероятности 0,95 /=1,96.
*!= ■	(28)
100
Для древесины К\ = 1,2... 1,4.
Расчетная прочность склеивания выражается условием
Драс>-^-.	(29)
146

где Q — нагрузка, воспринимаемая клеевым соединением; п—
возможная ее концентрация; т — коэффициент, учитывающий
климатические условия; F—площадь клеевого соединения.
Технологичность изделий
Взаимосвязь конструктивных решений изделия с его произ¬
водством выражается сложной функцией, именуемой ком¬
плексным понятием —технологичность. В Единой системе
технологической подготовки производства технологичность рас¬
сматривается в совокупности свойств конструкции и качества
изделия. Качество изделия оценивается многими показателями,
которые указываются в его характеристике. Технологичность
объединяет часть этих показателей, связанных только с кон¬
структивными и производственными характеристиками изде¬
лия. Технические характеристики изделия, такие, как прочность,
надежность, жесткость и другие, имеют конкретное теоретиче¬
ское обоснование по результатам расчета. Соответствие и пра¬
вильность их можно проверить экспериментально.
Технологичность — сложная комплексная характеристика
изделия, выявляемая в затратах труда, средств, материалов,
времени и общей эффективности организации процесса произ¬
водства изделия на всех его стадиях.
Для современного механизированного и массового произ¬
водства технологичность имеет важное практическое значение.
Повышением технологичности изделия при конструировании
обеспечивается рост эффективности всех последующих стадий
организации его производства в повышении производительно¬
сти труда и возможности увеличения выпуска продукции без
дополнительных затрат средств и времени. Сложность и много¬
гранность понятия технологичности определяет и сложность ее
оценки. Технологичность можно оценить качественно и количе¬
ственно. Качественная оценка характеризует технологичность
изделия обобщенно, на основании производственного опыта.
Качественная оценка обычно предшествует количественной и
определяет ее целесообразность. Часто качественная оценка
определяется экспертным опросом и выражается в баллах, или
приоритетом выбора.
Количественная оценка технологичности выражается чис¬
ленными показателями, которые отражают степень удовлетво¬
рения предъявляемых к технологичности требований. Количе¬
ственная оценка технологичности целесообразна только по тем
признакам и свойствам изделия, которые существенно влияют
на удовлетворение конкретных требований к изделию со сто¬
роны интересов народного хозяйства и изготовителя изделия.
Количественная оценка технологичности более определенна,
позволяет конкретно выразить технологические свойства изде¬
147

лия и выбрать оптимальные пути их обеспечения. Технологич¬
ность изделия может проявляться в производстве и эксплуа¬
тации.
Производственная технологичность изделия определяет эф¬
фект при конструкторской и технологической подготовке произ¬
водства, а также в процессе производства и контроля качества
проектируемого изделия.
При эксплуатации технологичность проявляется в сокраще¬
нии затрат времени и средств на техническое обслуживание и
ремонт готового изделия. При оценке технологичности изделий
используется множество показателей, количественно отражаю¬
щих технологические свойства изделия. Показатели техноло¬
гичности изделия можно классифицировать по следующим
признакам: области проявления и анализа, системе оценки, зна¬
чимости, количеству характеризуемых признаков и способу вы¬
ражения. По области проявления показатели могут быть связаны
с производством или эксплуатацией изделия. По области ана¬
лиза они могут быть техническими и технико-экономическими.
К техническим относятся такие, как надежность, прочность,
масса, материалоемкость, унификация и др.; к технико-эконо¬
мическим - себестоимость, трудоемкость и т. д. По системе
оценки показатели технологичности разделяются на три вида:
базовые, проектируемого изделия, уровня технологичности. Ба¬
зовые показатели технологичности регламентируются соответ¬
ствующей отраслевой организацией в документации на изде¬
лие или принимаются из характеристик аналогичных изделий,
аттестованных по высшей категории качества. Показатели про¬
ектируемого изделия характеризуют квалифицированность ре¬
шения проблемы технологичности при проектировании кон¬
кретного изделия.
Показатели уровня технологичности регламентируются ди¬
рективной документацией, обусловливающей технический уро¬
вень производства. Приведенные показатели уровня техноло¬
гичности для конкретного изделия могут оцениваться как отно¬
шение достигнутых показателей к базовым. По значимости
показатели могут быть основными и дополнительными. Основ¬
ными показателями часто являются трудоемкость, технологи
ческая себестоимость. Дополнительными могут быть относи¬
тельная трудоемкость по отдельным видам работ, унифика¬
ция конструкции и применяемых технологических процессов
и т. п.
В некоторых случаях как приведенные, так и дополнитель¬
ные показатели могут быть основными, в других — наоборот. По
количеству характеризуемых признаков показатели технологич¬
ности различают на частные и комплексные. Частные показа¬
тели характеризуют технологичность только по одному свой¬
ству изделия, комплексные — по двум и более.

По способу выражения показатели могут быть абсолютные
и относительные. Абсолютные показатели характеризуют физи¬
ческие свойства изделия величиной с соответствующей размер¬
ностью, относительные—безразмерной величиной. Относитель¬
ные показатели должны иметь одинаковые пределы значений,
обычно от нуля до единицы.
В оценке технологичности конструкции изделия могут ис¬
пользоваться два приема в зависимости от принятых показате¬
лей: чем больше показатель, тем выше технологичность; чем
меньше — тем лучше технологичность. Второй прием более удо¬
бен в решении практических задач по оценке технологичности
изделий из древесины. Численные значения показателей техно¬
логичности изделий определяют по формулам, структура кото¬
рых обеспечивает их значение в установленных пределах. При¬
меняются формулы для единичных показателей в виде:
где К — частный показатель технологичности; А — показатель
проектируемого изделия; Б— показатель базового варианта;
Кк— комплексный показатель технологичности; K\KJ\i— част¬
ные показатели технологичности по 1, 2, и i-му свойству изде¬
лия; — число показателей, принятых для оценки технологич¬
ности; Kia — весомость, значимость частного показателя техно¬
логичности.
Возможно использование и других зависимостей с учетом
конкретных условий и методики оценки. При освоенной мето¬
дике оценки технологичности отработка изделия на технологич¬
ность производится также при подготовке производства. Тех¬
нологичность изделия при этом может повышаться от стадии
к стадии организации его производства. Практика показывает,
что около 60 % уровня технологичности изделия достигается
при разработке эскизного и технического проектов. Со стадии
опытного образца до серийного выпуска изделия имеется воз¬
можность еще повысить технологичность на 20 %.
К=А/Б или К = 1—А!Б при А
А = £/А при А>Б\ К=\ — МА при А>1;
или К, — \!А при А 3* 1;
(30)
для комплексных показателей
г U. Kt v
Кк  или Кк
д*.
2ДГ* *
(31)
.к
149

Оценка технологичности изделий из древесины представляет
собой типичную инженерную задачу, не имеющую однознач¬
ного решения. Технологичность должна быть согласована с це¬
ной изделия и потребительскими требованиями к изделию,
включая эстетические.
Если необходимо обеспечить проектируемое изделие высо¬
ким уровнем технологичности, задача решается, по ходу тех¬
нологической подготовки производства последовательным оп¬
ределением и анализом единичных оценок технологичности по
частным показателям относительно базового изделия; при со¬
ставлении задания, конструировании и подготовке произ¬
водства.
Когда необходимо из группы изделий выбрать наиболее тех¬
нологичное, определяются комплексные показатели технологич¬
ности каждого изделия и путем сопоставления их выбирается
наиболее технологичное изделие. Оценка технологичности кон¬
кретных изделий должна производиться только по апробиро¬
ванной методике, приемлемой для этих изделий.
Отличительные признаки изделий из древесины определяют
необходимость применения различных методик, которые разра¬
батывают в следующей последовательности:
устанавливают исходные данные, которые характерны для
изделия и методов его изготовления и существенно оказывают
влияние на основные показатели технологичности;
проводят анализ этих данных для определения требований
к технологичности на основе типовых аналогов, возможностей
применения новых материалов и прогрессивной технологии;
обрабатывают результаты анализа для выявления конкрет¬
ных показателей, определяющих технологичность;
выбирают показатели оценок технологичности, их значи¬
мость регрессионным анализом или экспертным методом и ог¬
раничивают их количество;
выводят формулы для расчета показателей;
ведут расчет численных значений частных показателей и ус¬
танавливают закон суммирования их для определения ком¬
плексного показателя технологичности.
Для правомерности суммирования различных показателей
необходимо привести их к безразмерным величинам. Это до¬
стигается использованием при суммировании относительных
значений показателей технологичности или путем определения
приведенных коэффициентов весомости каждого показателя
в общей оценке. Для оценки технологичности клееных деревян¬
ных несущих конструкций по ГОСТ 4.208—79 предлагается,
например, две группы показателей: материалоемкость, рацио¬
нальность конструктивного решения.
В группу материалоемкости включены такие частные пока¬
затели, как расход пиломатериалов, клея, металла и т. п.
150

В группу рациональности конструктивного решения включа¬
ются общее количество деталей, типоразмеров сечений пилома¬
териалов, трудоемкость изготовления, количество этапов склеи¬
вания, сложность геометрических форм сечений клееных бло¬
ков и т. п.
В оценке технологичности корпусной мебели наряду с тру¬
доемкостью и материалоемкостью пользуются такими част¬
ными показателями, как унификация размеров, технологиче¬
ская сложность, сложность сборки, оптимальность конструкции
и т. п.
Для оценки технологичности других изделий могут исполь¬
зоваться другие показатели.
Количество показателей, используемых при оценке техноло¬
гичности, определяет точность и вероятность се оценки. Уве¬
личение количества показателей позволяет в более высокой сте¬
пени дифференцированно выявить различие, оценить и сопо¬
ставить группу изделий по технологичности. В то же время
большое число показателей делает решение задачи более гро¬
моздким. Необходимо рационально использовать минимальное
число частных показателей, имеющих наиболее существенное
влияние на технологичность конкретных изделий из древесины
при существующих условиях производства. Оценка технологич¬
ности изделия по техническим показателям, характеризующим
свойства составных частей изделия, эффективна при разра¬
ботке новых изделий.
Для анализа технологичности изделий по имеющейся доку¬
ментации можно выбрать из многих наиболее технологичные
и сопоставить их технико-экономические показатели, например
технологическую стоимость, которая может быть основным
комплексным показателем технологичности конструкции изде¬
лия. Технологическую себестоимость принято делить на две
составные части расходов: прямые и косвенные. К прямым рас¬
ходам относят: стоимость материалов, покупных комплектую¬
щих изделий и полуфабрикатов, зарплату производственных ра¬
бочих, расходы на подготовку производства и освоение выпуска
изделия, стоимость топлива и электроэнергии, услуги коопери¬
рованных предприятий. Косвенные затраты включают: расходы
на содержание и эксплуатацию оборудования, цеховые и об¬
щезаводские расходы, стоимость потерь от брака, внепроизвод-
ственные расходы. Величина затрат по каждой группе опреде¬
ляется нормативами и сметами расходов производства базовых
изделий.
Технологическая себестоимость может быть рассчитана на
заготовку, деталь, сборочную единицу или изделие, комплект
(набор мебели).
Общие требования по технологичности изделий сводятся
к следующим положениям.
151

Классификация
изделий
и их элементов
Установление
критерия
технологичности
Выбор изделия
Сэлементов)
параметров, которые
оптимизируются
изделия
Установление
показателей,
входящих в систему
ограничении
Аппроксимация модели.
Выбор метода оптими¬
зации пирометров
технологичности
Формализация тех¬
нологических приз¬
наков изделия для
разработки модели
Разработка мате¬
матической модели
по технологичности
конструкции
Алгоритма-Нет
разработан?, ^
Разработка
программы, реали¬
зующей алгоритм
технологичности
Разработка нормативной
технической документации
обеспечения технологичности
изделия
Рис. 38. Блок-схема отработки изделия на технологичность
Конструкция изделия должна состоять из стандартных и
унифицированных элементов. Детали необходимо изготавли¬
вать из стандартных заготовок или форматов; они должны
иметь оптимальную точность и шероховатость, которые обеспе¬
чиваются типовыми технологическими процессами. Методы из¬
готовления деталей должны быть прогрессивными, с высокой
производительностью, простотой контроля и минимальными по¬
терями материалов. Используемые в конструкции материалы
не должны быть дефицитными, их следует ограничить по ви¬
152

дам, типам и массе. Конструкция сборочной единицы изделия
должна допускать возможность компоновки ее из стандартных
и унифицированных частей. Сборка и применяемые соединения
должны быть простыми, позволяющими использовать базовую
часть изделия, механизацию и автоматизацию. Базовая часть
изделия должна формироваться на основе использования кон¬
структивных сборочных баз в качестве технологических и из¬
мерительных. Количество мест и поверхностей соединений дол¬
жно быть минимальным. Они должны быть легкодоступны ме¬
ханизации сборки и контролю качества. Значения некоторых
частных показателей технологичности конструкции корпусной
мебели определяются из следующих соотношений достижимых
пределов: оптимальность конструкции (1—1/D) — 0,8,.. 0,9395;
унификация сборочных единиц HID=0,41.. .0,80; рациональ¬
ность компоновки—(1—V/D) =0,93.. .0,9827. В этих соотно¬
шениях приняты обозначения: D — число деталей в изделии;
Н — количество типоразмеров сборочных единиц; V — объем
изделия по габариту, м3.
Алгоритм отработки изделия на технологичность показан на
схеме рис. 38.
Глава 4
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ДЕТАЛЕЙ
И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ
§ 21. ТОЧНОСТЬ И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ
Понятия точность и взаимозаменяемость широко исполь¬
зуются в современном производстве и взаимосвязаны. Точность
оценивает соответствие результата исполнения процесса фор¬
мирования измеряемых и контролируемых параметров деталей,
изделий, характеристик режимов и процессов заданным значе¬
ниям. Точность выявляется сопоставлением заданных или нор¬
мируемых значений контролируемых параметров с фактиче¬
скими их значениями, определенными измерениями.
Количественным критерием оценки точности является по¬
грешность. Погрешность может быть абсолютной и относитель¬
ной. Абсолютная погрешность представляет собой алге¬
браическую разность между действительным и нормируемым
значением контролируемого параметра, измеренного с опреде¬
ленной точностью. Абсолютная погрешность имеет размерность
контролируемого параметра, относительная — определя¬
ется как отношение абсолютной погрешности к величине задан¬
ного значения контролируемого параметра. Она может выра¬
жаться в долях или в процентном безразмерном отношении.
Для определения точности необходимо измерить действитель¬
ное значение контролируемого параметра.
153

Измерение, как и всякий процесс, также характеризуется
точностью, оцениваемой погрешностью измерения. Для досто¬
верности оценки точности контролируемого параметра необхо¬
димо учитывать погрешность измерения. Погрешность измере¬
ния должна быть во много раз меньше погрешности, исполь¬
зуемой в оценке точности измеряемого параметра. Порядок
вычисления и представления результатов измерения изложен
в ГОСТ 8.011—72. В технологическом процессе точность кон¬
тролируемых параметров может оцениваться прямым или кос¬
венным измерением. При косвенных измерениях оценку точно¬
сти получают путем пересчета результата прямых измерений
вспомогательного параметра, который связан с контролируе¬
мым предварительно установленной зависимостью. Например,
точность объема детали можно определить по ее массе с уче¬
том того, что масса связана с объемом через плотность.
При косвенных измерениях в результат оценки точности бу¬
дет еще входить и возможная погрешность связи контролируе¬
мой величины с измеряемой. Применительно к приведенному
примеру такая погрешность может возникнуть из-за того, что
плотность древесины находится в зависимости от ее влажности
и места произрастания данной породы дерева и т. п. При
оценке точности величина абсолютной погрешности является
результатом сложения комплекса всех элементарных погреш¬
ностей, обусловленных многими причинами.
При механической обработке заготовок в производстве из¬
делий из древесины характеристика точности используется
в основном при оценке качества исполнения детали по трем
контролируемым ее параметрам: форме, линейным размерам и
характеристике полученных поверхностей. Эти параметры яв¬
ляются результирующими в проявлении сочетания таких тех¬
нологических характеристик процесса обработки, как точность
режимов, базирования, настройки и т. д., каждая из которых
оказывает свое определенное влияние на точность детали как
обобщающую оценку всего процесса. Стабильное исполнение
технологического процесса с постоянной точностью дает воз¬
можность получить все изготавливаемые изделия практически
одинаковыми, оцениваемыми общим понятием — взаимозаме¬
няемостью.
Взаимозаменяемость является важнейшим условием ста¬
бильной работы современного производства. Обеспечение вза¬
имозаменяемости обусловливает необходимость нормирования
точности изготовления деталей. Взаимозаменяемость способст¬
вует высокой эффективности массового производства при опти¬
мальном уровне качества продукции. Она органически связы¬
вает по точности исполнения в единое целое конструирование,
технологию и контроль, гарантируя этим единством эффектив¬
ность производства и высокое стабильное качество продукции.
154

Кроме того, взаимозаменяемость означает равнозначность па¬
раметров и свойств объектов одинакового назначения. В техни¬
ческом понимании это единство размерных, механических, фи¬
зико-химических, гидравлических, электрических, эстетических
и других характеристик объектов или параметров. Если все
объекты одного назначения имеют в практике, одинаковые ха¬
рактеристики по всем свойствам, то при таком условии обеспе¬
чивается их полная взаимозаменяемость. Совпадение только
некоторых характеристик у всех объектов или совпадение всех
характеристик у некоторых объектов обеспечивает частичную
или неполную взаимозаменяемость.
При изготовлении изделий сложных конструкций, больших
объемах выпуска, серийном проектировании с унификацией из¬
делий, специализации и автоматизации производства необхо¬
димо создавать условия для обеспечения взаимозаменяемости.
Четкая нормальная и эффективная работа современного про¬
изводства возможна только благодаря обеспечению технологи¬
ческой взаимозаменяемости, которая создает благоприятные
условия для технологического процесса при изготовлении боль¬
шого количества изделий, требуемого качества с минималь¬
ными затратами труда и средств. Для того Чтобы стабильно
функционировали все изготавливаемые изделия в течение дли¬
тельного периода их эксплуатации, необходимо обеспечить
функциональную взаимозаменяемость, одинаковую надежность
всех составных частей этих изделий. Функциональная взаимо¬
заменяемость составных частей изделия достигается нормиро¬
ванной точностью их изготовления по системе допусков и
посадок. Еще на стадии проектирования изделий путем согла¬
сования свойств исходных материалов с особенностью техноло¬
гических систем, точностью исполнения и контроля всех осу¬
ществляемых 'технологических операций предусматривается
функциональная взаимозаменяемость для обеспечения надежно¬
сти и оптимального качества изделий при эксплуатации.
Изменчивость свойств древесины, наличие в ней природных
дефектов и ее анизотропия осложняют возможности обеспече¬
ния в деревообработке полной взаимозаменяемости. В произ¬
водстве изделий из древесины широко используют пока только
принципы технологической и функциональной взаимозаменяе¬
мости, обеспечиваемые соответствующим нормированием и
контролем точности исполнения, оцениваемой погрешностями
по форме, размерам и качеству обработки' поверхности. Эти
принципы достигаются соблюдением единых правил и условий
при проектировании, конструировании и изготовлении изделий
из древесины. Изготавливаемые по таким принципам детали
одного назначения при применении их будут иметь практически
одинаковую форму, размеры и характеристики качества по¬
верхностей. Любая из таких деталей без подбора и подгонки
155

может быть использована при сборке изделий. Качество полу¬
чаемых при этом изделий будет соответствовать всем заложен¬
ным конструкторами параметрам и полностью отвечать требо¬
ваниям по своему назначению.
Чертеж и действующие стандарты являются нормативной
основой обеспечения технологической и функциональной вза¬
имозаменяемости. Эти основы формируются на теоретических
исследованиях и результатах изучения реальных возможностей
производства и оптимизации качества продукции. Состояние
технологической системы (оборудование, приспособление, ин¬
струмент, измерительная техника, методы и средства контроля)
и технический уровень производства создают материальную ос¬
нову обеспечения взаимозаменяемости. Единство нормативной
и материальной основы обеспечивают оптимальные условия
практического достижения взаимозаменяемости и значитель¬
ную эффективность производства, работающего на единых
принципах взаимозаменяемости.
Изделия из древесины формируют из сборочных единиц, ко¬
торые собирают из отдельных деталей, изготавливаемых по не¬
зависимым технологическим потокам. Если производство орга¬
низовано на принципах взаимозаменяемости, то при сборке из¬
делий не потребуется подбор или дополнительная обработка
изготовленных независимо друг от друга деталей. Получаемые
сборочные единицы из этих деталей также будут взаимозаме¬
няемыми без дополнительной обработки. Это очень важно для
условий индустриального производства. Дополнительная обра¬
ботка деталей для подгонки их при сборке может быть только
в индивидуальном порядке и требует значительных трудоза¬
трат, иногда превышающих затраты на изготовление самой де¬
тали в поточном производстве. При подгонке не исключена
возможность ошибок, которые снижают качество изделий, тре¬
буются дополнительные производственные площади и специа¬
листы.
Опыт внедрения принципов взаимозаменяемости в дерево-
обработку показал ее высокую экономическую эффективность:
сокращается длительность производственного цикла, повыша¬
ется технический уровень производства, ускоряется оборачи¬
ваемость оборотных средств, повышается культура производ¬
ства, снижается трудоемкость сборки и т. д. Обеспечение тех¬
нологической и функциональной взаимозаменяемости в произ¬
водстве мебели позволяет организовать выпуск изделий без
предварительной сборки.
При такой организации производства изделия отправляют
потребителю в разобранном виде. Это обеспечивает значитель¬
ный эффект по следующим показателям: повышается произво¬
дительность труда на 4%; увеличивается выпуск продукции на
имеющихся производственных площадях на 9—10 %; снижаются
156

себестоимость продукции и транспортные расходы на 4%; со¬
кращается потребность в упаковочных материалах на
38%.
Факторы, влияющие на точность обработки детали
При изготовлении детали выполняется ряд последователь¬
ных технологических операций с применением технологической
системы: различных станков, инструментов, приспособлений и
приборов. Предписанная конструктором точность детали дости¬
гается в результате проявления всех факторов технологиче¬
ского комплекса обработки, которые оказывают свое влияние
на процесс формирования размеров, форму и качество поверх¬
ности. На рис. 39 схематически показаны важнейшие факторы,
оказывающие влияние на процесс формирования основных гео¬
метрических параметров детали при обработке ее на одной тех¬
нологической операции. Поскольку входные параметры заго¬
товки при переходе от одной операции к другой изменяются,
влияние этих факторов на точность исполнения операции мо¬
жет быть различным. Точность основных параметров детали
фиксируется контролем после выполнения завершающей опера¬
ции всего технологического комплекса ее обработки. Однознач¬
ность установленной формы, размеров и качества обработки
детали фиксируется конструктором на чертеже изображе¬
нием ее проекции и соответствующими стандартными услов¬
ными обозначениями. Наглядность, определенность и простота
представления детали и изделия достигается благодаря совме¬
щению характерных поверхностей, линий и осей с системой ко¬
ординат на чертеже.
Простым воображением представляются в пространстве по¬
верхности и линии, с помощью которых конструктор указывает
на чертеже необходимую и достаточную информацию о форме
и размерах проектируемого изделия, которое образует кон¬
структорские базы. Конструкторскими базами могут быть ре¬
альные поверхности детали, воображаемые оси симметрии или
плоскости сечений, от которых указываются размеры или коор¬
динаты профиля. На рис. 40 показана ножка стола сложной
формы. Чтобы показать эту форму и размеры сечения, исполь¬
зуют проекции ножки на координатные плоскости и указывают
координаты отдельных точек профиля на определенных уров¬
нях от начала отсчета, обозначенных цифрами от 1 до 14.
Для получения конкретной детали технолог назначает ком¬
плекс последовательных технологических операций в зависимо¬
сти от вида исходного сырья. Благодаря выполнению этих опе¬
раций при последовательном изменении формы, размеров и
свойств исходный материал с предписанной точностью превра¬
щается в соответствующее изделие. Нужную форму и размеры
157

Рис. 39. Схема факторов, влияющих на процесс формирования геометрических параметров

Рис. 40. Представление сложной
формы деталей координатным мето¬
дом
детали получают механиче¬
ским воздействием на мате¬
риал путем резания, гнутья
или прессования. Для этого
материал необходимо распо¬
лагать рациональным обра¬
зом относительно режущего
инструмента, образующего
форму и размеры детали.
Для ориентации материала при
ских операций используют
которые являются
выполнении технологиче-
реальные поверхности заготовок,
технологическими базами. Процесс уста¬
новки заготовок для их обработки при этом называют техно¬
логическим базированием. К технологическим базам
относятся также поверхности, которые используют при кон¬
трольных измерениях для оценки точности выполнения техно¬
логических операций. Поверхности и линии, от которых произ¬
водят начало отсчета при контроле размеров и формы измере¬
нием детали, называют измерительными базами. При контроле
размеров ножки стола, показанной на рис. 40, измерительной
базой будут линии, от которых указаны размеры и уровни, от¬
меченные цифрами от 1 до 14 от конца ножки.
При формировании изделия или его сборочных единиц об¬
разующие их детали ориентируют относительно друг друга, ис¬
пользуя у каждой из них определенные поверхности. Такие по¬
верхности у деталей называют сборочными базами. Поверхно¬
сти, с помощью которых при сборке детали ориентируются
в пространстве, являются основными базами. Поверхно¬
сти, ориентирующие присоединяемые детали относительно ос¬
новной базы, являются вспомогательными. Технологиче¬
ские базы в зависимости от их использования в процессе изго¬
товления детали и изделия можно разделить на три группы:
установочные, используемые при установке заготовки на станке;
измерительные, применяемые для контроля; сборочные, ис¬
пользуемые при сборке изделия.
Погрешности, имеющиеся при использовании технологиче¬
ских баз, оказывают свое прямое влияние на точность изготов¬
ляемых изделий. При определенных условиях эти погрешности
могут суммироваться таким образом, что погрешность в изго¬
товлении изделий будет значительно больше погрешностей, ко¬
торые имеются при изготовлении деталей и составных частей
изделий. При базировании заготовки на станке для механиче¬
ской обработки совмещают ее базирующие поверхности с опор-
159

ным11 точками или базирующими поверхностями станка, кото¬
рые обеспечивают полную определенность получения после об¬
работки нужных размеров и формы детали. Определенность
базирования необходимо сохранить на весь период выполнения
операции механической обработки. Это достигается обеспече¬
нием постоянного контакта заготовки с опорными точками, по
которым произведено базирование. Постоянство контакта заго¬
товки с опорными точками при базировании достигается сило¬
вым замыканием. Силовое замыкание при базировании может
обеспечиваться силами трения, упругими силами материала,
специальными зажимами и т. д. При силовом замыкании воз¬
никают контактные напряжения, при этом возможны некоторые
деформации заготовки, которые могут повлиять на точность
обработки. Для устранения влияния этих факторов необходимо
установить удобное место приложения сил и рациональную по¬
следовательность нх действия, исключающую изменение поло¬
жения и формы заготовки при базировании. Если жесткость
заготовки или ее форма не обеспечивает надежного предела
силового замыкания, при базировании используют приемы, сни¬
жающие усилие закрепления, или приспособления, повышаю¬
щие жесткость заготовок. Например, раскрой шпона произво¬
дят в пачке, прижимаемой к столу прижимом. Необходимое
совмещение базирующих поверхностей станка и заготовки воз¬
можно, если они имеют совпадающие правильные геометриче¬
ские формы (плоскости, цилиндры и т. п.). Это обусловливает
необходимость обязательной обработки базовых поверхностей
заготовки с обеспечением надлежащей геометрической точно¬
сти их по форме.
В процессе всего комплекса технологических операций ме¬
ханической обработки заготовок могут изменяться их базовые
поверхности. Изменение может быть преднамеренным, вызван¬
ным условиями обработки, или непреднамеренным. Изменение
технологических баз в процессе механической обработки заго¬
товки обычно снижает точность ее формы и размеров. На всех
технологических операциях следует стремиться использовать
одни и те же технологические базы. Это обеспечит макси¬
мально возможную точность обработки заготовок без повыше¬
ния требований к точности исполнения отдельных операций.
Базирование заготовок может быть подвижным, неподвиж¬
ным и в центрах. При подвижном базировании заготовка пере¬
мещается по неподвижному базирующему элементу станка
(столу, линейке, шинам и т. п.). При неподвижном базирова¬
нии заготовка закрепляется на подвижном элементе станка
(конпейер, каретка и т. п.). Более высокая точность обработки
детали достигается при неподвижном базировании заготовки,
которое используется при позиционном и позиционно-проход¬
ном методе обработки. Подвижное базирование применяют на
160

проходных операциях при продольном фрезеровании заготовок,
имеющих грубо обработанные поверхности, для получения чи¬
стых, определенно ориентированных поверхностей, которые
в дальнейшей обработке используют при неподвижном и по¬
движном базировании и обеспечивают высокую точность полу¬
чаемой детали. Базирование в центрах используют при объем¬
ной обработке заготовок точением и копированием. В качестве
технологических баз необходимо выбрать те поверхности или
оси детали, относительно которых должны занимать опреде¬
ленное положение другие ее поверхности, подлежащие форми¬
рованию на данном переходе или операции. Для требуемой точ¬
ности безразлично, какая из двух поверхностей, ограничиваю¬
щих данный размер, будет принята за базу. В первую очередь
следует выбирать базы, обеспечивающие наибольшую точность
поворотов заготовки, а затем — обеспечивающие ее линейные
размеры.
Для достижения наибольшей точности положения заготовки
при ее повороте в качестве технологической базы следует ис¬
пользовать поверхность с наибольшими размерами. В качестве
измерительных баз рационально выбирать такую поверхность,
с которой связаны другие поверхности детали в процессе ее ис¬
пользования. Обычно измерительные и сборочные базы совпа¬
дают. Это условие повышает точность сборочных единиц, ис¬
ключает необходимость их дополнительной обработки.
При взаимодействии резца и заготовки возникают силы ре¬
зания и препятствующие им силы внутреннего сопротивления.
Если процесс резания осуществляется перемещением заготовки,
то возникают силы трения и преодолевающие их силы подачи.
Названные силы в комплексе непостоянны во времени, что
обусловливает возможность проявления в процессе резания ди¬
намических погрешностей. Величины динамических погрешно¬
стей при обработке резанием заготовок зависят от неоднород¬
ности материала, неравномерности припусков, жесткости си¬
стемы крепления детали и резца, вибрации, размерного износа,
инструмента, деформации заготовки из-за перераспределения
внутренних напряжений и квалификации рабочего, устраняю¬
щего некоторые из этих причин. Неоднородность материала яв¬
ляется природным фактором свойства древесины. Оказывать
влияние на нее в процессе обработки ие представляется воз¬
можным. Неравномерность припусков влияет на неравномер¬
ность толщины срезаемого слоя древесины и соответственно
на усилие резания и шероховатость поверхности. Вероятность
исключить эту причину путем повышения точности формирова¬
ния припуска в пределах одной заготовки гораздо меньше, чем
у разных заготовок. Поэтому разница погрешности в пределах
одной заготовки меньше, чем разница погрешностей у разных
заготовок, одновременно обработанных.
6 : ini;.чз № 2177
161

Жесткость системы крепления детали и резца определяется
как отношение приращения силы к приращению деформации
в направлении действия этой силы:
f = dP/dE, Н/мм.	(32)
Жесткость системы, т. е. ее деформация, проявляется в ме¬
сте формирования размера, а сила проявляется в месте ее дей¬
ствия. При этом учитывается и пругая деформация заготовки,
обусловленная особенностью ее закрепления. Увеличение жест¬
кости системы крепления резца и заготовки способствует умень¬
шению погрешности обработки. Это достигается путем сокра¬
щения числа звеньев в этой системе, увеличением усилий за¬
крепления и площадей контактов при базировании.
Динамическая неуравновешенность системы резец — деталь
порождает вынужденную вибрацию. Кроме вынужденной виб¬
рации, в системе резец — деталь возникают автоколебания, пер¬
востепенная причина которых пока не выяснена. Считается, что
частота колебаний в системе резец—деталь соответствует соб¬
ственной частоте колебаний всего станка как сложной колеба¬
тельной системы. Если частота изменения силы резания совпа¬
дает с собственной частотой системы, возникает явление авто¬
резонанса. Результатом авторезонанса и является резкое возра¬
стание величины погрешности.
Для устранения влияния вибрации на точность размеров
используют демпфирование или увеличивают жесткость си¬
стемы с целью повышения собственных частот и уменьшения
амплитуды, которая является непосредственной причиной про¬
явления погрешности.
При износе инструмента постоянно изменяется во времени
расстояние режущих граней от поверхности базирования. Из¬
нос зависит от стойкости инструмента, его геометрии, режимов
резания, вида материала и времени. В начальный период износ
инструмента резко увеличивается, что отражается на точности
обработки заготовок. Интенсивность начального износа зависит
от качества заточки инструмента. В дальнейшем наступает
фаза нормального износа, в которой величина износа инстру¬
мента изменяется пропорционально времени его работы, точ¬
ность при этом стабилизируется. В третьей фазе работы проис¬
ходит выход инструмента, точность резко падает, требуется его
замена.
Деформация заготовок из-за перераспределения внутренних
напряжений обычно проявляется после удаления поверхност¬
ных слоев с заготовки при выполнении операции со снятием
слоя. При одностороннем фрезеровании прессованных и клее¬
ных материалов происходит нарушение равновесия внутренних
сил и напряжений. Это приводит к короблению заготовок и рез¬
кому снижению точности их формы. Для устранения этого же-
162

латсльно перед обработкой заготовок снизить эти внутренние
напряжения. Снижение внутренних напряжений в клееных де¬
талях путем локального их перераспределения возможно тер¬
мической обработкой или с помощью ультразвукового воздей¬
ствия. Высокая частота (до 40 кГц) знакопеременного силового
воздействия ультразвуковых колебаний на напряженные внут¬
ренние слои клееных деталей определяет перераспределение
п них внутренних напряжений. Ультразвуковые колебания спо¬
собствуют протеканию процесса пластификации материала
в микрообъемах со снижением внутренних напряжений, вызы¬
вающих коробление заготовок.
В обеспечении точности деталей одним из важнейших фак¬
торов является настройка оборудования, которую осущест¬
вляет рабочий до проведения технологической операции. Ква¬
лификация рабочего, условия работы и применяемые методы
настройки должны исключать ошибки. Настройка, как и вся¬
кий процесс, характеризуется точностью. При этом погрешно¬
сти в настройке по своей величине могут перекрывать все ос¬
тальные погрешности. Настройку оборудования следует произ¬
водить с максимально возможной точностью к предписанному
параметру обработки.
Точность размеров деталей
В современном производстве одноименные детали изготав¬
ливают партиями. Точность каждого параметра детали можно
оценить величиной его погрешности, которая является резуль¬
татом влияния на процесс формирования деталей множества
различных факторов (см. рис. 39), каждый из которых опреде¬
ляет свою элементарную погрешность. Элементарные погреш¬
ности, возникающие при изготовлении деталей партиями, при¬
нято делить на две группы в зависимости от характера по¬
рождающих их причин: случайные и систематические. Если
погрешность вызвана случайным сочетанием многих факторов,
каждый из которых выявить и учесть не представляется воз¬
можным, ее считают случайной. Различие, входных параметров
заготовки вызывает в совокупности проявление случайных по¬
грешностей. Систематические погрешности порождаются при¬
чинами, которые можно проконтролировать. Они могут быть
во времени постоянными или переменными, но их можно учесть
и принять меры к устранению, чтобы повысить точность изго¬
товления.
Сочетание случайных и систематических погрешностей при
изготовлении партии деталей одного назначения приводит к яв¬
лению рассеяния размеров. Это проявляется в том, что изготов¬
ленные в одной партии детали отличаются друг от друга, но
среди изготовленных в этой партии деталей всегда имеются две
характерные только для этой партии: деталь с наименьшим и
6*
163

наибольшим действительными размерами. Все другие детали
этой партии будут иметь размеры между этими предельными
значениями. Такой подход упрощает оценку точности изготов¬
ления всей партии деталей одного назначения. Точность изго¬
товления всей партии деталей можно охарактеризовать двумя
предельными для этой партии погрешностями деталей, имею¬
щих наибольший и наименьший действительные размеры.
v При ограничении точности изготовления партии деталей по¬
грешность детали с наибольшим размером называют верхним
отклонением размера данной партии, а с наименьшим —
нижним отклонением. Однородность размеров всех де¬
талей в этой партии можно охарактеризовать разностью между
верхним и нижним отклонениями. Чем меньше эта разность,
тем ближе размеры у всех деталей, тем точнее изготовлена
партия деталей.
Погрешность каждой детали в партии является результатом
суммирования элементарных погрешностей, вызванных соответ¬
ствующими причинами при ее изготовлении. Задача суммиро¬
вания элементарных погрешностей является основой для оценки
точности изготовления деталей. Погрешности могут быть зависи¬
мыми от номинального размера — м у л ь т и п л и к а т и в н ы м и
и независимыми-- а д д ит и в н ы м и. При суммировании эле¬
ментарных погрешностей используют определенные положения:
систематические погрешности суммируют алгебраически, слу¬
чайные— с учетом их среднеквадратических значений.
Отдельные элементарные составляющие погрешностей мо¬
гут быть коррелированы между собой. Корреляционные связи
при суммировании элементарных погрешностей следует учиты¬
вать, чтобы уменьшить ошибку суммирования. При суммиро¬
вании элементарных погрешностей систематические составляю¬
щие, закономерность проявления которых не изучена, отно¬
сятся к случайным. При этом считают, что случайные погреш¬
ности независимы друг от друга. Имея данные о точности
каждой детали, изготовленной без изменения технологии и ре¬
жимов, можно графически представить зависимость между ве¬
личиной погрешности и вероятностью ее появления. Такая зави¬
симость устанавливает частную закономерность распределения
погрешностей для конкретной партии изготовленных деталей.
Изучая распределения случайных величин, Гаусс установил
и математически описал закон нормального распределения слу¬
чайных величин. Если к случайным погрешностям приобща¬
ются невыявленные систематические, то установленная Гауссом
закономерность изменяется, проявляются другие — законы рас¬
пределения. В ГОСТ 16467—-70 представлены графически
формы кривых распределения погрешностей некоторых наибо¬
лее часто встречающихся законов по оценке точности изготовле¬
ния деталей. Важной характеристикой любого закона распре¬
164

деления погрешностей является поле рассёяния, которое равно
разности между возможными с определенной вероятностью
максимальной и минимальной погрешностями. Суммирование
случайных погрешностей проводится согласно положениям тео¬
рии вероятности с учетом их среднеквадратических значений.
Поле рассеяния случайных погрешностей во всех законах рас¬
пределения определяется в зависимости от среднеквадратиче-
ского отклонения погрешности, которое определяется по фор¬
муле
„	.	/№|-Х) I2
где 5 — средисквадратическое отклонение погрешности кон¬
тролируемой партии деталей; X,-— конкретный размер 1-й_де-
тали; щ — число деталей в партии, имеющих размеры X,-; X —
средний размер деталей в данной партии, определяемый из со¬
отношения
X^'S.XtnJT.nt.	(34)
Отношение я,/2/г,- характеризует вероятность погрешности
г-й детали относительно всего объема партии. Если случайная
величина Xi представляет собой сумму большого числа вза¬
имно независимых величин, влияние каждой из которых на эту
величину мало, то X; имеет распределение, близкое к нормаль¬
ному. Практикой доказано, что в деревообработке при устой¬
чивом технологическом процессе изготовления деталей на стан¬
ках рассеяние их размеров преимущественно подчиняется
закону нормального распределения. Закон нормального рас¬
пределения случайных величин описывается уравнением
Р{ = ехр [ — (Х;—X)V2S2\/^S ,	(35)
где Pi — вероятность появления текущего значения размера;
л=3,14; S — среднеквадратическое отклонение процесса фор¬
мирования погрешностей; X — среднее значение размера.
Учитывая, что Рг=Я;/2я;, заменяя значение Ул/2п S = 0,4 и
обозначая (Xt—X)2/S2=Z2, получим nij'Ztii — (0,4/5)с" /'“12 или
П( = (0,42/i,/S) exp (—Z2/2).	(36)
Для удобства графического построения кривой закона нор¬
мального распределения, зная S при Z—0, находят максимум
функции как
nmx^0,4Im/S;_	(37)
165

Рис. 41. Кривая нормального
распределения размеров в од¬
ной партии деталей
Как видно из этой
формулы, значение мак¬
симальной ординаты за¬
висит от объема партии
деталей и среднеквадра¬
тического отклонения их
погрешностей. Если мак¬
симальную ординату кри¬
вой нормального распре¬
деления рассматривать
как вероятность в продентном отношении, получим
«max/Sn^Pmnc-40/S, %.	(38)
Эта зависимость свидетельствует, что кривые закона нор¬
мального распределения при среднем значении погрешности
имеют максимальную вероятность, величина которой обратно
пропорциональна среднеквадратическому отклонению. Поле
рассеяния случайных величин, распределяемых по закону нор¬
мального распределения, ограничено практическими пределами
X±3S. В этом пределе находится 99,73 % всего количества рас¬
пределяемых величин. При оценке точности изготовления дета¬
лей необходимо учитывать явление рассеяния их размеров
в большинстве случаев по закону нормального распределения.
Точность изготовления деталей в конкретной партии с ха¬
рактеристикой значения среднего размера X и среднеквадрати¬
ческого отклонения S можно оценить количеством деталей, не
соответствующих предписанным пределам. Для закона нор¬
мального распределения это количество определяется следую¬
щим образом. Для наглядности построим кривую нормального
распределения для изготовленной /-й партии деталей со значе¬
нием X и S,-. Ординаты теоретической кривой чаще всего сим¬
метричны относительно Хс и определяются в зависимости от
значения птах:
fl$~Y;ИГ.!; V.	(39)
где У8 — коэффициент, табулированный для закона нормаль¬
ного распределения в зависимости от абсциссы, выраженной
в долях 5. Поскольку практические границы закона нормаль¬
ного распределения лежат в пределах ±35 от среднего значе¬
ния X, то при графическом построении кривой нормального
166

7. ЗНАЧЕНИЯ Фг ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ Z, %
Z
Z
фг
X
Z
фг
0
0
0,70
25,800
1,60
44,520
2,60
49,530
0,01
0,400
0,75
27,300
1,70
45,540
2,70
49,650
0,02
0,800
0,80
28,810
1,75
45,990
2,80
49,740
0,03
1,200
0,85
30,200
1,80
46,610
2,90
49,810
0,04
1,600
0,90
31,590
1,85
46,780
3,00
49,865
0,05
1,990
1,00
34,120
1,90
47,130
3,20
49,931
0,10
3,980
1,10
36,430
2,00
47,720
3,40
49,966
0,20
7,930
1,20
38,490
2,10
48,210
3,60
49,984
0,30
11,790
1,25
39,440
2,20
48,610
3.80
49,883
0,40
15,540
1,30
40,320
2,30
48,930
4,00
49,997
0,50
19,150
1,40
41,920
2,40
49,180
4,50
49 ,9997
0,60
22,570
1,50
43,320
2,50
49,320
5.00
49,9999
распределения по шести точкам jjnaneHjn величины У8 берут
только для абсцисс относительно А±5; А4"25'; X-L35. Эти зна¬
чения соответственно равны для У±5=0,607; У±25=0,135 и ^±35=
=0,011. В справочниках имеются даннные значений У6 для про¬
межуточных точек.
На рис. 41 показана кривая нормального распределения де¬
талей, изготовленных в одной партии. Закон нормального рас¬
пределения позволяет определять количество деталей, ограни¬
ченных определенными предельными значениями размера. Для
вычисления количества деталей, имеющих ограничение в пре¬
делах А7]—А2, необходимо определить значения Zi=(A—Ai)/5
и Z2 = (А2 -X)/S, по которым с помощью таблиц найти значе¬
ния Фг, и Ф^, площади кривой нормального распределения, ог¬
раниченные между Х\ и А и А—А2. Значения Фг табулированы
по величине Z. Общая площадь и соответственно общее количе¬
ство деталей в пределах Zx—Z2 будут равны, %:
Л^г = (Ф2.+Фг,) 100.	(40)
Для учебных целей в табл. 7 приведены некоторые значе¬
нии Фг в зависимости от Z.
§ 22. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ДОПУСКОВ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ
ПАРАМЕТРОВ ИЗДЕЛИИ
При конструировании современных изделий конструктор
должен предписывать необходимую точность их изготовления,
обеспечивающую взаимозаменяемость деталей. Определив рас¬
четом или приняв по конструктивным соображениям номиналь¬
ные размеры деталей, конструктор устанавливает и указывает
167

ка чертеже их допустимые предельные отклонения, при кото¬
рых детали будут взаимозаменяемыми. Это условие необхо¬
димо, поскольку даже в установившемся процессе формирова¬
ния размеров, встречается явление рассеяния размеров. Для
характеристики точности группы деталей достаточно опреде¬
лить или указать погрешности двух из всей группы деталей —
наибольшей и наименьшей. Исходя из этого, для предписания
точности изготовления группы взаимозаменяемых деталей не¬
обходимо и достаточно также указать только два ограничи¬
тельных предельно допустимых отклонения. Началом отсчета
отклонений при этом является номинальный размер.
^Предельные отклонения могут быть положительными и от¬
рицательными. В зависимости от этого они указываются с со¬
ответствующим знаком, проставляемым впереди цифры, озна¬
чающей величину отклонения. В деревообработке отклонения
указываются в размерности номинального размера в милли¬
метрах. Отклонение наибольшего допустимого размера от но¬
минального называют верхним, а наименьшего — нижним. На
чертеже отклонения проставляют после номинального размера:
верхнее над нижним.
Явление рассеяния размеров обусловливает противоречи¬
вость в достижении общей цели между желанием конструктора
и техническими возможностями производства, предопределяю¬
щими поле рассеяния размера. Устранение этого противоречия
достигается системой допусков и посадок. Стандарты на до¬
пуски и посадки обеспечивают оптимальное решение при уста¬
новлении точности изготовления деталей, обеспечивая их прак¬
тическую взаимозаменяемость и оптимальное качество полу¬
чаемых из них изделий с учетом существующих условий и
возможностей производства так, чтобы изготовление взаимоза¬
меняемых деталей было экономически эффективным.
Явление рассеяния размеров встречается даже при форми¬
ровании размеров на автоматических и поточных линиях об¬
работки.
\Стаидарт на допуски и посадки даст оптимальное решение
при установлении требуемой и необходимой точности изготов¬
ления деталей с учетом существующих условий обеспечения
требуемого качества изделий и эффективности производства.
Первая международная система допусков и посадок была
разработана в 1931 г. и оформлена в 1940 г. Позднее, в 1946 г.,
была создана новая международная организация стандартиза¬
ции ИСО. На основе рекомендаций ИСО разработана Единая
система допусков и посадок (ЕСДГ1) СЭВ. Общие положения
ССДП СЭВ изложены в СТ СЭВ 145—75 и СТ СЭВ 144—75.
Пользуясь стандартами на допуски и посадки, конструктор дол¬
жен указывать предельные отклонения для устанавливаемых
им номинальных размеров. Эти отклонения указываются на
168

чертеже с их знаком после номинального размера. Например
10±g;|; 86+2 и т. д. Предельные отклонения равные нулю (0)
не указываются. Предельные отклонения регламентируют точ¬
ность изготовления деталей. По предельным отклонениям
можно определить значения допустимых действительных разме¬
ров всех годных деталей и их пределы. При таком условии
практически обеспечивается их размерная взаимозаменяемость
и возможность осуществления сборки без подбора и подгонки.
Однородность изготовления партии деталей одинакового
назначения (их относительная точность) характеризуется раз¬
ностью между наибольшим и наменьшим действительными зна¬
чениями полученных размеров. Чем меньше эта разность, тем
точнее в этой партии изготовлены детали, их размеры более
близки друг к другу. Разность между предельными отклоне¬
ниями называется допуском. Допуск характеризует предписан¬
ную конструктором точность изготовления всех деталей, для
которых на чертеже указан номинальный размер с его предель¬
ными отклонениями. При этом можно видеть, что допуск равен
разности между верхним и нижним предельными отклоне¬
ниями. Значения размеров, ограниченные предельными откло¬
нениями, образуют поле допуска. На схеме рис. 39 видно, что
точность изготовления размеров зависит от многих факторов,
поддержание которых при определенных значениях в условиях
производства требует материальных затрат. Чем меньше до¬
пуск, тем выше требования к условиям производства, тем бо¬
лее сложная технология, большие потери при отбраковке и бо¬
лее трудоемко изготовление изделий. Соотношение технологи¬
ческой себестоимости изготовления сборочных единиц одного
назначения, но с различными допусками на размеры их дета¬
лей примерно обратно пропорционально соотношению кубов их
допусков, т. е.
CJC^KiTJTtf,	(41)
где Ci и Сг — технологическая себестоимость изготовления пер¬
вой и второй партий деталей одинакового назначения; Т\ и
Тч — соответственно их допуски; К—коэффициент пропорцио¬
нальности.
Величина допуска характеризует точность исполнения
только определенного номинального размера, для которого он
указан. Приведенное соотношение себестоимости изготовления
и допуска верно также только для определенного значения по¬
минального размера. При одной и той же величине допуска для
различных номинальных размеров точность и стоимость обра¬
ботки будут различны. Например, при допуске 0,2 мм детали
номинального размера 600 мм будут иметь точность и стои¬
мость изготовления выше, чем при этом же допуске детали но¬
минального размера 60 мм.

Для оценки точности удобно пользоваться понятием еди¬
ницы допуска £, которая согласно установленным закономер¬
ностям практического опыта определяется в зависимости от но¬
минального размера по формулам:
для номинальных размеров до 500 мм:
i=(o,46^D' + 0,00l) 10-3, мм;	(42)
для размеров свыше 500 мм:
£ = (0,0040 + 2,1) 10-э, мм,	(43)
где D-—номинальный размер.
Понятие единицы допуска позволяет сопоставлять точность
изготовления деталей различных номинальных размеров по со¬
отношению допуска и единицы допуска. Например, если для
номинального размера детали Di допуск составил щ единиц до¬
пуска, а для другой детали размера D2—а2 единиц, при этом
Щ>«2, то детали размера D\ изготовлены менее точно, чем де¬
тали размера D2.
Совокупность допусков, соответствующих одинаковой сте¬
пени точности для всех номинальных размеров, объединяется
общим квалитетом, что означает одинаковое качество по точ¬
ности изготовления. Определенному квалитету свойственна
одинаковая степень точности для всех размеров, которая оце¬
нивается числом единиц допуска. Допуски в каждом квалитете
для каждого номинального размера разные. Они определяются
как произведение единицы допуска, зависимой от номинального
размера,	на	коэффициент,	установленный для каждого квали-
тета. В	деревообработке	используются квалитеты	по ЕСДП
СЭВ от 10 до 18. Их допуски соответственно обозначаются:
IT10; IT11;	IT18. (Internationale Tolerance — I (SO) (Tole¬
rance). Зндчения коэффициента а для определения величины
допуска любого размера в каждом квалитете установлены сле¬
дующие.
Квалитет		10	11	12	13	14	15	16	17	18
Коэффициент а	 64	100 160 250 400 640 1000	1600 2500
Исходя из принятых значений коэффициента а допуски лю¬
бого размера по соответствующему квалитету определятся из
приведенных соотношений.
Допуски любого размера в зависимости от коэффициента а
Обозначение допуска . . .
Величина допуска
IT10
IT11
IT 12 IT13
IT14
64/
100/
160/ 250/
400/
Продол жени
1Т15
ГГ16
IT 17
IT18
640/
1000/
1600/
2500/
170

Как видно, наименьший допуск и соответственно более вы¬
сокую точность имеет 10-й квалитет. При понижении точности
на один квалитет допуск увеличивается примерно в 1,6 раза.
Допуски по установленным квалитетам образуют геометриче¬
скую прогрессию со знаменателем ряда предпочтительных чи¬
сел /?5. Допуск размеров до 500 мм 16-го квалитета опреде¬
лится по формуле (42) как 1116-10001 мм.
Для всех других квалитетов допуск соответственно опреде¬
лится ориентировочным расчетом по геометрической прогрес¬
сии со знаменателем 1,6. Точные значения допусков указаны
в таблицах ГОСТ 6449.1—82.
В применяемых соединениях двух деталей в узел различают
размеры: отверстия--охватывающие, вала (шипа)—охваты¬
ваемые.
Размеры отверстия и вала, от соотношения которых зависит
возможность и характер их сопряжения, называются сопрягае¬
мыми. Очевидно, для обеспечения возможности сопряжения от¬
верстия и вала номинальные значения их сопрягаемых разме¬
ров должны быть одинаковыми. Если обозначить номинальные
размеры отверстия и вала соответственно Л и В, то для сопря¬
жения их должно быть соблюдено условие А — В.
Предельные отклонения размеров принято условно обозна¬
чать буквами: верхнее отклонение отверстия ES, вала ел; ниж¬
нее отклонение отверстия — EI, вала ei. Действительные раз¬
меры отверстия будут находиться в пределах допуска отвер¬
стия, ограниченного его отклонениями: верхним ES и нижним
ЕЕ, соответственно для вала верхним отклонением es и ниж¬
ним ei. Предельные допустимые размеры при указанных номи¬
нальных размерах отверстия и вала можно представить как:
АЩ и ВЦ. Поскольку отверстия и валы изготовляют незави¬
симо, их отклонения в общем случае будут различными, т. е.
ES^es и Е1фе1, но могут быть и одинаковыми. Это значит, что
при сопряжении взаимозаменяемых деталей действительные их
размеры могут быть разными. При этом возможны два харак¬
терных случая: А>В или А<В. В первом случае в сопряже¬
нии деталей будет зазор А—Д>0, а во втором А—Б<0 —
натяг.
При сопряжении целой группы одинаковых деталей с от¬
верстиями с предельными отклонениями ES и EI с группой ва¬
лов, имеющих предельные отклонения размеров es и ei, воз¬
можны только два характерных и критических сочетания их
действительных предельных размеров: отверстие с наибольшим
размером (по верхнему отклонению ES) будет сопрягаться
с валом, имеющим наименьший действительный размер (ниж¬
нее отклонение ei), или отверстие с наименьшим размером (по
нижнему отклонению EI) будет сопрягаться с валом наиболь-
171

шёго размера (с верхним отклонением es). Получающиеся при
этом разности (ES—ei) и (Е/—as) характеризуют возможные
критические соединения из всей группы этих сопряжений по
пределам возможных зазоров и натягов.
^Общность свойств соединений целых групп деталей харак¬
теризуется понятием — посадка. Одной посадкой объединяют
все соединения, имеющие единый характер сопряжений по сте¬
пени свободы или сопротивления их относительному перемеще¬
нию. Посадки могут быть трех видов: подвижные (с зазором),
неподвижные (с натягом) и переходные, когда у некоторых из
одной группы соединений могут быть зазоры, а у других из этой
же группы — натяги.
Каждое соединение пары деталей можно охарактеризовать
одной конкретной величиной разности их размеров, которая
имеет фактическое значение зазора или иатяга. Группы одина¬
ковых соединений проще охарактеризовать одной посадкой,
для которой характерны два возможных предельных значения
максимального и минимального зазора или иатяга. Однознач¬
ная характеристика каждого из соединений этой посадки на¬
ходится между этими возможными предельными значениями
зазоров или натягов, характерными для условно принятой по¬
садки. Поскольку зазоры и натяги в соединениях одной по¬
садки находятся между установленными предельными, харак¬
терными для этой посадки значениями, то разность между
этими значениями зазоров и натягов образует допуск посадки.
Допуск посадки характеризует однородность характера соеди¬
нений, объединяемых понятием одной посадки. Из сказанного
выводится следующая зависимость:
(£5 — ei)—(£/ - es) ~(ES—EI) + {es—ei).	(44)
или ITAB = /TA~)-/TB.
Допуск посадки равен сумме допусков деталей, образующих
посадку. Общий характер сопряжения деталей, определяемый
понятием посадка, практически обеспечивает функциональную
взаимозаменяемость. Это отражается в названии стандартов на
систему допусков и посадок.
По принципу образования посадок принято различать две
системы допусков и посадок: система отверстия и система вала.
В системе отверстия различные посадки для сопряжений задан¬
ного номинального размера образуются за счет преднамерен¬
ного изменения предельных размеров вала. При этом предель¬
ные значения размеров отверстий для всех посадок одного но¬
минального размера остаются без изменения. Размер отверстия
является в этом случае основным размером, а присоединитель¬
ным, определяющим характер сопряжения (посадку), является
размер вала (шипа). При изготовлении отверстий для всех ви¬
172

дов посадок данного номинального размера используют инстру¬
мент одного номинального размера. Это является важным пре¬
имуществом системы отверстий.
В системе вала основным размером является охватываемый
размер вала, а присоединительным — размер отверстия. Для
получения различных посадок необходимо при этом отверстия
изготавливать преднамеренно различных размеров с учетом
характера сопряжения — посадки. Для осуществления этого ус¬
ловия потребуется несколько единиц инструментов для получе¬
ния отверстий, обеспечивающих требуемый характер сопряже¬
ния для каждой посадки. Необходимо иметь столько комплек¬
тов инструмента для получения отверстий, сколько посадок
будет использоваться. Это усложнило бы технологию и произ¬
водство. В деревообработке используют только одну систему —
отверстия, как более выгодную в технологическом отношении.
В машиностроении используются обе системы, которые в своем
сочетании позволяют решать все проблемы конструирования и
широко использовать унифицированные элементы, в частности
шариковые и роликовые подшипниковые опоры.
Сопряжение шарикоподшипника с цапфой вала по размеру
внутреннего отверстия осуществляется в системе отверстия, по
размеру наружного кольца —в системе вала. Эти размеры
у шарикоподшипника являются основными, не подлежащими
обработке. Характер посадки регулируется за счет размера
гшпфы вала и отверстия в корпусе для подшипника.
-V При изготовлении отверстий путем сверления, фрезерования
йяп'-'г выпиливания режущий инструмент оказывается всегда
внутри образуемого им отверстия. Если для этого используют
инструмент с номинальным размером, соответствующим номи¬
нальному размеру отверстия, то получаемый при этом действи¬
тельный размер отверстия за счет биения инструмента будет
всегда больше этого номинального размера. Поэтому действи¬
тельные отклонения размера отверстия практически могут быть
только положительными. Погрешности изготовления группы
отверстий следует ограничивать указанием только верхнего от¬
клонения, так как предельное нижнее отклонение при этом
всегда принимается равным нулю.
Если отверстие образуется в результате формирования сбо¬
рочной единицы, то в таком случае предельные отклонения его
могут быть как положительные, так и отрицательные. Для на¬
глядности представления посадок используется графический
метод изображения сопряжений. Представим две детали, со¬
единяемые цельным плоским прямым открытым шипом до их
сборки (рис. 42, а). Предельные отклонения их обозначены,
как принято. Номинальный размер этих деталей показан с обо¬
значением А0 = В0. Линия начала отсчета соответствует номи¬
нальному размеру Ло— Й0 и обозначена как нулевая линия 00.
173

Рис. 42. Схема изображения посадок:
а — детали до сборки; б — поля допусков, образующих посадку
Посадки
Неподвижные | переходные
„а?
подвижные
Система
отверстия
О
Система
вала
Рис. 43. Схема образования посадок в системах отверстия и вала
Принято все положительные предельные отклонения показы¬
вать выше нулевой линии, отрицательные — ниже. Предельная
величина зазора показана стрелкой и обозначена Зтах, на¬
тяга— Ятах. При таком изображении нарушается масштаб¬
ность, схема усложнена многими лишними линиями. Эту же
схему можно представить проще, нагляднее, без нарушения
масштабности, как показано на рис. 42, б. На этой схеме видно,
что (Ло+£5)—наибольший предельный размер отверстия,
(So+6s)—наибольший предельный размер вала, (Bo+ui) —
наименьший предельный размер вала.
В стандартных системах допусков и посадок принято, что
поле допуска основного размера всегда направлено в тело де¬
тали, а одно из отклонений основного размера равно нулю:
поле допуска отверстия в системе отверстия всегда располага¬
ется выше нулевой линии, а вала в системе вала — ниже.
174

Равны нулю: в системе отверстия нижнее отклонение отверстия
(£/=0), в системе вала — верхнее отклонение вала. Виды по¬
садок, применяемых в стандартных системах допусков и поса¬
док, могут быть графически представлены, как показано на
рис. 43.
По положению поля допуска основного размера стандарт¬
ные системы допусков и посадок характеризуются как асиммет¬
ричные, предельные. Это значит, что поле допуска основного
размера расположено несимметрично относительно нулевой ли¬
нии и одно из предельных отклонений его совпадает с нулевой
линией. Поэтому можно создать системы симметричные и
асимметричные, но непредельные. Такие системы будут более
сложными для практического использования. Допуски и по¬
садки для изделий из древесины и древесных материалов ре¬
гламентируются серией ГОСТ 6449—82, которые соответствуют
основным положениям Единой системы допусков и посадок
СЭВ. Эти стандарты устанавливают поля допусков и рекомен¬
дуемые посадки на линейные размеры до 10000 мм в системе
отверстия ГОСТ 6449.1—82. Допуски углов —ГОСТ 6449.2—82;
допуски формы и расположения поверхностей — ГОСТ
6449.3—82; допуски расположения отверстий — ГОСТ 6449.4—82
и неуказанные предельные отклонения и допуски — ГОСТ
6449.5 82.
Установлено два положения поля допуска отверстия, обо¬
значенных буквами Н и 1S и одиннадцать положений полей до¬
пусков вала. Положение поля допуска относительно нулевой
линии определяется основным отклонением, величины которого
табулированы в ГОСТе в зависимости от номинального раз¬
мера. Основные отклонения вала обозначаются буквами, как
показано на рис. 44. Для удобства пользования номинальные
размеры от 1 до 10 000 мм разбиты на 26 интервалов. Допуск
и основные отклонения в пределах каждого интервала номи¬
нальных размеров не изменяются.
Единица допуска для каждого интервала размеров посто¬
янна; ее определяют по приведенной выше формуле, исходя из
среднегеометрического размера начала и конца интервала.
Среднегеометрический размер в интервале от Di до Dч опреде¬
ляется по формуле
D=jDjh,	(45)
где А — начало; Dz — конец интервала.
Например, для интервала номинальных размеров от 80 до
120 средний геометрический размер будет D— л/80-120 да 98.
Единица допуска для этого интервала
i = (о,45 >/98 -| 0,001 - 9б) I0‘s = 2,2 • 10~s мм.
175

Рис. 44. Схема обозначения полей допусков и положения основных отклоне¬
ний
Допуск для 16-го квалитета в этом интервале номинальных
размеров постоянный и определится как IT 16= 1000 /=2,2 мм,
что соответствует табличному значению ГОСТ 6449.1—82.
В принятой для изделий из древесины системе отверстия по¬
садки образуются путем сочетания основного поля отверстия Н
по соответствующему квалитету с любым из полей допусков
вала по квалитету, не отличающемуся более чем на единицу от
принятого для отверстия.
В производстве изделий из древесины для сокращения воз¬
можного многообразия посадок в ГОСТ 6449—82 установлены
предпочтительные поля допусков вала по соответствующим ква-
литетам, указанные ниже.
176

Предпочтительные поля допусков вала
о13 ЫЗ А13	/S13	KI3 ZS13	Zc 13	13
hU /SI4	К14	До 250 До 120 До 50 мм
А15	/S15	К15	ЛИ До А15 и До К15
А16	/S16	К16	К11 для размеров
свыше 500 мм
При выборе допусков и посадок могут использоваться три
метода:
1. Метод аналогов — отыскивают пример подобного случая
из ранее проектированных и успешно эксплуатируемых объ¬
ектов.
2. Метод подобия — в результате классификации и унифи¬
кации деталей и соединений устанавливают примеры точности
и вида посадок, которые указаны в справочных или норматив¬
ных документах. При проектировании объектов устанавливают
аналогию конструктивных признаков с указанными в норма¬
тивных документах.
3. Расчетный метод является наиболее обоснованным. Уста¬
навливая квалитеты, допуски и посадки, исходят из конструк¬
тивно-эксплуатационных требований к изделию. При этом учи¬
тывают, что уменьшение допуска увеличивает себестоимость
обработки гиперболически. Определенный расчетом допуск
должен обеспечиваться надежными средствами измерения и
контроля и соответствовать технологической точности имею¬
щегося оборудования. При этом необходимо обеспечить техно¬
логический запас точности. Технологическим запасом
точности К-т.з.т называют положительную разность между
функциональным (расчетным) допуском TF и технологиче¬
ским— Те, получаемым при изготовлении Кч.з. т=7’р/Т(^1,2.
Для обеспечения взаимозаменяемости деталей по форме
необходимо обеспечить единство их угловых параметров. Един¬
ство угловых параметров обеспечивается назначением допусков
на углы. Допуск угла может выражаться в градусах, минутах
и секундах или отрезком, лежащим против угла на перпенди¬
куляре к стороне угла, отстоящим от вершины на определен¬
ном расстоянии L. Поля допусков углов должны ограничивать
суммарные погрешности угловых размеров детали, включаю¬
щие величину изменений этих размеров при возможных коле¬
баниях влажности материалов в допускаемых пределах.
Установлено семь степеней точности углов от 11 до 17 с обо¬
значением допусков по этим степеням соответственно ATI 1...
АТ17. Числовые значения допусков по отрезку указаны в таб¬
лицах в зависимости от длины стороны L и принятой степени
точности, имеют буквенное обозначение ATL. Допуски углов
могут располагаться симметрично номинальному углу, в сто¬
рону плюсов или минусов. Положение поля допуска относи-
177

тельно номинального угла указывают буквами со знаком для
симметричного допуска (±ЛГ/2); для плюсового (+ЛГ) и для
минусового (—АТ).
Ограничения формы и расположения поверхностей взаимо¬
заменяемых деталей с учетом возможного изменения при коле¬
баниях влажности материала в допускаемых пределах опреде¬
ляют допуском формы и расположения поверхностей. Отклоне¬
ния формы нормируют в деталях из древесины от прямолиней¬
ности в плоскости или от оси в пространстве, от плоскостности
и от цилиндричности. Отклонения расположения подразделя¬
ются на 7 видов: от параллельности плоскостей, оси и плоско¬
сти, прямых линий на плоскости; перпендикулярности плоско¬
стей или оси к плоскости; наклона плоскостей или оси к плос¬
кости; соосности оси базовой поверхности; симметричности от¬
носительно базового элемента; позиционного отклонения оси
в пространстве, плоскости симметрии или оси в заданном на¬
правлении; отклонение от пересечения осей.
Суммарные отклонения формы и расположения разделяют
на отклонение формы заданного профиля и отклонение формы
заданной поверхности. Допуски по соответствующим видам
названных отклонений установлены в зависимости от принятых
степеней точности от 10 до 20. Величина допуска при пере¬
ходе от одной к последующей другой степени точности изменя¬
ется в соответствии производных рядов предпочтительных чи¬
сел «10.
Кроме допуска формы заданной поверхности, при нор¬
мировании геометрической точности сложной формы можно
использовать указание предельных отклонений координат от¬
дельных точек сложной поверхности.
Отклонение формы оценивается расстоянием точек действи¬
тельного профиля до прилегающей прямой по нормали. Шеро¬
ховатость реальной поверхности не учитывается. Отклонение
формы может устанавливаться по всей поверхности или на от¬
дельном участке ее профиля, границы которого указываются
на чертеже.
Отклонение расположения определяет погрешность действи¬
тельного положения элемента от номинального, определяемого
линейными и угловыми размерами от установленных баз, дру¬
гих частей изделия или осей координат. Отклонения формы ба¬
зовых элементов не учитываются. Отклонения расположения
элементов изделия и отклонения их размеров могут прояв¬
ляться совместно или независимо, соответственно и допуски их
могут быть зависимыми или независимыми.
Независимый допуск расположения постоянен для всех де¬
талей, он не зависит от действительного размера и базы. За¬
висимый допуск изменяется в зависимости от отклонений дей¬
ствительного размера прилегающего или базового элемента.
178

Рис. 45. Типы соединений крепежны¬
ми деталями:
тип А—соединения болтами: тип В — со¬
единение винтами; тип С — соединение
круглыми вставными шипами
Рнс. 46. Виды расположения осей от¬
верстий под крепежные детали
Bud
расположения
отверстий
Схема расположения отверстий
Л
ш
База
д.
••© 1
Общая опасность
-о
J-I - \,
Ш
Зависимый допуск может
быть увеличен при увеличе¬
нии действительных значений
указанного размера.
Для обеспечения взаимо¬
заменяемости деталей е от¬
верстиями, соединяемыми
болтами и круглыми встав¬
ными шипами, необходимо
указывать допуски на распо¬
ложение осей отверстий. При
этом используется два спо¬
соба: позиционными допус¬
ками осей отверстий или пре¬
дельными отклонениями раз¬
меров, координирующих оси
отверстий. Для отверстий, об¬
разующих одну сборочную
группу при числе элементов
в группе более двух, предпоч¬
тительно назначать позицион¬
ные допуски их осей. Число¬
вые значения позиционных до¬
пусков в диаметральном вы¬
ражении Т соответствуют ок¬
ругленным значениям пред¬
почтительных чисел «10 от 0,1 до 6,0 мм.
Соединения крепежными деталями могут быть трех типов
(рис. 45): Л, £ и С. В типе А зазоры для прохода крепежных
♦
i
1 t
т
179

деталей предусмотрены в обеих соединяемых деталях. В типе
В зазоры предусмотрены только в одной из соединяемых де¬
талей. В типе С крепежные детали входят в отверстия соеди¬
няемых деталей с односторонним натягом (соединение на
круглых вставных шипах).
При установлении допусков для соединений типов Л и В ис¬
ходят из наименьшего зазора между боковыми поверхностями
сквозных отверстий и крепежной деталью. Допуски для соеди¬
нений типа С выбирают в зависимости от величины допускае¬
мого натяга между крепежной деталью и соединяемыми. До¬
пуски расположения осей отверстий для крепежных деталей
могут регламентироваться позиционными допусками осей от¬
верстий или предельными отклонениями размеров, координи¬
рующих оси отверстий или предельными отклонениями разме¬
ров, координирующих оси отверстий (рис. 46). Позиционные
допуски ограничивают отклонения осей отверстий от номиналь¬
ного их положения. Поле позиционного допуска оси отверстия
представляет собой окружность, центр которой совпадает с но¬
минальным положением оси отверстия, а диаметр равен пози¬
ционному допуску. Пересчет позиционных допусков на предель¬
ные отклонения размеров, координирующих оси отверстий, при¬
веден в ГОСТ 6449.4—82, табл. 3.
Предельные отклонения на линейные и угловые размеры,
которые не являются решающими при сборке изделий, опреде¬
ляются по квалитетам, или по классам точности. Допуски и
отклонения в размерах оговариваются общей записью. Их не
указывают на размерах, они должны иметь один уровень точ¬
ности. Для их определения можно пользоваться квалитетами от
12 до 17 или предусмотренными для этих случаев классами точ¬
ности по ГОСТ 6449.5—82. Допуски по классам точности обозна¬
чают: для вала —t, отверстия +£, для других элементов ±//2.
Не указанные допуски формы ограничиваются отклонениями
в пределах поля допуска нормируемых параметров. Допуск
размера, по точности которого ограничиваются не указанные
допуски расположения, называется определяющим. Он может
быть указан у этого размера и оговорен общей записью на чер¬
теже о неуказанных отклонениях.
§ 23. КОНСТРУКТОРСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ
При конструировании изделия расчетами определяются но¬
минальные значения всех параметров составных частей и уста¬
навливается необходимая точность их исполнения. Исходя из
применяемых материалов, условий производства, назначения
изделия и предъявляемых к нему требований, устанавливают
допуски и посадки по ГОСТ 6449—82. Установленные допуски
и посадки должны обеспечить функциональную и технологиче¬
180

скую взаимозаменяемость и гарантировать надежность н ка¬
чество изделия при эксплуатации с учетом возможных измене¬
ний влажности древесины в установленных пределах. Допуски
на параметры составных частей изделия определяются в зави¬
симости от назначения, эксплуатационных требований и тех¬
нологических возможностей. Завышение требований точности
изготовления деталей приводит к резкому повышению себестои¬
мости их изготовления. При назначении допусков необходимо
обеспечить взаимозаменяемость лри минимальных затратах на
ее достижение. Функциональная и технологическая взаимоза¬
меняемость составных частей изделия из древесины обеспечи¬
вается установлением допусков на следующие основные харак¬
теристики: сопрягаемые линейные размеры; угловые параметры;
параметры формы и расположения поверхности; линейные раз¬
меры, координирующие положение отверстий; свободные ли¬
нейные размеры с неуказанными допусками; линейные раз¬
меры, образующие размерные цепи.
Допуск на сопрягаемые линейные размеры определяется
в зависимости от принятого квалитета и номинального значе¬
ния. Исходя из практического опыта системы допусков для ли¬
нейных размеров до 500 мм в зависимости от назначения изде¬
лия применяют следующие квалитеты:
11—12 для составных частей высокоточных соединений,
к которым предъявляют высокие эксплуатационные требования
(музыкальные инструменты, чертежные инструменты, шиповые
соединения мебельных изделий и т. п.);
12—13 для соединений деталей мебельных изделий (фут¬
ляры радиоаппаратуры, шиповые соединения в строительных
изделиях и т. п.);
14—15 для менее ответственных соединений строительных
деталей и свободные размеры мебельных изделий высокого
качества;
16—18 назначают на несопрягаемые линейные размеры.
Для размеров свыше 500 мм обычно назначают более точ¬
ные квалитеты, предшествующие указанным выше. Если для
размера до 500 мм указан 11-й квалитет, то в этом же изделии
для размера свыше 500 мм следует назначить 10-й квалитет.
При установлении посадок исходным критерием является ха¬
рактер сопряжения, удовлетворяющий основным требованиям
к эксплуатационным характеристикам этих соединений — по¬
движности или плотности. Характеристика соединений может
быть указана в технических условиях на изделие или устанав¬
ливается на основании анализа результатов опыта эксплуата
ции аналогичных соединений. Посадки характеризуются пре¬
дельными значениями возможных зазоров или натягов. При
этом посадки с зазором регламентируются величинами наи¬
большего и наименьшего зазора, посадки с натягом — наиболь¬
181

шим и наименьшим натягом, переходные посадки с зазором и
натягом — наибольшим зазором и наибольшим возможным на¬
тягом. Предельные значения возможных зазоров и натягов,
устанавливаемые из условий эксплуатации изделий, дают воз¬
можность определить величину допуска посадки, который ра¬
вен разности между этими предельными значениями. При оп¬
ределении допуска переходной посадки нужно помнить, что на¬
тяг является противоположностью зазора. При вычитании его
значения из максимального зазора необходимо суммировать их
абсолютные значения. Например: Зтах — максимальный зазор;
//max — максимальный натяг.
Допуск посадки
IT^ ~ Зтах (—/Апах) — | Дпах I Ь I //щах I-	(46)
Полная обеспеченность полученных таким образом значе¬
ний зазоров и натягов гарантируется только возможным соче¬
танием экстремальных значений сопрягаемых размеров. В ре¬
альных условиях такое сочетание является редким. Практически
более вероятны сочетания промежуточных значений, которые
уменьшат допуск посадки в ^2 раз. Исходя из этого более
вероятного сопряжения, можно при неизменном допуске по¬
садки увеличить допуски сопрягаемых размеров в л]2= 1,41
раза. Точность их изготовления при этом может быть снижена
примерно на один квалитет. Возможный выход фактических
зазоров и натягов за принятые расчетные пределы максимума
и минимума при этом составит всего 0,27 % случаев. Это при¬
мерно три сопряжения из тысячи, что не имеет практического
значения в обеспечении стабильности качества изделий и усло¬
вий взаимозаменяемости. В то же время возможность сниже¬
ния необходимой точности обработки сопрягаемых деталей на
один квалитет даст значительный эффект по затратам на обра¬
ботку. По установленному таким образом допуску посадки
назначение квалитета и посадки можно осуществить двумя пу¬
тями: по предельным значениям (максимуму и минимуму) или
вероятностным методом. Конкретную посадку для сопряжения
следует подбирать из возможных вариантов положения полей
допуска вала и основного отверстия Н с предварительным оп¬
ределением их квалитетов.
Посадки могут быть образованы при сочетании полей до¬
пусков отверстия и вала различных квалитетов. Вал практиче¬
ски легче получить более высокой точности, чем отверстие, при¬
мерно на один-два квалитета.
При определении посадки методом максимума-минимума
допуск квалитета при одинаковой точности изготовления от¬
верстий и вала вычисляют по формуле
IT к—IT ав/2 = IT в,	(47)
182

где /Tab — допуск посадки; 1ТА и /Гв— допуски отверстия и
вала.
Если положить, что точность отверстия была на один ква¬
литет ниже, то имеем соотношение 1ТА= 1,6 /Гв, а допуск по¬
садки определится как /7,ав=Га4-/7'в=2,6/Тв- Допуск по ква¬
литету вала тогда определится из соотношения
/Гв = /Г Ав/2,6 — 0,38/Т Лв,
а допуск квалитета отверстия как
/ГА = 1,6/ГВ = 0,62/ГАВ.
Поскольку допуск посадки }ТАв известен как разность уста¬
новленных по условиям эксплуатации предельных значений за¬
зоров и натягов, номинальный размер также известен, то по
ГОСТ 6449.1—82, табл. 1, определяют ближайшие по этим до¬
пускам квалитеты соответственно для отверстия и вала, далее
по табл. 4—5 этого ГОСТа по номинальному размеру и уста¬
новленному квалитету вала подбирают наиболее близкое поле
допуска основного отклонения и предельные отклонения номи¬
нального размера вала.
При расчете вероятным методом допуск посадки определя¬
ется по формуле
/ГАВ ■ - 3max- 3mit, = V/Га + Щ .	(48)
Если предположить, что точность изготовления вала и от¬
верстия одинакова, то /71А=/7’В; тогда получим
/Гав = У2 /7V-V2 ITв или /ТА - 1Тт/л/2.
По значениям 1ТА и 1Ти и номинальному размеру опреде¬
ляем квалитет и посадку, как указывалось выше.
Если допустить, что точность отверстия на один квалитет
ниже точности вала, то /ГА=1,6 /Гв, тогда получим
/ГАВ = V /Гв + 2,56/Т| = 1,9/Гв,
допуск квалитета вала
/Гв =/Гав/1,9-0,53/Гав, а /ГА = (/ГАВ/1,9) 1,6 = 0,84/ГАв.
Если допустить, что точность отверстия на два квалитета
ниже точности вала, получим ITА — 2,56/Гв.
/ГАВ = V /Гв + 6,55/П = 2,74/Гв
или /Гв = 0,37/Гав,га /ГА = 0,95/ГАВ.
Определив допуски отверстия и вала, устанавливаем квали¬
теты и подбираем ближайшее поле допуска вала, как и в пер¬
вом случае, по таблицам ГОСТ 6449.1—82.
183

Допуски на угловые параметры устанавливают в зависимо
сти от степени точности ГОСТ 6449.2—82 (табл. 8).
8.	РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ СТЕПЕНИ ТОЧНОСТИ УГЛОВ
Степень
ТОЧНОСТИ
Пример применения
11	Сопрягаемые углы в деталях повышенной точности (чертеж¬
ные инструменты, мебель, музыкальные инструменты)
12	Сопрягаемые углы в деталях мебельных изделий, корпусов
музыкальных инструментов
13	Сопрягаемые углы в деталях оконных и дверных блоков.
Несопрягаемые углы в составных частях мебели
14—15	Несопрягаемые углы в деталях и сборочных единицах окон¬
ных и дверных блоков. Сопрягаемые углы в частях деревян¬
ных домов
16—17	Несопрягаемые углы в деталях и сборочных единицах пони¬
женной точности
Допуски на параметры формы и расположения поверхно¬
стей устанавливаются по ГОСТ 6449.3—82 (табл. 9). Рекомен¬
дуемые степени точности допусков на параметры формы и рас¬
положения поверхностей:
бруски прямоугольного сечения — сопрягаемые поверхности
10—12, несопрягаемые поверхности 13—15;
щиты — пласть — плоскостность и прямолинейность 13—14;
параллельность и перпендикулярность 11—12;
рамки из брусков сопрягаемые —пласти — плоскостность
13—14; прямолинейность и параллельность 1]—12; перпенди¬
кулярность кромки — прямолинейность 10—12,
Допуски на линейные размеры, координирующие положе¬
ние отверстий, устанавливаются по ГОСТ 6449.4—82. Для со¬
единения типа С предельные натяги устанавливаются в зависи¬
мости от породы древесины, мм; для твердых лиственных пород
0,15 —0,20; для мягких лиственных пород 0,2—0,25; для хвой¬
ных пород 0,25—0,3.
Допуски на параметры с не указанными предельными от¬
клонениями устанавливаются по квалитетам ГОСТ 6449.1—82
или по классам точности ГОСТ 6449.5—82. Для линейных раз¬
меров наиболее часто применяют 14-й квалитет или средний
класс точности. Не указанные допуски углов устанавливают
в угловых единицах или в миллиметрах отклонения сторон угла
на 100 мм длины.
Не указанные допуски формы ограничиваются отклоне¬
ниями формы в пределах поля допуска нормируемых парамет¬
ров. Допуски перпендикулярности, пересечений осей и симмет¬
ричности устанавливают в зависимости от квалитета или
класса точности связанного с этими параметрами размера, до-
184

9.	РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ВИДОВ ДОПУСКОВ ФОРМЫ
И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Конструктивный признак детали
Брусковые детали с плоскими по¬
верхностями (прямоугольного сече¬
ния)
Брусковые детали с двумя номи¬
нально параллельно-плоскими по¬
верхностями и двумя номинально
криволинейными поверхностями (зад¬
ние ножки стульев)
Плоские щиты, имеющие номиналь¬
ную форму пластей в виде прямо¬
угольника
Плоские щиты, имеющие форму
пластей в виде трапеции
Плоские щиты, имеющие криволи¬
нейные кромки
Рамки или коробки из прямолиней¬
ных брусков или щитов
Листовые детали, легкодеформируе-
мые, с прямоугольной формой пласти
(дно ящика, задняя стенка шкафа)
Вид допуска нормировании формы
и расположения поверхности
Допуск плоскостности поверхности.
Допуск перпендикулярности смеж¬
ных поверхностей
Допуск плоскостности плоских по¬
верхностей. Допуск формы криволи¬
нейных поверхностей
Допуск плоскостности пластей и кро¬
мок (или допуск прямолинейности
в плоскости). Допуск перпендику¬
лярности смежных кромок и пластей
Допуск плоскостности пластей и кро¬
мок (или допуск прямолинейности
в плоскости). Допуск наклона по¬
верхностей смежных кромок
Допуск плоскостности пластей. До¬
пуск формы заданной поверхности
кромок
Допуск плоскостности. Допуск пря¬
молинейности в плоскости (по внут¬
реннему или паружному контуру).
Допуск перпендикулярности смеж¬
ных кромок и пластей.
Допуск плоскостности пластей. До¬
пуск перпендикулярности смежных
кромок
пуск которого называется определяющим. При указании раз¬
меров используют три возможных метода: координатный, цеп¬
ной и комбинированный. При координатном методе размеры
проставляют от одной общей базы, при цепном — последова¬
тельно один за другим. В комбинированном - - некоторые разме¬
ры проставляют цепным методом, а некоторые — координатным.
Используя соответствующий метод простановки размеров,
можно обеспечить повышенную точность исполнения тех разме¬
ров, которые являются наиболее важными в формировании
качества изделий. Метод простановки размеров обязывает при¬
держиваться определенной последовательности при настройке
оборудования и при контроле размеров. При цепном методе
обеспечивается более высокая точность каждого размера, но
с нарастающей погрешностью каждого последующего размера
относительно начала отсчета — измерительной базы. При коор¬
динатном методе обеспечивается одинаковая точность всех раз¬
меров от начальной базы, но промежуточные размеры будут
менее точными. Их погрешность будет представлять собой сум¬
185

марную погрешность двух смежных размеров. В комбинирован¬
ном методе эти условия сочетаются для конкретных размеров
различно.
Основы теории размерных цепей. При конструировании
сложных изделий необходимо обеспечить определенную точ¬
ность взаимного расположения деталей, поверхностей, осей от¬
верстий и т. д. относительно друг друга. Относительное положе¬
ние элементов и составных частей изделия определяется взаи¬
мосвязью их размеров. Совокупность связанных между собой
размеров, образующих замкнутый контур, называется размер¬
ной цепью. Размерные цепи могут быть линейными, плоскост¬
ными и пространственными. Если размеры, образующие размер¬
ную цепь, параллельны, они образуют линейную размерную
цепь. Плоскостная цепь образуется размерами в одной пло¬
скости, пространственная —в пространстве. Размеры, образую¬
щие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи.
Размерные цепи, которые связывают размеры определенной
детали, называют подетальными. В зависимости от назначения
размерные цепи могут быть конструкторскими, технологиче¬
скими и измерительными. Конструкторские размерные цепи
используют при конструировании, технологические—при наст¬
ройке оборудования и изготовлении детали, измерительные —
при контроле размеров. Часто одна и та же размерная цепь
используется при конструировании, изготовлении и контроле.
Размерные цепи позволяют связать взаимозаменяемость от¬
дельных размеров деталей с условиями обеспечения взаимоза¬
меняемости сборочной единицы, и даже всего изделия, харак¬
теризуемого целым комплексом размеров. Обеспечение этих
условий достигается решением задачи размерных цепей. При
постановке задачи в размерной цепи различают исходное звено,
которое требуется определить в зависимости от возможных со¬
отношений составляющих звеньев.
Звено размерной цепи, которое получается последним в ре¬
зультате решения задачи, называют замыкающим. Обычно ис¬
ходное звено является и замыкающим. Составляющие звенья
размерной цепи в зависимости от влияния их на величину за¬
мыкающего звена могут быть увеличивающими или уменьшаю¬
щими. Увеличивающим звеном является такое звено размерной
цепи, с увеличением которого исходное звено увеличивается.
При увеличении уменьшающего звена исходное звено уменьша¬
ется. Звенья размерной цепи обозначают одной буквой с индек¬
сом порядкового номера. Исходное и замыкающее звенья обо¬
значают такой же буквой с индексом Д.
Для наглядности в схемах звенья размерной цепи представ¬
ляют стрелками, образующими замкнутый контур. Исходным
звеном размерной цепи обычно является звено, определяющее
условие функционирования изделий. Исходными звеньями могут
186

быть зазоры или натяги, компенсирующие и регулируемые эле¬
менты и др. Расчет размерных цепей ведется в соответствии
с ГОСТ 16320—80. При расчете размерных цепей могут реша¬
ться прямая и обратная задачи. При решении прямой задачи
определяют характеристики составляющих звеньев, исходя и?
установленных требований к замыкающему звену.
Решая обратную задачу, находят характеристики замыкаю¬
щего звена по параметрам составляющих звеньев. Решением
обратной задачи проверяется правильность решения прямой
задачи, и наоборот. Основные определения размерных цепей по
ГОСТ 16319—80. Заданную точность замыкающего звена можно
обеспечить различными методами:
полной взаимозаменяемости;
неполной взаимозаменяемости, когда точность замыкающего
звена достигается с учетом вероятности сочетания отклонений
у определенной части звеньев без изменения их параметров;
групповой взаимозаменяемости, когда требуемая точность
замыкающего звена достигается включением в размерную цепь
составляющих звеньев, принадлежащих к одной из предвари¬
тельно рассортированных групп;
регулирования, при котором требуемая точность замыкаю¬
щего звена достигается изменением размера компенсирующего
звена регулированием.
При выборе метода достижения точности замыкающего
звена необходимо учитывать конструктивные и технологические
особенности изделия, условия производства и затраты на осу¬
ществление метода.
Номинальные размеры всех звеньев размерной цепи рассчи¬
тывают, исходя из условия
m— 1
(49)
i=i
где /4Л - номинальный размер исходного звена; Ai-—номиналь¬
ные размеры составляющих звеньев; е,- — коэффициент переда¬
точного отношения; для линейных размерных цепей величина
Ei принимается для увеличивающих звеньев +1, для уменьшаю¬
щих звеньев -1; т — количество звеньев в цепи; i — текущий
номер звена.
При решении размерных цепей часто требуется установить
необходимую точность обработки — квалитет для всех звеньев
размерной цепи, чтобы параметр исходного звена был в уста¬
новленных пределах. Достижение требуемой точности исходного
звена может обеспечиваться с полной вероятностью или с не¬
которым риском. Полная вероятность требуемой точности ис¬
ходного звена гарантируется условием полной взаимозаменя¬
емости. При этом предполагается самое неблагоприятное соче¬
187

тание значений факторов. В таком случае расчет ведут по мак¬
симуму и минимуму. При этом допуск заминающего звена
будет максимальным. Более правильно расчет вести вероятност¬
ным методом. Принципы этих методов рассмотрены выше, при
расчете допусков посадок. Допуск замыкающего звена при рас¬
чете вероятностным методом определится по формуле
/Гад~ Vs it1{K* '	(5о)
где /Гдд — допуск замыкающего звена; ITА[ — допуск состав¬
ляющих звеньев; т — количество звеньев; К% — коэффициент
относительного рассеяния в зависимости от закона распределе¬
ния. Как известно, обычно в производстве изделий из древе¬
сины действует закон нормального распределения; для риска
0,27% К= 1; для закона распределения равной вероятности
К = 1,73.
Последовательность при решении задач размерных цепей
следующая:
а) Формулируется задача и устанавливается исходное звено.
б) Строится схема размерной цепи.
в) Рассчитывают номинальные значения всех звеньев.
г) Определяют допуск замыкающего звена, исходя из тех¬
нических условий на изделие.
д)	Определяют	среднее	число единиц допуска, приходя¬
щееся	на	каждое	звено	цепи по приведенным ниже формулам.
При расчете по максимуму и минимуму среднее число еди¬
ниц допуска сСр определится из соотношения
г п	tn—1	1
«с.р	ц-	(5i)
L 1	п+1	J
при расчете вероятностным методом соответственно
Vn	m—1
I (*.)*+! (kY .	№
1	n-H
где Пъ — допуск замыкающего звена; аср и а'сР — среднее
число единиц допуска в допуске всех составляющих звеньев;
4—i6 единицы допуска соответственно звеньев до 500 мм и
свыше 500 мм определяются по приведенным выше формулам
системы допусков и посадок.
е) По значению сСр или с'СР определяют общий усреднен¬
ный квалитет изготовления всех звеньев, обеспечивающий полу¬
чение предельных параметров исходного звена из соотношений
коэффициента а и квалитета.
■ 188

ж) По номинальным значениям и квалитету определяют
ближайшие стандартные допуски для всех звеньев размерной
цепи.
з) Правильность установления стандартных допусков на
звенья размерной цепи проверяют наличием соотношений в за¬
висимости от принятого метода расчета по следующим фор¬
мулам:
при расчете по максимуму и минимуму
т— 1
1ТА=Т,1ТЛ1,	(53)
1
при вероятностном методе
Vrn—l
Т. {ITА,)2.	(54)
Так устанавливают поля допусков и предельные отклонения
для номинальных размеров всех звеньев.
и) Определяют координаты средины поля допуска каждого
звена по формуле
А щ = (es[—eij)t2,	(55)
где esy и1 eij — верхние и нижние отклонения /-го звена.
к) Проверяют правильность установленных полей допусков
по равенству
Ад - Е еА/-	(56)
1
л) Определяют предельные отклонения замыкающего звена
по соотношениям:
es — Лд /7 д/2; eiA = Лд—/7'д/2.	(57)
Алгоритм расчета размерных цепей по максимуму и мини¬
муму приведен на рис. 47.
/ ^Обозначение допусков и посадок на чертежах. Посадки на
сопрягаемые размеры на чертежах могут указываться в усло¬
вном, буквенном обозначении или предельными отклонениями.
При буквенном обозначении посадки указывается обозначение
поля допуска отверстия Н и его квалитет цифрами и соответ¬
ствующее буквенное обозначение поля допуска вала с его ква-
литетом. Буквы располагаются после номинального размера
в виде дроби, в числителе которой указываются обозначения
отверстия, а в знаменателе — вала. Посадки могут быть ука¬
заны предельными отклонениями сопрягаемых размеров.
189

Допуск
формы
Плоскостности
CJ
Прямолинейности

Круглости
о
Цилиндричности
&
Профиля продольного сечения

Допуск
расположе¬
ния
Параллельности
//
Перпендикулярности
_L
Наклона
Z.
Соосности
@
Симметричности
Позиционный
-Ф-
Пересечения осей
X
Суммарные
допуски
формы
и располо¬
жения
Биения: торцового
радиального
/
Полного биения:радиального
торцового
Z/
формы заданного профиля
Г\
Формы заданной поверхности
Рис. 48. Условные обозначения допусков формы и расположения поверхно¬
стей
Предельные отклонения также располагают в виде дроби.
Нулевые отклонения не указываются. Например:
10-
Н13
а!3
10
+ 0,22
— 0,28
— 0,50
Предпочтительными посадками для сопрягаемых размеров
от 3 до 30 мм в производстве изделий являются: #13/а13,
//13/Й13 — с зазором (подвижные); H13/jsl3, #13/#13; #13/
/Za13 — переходные с возрастанием натяга от js к Za.
191

Допуски углов обозначают в зависимости от точности с ука¬
занием степени точности от ЛТП до АТ17. Допуски формы и
расположения поверхностей и осей отверстий указываются на
чертеже по ГОСТ 2.308—79, как показано на рисунке 48.
§ 24. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
Неровности обработанных поверхностей
Размеры и форма деталей, поверхности материалов в нор¬
мативно-технической документации представляются ограничен¬
ными номинальными идеально гладкими поверхностями в виде
линий. Реальные поверхности не являются идеально гладкими,
они имеют отклонения — неровности. Неровности реальной по¬
верхности можно выявить, сравнив ее с идеальной, гладкой по¬
верхностью. При совмещении идеально гладкой поверхности
с реальной возможны два вида отклонений в зависимости от по¬
ложения точек реальной поверхности: выступы и впадины. Эти
отклонения реальной поверхности будут различаться размерами
контуров пересечения их идеальной поверхностью и экстремаль¬
ным положением точки — высотой выступа или глубиной впа¬
дины. Неровности реальной поверхности деталей и материалов
определяются свойствами материала и особенностями процесса
формирования поверхности при обработке материала.
Б зависимости от размеров контура неровностей в дерево¬
обработке условно принято неровности реальной поверхности
разделять на макронеровности и микроиеровности, или шерохо¬
ватость. К макронеровностям относят единичные неровности
больших размеров по контуру, вызываемые главным образом
короблением и геометрической неточностью оборудования.
Макронеровности чаще характеризуют точность формы поверх¬
ности. Допуски на такие отступления обычно регламентируются
системой допусков и посадок. В зависимости от соотношения
расстояния между смежными выступами I и высотой выступа
Н отклонение реальной поверхности от идеальной характери¬
зуют как: при £/#>1000-—отклонение формы поверхности; при
40 <ЩН < 1000 — волнистость; при 1/Н<40 — шероховатость.
Кроме размерных характеристик, неровности на реальной по¬
верхности древесных материалов различают в зависимости от
факторов, обусловливающих их проявление. Неровности могут
быть результатом проявления анатомического и структурного
строения материала, разрушения и восстановления в процессе
физического воздействия на материал. Анатомические неров¬
ности свойственны древесным материалам:	они	образуются
вскрытием сосудов, полостей клеток древесины. Структурные
неровности характерны также для древесных материалов, изго¬
товленных из измельченной древесины, они обусловливаются
192

формой, размерами и расположением частиц на поверхности
лих материалов. Неровности при упругом восстановлении про¬
являются в результате неоднородности материала из-за различ¬
ных плотности и твердости, неодинаковой усушки различного
направления волокон и т. д.
Неровности разрушения образуются при силовом воздейст¬
вии на материал в процессе его обработки резанием, скалыва¬
нием, разрывом и т. п. Формы и размеры таких неровностей за¬
висят от свойств материала, специфики и закономерности дей¬
ствия сил, разрушающих материал, в зоне формирования
поверхности. Разновидностями неровностей разрушения поверх¬
ности древесины являются ворсистость и мшистость. Эти харак¬
терные для древесины дефекты поверхности обусловлены волок¬
нистым строением древесины и соответствующими условиями ее
разрушения. Под ворсистостью поверхности древесины пони¬
мают такое ее состояние, при котором на ней имеются отделен¬
ные одним концом волокна, способные приглаживаться или под¬
ниматься. Если на поверхности древесного материала имеются
участки с пучками коротких волокон, отделенных одним кон¬
цом, но неспособных приглаживаться, то такой дефект поверх¬
ности называют мшистостью. Микронеровности на каждой по¬
верхности являются случайными дефектами. К кинематическим
неровностям можно отнести неровности, вызванные кинема¬
тикой резания и вибрацией режущего инструмента. Такие не¬
ровности имеют форму траектории лезвия резца в виде волн и
называются волнистостью поверхности. Волнистость поверх¬
ности является систематической погрешностью с определенным
законом распределения, зная который, можно ее прогнозиро¬
вать. При обработке поверхности вращающимися резцами вол¬
нистость всегда ориентирована в направлении подачи и зависит
от радиуса резания и подачи на резец. Длина волны является
надежным и достаточным критерием оценки волнистости по¬
верхности древесных материалов. Высота волны, образуемой на
поверхности в результате цилиндрического фрезерования, точно
определяется из соотношения
н = R	(58)
где Н — высота волны; /— длина волны, расстояние между
двумя с" -.дыми выступами; R — радиус резания.
П„а формировании поверхности вращающимися резцами
отношение высоты выступа к длине волны обычно менее V20.
У шероховатых поверхностей отношение высоты неровности
к расстоянию между ними более 1/го. но распределение высот
неровностей на поверхности незакономерно, поскольку они обус¬
ловлены многими факторами и являются случайными в опре¬
деленных пределах, характерных для конкретных материалов
и методов их обработки.
7 Злклз № 2177
193

Wsf3f=«
051
S
Pnc. 49. Профили нормаль¬
ного сечения шероховатой по¬
верхности:
а — элементы профиля; б — соот¬
ношения ftz//?0 для идеальных
профилей поверхности; в, г — све¬
товые сечения

Критерием шероховатости поверхности должен быть пара¬
метр, получаемый из уравнения, описывающего реальную по¬
верхность в функции трех координат. Такой подход неприемлем
для практики из-за сложности определения уравнения поверх¬
ности. Для упрощения этой проблемы установлено шесть наи¬
более возможных направлений неровностей на шероховатой
поверхности:	параллельное,	перпендикулярное, перекрестное,
кругообразное, радиальное и произвольное. Эти направления
возможны благодаря определенности траектории режущего ин¬
струмента при образовании поверхности. Благодаря этим допу¬
щениям шероховатость поверхности можно охарактеризовать
по двум координатам одной плоскости нормального сечения и
по одному из названных направлений.
Нормальным сечением называют сечение реальной поверх¬
ности прямой плоскостью, перпендикулярной номинальной по¬
верхности. Нормальное сечение образует профиль реальной
поверхности в направлении секущей плоскости. Направление
секущей плоскости выбирают в зависимости от типа направле¬
ний неровностей на реальной поверхности. На рис. 49 показан
профиль нормального ссчсния шероховатой поверхности и гео¬
метрические элементы этого профиля, которые могут характе¬
ризовать сю свойство в координатах плоскости сечения XY.
Профиль нормального сечения реальной поверхности характе¬
ризуется многими понятиями. Базовая линия — линия, про¬
веденная определенным образом относительно профиля для
получения его оценок. Базовая длина — длина / базовой
линии, используемая для количественных оценок основных ха¬
рактеристик профиля сечения поверхности; средняя линия
профиля т — линия, делящая профиль таким образом, что
площади выступов и впадин профиля в пределах базовой
длины относительно этой линии равны. Практически обеспечи¬
вается минимальное значение среднего квадратического откло¬
нения профиля от этой линии. Система М — система
отсчета координат точек профиля в плоскости сечения относи¬
тельно средней линии т\ выступ профиля — часть про¬
филя в пределах тела, расположенных между соседними точ¬
ками пересечения профиля со средней линией; впадина про¬
филя— часть профиля между соседними точками пересечения
профиля средней линией, не принадлежащая телу; линии вы¬
ступов и впадин профиля эквидистантны средней линии и про¬
ходят через экстремальные точки профиля в пределах базовой
длины. Шаг неровностей по впадинам профиля — длина
отрезка средней линии, пересекающего профиль в трех сосед¬
них точках, но ограниченная двумя крайними точками. Средний
шаг неровностей профиля по впадинам Sz — среднее арифмети¬
ческое значение шага неровностей профиля в пределах базовой
длины. Шаг неровностей профиля по впадинам Sz — длина от¬
7*
195

резка средней линии между проекциями на нее двух экстре¬
мальных точек соседних впадин профиля. Наибольшая
высота неровностей профиля — расстояние между линией вы¬
ступов и линией впадин в пределах базовой длины Rm. Среднее
арифметическое из наибольших отдельных расстояний от вер¬
шины выступа до дна впадины профиля поверхности Rm гаах-
Высота неровностей по десяти точкам профиля в пределах ба¬
зовой длины Rz. Среднее арифметическое абсолютных отклоне¬
ний профиля Ra. В качестве критерия нормирования шерохова¬
тости поверхности древесных материалов по рекомендации
ИСОР468 используется одна из четырех характеристик: Rmmах;
Rm', Rz и Ra. Вспомогательным параметром совместно с одним
из Rz или Ra может быть характеристика Sz. Все принятые
в ГОСТ 7016—82 параметры характеризуют шероховатость од¬
ной координатой, хотя в геометрическом и физическом понима¬
нии шероховатость должна оцениваться в единицах объема, по¬
скольку она имеет характеристики по трем координатам. При¬
нятые параметры оценки шероховатости правомерны из-за того,
что направление шероховатости указывается отдельно, а рас¬
пределение неровностей на реальной поверхности детали счи¬
тается таким же, как на анализируемых профилях нормального
сечения. Вспомогательный критерий Sz компенсирует эти допу¬
щения. Использование нескольких критериев в оценке шерохо¬
ватости расширяет возможность дифференцировать оценку
шероховатости материалов, имеющих значительные различия
по структуре, назначению и методам обработки.
Требования к шероховатости поверхности устанавливаются
наибольшим числовым значением выбранного параметра или
его пределами независимо от происхождения неровностей, обус¬
ловивших это значение параметра. Исключение составляют ана¬
томические неровности. Поскольку при обработке древесины
резанием появление этих неровностей не зависит от способов
и режимов резания, в требованиях к шероховатости таких по¬
верхностей анатомические неровности не учитываются.
Не включаются в числовую характеристику шероховатости
ворсистость и мшистость поверхности, поскольку нет методов
и средств количественной оценки этих неровностей, и в техниче¬
ских требованиях к шероховатости оговаривается только допу¬
стимость или недопустимость этих неровностей на деталях дан¬
ного назначения.
Рассмотрим физическое содержание и области применения
параметров оценки шероховатости поверхности древесины и
древесных материалов. Уже отмечалось, что параметры Rmm ах,
Rm, Rz и Ra равноправны и ГОСТ 7016—82 допускает пользо¬
ваться пс только любым из них, но и их сочетанием, а также
дополнительным параметром Sz. Параметр Rmmax представляет
собой среднее арифметическое из наибольших по высоте неров¬
196

ностей tfmax, найденных выборочно на всей контролируемой по¬
верхности и замеренных каждая в направлении, которое даст
наибольшее значение Н:
Г
Rm =	/^гпах(/н.	(ВО)
Глубина (высота) максимальных неровностей Rm имеет зна¬
чение для многих процессов обработки древесины. С глубиной
неровностей связана прочность склеивания, величина втягива¬
ния облицовочных материалов. Численное значение
Rm = Yp max "Г Ги max	(60)
прямо указывает на толщину слоя, который должен быть снят
с заготовки	для	устранения на	ней неровностей.	Величину Rm
можно	рассматривать	как одну	из слагаемых	общей	величины
операционного припуска на обработку по толщине и ширине за¬
готовок из пиломатериалов. Параметром Rmmaj могут быть
заданы требования к шероховатости поверхности после различ¬
ной обработки, однако контроль с помощью этого параметра
удобен только в случаях, если неровности поверхности сущест¬
венно отличаются друг от друга по величине; крупные неров¬
ности Rm max могут быть легко обнаружены и выделены на
поверхности визуально, например на поверхности пиломатериа¬
лов. Параметр RmmsT особенно удобен для нормирования шеро¬
ховатости и контроля поверхностей, на которых господствую¬
щими являются неровности разрушения (доски рамного рас¬
пила, лущеный и строганый шпон и др.).
Для получения параметра Rrn шм на грубых поверхностях
можно пользоваться индикаторным глубиномером, на менее
грубых поверхностях — оптическими приборами типа ТСП или
двойным микроскопом. Для получения этого параметра профи¬
лографы и профилометры не подходят. Следует иметь в виду
следующую особенность параметра R т may
Распределение И
шах
на поверхности не подчиняется закону нормального распределе-
ния. Поскольку для определения	на	поверхности	отыски¬
ваются наибольшие неровности Нтах, то по мере увеличения
количества замеров в них включаются все меньшие по значе¬
нию HmBV и среднее арифметическое значение Rmmax становится
меньше. Определение Дшшау требует строгой регламентации
числа замеров п. Параметр Rmmах мало пригоден для норми¬
рования и контроля поверхностей с малой шероховатостью, не¬
ровности которых трудноразличимы невооруженным глазом,
а также поверхностей с неровностями мало отличающимися
друг от друга по размеру. Для таких поверхностей предпочти¬
тельнее параметры Rz или /?а. Оба параметра являются усред¬
ненными высотными характеристиками профиля некоторого
участка рассматриваемой поверхности.
1П7

Параметр Rz представляет собой среднее арифметическое
значение высоты неровностей профиля
П
(61)
и может быть найден из профилограммы, снятой с контроли¬
руемой поверхности с помощью профилографа.
По ГОСТ 7016—82 Rz определяют как среднее из пяти наи¬
больших неровностей, расположенных в пределах базовой
длины профиля поверхности. Под базовой длиной понимают
длину участка на контролируемой поверхности, профиль кото¬
рого используется для определения значения выбранного пара¬
метра, в данном случае параметра Rz. Ограничение этого
участка необходимо для исключения влияния на результаты опре¬
деления параметра шероховатости макронсровностей поверх¬
ности. Чем грубее шероховатость и больше шаг неровностей,
тем больше должна быть и базовая длина. ГОСТ 7016—82
устанавливает четыре значения базовой длины, которыми сле¬
дует пользоваться: 0,8; 2,5; 8 и 25 мм. Rz находят по формуле
где ftmaxi — расстояние от пяти наивысших точек профиля;
ftmini — расстояние от пяти наинизших точек профиля до базо¬
вой линии 0—0, проведенной параллельно средней линии и не
пересекающей профиль (см. рис. 49).
Характеристика шероховатости поверхности параметров
может дополняться параметром Sz. Параметр Sz представляет
собой среднее арифметическое значение шага неровностей в пре¬
делах базовой длины, определенного по впадинам профиля:
Дополняя параметр Rz и Rs, средний шаг неровностей ха¬
рактеризует не только шаг, но и отношение высоты неровностей
к их шагу. Известно, что величина втягивания облицовочного
материала в углубления подложки зависит от высоты и отно¬
шения высоты к шагу неровностей подложки. Используя пара¬
метры Rz и Sz, можно задавать требования к шероховатости
поверхности подложки для обеспечения необходимого качества
облицованной поверхности, например, древесностружечной
плиты после ламинирования или оклеивания пленками. По¬
скольку характер и величина неровностей поверхности могут
быть различны в зависимости от направления волокон древе¬
сины, направления резания и других факторов, при использова¬
нии параметра Rz необходимо оговаривать направление про¬
(62)
П
sz = XI szlln.
(63)
198

филя поверхности. Если оно не оговорено, должно выбираться
направление, которое дает наибольшие значения неровностей.
Применять параметр Rz желательно для поверхностей древе¬
сины и древесных материалов, предназначенных к отделке
лакокрасочными материалами при облицовывании пленками.
Недостатком параметра Rz является большая трудоемкость его
определения, связанная с необходимостью записи профиля по¬
верхности на бумагу, измерения на профилограмме значений
йщахг и hmini и вычисления по формуле (62). Поэтому там, где
это возможно, необходимо вместо параметра Rz пользоваться
параметром Ra. Параметром Ra называют среднее арифметиче¬
ское значение абсолютных отклонений профиля от его средней
линии т в пределах базовой длины (см. рис. 49). В общем
виде
. г
RR = l/ij\y(x)\dx.	(64)
Получить значение Ra из профиля, записанного на бумаге
путем решения уравнения (64), в большинстве случаев невоз¬
можно, так как неизвестно уравнение кривой профиля. Можно
найти значение Ra путем планиметрирования площадей, заклю¬
ченных между профилем и его средней линией (в пределах ба¬
зовой длины), по формуле
при F = Z |/,|,	(65)
1
где п — число участков, образованных средней линией и линией
профиля с площадью /у или простым измерением ряда ординат
i/i и определением их среднего арифметического значения (без
учета алгебраического знака) по формуле
/?а=1/я£|й1>	(65а)
1
где п — число измеренных ординат.
Оба способа отличаются большой трудоемкостью, не мень¬
шей, чем трудоемкость определения Rz, и поэтому редко при¬
меняются на практике. Достоинство параметра R3 в том, что
приведенное выше интегральное уравнение (64) автоматически
решается в современных приборах'—профилометрах. При дви¬
жении ощупывающей иглы и контролируемой поверхности ее
вертикальные перемещения вызывают электрические сигналы,
которые после соответствующего усилия и преобразования фик¬
сируются стрелкой на шкале показывающего прибора как
функция среднего отклонения иглы от средней линии профиля.
Параметр Rz также может применяться для поверхностей с от¬
носительно равномерной шероховатостью, например древесно¬
волокнистых плит, многослойных древесностружечных плит,
190

шлифованных поверхностей натуральной и модифицированной
древесины и т. д. Параметр #я непригоден для регламентирова¬
ния шероховатости поверхностей, на которых доминирующими
могут быть неровности разрушения.
Для одних и тех же поверхностей значение параметра
Rm max, как правило, всегда больше Rz, а значение Rz больше
значения #а, однако постоянной корреляционной зависимости
между значениями этих параметров не наблюдается. Это объ¬
ясняется разным физическим содержанием рассмотренных па¬
раметров. Так, в назначении параметра Rz отражается только
высота наиболее крупных неровностей в пределах базовой
длины, на значение параметра #а влияет не только высота, ной
форма неровностей профиля, наличие в пределах базовой
длины сглаженных участков и др. На рис. 49, б приведено не¬
сколько характерных моделей профилей, построенных из про¬
стых геометрических фигур для простоты определения #а.
Значение Rz всех профилей одинаково. В правой части рисунка
показаны значения #а вычисленные в долях Rz. Таким обра¬
зом, числовое значение любого параметра не может быть пере¬
ведено в значения другого с помощью известных соотношений,
поскольку эти соотношения могут меняться в зависимости не
только от размеров, но и формы неровностей. Поэтому поверх¬
ность, шероховатость которой задана определенным парамет¬
ром, должна контролироваться этим же параметром. Шерохо¬
ватость поверхности может быть задана любым значением вы¬
бранного параметра или его двумя предельными значениями.
Рекомендуется для нормирования шероховатости пользоваться
рядами предпочтительных чисел, построенных по ряду #10
с показателем прогрессии ф=1,25. Предпочтительные границы
значений Rm max, R.zi Rm равны: 1600; 800; 400; 200; 100; 50; 25;
12,5; 6,3; 3,2 мкм. Для значения #а соответственно 100; 50; 25;
12,5; 6,3; 3,2; 1,6; 0,8 мкм. Этими пределами обычно определяют
шероховатость поверхностей при проектировании изделий из
древесины, указывая обычно на чертежах только верхний пре¬
дел. Не исключается ограничения шероховатости в более узких
пределах.
Методы определения параметров шероховатости
Известные методы определения параметров шероховатости
различаются по следующим признакам: по измерению пара¬
метров— прямые и косвенные, контактные и бесконтактные,
дискретные и интегральные; по принципу действия и устройству
используемых приборов — механические, пневматические, опти¬
ческие, индукционные, емкостные, ультразвуковые, высокоча¬
стотные; по виду представляемой информации — профилометри-
ческие и профилографические.
200

Прямые методы позволяют определять значение параметра
непосредственным измерением его величины. Косвенные — на
основании измерения величин, связанных с определяемым пара¬
метром, вычисляют значение его расчетом. Контактные методы
осуществляются благодаря контакту измерительного орган'а
с поверхностью, параметр шероховатости которой определяется.
Бесконтактный метод позволяет измерить параметр без кон¬
такта рабочего органа с поверхностью, для которой определя¬
ется параметр шероховатости. Дискретные, или дифференци¬
альные, методы дают конкретное единичное значение измеря¬
емого параметра в каждом месте измерения. Интегральные
методы дают усредненное значение измеряемого параметра на
определенном участке поверхности.
Название принципа действия соответствует конструктивным
формам осуществления метода: механические основаны На
принципе механики, оптические — на принципе оптики и т. д.
Профилометрические методы позволяют измерять параметр по
ходу его изменения вдоль профиля нормального сечения, без
необходимости графического представления этого профиля.
Профилографичсские методы основаны па получении чертежа —
графика модели профиля в увеличенном масштабе, и по дан¬
ным этой профилограммы определяют все параметры профиля.
Профилографические методы дают больше информации о ше¬
роховатости поверхности, чем профилометрические. В соответ¬
ствии с перспективной классификационной схемой, принятой
ИСО ТК57, приборы и устройства для оценки шероховатости
делятся на две группы: 1) приборы для оценки шероховатости
по поверхности; они применяются при интегральном методе;
в качестве критерия используют образцы сравнения; 2) при¬
боры для измерения шероховатости профильным методом; они
делятся в свою очередь на приборы последовательного преобра¬
зования профиля — щуповые профилометры и профилографы, и
приборы одновременного преобразования, теневого и светового
сечения. Принцип действия и устройства приборов могут быть
различными в соответствии с принятым методом. Посколькм
принятые параметры шероховатости могут определяться только
с помощью приборов профильного метода, они считаются основ¬
ными, хотя принцип оценки шероховатости поверхности интег¬
ральным методом на практике' является более корректным.
Наибольшее практическое значение и применение получили
прямые методы, в частности профильные методы. Профильными
называют методы, основанные на получении тем или иным спо¬
собом профиля сечения контролируемой поверхности и оценке
ее шероховатости по этому профилю. Получение профиля конт¬
ролируемой поверхности возможно разными способами, однако
чаще всего для этой пели пользуются способами светового се-
чения или ощупывания поверхности. Существует две разновид¬
201

ности способа светового сечения поверхности, сущность кото¬
рых показана на рис. 49, в, г.
Основанный на первом способе двойной микроскоп имеет
два тубуса, расположенных в одной плоскости под углом 45°
к контролируемой поверхности 90° друг к другу. С помощью
первого тубуса {назовем его осветительным) на поверхность
проектируется тонкая прямая световая полоска. На поверх¬
ности изображение световой полоски оказывается более или
менее изломанным соответственно профилю поверхности. Изоб¬
ражение световой полоски на поверхности наблюдают через
микроскоп и с помощью винтового окулярмикрометра произво¬
дят измерение неровностей. Двойной микроскоп позволяет из¬
мерять неровности высотой примерно от I до 100 мкм. Для бо¬
лее грубых поверхностей с высотой неровностей от нескольких
десятков до нескольких сотен микрометров возможно примене-
ниие более простых приборов, работающих по способу теневого
сечения поверхности (ТСП) или способу тени от ножа. По
этому способу контролируемую поверхность освещают также
под углом 45° пучком параллельных лучей света, которые па¬
дают на лезвие кожа, свободно лежащего на контролируемой
поверхности. Прямолинейная кромка ножа отбрасывает на по¬
верхность тень, нижняя граница которой искривляется соответ¬
ственно профилю поверхности. Как и в днойном микроскопе,
наблюдение и измерение неровностей выполняют с помощью
микроскопа. Оба прибора пригодны в основном для измерения
единичных неровностей поверхности и только в случаях, если
высота и шаг неровностей поверхности мало отличаются друг
от друга. Это связано с тем, что оба прибора дают увеличение
неровностей, мало отличающееся по их высоте и шагу. Если
обозначить шаг неровности через I, а высоту ее через h, то оче¬
видно, что при увеличении объектива микроскопа, равном ft,
в фокальной плоскости окуляра будет наблюдаться неровность,
увеличенная по длине (шагу) в ft раз, т. е. /- — /ft, гдeL — вели¬
чина шага неровности в фокальной плоскости окуляра. Так как
неровности поверхности в обоих случаях освещаются под углом
а=45°, проекция высоты их тени, наблюдаемая в микроскоп,
будет, очевидно, h'=h cos 45°. Общее увеличение неровности по
высоте в фокальной плоскости окуляра будет равно
Н = ft'ft = /г/cos 45° ft « 1,4ft,	(66)
где H — высота неровности в фокальной плоскости окуляра.
Таким образом, в обоих приборах увеличение по высоте неров¬
ностей только в 1,4 раза больше увеличения по шагу. Между
тем высота неровностей поверхности древесины и древесных
материалов, как правило, на один-два порядка меньше их
шага. Например, на фрезерованных поверхностях древесины при
длине шага (волны) в несколько миллиметров высота волн со¬
202

ставляет только десятки микрометров, В этих условиях приме¬
нение микроскопов малоэффективно: при применении объекти¬
вов с небольшим увеличением неровности малоразличимы в мик¬
роскопе; при применении объективов с большим увеличением
в поле зрения микроскопа оказывается только часть неров¬
ности. Этого недостатка нет в приборах, основанных на прин¬
ципе ощупывания контролируемой поверхности.
Простейшим ощупывающим прибором для контроля шеро¬
ховатости может служить индикаторный глубиномер, представ¬
ляющий собой индикаторную головку часового типа, закреп¬
ленную в специальной колодке с плоской опорной поверхностью
так, чтобы стержень индикатора выступал на 1,5—2 мм ниже
опорной поверхности. Пользуясь отверстиями в колодке, при¬
бор можно установить на контролируемой поверхности так,
чтобы конец стержня индикатора касался дна впадины, глубину
которой хотят измерить. Индикаторный глубиномер пригоден
для контроля шероховатости только грубых поверхностей. В де¬
ревообработке им пользуются для контроля шероховатости пи¬
ломатериалов, выпиленных на лесопильных рамах, круглопиль¬
ных станках с большой подачей на зуб и т. п.
Значительно большее распространение получили ощупываю¬
щие приборы — профилографы и профилометры, в которых
твердый щуп (чаще всего им служит алмазная игла) скользит
по контролируемой поверхности, неровности которой вызывают
соответствующие им вертикальные колебательные перемещения
щупа. Перемещения щупа с помощью соответствующих механиз¬
мов могут быть преобразованы в отклонения светового луча,
механические перемещения пера или, чаще всего, в электриче¬
ские импульсы и с многократным увеличением записаны на фо¬
топленке или бумаге в виде кривой профиля (профилограммы)
или зафиксированы на показывающем приборе. Соответственно
различают щуповые приборы — профилографы, служащие для
записи неровностей поверхности в виде профилограмм, и щупо¬
вые приборы—профилометры, дающие усредненный результат
измерения неровностей в числовом выражении того или иного
высотного параметра шероховатости. Масштаб вертикального
увеличения в профилографах может быть очень большим, в сов¬
ременных приборах он нередко достигает кратности увеличения
X105 и более. Масштаб горизонтального увеличения редко
превышает увеличения X Ю2. Поэтому профилограммы пред¬
ставляют собой искаженный гипертрофированный по высоте
профиль поверхности, но именно это позволяет выявить и оце¬
нить даже мельчайшие его подробности. Очень важными харак¬
теристиками ощупывающих приборов являются радиус закруг¬
ления острия ощупывающей иглы и давление ее на контроли¬
руемую поверхность. При очень малом радиусе закругления
игла может царапать поверхность, при слишком большом —
203

может происходить искажение профиля за счет недоощупыва-
ния, т. е. недоставания концом иглы дна впадины. Усилие при¬
жима иглы к поверхности должно быть незначительным, меньше
предела смятия волокон древесины, иначе возможно смятие
контролируемой поверхности, особенно у такого мягкого мате¬
риала, как древесина. В то же время оно должно быть доста¬
точным для того, чтобы исключить проскакивание иглы через
отдельные неровности при ее поступательном перемещении по
поверхности. Таким образом, ощупывающие приборы должны
отвечать очень высоким требованиям и основные параметры их
нормируются государственными стандартами. В современных
приборах контактного действия колебания иглы преобразуются
в электрические сигналы с помощью индуктивных, механотрол-
ных, пьезоэлектрических, емкостных и других преобразовате¬
лей. Сигналы регистрируются по частоте и амплитуде колеба¬
ний иглы, с помощью ЭВМ выдается численное значение одного
из параметров оценки шероховатости, с помощью графопострои¬
теля дается профилограмма профиля поверхности. Параметр
шероховатости поверхности изделий из древесины и древесных
материалов определяется по ГОСТ 15612—78. В зависимости от
предельных значений параметров шероховатости поверхности ре¬
комендуется применять следующие приборы: индикаторный глу¬
биномер для измерения шероховатости по параметру Rmmах
в пределах Rmmax= 500-^-1600 мкм; ТСП-4С для Яттах=60—
-hiООО мкм; МИС-11 для /?ттах^ 1,5-НбЗ мкм. На приборах по¬
следовательного преобразования профиля профилографе-про-
филометре модели 201, 252 измеряют параметр Ra от 0,02 до
J00, Rz и Rm от 0,02 до 200 мкм на базе до 2,5 мм. На приборах
светового сечения типа ПСС-2 (МИСИ), ОРИМ измеряют
параметры RZl Rm от 0,4 до 40 мкм на базе до 2,5 мм; на
ПТС-1— Rz и R-щ от 40 до 320 мкм на базе до 8 мм. Кроме
приборных профильных методов определения параметров шеро¬
ховатости поверхности древесных материалов, могут использо¬
ваться органолептические методы интегральной оценки шеро¬
ховатости по образцовым деталям.
Контроль осуществляют путем визуального сравнения конт¬
ролируемой поверхности с поверхностью образцовой детали-эта¬
лона, параметры шероховатости которой предварительно опре¬
делялись в лаборатории приборным методом по одному или не¬
скольким параметрам. Размеры образцов для определения ше¬
роховатости должны быть не менее 200 X 300 мм или соответ¬
ствовать размеру контролируемой поверхности. Такой метод
позволяет однозначно определить только соответствие или несо¬
ответствие шероховатости контролируемой поверхности эталону.
Этот метод широко используется в производственных условиях.
Имеются приборы для сравнения контролируемой поверх¬
ности с поверхностью эталона. Применение таких приборов по¬
204

вышает надежность сравнения, снижает трудоемкость контроля
и сохраняет эталон. Поверхность эталона необходима только
для градуировки прибора.
Конкретные значения параметров шероховатости поверх¬
ности древесины приведены в нормативной документации. Осо¬
бенно жесткие требования предъявляются к операциям, форми¬
рующим поверхность под отделку. Вид отделки и толщина по¬
крытия предопределяют допустимую шероховатость. Так, под
отделку нитроцеллюлозными лаками шероховатость по Rmmax
должна быть менее 16 мкм; под отделку полиэфирным лаком
она может быть до 03 мкм; под отделку кроющими красками
и эмалями — до 125 мкм. Поверхности, предназначенные под
склеивание массивной древесины, могут иметь шероховатость
по Rm max до 200 мкм, а волнистость поверхности после про¬
дольного фрезерования до 3 мм. Поверхности, облицованные
бумагами, имеют шероховатость не свыше Rmmax = 60 мкм.
Шероховатость поверхности и точность размеров взаимосвя¬
заны. Максимальная высота выступа профиля па поверхностях,
ограничивающих размер, является его составной частью. Слу¬
чайные колебания выступов Rmmax образуют одну из значитель¬
ных случайных погрешностей размера. Чем точнее требуется
выполнить размер, тем менее шероховатыми должны быть по¬
верхности, ограничивающие этот размер. Обоснование шерохо¬
ватости поверхности при назначении точности размера может
исходить из следующих предположений. Параметр Rm max вхо¬
дит составной частью в ошибку измерения, которая не должна
превосходить '/б допуска детали. Допуская, что ошибка размера
из-за параметра Rmшах не должна превосходить величину при¬
борной погрешности, можно считать, что сумма значений пара¬
метра Rmmax, не ограничивающих размер поверхностей, не
должна быть более 7е допуска. Исходя из этих допущений,
можно легко нормировать шероховатость поверхности в зави¬
симости от допуска детали. Например, допуск для деталей раз¬
мером от 18 до 30 мм по ГОСТ 6449—82 для 12-го квалитета
равен 0,21 мм, а для 14-го — 0,52 мм. Шероховатость поверхно¬
стей для деталей, изготовленных по 12-му квалитету, должна
быть не более ^ max=0,21 (2-6) 1000=17,5 мкм, а для 14-го
квалитета может быть не более Rm max=0,52/(2 • 6) 1000 = 43,3 мкм.
Требования к шероховатости поверхности устанавливают без
учета дефектов поверхности. При нормировании шероховатости
пользуются ГОСТ 7016—82, где даны унифицированные значе¬
ния параметров Т^тптах, Rz и Ra в виде рядов предпочтительных
чисел. Обычно при нормировании шероховатости ограничивают
верхнее предельное значение параметра. В некоторых случаях
указываются оба ограничения. Нормируемое значение шерохо¬
ватости поверхности обозначают на чертеже на всех поверхно¬
стях изделия по ГОСТ 2.309—73. Для этого используются три
205

знака. Знак ^ применяется, когда не оговаривается вид об¬
работки. Если при изготовлении детали не допускается удале¬
ние поверхностного слоя или разделение материала, то приме¬
няют знак -'У . Если необходимо удалить поверхностный слой
или использовать разделение материала, то применяют знак s/ ■
Когда необходимо нормировать вид обработки и базовую
длину, знак шероховатости поверхности изображают с полкой.
Значение параметра R& указывают без символа, а значения
остальных параметров указывают после их символов. Напри¬
мер, Rz 10, Rm max 100, 5*08. При указании ограничительных
пределов значений параметров шероховатости они размещаются
в две строки, например Rm шД°а-
Типы направления неровностей указывают в условном обоз¬
начении в нижней части знака под указанием базовой длины:
параллельное V =; перпендикулярное У JLj_ перекрещивающееся
УХ ; кругообразное УС\ радиальное УЯ\ произвольное У М.
Обычно шероховатость древесины измеряется в направлении
перпендикулярном волокнам. При обозначении одинаковой
шероховатости для всех поверхностей, на которых не указана
шероховатость, в правом верхнем углу чертежа помещают обоз¬
начение одинаковой шероховатости, после которого ставят знак
V. Ворсистость не допускается при Rm max<8 мкм; мшистость
при Rm max< 100 МКМ.
Раздел II
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Глава 5
СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
§ 25. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС КАК СИСТЕМА
Производство — это сложная система. Посредством функци¬
онирования она превращает ресурсы природы в промышленную
продукцию. Промышленность — ведущая отрасль производств,
она делится в зависимости от используемых ресурсов природы
на добывающую и обрабатывающую. На рис. 50 представлена
принципиальная упрощенная схема производства как сложной
системы, включающей множество подсистем.
206

Процесс изготовления изделий па современном деревообра¬
батывающем предприятии состоит из непосредственной обра¬
ботки материала (например, сушки древесины, механической
обработки деталей, склеивания, сборки и т. д.) и сопутствую¬
щих ей процессов транспорта и храпения материалов на скла¬
дах, контроля качества, обеспечения рабочих мест энергией,
инструментом, учета выработанной продукции, управления про¬
изводством и т. д. Производственный процесс включает в себя
все необходимое для планомерного п рационального изготов¬
ления изделий: проектирование, ochoriioc производство, техни¬
ческое, материальное и общее обслуживание.
Производственный процесс — совокупность всех совместных
действий людей и средств производства, в результате которой
из исходных материалов, заготовок и составных частей полу¬
чают продукцию определенного назначения и требуемого каче¬
ства. ^Технологический процесс — законченная часть основного
производства, в результате выполнения которой достигается из¬
менение формы, размеров, положения, состояния и свойств ма¬
териалов или заготовок или последовательное соединение со¬
ставных частей в соответствии с требованиями технической
документации."^
Технологией производства называют научно и практически
обоснованную систему знаний, методов воздействия и приемов
превращения сырья и материалов в готовую продукцию.
Технология изделия из древесины является научной и прак¬
тической деятельностью о наиболее рациональных и эффектив-
207

. ных способах изготовления изделий из древесных материалов.
'Технологический процесс включает не только механическую
обработку древесины резанием, прессованием, гнутьем, соедине¬
ние деталей, но и физические процессы нагрева и сушки мате¬
риалов, химические явления при склеивании и отделке.^
Процессы сушки и отделки древесины отличаются от про¬
цессов механической обработки, поэтому они являются предме¬
том самостоятельных учебных дисциплин.
v Изделия из древесных материалов отличаются сложной кон¬
струкцией и состоят из большого количества разнообразных
деталей, форма и размеры которых заданы чертежом изделия,
В изделиях детали могут быть цельными и составными (кле¬
еными). [Цельные детали вырабатывают из массивной древе¬
сины, а составные или клееные — из составных частей, склеи¬
вают из шпона или вырезают из клееной фанеры, столярной
плиты и T. Jg| Каждая деталь отличается своими характерными
признаками, имеет свой технологический процесс изготовления.
Технологический процесс производства всего изделия--это со¬
вокупность технологических процессов изготовления его дета¬
лей, сборки их в изделие и, если необходимо, обработки собран¬
ного изделия до полной готовности.
[Технологический процесс изготовления каждой детали и из¬
делия может быть разделен на ряд этапов — стадий, отличаю¬
щихся друг от друга характером обработки (например, гнутье,
резание, склеивание и т. д.) или различием цели, которая ста¬
вится на данном этапе (раскрой, механическая обработка идр.)!>
Технологический процесс изготовления изделий из древесины
может быть\ разделен на типичные стадии в той или иной по¬
следовательности, которые встречаются почти на каждом пред¬
приятии.
\ Сырьем для всех изделий служат древесные материалы
в Риде досок, древесностружечных, древесноволокнистых или
столярных плит, фанеры и облицовочных материалов. Методы
обработки древесных материалов в большей степени определя¬
ются их свойствами. * Использовать в производстве древесные
материалы необходимо при определенной влажности. Сушка,
или досушка древесины и материалов перед запуском их в об¬
работку— одна из первых стадий технологического процесса
любого предприятия, изготавливающего изделия из древесины.
Механическая обработка древесных материалов на станках
обычно начинается с раскроя, деления досок, фанеры, столяр¬
ных плит и других материалов на отрезки определенных раз¬
меров, из которых путем фрезерования и других операций могут
быть получены нужные детали. Такие отрезки после раскроя
называют черновыми заготовками деталей.
ДПри раскрое древесных материалов на заготовки необхо¬
димо добиваться наиболее рационального использования сырья,
208

т. е. получения наибольшего количества заготовок, по качеству
отвечающих установленным требованиям, которые регламенти¬
руются допустимыми дефектами на древесные материалы.
Раскрой древесных материалов на заготовки также типич¬
ная стадия технологического процесса. Последовательность пер¬
вых стадий технологического процесса (сушки и раскроя)
зависит от конструкций изделий и может быть различной. Воз¬
можна сначала сушка древесных материалов, а затем раскрой
их и, наоборот, сначала раскрой, а затем сушка заготовок. На
практике находит применение и тот и другой порядок.
Заготовки обычно проходят две стадии механической обра¬
ботки. На первой стадии заготовки обрабатывают с четырех
сторон по сечению и оторцовывают для придания правильной
геометрической формы и точных размеров. Эту стадию обра¬
ботки называют механической обработкой черновых заготовок.
В результате ее выполнения получаются чистовые заготовки.
Вторая стадия обработки заготовок включает формирование
шипов и проушин, сверление отверстий, выборку гнезд, шлифо¬
вание и т. д. Эту стадию называют механической обработкой
чистовых заготовок. В результате ее выполнения получают го¬
товые детали заданной в соответствии с чертежами формы?.
Такая последовательность превращения заготовок в детали
необходима потому, что только на заготовках ^обработанными
поверхностями, имеющих правильную форму п точные размеры,
могут быть точно сформированы шипы, высверлены отверстия,
гнезда и т. д. Приведенные две стадии превращения заготовок
в готовые детали характерны только для деталей из цельной
древесины. Составные (клееные) или облицованные детали
проходят еще одну стадию — склеивание и облицовывание.
При этом сначала склеивают и облицовывают, а затем произ¬
водят окончательную механическую обработку заготовок.
Процесс сборки изделий из готовых деталей также можно
разделить на-ряд стадий. Первая из них—сборка деталей
в сборочные единицы (рамки, щиты, коробки и т. д.). Такие
сборочные единицы, прежде чем собирать в изделия, обрабаты¬
вают на станках для снятия провесов, выверки размеров и,
если нужно, сверления гнезд, отборки профилей и т. д. J
Последовательность дальнейших стадий технологического
процесса зависит от конструктивных решений и может быть
различной. Возможна сначала сборка подготовленных сбороч¬
ных единиц в изделие, а затем отделка собранного изделия и,
наоборот, сначала отделка сборочных единиц и деталей, а за¬
тем сборка их в изделия или упаковка в разобранном виде.
Общую структуру технологического процесса производства
изделий можно представить в виде схемы (рис. 51).
Рассматривать технологический процесс производства изде¬
лий целесообразно в указанной на схеме последовательности,
209

vwagwo
P
It-
6 s
G *
53
о
gtg
D С
timOQCn DxdoqQ
1
}mir/Qaxmhod
-ogo mwogodqo
Ьпнпда
XNHhodoqo
vxdoQQ
3
3:
Ci
Оэ
сэ
ia
3
&.
S? *
сг
1
Щ ъ
S
<§£
а;
о --
§
^г
5:
сх_
1
&
/I
\
G-
xogowosoe
vxiuoqodqo tSDH
-itraWDhHOXo
34UlfiHj
anmgnsirxQ
x OQowosve
Dxwogodqo
BDXOdhnHVXdN
uoxhngddu
ft
о
£
8
/
1*1
с-1
£-
V
е
<!§
а
Л
S
н:
5“
«о
8
' р
43
Ц"
D
М.
с=
Й
L__j

Рис. 51. Структура технологического процесса производства изделий

исключив стадии сушки и отделки, изучаемые в специальных
курсах. При болсс детальном рассмотрении технологического
процесса видим, что каждая стадия обработки разделена на ряд
технологических операций.'.Технологической операцией называ-
ется законченная часть технологического процесса, выполняе¬
мая непрерывно на одном рабочем месте при изготовлении
одной и той же продукции.] Например, стадия раскроя досок на
заготовки обычно состоит из операций распиливания досок по¬
перек (торцевания) и полученных отрезков вдоль. Каждую из
этих операций выполняют па разных станках и обычно разные
рабочие. Иногда к операциям поперечного и продольного рас¬
пиливания добавляется самостоятельная операция предвари¬
тельной разметки досок. /Технологическая операция является
основной единицей производственного планирования. На се
основе оценивают трудоемкость изделия, нормы времени, рас¬
ценки, оборудование, календарное планирование, себестоимость,
контроль качества.**^
Операция не является неизменной частью технологиче¬
ского процесса. В большинстве случаев операция состоит из
ряда рабочих приемов обработки детали (или изделия). В за¬
висимости от уровня техники и организации производства она
может состоять из большего или меньшего количества рабочих
приемов. Например, фрезерование брусков (делянок) с трех
сторон для склеивания в щиты можно выполнить на фуговаль¬
ном станке и считать за одну операцию, если она поручена
одному рабочему. Эту же обработку могут выполнить последо¬
вательно разные рабочие и на разных станках. Обработка ши¬
рокой стороны (пласти) может быть выполнена на фуговальном
станке, а обработка узких сторон (кромок) на фрезерном.
В этом случае обработка будет состоять из двух операций.
Такое деление операций называют дифференциацией.
Особенно большие колебания в степени дробности операций
наблюдаются в технологических процессах сборки. В мелких
производствах всю сборку деталей в изделия поручают одному
рабочему (или бригаде рабочих). В этих случаях все изделия
собирают на одном рабочем месте, планируют и учитывают как
одну операцию. Такой прием называют укрупнением операции.
Ту же работу в крупносерийных и массовых производствах
обычно разделяют на самостоятельные операции, выполняемые
отдельными рабочими на различных рабочих местах.
На современных предприятиях технологическая операция
осуществляется с помощью технологической системы, включаю¬
щей технологические машины, приспособления, инструмент с не¬
сущими элементами, заготовку, которые подготовлены к выпол¬
нению технологической операции. Рабочим местом называют
участок помещения, на котором в определенном порядке рас¬
положены оборудование (станок, верстак, приспособления),
211

материалы и инвентарь, необходимые рабочему при выполне¬
нии технологической операции, это — единица структуры пред¬
приятия.
Объем технологической операции имеет очень важное про¬
изводственное значение. Чем крупнее и сложнее операция, тем
ниже производительность труда и тем выше должна быть ква¬
лификация рабочего. Дифференциация операции на более мел¬
кие способствует повышению производительности труда, так
как позволяет рабочему лучше освоить приемы выполнения
несложной операции и применить специальные приспособления
с меньшими умственными напряжениями. Каждая операция
может быть разделена на части, состав и число которых может
изменяться в зависимости от характера и объема операции.
В составе операции различают технологический переход,
проход, установку и позицию.
Технологическим переходом называют законченную часть
технологической операции, заключающуюся в обработке какой-
либо одной поверхности заготовки одним и тем же инструмен¬
том, без ступенчатого изменения режимов работы. Например,
в упоминавшемся примере обработки заготовки с трех сторон
на фуговальном станке операция состоит из трех переходов:
первый — обработка пласти, второй и третий — последователь¬
ная обработка сначала одной, затем другой кромки. Эти, как
м другие, переходы могут выполняться раздельно и последова¬
тельно, например на обычных фуговальных станках, и одно¬
временно, если обработка будет сразу со всех сторон заготовки,
например на трех- и четырехсторонних продольно-фрезерных
станках. Очевидно, что в последнем случае обработка будет от¬
личаться наиболее высокой производительностью. Часть техно¬
логической операции, при которой не происходит изменения со¬
стояния предмета труда (смена инструмента, закрепление за¬
готовки и т. п.), называют вспомогательным переходом.
В свою очередь переход может состоять из одного или не¬
скольких проходов. Следовательно, рабочий ход (проход) пред¬
ставляет собой часть технологического перехода, при котором
снимается один слой материала и который выполняется за одно
перемещение инструмента относительно заготовки. Эти опера¬
ции называются проходной обработкой, выполняемой при не¬
прерывном движении материала относительно инструмента, на
фуговальных, рейсмусовых, многосторонних продольно-фрезер¬
ных станках, станках для продольного распила и др. Такая об¬
работка отличается наиболее высокой производительностью,
так как в большинстве случаев заготовки проходят через ста¬
нок только в одном направлении, не требуется затрат времени
на возврат заготовок из станка или на обратный ход инстру¬
мента. Заготовки можно подавать без разрывов, торец в торец,
обработка осуществляется непрерывно. Производительность
212

еще более увеличивается, когда одновременно обрабатывают
несколько заготовок (мношручьевая обработка) или несколько
сторон одной заготовки (одновременное выполнение нескольких
переходов). Однако проходную обработку не всегда можно осу¬
ществить. В ряде случаев, например при сверлении в заготовке
гнезд и отверстий, осуществляется позиционная обработка.
Часть технологического перехода, при которой происходит не
обработка заготовки, а перемещение инструмента, называется
вспомогательным (холостым) ходом.
Позиционной обработкой называют такую, при которой за¬
готовку сначала устанавливают неподвижно и закрепляют в оп¬
ределенном положении на рабочем столе, в станке или в при¬
способлении, а затем надвигают на нее рабочий инструмент.
Примером позиционной обработки может служить высверлива¬
ние в заготовке отверстий на сверлильном станке, выборка
гнезд на цепно-долбежном станке и т. д. При позиционной об¬
работке операция в зависимости от сложности может состоять
из одной или нескольких установок.
Установкой называют часть технологической операции, вы¬
полняемую при одном закреплении заготовки в станке или при¬
способлении. Так, сверление нескольких отверстий в заготовке
на многошпиндельном сверлильном станке может выполняться
за одну установку, т. е. при одном закреплении заготовки на
столе станка. Эта же операция при выполнении на одношпин¬
дельном сверлильном станке без специальных приспособлений
потребует столько установок заготовки, сколько в ней будет
сверлиться отверстий.
Позицией называют часть технологической операции или
установки, выполняемую при определенном положении заго¬
товки относительно режущего инструмента или станка без ее
раскрепления. Так, сверление в заготовке нескольких отвер¬
стий на одношпиндельном станке при помощи кондуктора мо¬
жет быть выполнено за одну установку (одно закрепление за¬
готовки в кондукторе), позиция заготовки относительно инстру¬
мента будет меняться столько раз, сколько будет сверлиться
отверстий.
Таким образом, одна и та же технологическая операция мо¬
жет быть выполнена при одной установке и одной позиции, при
одной установке и нескольких позициях, при нескольких уста¬
новках и нескольких позициях. На изменение установки и пози¬
ции требуется затратить труд и время. Производительность ра¬
бочего будет наивысшей при наименьшем числе установок и по¬
зиций. Поэтому сокращение числа установок в операции имеет
большое значение. При обработке древесины время, затрачи¬
ваемое на выполнение самого резания, значительно меньше
времени, затрачиваемого на перемещение заготовки на столе
станка, ’закрепление, раскрепление ее и т. д. Сокращением
213

числа установок достигается лучшее использование станка и
повышение производительности труда. Для выполнения основ¬
ной технологической операции иногда необходимо осуществить
вспомогательные операции, например установить заготовку
в приспособление и пр.
Рассмотренное деление операции на переходы, проходы, ус¬
тановки и позиции не является исчерпывающим. Анализируя
технологические операции, видим, что они состоят из рабочих
приемов, повторяющихся при обработке каждой новой заго¬
товки, например: взятия заготовки из штабеля, перемещения
ее к станку, закрепления в станке, включения подачи станка
и т. д. Некоторые приемы могут выполняться подсобными ра¬
бочими и рассматриваться как вспомогательные операции. Ра¬
бочие приемы, необходимые для выполнения операции, имеют
большое значение при учете затрат времени. Они являются
предметом изучения курса технического нормирования. Для
изучения технологического процесса разделение операций на
рабочие приемы в большинстве случаев излишне. Это крайне
важно при обучении рабочих этим приемам и организации ра¬
бочего места. В структуре технологического процесса важное
значение имеет объем технологической операции. В некоторых
случаях целесообразно совмещать технологические операции,
в других — дифференцировать. Если изделие и его детали имеют
значительные размеры, то перемещение их для осуществления
технологических операций с одного рабочего места на другое
нецелесообразно, а иногда технически трудноосуществимо. При
изготовлении клееных строительных конструкций длиной более
30 м перемещение их в цехе сложно. Аналогичная ситуация
создается при изготовлении деревянных судов. В таких случаях
все технологические операции осуществляются при неподвиж¬
ном изделии на одном месте.
Концентрация технологических операций обычно всегда тре¬
бует более высокой квалификации рабочих, сложной оснастки
и оборудования, но сокращает длительность производственного
цикла и потребность в производственной площади. Концентра¬
ция операции в производстве изделий из древесины широко ис¬
пользуется на стадии механической обработки в пределах, не
ограничивающих технические возможности организации поточ¬
ных форм производства. Концентрация технологических опера¬
ций может иметь три формы: последовательную, параллельную
и последовательно-параллельную. Достигается это созданием
устройств, автоматически меняющих инструмент и позицию за¬
готовки при выполнении всего комплекса работ укрупненной
операции, или применением сложного инструмента, способного
осуществить весь объем работ на укрупненной операции. Па¬
раллельная концентрация может быть получена методом агре¬
гатирования или созданием манипуляторов, выполняющих весь
214

объем укрупненной операции. В более простом случае этот эф¬
фект достигается совмещением инструментов, применяемых на
различных операциях. Элементарным примером такого решения
является совмещение сверла и зенкера. Параллельно-последо¬
вательная концентрация применяется в поточных линиях ме¬
ханической обработки щитов и брусков.
Одним из моментов, характеризующих структуру технологи¬
ческого процесса, является форма управления ходом техноло¬
гического процесса. Это имеет особое значение в поточном про¬
изводстве. Технологический процесс в поточном производстве
может иметь три формы управления: централизованное, путе¬
вое и смешанное. При централизованном управлении весь тех¬
нологический процесс контролируется””с одного пульта. При
путевом управлении подача команд и контроль ведутся последо¬
вательно по ходу выполнения технологических операций с пре¬
дыдущей к последующей. Смешанное управление предусматри¬
вает централизованное управление отдельными участками
технологического процесса и путевое управление в пределах
каждого из этих участков.
В производстве изделий из древесины чаще всего исполь¬
зуют смешанную форму управления. Для осуществления управ¬
ления необходима надежная связь между управляющим и
управляемым объектами- При централизованном управлении ис¬
пользуются простые и сложные устройства дистанционного уп¬
равления. К простым устройствам относится телефонная связь.
К сложным — автоматизированные системы управления техно¬
логическими процессами (АСУТП) с применением микропроцес¬
соров и т. п.
При путевом управлении связь между технологическими
системами может быть трех видов: жесткая, гибкая и комбини¬
рованная. Жесткой технологической связью называют такую,
при которой заготовки в процессе обработки передаются непо¬
средственно от одной технологической системы к другой. При
такой связи всегда должно быть условие t] — tz=tn, где t\...
tn — время выполнения работ на первой, второй и п-й операции.
Работа всех технологических систем при жесткой связи взаимо¬
связана. При гибкой связи технологические системы могут рабо¬
тать некоторое время независимо друг от друга, поскольку она
обеспечивается использованием между технологическими систе¬
мами компенсаторов—накопителей заготовок. Благодаря нали¬
чию такого межоперационного запаса при остановке одной из
систем технологического потока остальные могут некоторое
время действовать. Существенным недостатком такой связи яв¬
ляется потребность в дополнительных производственных площа¬
дях для компенсирующих устройств, затраты на их содержание
и увеличение незавершенного производства в объеме стоимости
заготовок, находящихся в компенсирующих устройствах. Ком¬
215

бинированная форма связи сочетает все преимущества жесткой
и гибкой. При комбинированной форме связи между некото¬
рыми технологическими системами организуется жесткая связь,
а между другими гибкая. Жесткой связью обычно связывают
технологические системы, которые имеют равновесные потери
времени на наладку и примерно одинаковую производитель¬
ность; гибкой — различающиеся по производительности и слож¬
ности обслуживания. Комбинированная связь позволяет созда¬
вать на принципах агрегатирования поточные полуавтоматиче¬
ские линии, объединяющие целые комплексы технологических
операций на основе жестких связей, а между этими потоками
для осуществления гибкой связи организуются промежуточные
компенсирующие запасы с минимальными объемами незавер¬
шенного производства.
Структура и организация рабочего места
Зона, оснащенная техническими средствами для выполнения
трудовой деятельности человека, называется рабочим местом.
Порядок размещения технических средств в зоне трудовой дея¬
тельности человека называется организацией рабочего места.
Рабочее место организуется на основе оптимизации процесса
выполнения конкретной, работы с учетом эргономики, санитар¬
ных, противопожарных и других требований. Эргономика вклю¬
чает четыре основных требования к организации рабочего ме¬
ста: управляемость, освояемость, обитаемость и обслуживае¬
мость. Эти требования обеспечивают оптимальные условия дея¬
тельности человека на рабочем месте. При этом необходимо
обеспечить: параметры рабочей зоны, оптимальные размеры ор¬
ганов управления, надежные связи между рабочим и оборудо¬
ванием для контроля режимов, освещенность и климат, пра¬
вильный режим труда и отдыха, защиту работающих от
воздействия опасных и вредных факторов. При организации ра¬
бочего места проектируется система «человек — машина», в ко¬
торой необходимо согласование свойств человека и техниче¬
ских средств. Необходимо учитывать положение человека на
рабочем месте. Человек может выполнять работу стоя, сидя
и лежа. При работе стоя следует учитывать необходимость
человека в периодическом передвижении, поскольку фиксиро¬
ванные позы при этом утомительны. Положение сидя более
рационально, но ограничивает зону действий в пространстве и
прилагаемое усилие до 50 Н. Работа в положении лежа еще
в большей степени ограничивает зону действий человека и вос¬
принимаемое им усилие.
Основными характеристиками рабочего места являются зоны
досягаемости, размеры которых зависят от размеров тела че¬
ловека и его положения на рабочем месте (рис. 52). Размеры
216

Рис. 52, Зоны досягаемости на рабочем месте:
а — при работе скдя; б — при работе стоя; 1 — важная зона; 2— часто используемая;
3 — редко используемая зона
600
/
/
Рис. 53. Углы обзора человека на рабочем месте в горизонтальной и верти¬
кальной плоскостях
зоны зависят от важности исполнения и частоты необходимой
повторяемости действий человека. Углы обзора человека на
рабочем месте показаны на рис. 53. Совокупность физических,
химических, биологических, социально-психологических и эсте¬
тических факторов внешней среды, которые проявляются на
рабочем месте, оказывают влияние на условия работы. Пара¬
метры внешней среды должны создавать на рабочем месте ком¬
фортные условия, которые определяются системой стандартов
безопасности труда ССБТ. В технической документации чело¬
век на рабочем месте условно изображается кругом диаметром
400 мм с зачернением половины со стороны спины для основ¬
ного рабочего.
При планировке рабочего места следует выполнить следую¬
щие основные требования:
217

на рабочем месте должно быть все необходимое для осу¬
ществления технологической операции;
размеры рабочего места не должны ограничивать движения
рабочего и не допускать лишних движений и переходов;
размещение всех применяемых на рабочем месте предметов
должно быть удобным, чтобы не иметь лишних движений;
перемещение рабочего при выполнении операции следует ор¬
ганизовать по замкнутому контуру без возвратных перемеще¬
ний;
к рабочему месту должен быть свободный доступ;
необходимо избегать работы с наклоном тела рабочего; ра¬
бота сидя требует на 10 % меньше затрат усилий, чем работа
стоя.
Научная организация труда вскрывает резервы каждого ра¬
бочего места. Рабочие места можно различать четырех видов:
со стационарно установленным оборудованием, без основного
оборудования, водителей транспорта, типа водителей транс¬
порта с использованием дополнительно установленного техно¬
логического оборудования (погрузозагрузочные) и т. п.
Рабочие места могут быть индивидуальными и групповыми.
Индивидуальное место закреплено за одним рабочим, группо¬
вое— за группой рабочих. Рабочие места должны быть учтены
и закодированы из восьми знаков: первые два знака — номер
структурного подразделения; четвертый — вид рабочего места;
шестой, седьмой, восьмой — порядковый номер рабочего места;
третий и пятый — разграничители (точки). Например, код
10.1.007 обозначает, что рабочее место находится в 10-м струк¬
турном подразделении первого вида и имеет седьмой порядко¬
вый номер. Рабочие места аттестуются по определенным мето¬
дикам, алгоритм аттестации приведен на рис. 171.
§ 26. ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Технологический процесс в большинстве случаев представ¬
ляет собой последовательную обработку детали не на' одном,
а на нескольких рабочих местах и станках. Таким образом, тех¬
нологические операции обычно чередуются с транспортными,
и деталь постепенно передвигается к станкам и рабочим местам,
на которых выполняют последующие операции. Движение всей
массы обрабатываемых деталей по станкам и рабочим местам
данного производства называют производственным потоком.
Время, в течение которого сырье и материалы находятся в про¬
изводственном процессе до получения из них готовых изделий,
называют производственным циклом.
Чем короче производственный цикл изготовления изделий,
тем меньше затраты, связанные с их производством. Поэтому
всегда стремятся к сокращению продолжительности производ¬
ственного цикла. Продолжительность производственного цикла
218

зависит не только от суммарной продолжительности технологи¬
ческих операций, но и от организации производственного по¬
тока. На организацию производственного потока и технологи¬
ческий процесс большое влияние оказывает тип производства.
Потребность народного хозяйства и населения в изделиях
разного рода не одинакова. Некоторые изделия требуются в не¬
значительных количествах, потребность в других настолько ве¬
лика, что необходимо массовое изготовление их на протяже¬
нии значительного времени. В соответствии с этим существуют
индивидуальный, серийный и массовый типы производства.
• Индивидуальным называют такое производство, при кото¬
ром изделия изготавливают в незначительном количестве, при¬
чем повторный выпуск их не предусматривается. К этому типу
производств относятся предприятия, занятые изготовлением
отдельных экземпляров или гарнитуров высокохудожественной
мебели и специальных заказов по изготовлению клееных строи¬
тельных конструкций.
Серийным называют такое производство, при котором изде¬
лия выпускают крупными партиями (сериями); при этом за¬
ранее предусматривается повторяемость сорни. К этому типу
производств относится большинство мебельных предприятий,
выпускающих мебель разного назначения. В зависимости от
размеров серий различают производство мелкосерийное (вы¬
пуск мелкими партиями), среднесерийное, крупносерийное (вы¬
пуск большими партиями) и гибкое автоматизированное про¬
изводство.
Массовым называют такой тип производства, при котором
изделия выпускают в большом количестве, непрерывно и в те¬
чение длительного времени без изменения конструкции. Мас¬
совое производство имеют предприятия, специализированные
на выпуске определенных изделий, например стульев, столов,
футляров телевизоров, оконных переплетов и т. п. По ГОСТ
3.1108—74 типы производств условно различают по коэффици¬
енту закрепления операции:
Я=20,/2 щ,	(67)
где Oi — наименование технологических операций; — число
рабочих мест; массовое и крупносерийное производство имеет
1</С<10; среднесерийное 10</(<20; мелкосерийное 20</(<
<40.
Следует стремиться к такой организации производствен¬
ного потока, при которой движение обрабатываемого мате¬
риала от станка к станку происходило бы кратчайшим путем,
без возвратных движений, излишних затрат труда и времени
на транспорт, чтобы между операциями материалы пролежи¬
вали минимальное время. Эти требования трудно выдержать
в мелкосерийном и тем более в индивидуальном производстве,
219

когда одни и те же станки используют для обработки деталей
на разных стадиях процесса, иначе загрузка их будет недоста¬
точной.
С увеличением объема производства улучшаются условия
организации производственного потока. В крупносерийном и
массовом производстве оборудование может быть расположено
в порядке, соответствующем последовательности технологиче¬
ских операций основных деталей, т. е. так, чтобы детали пере¬
мещались в определенном направлении и кратчайшим путем,
без возвратных и петлеобразных движений. При этом сокра¬
щается объем транспортных операций, улучшаются условия
управления производством; оно становится прямоточным.
Однако в прямоточном производстве производственный цикл
остается также значительным, потому что производительность
станков неодинакова и у каждого станка необходим межопера-
ционный запас полуфабрикатов и деталей, чтобы станок мог
быть использован максимально в течение всего рабочего дня.
Межоперационные запасы еще более возрастают при необ¬
ходимости технологических выдержек, например после склеи¬
вания, облицовывания и т. д. ГГролеживание деталей в меж-
операционных запасах и выдержки удлиняют производственный
цикл и увеличивают объем транспортных операций. Поэтому
очень большое значение приобретает такая организация про¬
изводственного потока, при которой станки (или группы стан¬
ков) работали бы с одинаковой производительностью так,
чтобы перемещение деталей от станка к станку могло происхо¬
дить непрерывно, без пролеживания их в межоперационных за¬
пасах. Прямоточное производство в этом случае становится и
непрерывно-поточным.
Непрерывно-поточной называют такую организацию про¬
изводственного потока, при которой оборудование располага¬
ется в порядке выполнения технологических операций, а коли¬
чество и производительность обеспечивают переход обрабаты¬
ваемых заготовок с одной операции на другую без задержки.
Отличительной чертой и необходимым условием непрерыв¬
ного потока является синхронность, т. е. выполнение каждой
операции на потоке за один и тот же период, равный или
кратный периоду, в течение которого обрабатываемые детали
или изделия поступают в поток и выходят из него. Этот период
принято называть ритмом работы. Величина ритма равна
R = TfN,	(68)
где R — ритм, мин; Т — время работы потока, мин; N—коли¬
чество деталей, обработанных за этот период.
Непрерывный поток называют простым, если на нем одно¬
временно изготавливают детали одного наименования, и груп¬
повым— если детали нескольких наименований.
220

Поток называют постоянным, если на нем изготавливают
все время одноименные детали, а переменным, если периоди¬
чески происходит смена обрабатываемых деталей. Например,
на потоке обработки боковых стенок шкафа после соответ¬
ствующей перенастройки оборудования обрабатывают дверцы
шкафа, затем снова боковые стенки и т. д. Обработка каждого
вида детали имеет свой ритм.
По степени механизации в непрерывно-поточном производ¬
стве можно различать ручной поток, поток с распределитель¬
ным конвейером, рабочим конвейером, полуавтоматическую и
автоматическую линии.
Ручной поток—наиболее простая форма непрерывно-поточ¬
ного производства. При ней детали с одного рабочего места на
другое передают сами рабочие вручную или при помощи про¬
стейших транспортных устройств (склизов, роликов и т. д.,
см. рис. 166).
Поток с распределительным конвейером представляет собой
технологическую линию из рабочих мест, обслуживаемую од¬
ним общим конвейером, который используется как транспорт-
нос средство для передачи деталей от операции к операции.
Для выполнения технологических операций детали снимают
с конвейера па рабочие места.
Рабочим конвейером называют поточную линию, на которой
операции но обработке деталей выполняют без съема с кон¬
вейера. В потоке с рабочим конвейером рабочими местами яв¬
ляются отдельные участки самого конвейера. Это экономит
затраты труда на перемещение деталей, но требует более слож¬
ного устройства конвейера, чтобы на нем можно было выпол¬
нять рабочие операции. Ритм работы на конвейере задается
всему потоку механизмом транспортного устройства, автомати¬
чески передающим изделие с одного рабочего места на другое
через установленные промежутки времени. Это обеспечивает
более строгую синхронность работы на поток. Автоматическая
линия — высшая форма Организации непрерывно-поточного
производства.
Автоматической линией называют систему машин (станков),
расположенных в последовательности операций и связанных
между собой непосредственно или при помощи транспортных
и компенсирующих устройств так, что обработка изделий и
передвижение их от станка к станку происходит автоматически,
без участия рабочих. Обслуживающие линию рабочие (опера¬
торы) загружают только первый станок (или питающее его
устройство), снимают готовые детали с последнего станка
(или накопителя) и наблюдают за работой линии. При этом
возможна автоматизация не только транспорта и обработки,
но и контроля качества обработки. Промежуточной формой
между конвейером и автоматической линией являются полуавто-
221

10. ВЛИЯНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА НА ЕГО ТЕХНОЛОГИЮ
Основные признаки
технологии
Типы производств
Индивидуальное
Серийное
Массовое
ГАП
Объемы произвол*
ства
Малые
Значительные
Большие
Большие
Номенклатура изде¬
лий
Разнообразная
Ограниченная
Однообразней
Разнообразная
Степень механиза¬
ции технологиче¬
ского процесса
Частичная
Средняя
Высокая
Очень высокая
Технологическая се¬
бестоимость изделий
Высокая
Средняя
Низкая
Низкия
Характер оборудова¬
ния
Универсальное
Универсальное, агре¬
гатное и частично спе¬
циализированное
Специализированное,
автоматы, автоматиче¬
ские линии
Автоматические систе¬
мы управления проек¬
тированием, ПОДГОТОВ¬
КОЙ, производством.
Автоматические само-
контролирующие ли¬
нии, роботы
Расстановка обору¬
дования
Г рупповая по назна¬
чению
Поточная по ходу технологического процесса
Автоматическими ячей¬
ками по назначению
Применение специ¬
альных приспособле¬
ний н инструмента
В исключительных
случаях
Широкое простых ви¬
дов
Широкое сложных спе¬
циальных видов
Широкое из универ¬
сальных модулей, авто¬
матически перестраи¬
ваемых
1
Метод ij астрой к и
оборудования и конт¬
роля технологии
По промерам. Конт¬
роль исполнения
измерительными
приборами общего
назначения
По пробным деталям.
Контроль исполнения
и режимов
Контроль хода техно¬
логического процесса
с оптимизацией режи¬
мов, применение вы¬
числительной техники
Автоматический, про¬
граммный, ЭВМ, опти¬
мальный, самоконтро-
лнрующий
Порядок осуществ¬
ления сборки изде¬
лий
Используется при¬
гонка, ручная сбор¬
ка
Используются принци¬
пы взаимозаменяемо¬
сти, частичный подбор
деталей по цнету
Сборка взаимозаменяе-
м ух деталей. Селек¬
тивная сборка. По¬
ставка изделий в ра¬
зобранном виде
Автоматическая, скла¬
дированием. Поставка
в разобранном виде
Разделение труда,
квалификация рабо¬
чих
Незначительное.
Средняя техниче¬
ская и высокая про¬
фессиональная ква¬
лификация
Специализация по тех¬
нологическим операци¬
ям. Средняя профес¬
сиональная и высо¬
кая техническая ква¬
лификация
Узкая специализация.
Очень высокая техни¬
ческая к в ал ифн нация
н низкая профессио¬
нальная
Высокая техническая
квалификация по ши¬
рокому профилю. Без¬
людная технология
Производительность
труда
Невысокая
Высокая
Очень высокая
Формы организации
производства, техно¬
логии и труда
Отсутствие специа¬
лизации- Замкнутый
технолог ически й
процесс. Рабочие не
закреплены за рабо¬
чим местом. Опера¬
ции укрупнены
Ограниченная специа¬
лизация. Рабочие зак¬
реплены за рабочим
местом. КоиЕейериза-
ция, применение по¬
точных и полуавтома¬
тических линий. Опе¬
рации дифференциро¬
ваны
Широкая специализа¬
ция. Непрерывно по¬
точные методы, автома¬
тические линии. Рабо¬
чие выполняют роль
операторон. Операции
дифференцированы до
позиции цо осущест¬
влению объединены до
технологических ста¬
дий
Вычислительная техни¬
ка. манипуляторы, ро¬
боты. Безлюдная тех¬
нология

матические линии, на которых автоматизируется только часть
операций.
Возможности применения той или иной организации про¬
изводственного потока в значительной мере зависят от типа
производства (табл. 10). Из табл. 10 видно, как влияет тип
производства на технологический процесс.
Непрерывно-поточная организация производственного про¬
цесса обеспечивает при прочих равных условиях наименьшую
продолжительность производственного цикла, а механизация и
автоматизация—наиболее высокую производительность труда.
Поэтому можно считать, что такое производство, в котором тех¬
нологический процесс осуществляется по непрерывно-поточ¬
ному принципу с широким применением механизации и авто¬
матизации пе только технологических, но и контроля качества и
транспортных операций, отвечает современным требованиям.
В современном производстве технологические системы ус¬
ложняются. Наряду с машинами и устройствами, осуществляю¬
щими технологические процессы, используют автоматические
системы и устройства, управляющие ходом технологических
процессов, поддерживая их в оптимальных режимах. ЭВМ и
микропроцессоры становятся составной частью современных
технологических систем. Для обеспечения нормального функ¬
ционирования таких систем необходимы глубокие исследова¬
ния технологических процессов и оптимизация их режимов [8].
На этих принципах создаются гибкие автоматизированные про
изводства (ГАП), обеспечивающие высокую эффективность
при широком ассортименте изделий. Характерным для ГАП
является быстрая перестройка технологии, высокая степень
загрузки оборудования и эффективное использование сырьевых
и производственных ресурсов.
Потребность ускорения социально-экономического развития
общества вызвала необходимость коренной перестройки орга¬
низационно-экономических и технологических принципов
производственной деятельности. Гибкие автоматизированные про¬
изводства решают эту проблему путем использования програм¬
моуправляющих средств с применением ЭВМ. ГАП — компьюте¬
ризованная технология. На основе достижений автоматики,
вычислительной техники, информатики, моделирования и ра¬
диоэлектроники создаются высокоавтоматизированные произ¬
водства с заменой ручного труда робототехникой. ГАП представ¬
ляет хорошо сбалансированную систему материальных и ин¬
формационных потоков, связанных системой управления, как
показано на рис. 54. ГАП — это сложная система, имеющая
внутренние и внешние особенности. К внутренним особенностям
относится интеграция разнородной техники и технологии. Требо¬
вания одних участков могут противоречить условиям других,
что усложняет оптимизацию функционирования ГАП. В неко-
224

Рис. 54. Структура гибкого автоматизированного производства (ГАП)
торых случаях ГАП не могут заменить традиционные виды
производств.
В массовом производстве выгоднее использовать жесткие
автоматизированные линии из агрегатных станков. К внешним
особенностям ГАП относится межотраслевой характер: в созда¬
нии ГАП необходимо участие многих специализированных орга¬
низаций. Для ГАП характерна гибкая автоматизированная си¬
стема (ГПС), которая формируется из технологических еди¬
ниц— гибких производственных модулей (ГПМ). ГПМ — ста¬
нок с ЧПУ, оснащенный автоматизированным устройством
программного управления и средствами автоматизации техно¬
логического процесса. Несколько ГПМ, соединенных в систему,
образуют гибкую автоматическую линию (ГАЛ) или гибкий
автоматический участок (ГАУ). ГАУ отличается от ГАЛ воз¬
можностью регулирования последовательности работы отдель¬
ных ГПМ. Совокупность ГАЛ и ГАУ, предназначенных для из¬
готовления изделий заданной номенклатуры, образует гибкий
автоматизированный цех. ГАП являются предпосылкой к созда¬
нию безлюдной технологии.
На современном уровне производства в условиях хозяйст
венного расчета сокращаются штаты на 30 %, снижаются про¬
стои оборудования на 40 %, себестоимость на 10 %.
8 Заказ № 2177
225

Г<5
Рн
14-
/
7
’ а
1
/
X
5
л/г- С
XI
4о|
7!
lot
8
в 9
1 г
—1—
IX
NH-
ч-~-
т
1
[_р-
>4
fT
SI
Рис. 55. Формы организации технологических потоков:
а — прямопогочкап с проходной обработкой; б —то же, с позиционной; е — Г-сбразкая;
г — Т-образная; д — У образная; е — П-образная; ж — разветвленная
Организация технологических потоков зависит от применяе¬
мого оборудования и последовательности обработки предметов
труда. Эффективность объединения нескольких технологических
операций в поток зависит от объема партии одновременно об¬
рабатываемых заготовок. При обработке менее 100 заготовок
рентабельно организовать поток с гибкой связью до трех стан¬
ков; для партии 100—300 заготовок с жесткой связью до трех
станков и гибкой более трех; для партии свыше 300 деталей
целесообразна поточная линия с жесткой связью. Жесткая
связь увеличивает вероятность простоев. При двух станках те¬
ряется 19% времени; при пяти — до 36Форма потока по
траектории перемещения заготовок предопределяется компонов¬
кой поточных линий. На рис. 55 показаны некоторые формы
организации поточных линий с указанием основных, образую¬
щих их элементов: / — загрузочное устройство; 2 — агрегаты
проходной обработки; 3 — межстаночное оборудование; 4 — раз¬
грузочное устройство; 5—агрегаты позиционной обработки; 6 —
устройство для изменения направления перемещения заготовок;
7—делитель потоков; 8 — кантователь; 9 — поворотные устрой¬
ства. Механизмы управления и контроля не показаны.
?26

Известно, что разделение общественного труда характеризует
состояние производительных сил. Чем глубже разделение труда,
тем выше уровень производства. Техническому прогрессу при
расширении номенклатуры изделий свойственно разделение
груда в форме концентрации, специализации и кооперирования.
Концентрация, специализация и кооперирование позволяют по¬
высить эффективность и объемы производства на имеющихся
предприятиях организационными мерами.
Увеличение потребности в изделиях, рост объемов их вы¬
пуска и эффективность производства достигаются предметной,
подетальной и технологической специализацией. Предметная
специализация выражается в сокращении номенклатуры изго¬
тавливаемых предметов до одного-двух на одном предприятии.
Предметная специализация дополняется подетальной и техно¬
логической.
Предприятию подетальной специализации свойственно изго¬
тавливать детали или сборочные единицы. Этот вид специали¬
зации эффективен при поставке изделий в разобранном виде.
При технологической специализации производственный процесс
р.-мбнклсте» на отдельные стадии технологического процесса, ко¬
торые выполняются па различных предприятиях. При этом воз¬
можно соиершеистиоиапно этих стадий в части автоматизации,
использования ГПС.
Специализация, например, мебельных предприятий осуще¬
ствляется по трем схемам.
1. Головное предприятие по выпуску корпусов мебели ко¬
оперируется со специальными предприятиями, изготавливаю¬
щими фасады, декор, ящики и комплектующие изделия.
2. Организация стабильных разветвленных кооперативных
связей между отделочно-сборочными предприятиями и постав¬
щиками деталей с высокой степенью готовности.
3. Глубокая предметная специализация, когда предприятия
работают на автоматизированный склад, который комплектует
и упаковывает изделия. Такая специализация удобна для мел¬
ких предприятий.
Глава 6
РАСКРОЙ МАТЕРИАЛОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
§ 27. ПРИПУСКИ
Для получения деталей заданной формы и качества осущест¬
вляют комплекс технологических операций, каждая из которых
в установленной последовательности формирует деталь. При
этом форма и размеры заготовки последовательно приближа¬
ются к форме и размерам готовой детали. На последнем пере¬
8*
227

ходе технологического процесса получается действительный
размер и требуемое качество детали. Технологические операции
механической обработки заготовок характеризуются измене¬
ниями размеров благодаря силовому воздействию на заготовку
путем удаления слоя или упрессовки материала. Величина
этого слоя дает возможность установить необходимые потери
материала и затраты энергии на осуществление технологиче¬
ской операции. Промежуточные размеры заготовки на всех пе¬
реходах технологического процесса изготовления детали свя¬
заны между собой, образуя технологические цепи. Для опреде¬
ления межпереходных размеров необходимо знать величину
изменения размера при переходе от одной операции к другой.
Разница в размерах заготовки между смежными переходами,
определяемая снятием слоя, называется операционным при¬
пуском. При этом разность размеров определяется по нормали
к поверхности обработки. Рели не предусмотреть операцион¬
ный припуск, то невозможно практически выполнить эту тех¬
нологическую операцию. Слой материала, удаляемый с заго¬
товки в результате всех переходов технологического процесса,
называется общим, суммарным припуском. Общий припуск оп¬
ределяется как разность заготовки и детали, измеренных по
нормали от одной базы. Припуоки_ могут быть односторон¬
ними, удаляемыми с одной счороньГзаготовки, и двусторонними,
удаляемыми обработкой с двух сторон. Двусторонние припуски
могут быть симметричными (одинаковыми) и разными по ве¬
личине, асимметричными.
Припуски могут быть определены расчетами — расчетные и
действительные, определенные в реальных условиях производ¬
ства. Необходимость припусков вызвана следующими причи¬
нами современной технологии: ^компенсацией погрешностей уста¬
новки заготовки на станке и компенсацией погрешностей формы
заготовки, если эти погрешности выходят за пределы допуска
детали или проявляются из-за изменения влажности; необхо¬
димостью удаления дефектного слоя или шероховатости заго¬
товки, образующейся на ее поверхности на предыдущей опе¬
рации.
Каждая из перечисленных причин является независимой,
а обусловленные ими величины припусков могут взаимно ком¬
пенсироваться. Например, погрешность установки может быть
уменьшена, если ва смежных переходах обработки используют
одни и те же базовые поверхности заготовок.
При сушке заготовок их размеры уменьшаются в зависи¬
мости от изменения влажности, размера и коэффициента
усушки. При сушке неизбежно некоторое продольное и попе¬
речное коробление заготовок, которое необходимо удалить при
обработке заготовки для получения правильной геометрической
формы детали. При сушке заготовок возможно образование
228

трещин, которые недопустимы в деталях; их удаляют опилнва-
ппем торцов. Для этого необходим соответствующий припуск
но длине.
При изготовлении сборочных единиц изделий из несколь¬
ких деталей иногда происходит смещение этих деталей отно¬
сительно друг друга. Для устранения этого смещения и полу¬
чения сборочной единицы заданных размеров и формы ее
приходится обрабатывать снятием слоя, перекрывающего высту¬
пающие места деталей. Размеры детален до сборки должны
иметь припуск на обработку их н сборочной единице.
Таким образом, видно, что величина припуска является
функцией многих факторов. Припуск зависит от размера де¬
тали, свойств древесины, включая влажность, точности обору¬
дования, характера и условий обработки и т. д. Поскольку раз¬
меры заготовок на каждой технологической операции изменя¬
ются и пределах поля рассеяния, то величина припусков также
будет изменяться в определенных пределах. Для определения
припуска необходимо знать процесс обработки заготовки и
связанные с припуском характеристики каждой технологиче¬
ский операции, входящей и этот процесс. В производстве изде¬
лии п I древесины иа припуски расходуется до 12 % объема ис¬
пользованных пиломатериалов. Стоимость древесных материа¬
лов составляет в среднем около 50 % себестоимости изделия.
При этом расход древесины на припуски составляет 5—6%
себестоимости изделий. Удаление припуска требует затрат
энергии, режущего инструмента и др. Поэтому необходимо
изыскивать возможности для снижения припусков. Это явля¬
ется важной технологической задачей, решение которой имеет
большое значение в повышении эффективности производства.
Поскольку припуск на обработку детали является функцией
многих переменных, величина его имеет оптимальные значения
для конкретных условий производства. Очевидно, оптимальные
значения припуска изменяются в предельных значениях.
При установлении припуска расчет ведут на номинальный
размер детали и заготовки, но учитывают их изменение в пре¬
делах допуска. В таком случае различают расчетный припуск —
номинальный и возможные предельные значения припуска мак¬
симального и минимального. На рис. 56, а, б показаны значения
операционного припуска. При определении общего, суммарного
припуска на выполнение всех технологических операций по
превращению заготовки в готовую деталь исходят из того, что
общий, суммарный припуск складывается из операционных.
Если заготовка обрабатывается по длине, ширине и толщине,
то необходимы и припуски по этим размерам. При механиче¬
ской обработке брусковых заготовок общий припуск можно
в общем виде представить как сумму припусков, необходимых
для осуществления сушки &с, первичной обработки Ль повтор-
229

Номинальный размер заготобк
Номиналый размер детали
Максимальный размер загапобки
%
Мапимальныйразмер зогптодкц
$
Птах
$
^ном
\Ч-
$
Пт1п
Рис. 56. Операционный при¬
пуск пры обработке загото¬
вок:
а—предельные знгчешш при¬
пуска; б —элементы, образую¬
щие припуск; б — определение
оптимального припуска
123456789 ЮЛ 12731415
Припуск по толщине заготодщмм
В
ной обработки Д2 и окончательной обработки Д'3. Припуск на
усушку определяется в зависимости от размера заготовки В,
коэффициента усушки ф и изменения влажности от начальной
W* до конечной WK по формуле
Дс = Ф0Р„—И?К)В.	(69)
При этом начальную влажность древесины для определения
усушки заготовок влажность свыше 35 % Для лиственных по¬
род 'принимают равной 35%, для хвойных — 30 %, .при более
низкой влажности принимают фактическое значение. Вели¬
230

чины припусков на усушку пиломатериалов хвойных пород при¬
ведены в ГОСТ 6782—80, для лиственных — в ГОСТ 6782.2—72.
Припуски на первичную и повторную обработку слагаются из
операционных припусков, величина которых определяется мето¬
дом обработки и особенностями свойств заготовок (размерами,
формой, шероховатостью). Погрешности формы и размеров за¬
готовок при их обработке, как известно, подчиняются закону
нормального распределения случайных величин. При арифмети¬
ческом суммировании операционных припусков общий .припуск
обычно получается завышенным, так как отдельные составляю¬
щие его при определенных условиях могут компенсировать друг
друга полностью или частично. Погрешность формы заготовок
оценивается стрелой прогиба f, которая зависит от породы дре¬
весины и направления по отношению размеров заготовки. Раз¬
личают прогиб по кромке и по пласти заготовки. Величина про¬
гиба в основном зависит от длины заготовки:
для хвойных пород
/^ = 0,6-[-0,91 мм; /к — 0,9 -|- 0,5/ мм;	(70)
для лиственных пород:
/п= 1,2 Н- 1,27 мм; /к = 1,5 + 0,7/ мм.	(71)
В этих уравнениях fa — стрела прогиба заготовки по пласти;
/к — то же по кромке, мм; /—длина заготовки, м. С вероят¬
ностью 0,95 доверительные интервалы прогибов, вычисленных
по этим формулам, лежат в пределах fc±0,5/i, где — вели¬
чина соответствующего прогиба, вычисленного по приведенным
формулам. Если обрабатывается сухая заготовка, имеющая до¬
пуск 1Т3 и коробление по обрабатываемой стороне с прогибом
/, шероховатость поверхности Rm, то, чтобы получить после дан¬
ной операции заготовку, обработанную по всей поверхности
с номинальным размером N, необходим припуск, величина ко¬
торого определяется по схеме рис. 56,6. Для стабильного про¬
текания обработки заготовки на каждой операции необходимо
обеспечить снятие определенного минимального слоя по всей
обрабатываемой поверхности. Величина этого минимального
слоя зависит от метода обработки и обусловленных им дефор¬
маций заготовки. Процесс цилиндрического фрезерования бу¬
дет протекать стабильно, если толщина снимаемого слоя будет
более 0,6 мм. Если установить толщину снимаемого слоя ме¬
нее этой величины, то биение ножевого вала и деформация
древесины усилиями резания в своем сочетании могут местами
не удалять этот слой. Поверхность заготовки в некоторых ме¬
стах окажется необработанной. При пилении необходим отпи¬
ливаемый отрезок не менее 1,5 мм, при циклевании минималь¬
ный слой равен 0,1 мм.
Как видно из схемы, составляющие операционного припуска
231

f, Rm и Smin являются систематическими погрешностями, кото¬
рые выражаются определенными величинами в зависимости от
способов обработки и размеров заготовок. Допуск заготовки
и допуски прогиба и шероховатости в формировании припуска
являются случайными величинами. Исходя из схемы и с уче¬
том правила суммирования систематических и случайных по¬
грешностей, можно определить операционный припуск по фор¬
муле
До = / + Rm "Ь Srain +
+ V/Ci (/7V2f + К, (ARJ2)* + К, W/Zy+Kt (еу/2)*,	(72)
где До — операционный припуск, f — стрела прогиба заготовки;
Rm—наибольшая высота неровностей; Smm-—минимальный
слой; К\, Кг, Кз, Ка — коэффициенты, учитывающие законы рас¬
пределения случайных величин; для закона нормального рас¬
пределения К1 = К2=Кз=тК4—1; /Гэ —допуск заготовки; ДRm —
допуск шероховатости; А/ — допуск прогиба; еу — погрешность
установки.
Поскольку погрешность установки еу практически компенси¬
руется погрешностью формы и допуском заготовки, ее при рас¬
чете припуска можно не учитывать.
Долевое соотношение слагаемых операционного припуска на
обработку брусковых заготовок указано в процентном соотно¬
шении на схеме рис. 56,6. Общий припуск по принятой в на¬
стоящее время технологии обработки брусковых заготовок опре¬
деляется по ГОСТ 7307—75. Критерием оптимальности припу¬
ска может быть коэффициент использования материала на
данной операции, определяемый по формуле
K = g*/gi,	(73)
где gi — масса заготовок до обработки; gu — то же после обра¬
ботки с исключением деталей, не отвечающих требованиям по
качеству исполнения операции.
На рис. 56, а показан графический метод определения опти¬
мального припуска на основе аналитического расчета и экспе¬
римента. Прямая зависимость потерь древесины от величины
припуска строится на основании расчетов (линия а). Угол на;
клона этой прямой линии к оси абсцисс определяется по фор¬
муле
arctg = 1/Л,	(74)
где В— номинальный формируемый на данной операции раз¬
мер детали.
Чем меньше поминальный размер детали, тем большие по¬
тери древесины будут составлять на каждую единицу увеличе¬
ния припуска. Прямая этих потерь будет круче. Кривая В стро¬
ится по результатам пробных обработок партий заготовок,
имеющих определенную величину припуска с учетом потерь на
232

отбраковку деталей после обработки. При нулевом значении
припуска, очевидно, все детали будут забракованы из-за невоз¬
можности их обработки. Ни одна из заготовок при таких раз¬
мерах не может быть обработана на данной операции, потери
составят 100%. При увеличении припуска вероятность обра¬
ботки заготовок, имеющих наибольшие размеры, будет возра¬
стать. С возрастанием вероятности обработки заготовок потери
от брака из-за необработан заготовок будут соответственно па¬
дать по обратно экспоненциальной зависимости до предельных
потерь, которые вызваны вскрытием дефектов древесины. Для
хвойных пород эти потери составляют примерно 3 %. Сумми¬
руя потери древесины на припуск и с учетом отбраковки после
обработки, получим кривую суммарных потерь С, которая
имеет минимум в точке О, соответствующей оптимальному при¬
пуску. Таким образом можно для конкретных условий произ¬
водства определить оптимальный припуск- Рассмотренный ме¬
тод аналитического расчета припусков позволяет моделировать
процесс формирования припуска и может быть использован
при решении задач по оптимизации припусков. Припуски на
механическую обработку заготовок и сборочных единиц регла¬
ментированы ГОСТ 7307—75. По таблицам этого стандарта оп¬
ределяют	конкретные	величины припуска в зависимости	от
размеров	заготовок	и	методов их обработки. Припуски	на	про¬
дольный раскрой предварительно обрезанных заготовок, крат¬
ных ширине детали, определяют по формуле
Лш = (п-1)6+2,	(75)
где п — кратность заготовки по ширине; Ъ — ширина пропила,
мм.
Припуски на поперечный раскрой Дд предварительно торцо¬
ванных заготовок, кратных длине детали, вычисляют в милли¬
метрах по формуле
Ад = («1—1) &1 + 5,	(76)
где rii — кратность заготовки по длине; — ширина пропила,
мм.
Припуски на торцевание деталей с двух сторон зависят от
ширины и длины детали. При ширине до 150 мм и длине до
1500 мм—15 мм; при ширине свыше 150 мм и длине до
3000 мм — 25 мм. Для шлифования деталей, обработанных фре¬
зерованием, необходим припуск 0,3 мм, для поверхностей после
пиления — 0,8 мм. При циклевании припуск должен быть в пре¬
делах 0,1—0,2 мм. Припуски устанавливаются в зависимости
от требований к обработке поверхностей деталей по I, II и III
группам. К I и II группам относятся детали, фрезеруемые
с двух противоположных сторон, к III группе — с одной сто¬
роны. Детали I группы должны иметь обработку по всей по¬
верхности. У деталей II и III групп допускается частичное
233

непрофрезерованнс поверхности. Учитывая это, припуск для де¬
талей I группы в среднем на 1 мм больше, чем во II группе,
и на 3—4 мм больше, чем в III группе. Припуски на обработку
заготовок из лиственных пород древесины примерно в 1,5 раза
больше, чем для хвойных. Приведенные в стандарте припуски
гараптируют их соответствие современным условиям технологии
механической обработки. В каждом конкретном случае име¬
ются возможности уменьшать величину припуска для экономии
материалов за счет применения более совершенного оборудова¬
ния, режущего инструмента и новых технологических приемов
ш
.л
I
ж
JZL
Ж
Рис. 57. Изготовление криволинейных деталей с минимальными припусками:
/—фугование; //— обработка кромок; /// — нанесение клея; IV — склеивание в щнт;
V — раскрой щита; VI — торцевание щита; VII — калибрование; VIII — выпиливание
криволинейных деталей; IX — шлифование кромок
обработки. Например, предварительное склеивание отрезков до¬
сок в щиты с последующим раскроем этих щитов на криволи¬
нейные заготовки позволяет за счет уменьшения припуска по¬
высить коэффициент использования материала на 10 %■ На
рис. 57 показана схема осуществления такого приема.
§ 28. РАСКРОИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ НА ЗАГОТОВКИ
Раскрой древесных материалов на заготовки является пер¬
вой стадией механической обработки. Цель раскроя—получе¬
ние заготовок необходимых размеров, из которых при дальней¬
шей обработке будут получены детали.' В.-настоящее время при
технологической специализации раскрой выполняют на специа¬
лизированных участках предприятий — изготовителей древес¬
ных материалов. При такой организации раскроя сокращаются
объемы перевозок и создаются условия для более рациональ¬
ного использования сырья. Предприятиям, потребляющим дре-
234

вссные материалы, транспортируются только полезные объемы
заготовок, значительные объемы отходов, образующихся при
раскрое, представляют вторичное сырье и могут быть эффек¬
тивно использованы по различному назначению. Процесс рас¬
кроя организуется в зависимости от вида раскраиваемого ма¬
териала, объемов производства и назначения заготовок. По виду
получаемых при раскрое заготовок раскрой может быть на чер¬
новые заготовки, которые в дальнейшем обрабатывают, и на
чистовые. В первом случае при раскрое используют черновые
базы, во втором — необходимы чистовые базы и применение
особых приемов, оборудования и инструмента, обеспечивающих
необходимую точность и качество обработки. По виду раскраи¬
ваемых материалов различают раскрой досок, древесных плит,
листовых и рулонных материалов. Рациональность процесса
раскроя оценивается эффективностью использования материала
и производительностью труда.
Эффективность использования материалов при раскрое яв¬
ляется важнейшей задачей современного производства. В об¬
щем виде эффективность использования материала оценива¬
ется коэффициентом выхода Кв заготовок, определяемым про¬
центным соотношением объема, площади, погонажа или массы
полученных заготовок Уа к объему, площади раскроенного ма¬
териала Vc\
х„ = Vs/Vc 100.	(77)
Повышение коэффициента выхода заготовок является важ¬
ной и сложной проблемой. Выход заготовок зависит от множе¬
ства факторов, основными из которых являются пороки дре¬
весины, структурные отступления, природные дефекты, явные и
скрытые, требования к качеству заготовок и их размеры, ква¬
лификация рабочих, условия труда, применяемое оборудование
и инструмент и т. д. По этим причинам раскрой досок на за¬
готовки производится при непосредственном участии рабочих,
которые визуально оценивают качество заготовок и сопостав¬
ляют его с требованием к качеству изготавливаемых из них
деталей.
По степени участия рабочего в осуществлении контроля за
процессом раскрой различают индивидуальный и групповой,
а по осуществлению — поперечный и продольный. Индивиду¬
альный раскрой характеризуется тем, что его производят с уче¬
том размеров, качества сырья по наиболее рациональной схеме.
Групповой раскрой осуществляется без учета качества сырья
по заранее установленной схеме.
Групповой раскрой неспецифицированных пиломатериалов
снижает выход заготовок на 7 % по сравнению с индивидуаль¬
ным раскроем.
235

Поперечный раскрой пиломатериалов производят разделе¬
нием пиломатериала на заготовки требуемой длины. Продоль¬
ный раскрой пиломатериалов предусматривает разделение
материала на заготовки требуемой ширины или толщины. В за¬
висимости от последовательности осуществления этих техноло¬
гических операций раскроя различают при общей оценке рас¬
крой поперечно-продольный и продольно-поперечный.
При организации раскроя пиломатериалов необходимо уста¬
новить соотношение размеров имеющихся досок с размерами
заготовок. При этом возможны следующие варианты: размеры
сечения досок соответствуют размерам сечения заготовок; ши¬
рина досок равна ширине заготовок, но толщина является крат¬
ной или превышает толщину заготовки; толщина досок соот¬
ветствует толщине заготовок, а ширина кратна или превышает
ширину заготовок; толщина и ширина досок превышают раз¬
меры сечения заготовок или кратны им. Длина заготовки также
оказывает влияние на организацию раскроя пиломатериалов.
Исли из имеющихся сортов пиломатериалов получить заго¬
товку значительного размера не представляется возможным, то
в процессе раскроя вводятся технологические операции по склеи¬
ванию отрезков по иласти и кромке так, чтобы склеенные за¬
готовки соответствовали по размерам и качеству предъявляе¬
мым к ним требованиям.
При раскрое пиломатериалов можно воспользоваться мно¬
жеством схем в зависимости от вида досок, породы древесины,
размеров заготовок и условий производства. Например:
1. Поперечно-продольный раскрой производят в такой по¬
следовательности: торцевание досок на отрезки с вырезкой де¬
фектов: распиливание отрезков на заготовки.
2. Продольно-поперечный раскрой —доски вначале раскраи¬
вают распиливанием вдоль на рейки, затем торцуют по разме¬
рам заготовки.-'
3. Торцевание досок на отрезки с вырезкой дефектных мест
и последующей разметкой отрезков и выпиливанием из них
заготовок.
4. Разметка доски и далее раскрой по схеме 1 или 2.
5. Фрезерование одной или двух пластей доски, разметка и
далее раскрой по схеме 1 или 2.
6. Фрезерование пласти, торцевание на отрезки с вырезкой
дефектных мест, опиливание кромок у необрезных досок, фу¬
гование кромок и склеивание щитов, разметка и выпиливание
криволинейных заготовок (см. рис. 57). При использовании об¬
резных досок для получения заготовок значительных длин
можно применять схемы раскроя, приведенные ниже.
7. Фрезерование пласти, торцевание на отрезки с вырезкой
дефектных мест, склеивание на зубчатый шип по длине, кали¬
брование, торцевание на заготовки.
236

8. Торцевание досок, склеивание по длине на зубчатый iuhii,
торцевание ка мерные отрезки, фрезерование кромок и пласти,
склеивание щита, раскрой щита но ширине на заготовки, кали¬
брование заготовок.
9. Раскрой досок на рейки, торцевание реек с вырезкой де¬
фектов, склеивание реек в непрерывный брус, раскрой бруса на
заготовки.
Первые шесть схем широко применяются в производстве ме¬
бели, строительных деталей. Па рис. 58 показаны примеры рас¬
кроя необрезных досок по 1, 2 и 6 й схемам. Как видно, про-
Рис. 58. Схемы раскроя досок:
а — поперечно-продольный (схема 1); б — продольно-поперечный (схема 2); в — после
склеивания отрезков в щит (схема 6)
дольно-поперечный раскрой обеспечивает более высокий выход
заготовки за счет меньшей потери материала при вырезке де¬
фектов. Он особенно эффективен для низких сортов досок. По
2-й схеме превышение выхода заготовок составляет 3 % по от¬
ношению к 1-й схеме.
Применение предварительной разметки доски (схема 4) дает
повышение выхода по сравнению с 1-й схемой на 9%. Если
пласть доски фрезеровать и этим вскрыть невидимые дефекты,
то это еще повысит выход заготовок на 3 % по сравнению со
схемой 4. Чтобы лучше использовать годную часть доски, рас¬
крой целесообразно вести на заготовки разных размеров. В та¬
ком случае представляется возможным подобрать размеры
заготовок так, чтобы как можно полнее использовать бездефект¬
ную часть доски. В первую очередь необходимо выкраивать наи¬
более длинные заготовки — основные. При визуальной оценке
качества досок количество типоразмеров заготовок при таком
раскрое ограничено физиологическими особенностями рабочего.
Квалифицированный рабочий может в процессе раскроя изме¬
нять не более чем 4—5 типоразмеров заготовок при условии,
что разница между их размерами будет более 100 мм.
Увеличение количества типоразмеров заготовок для одно¬
временного раскроя их из одной доски резко снизит производи¬
237

тельность и может привести к ошибкам. Ошибки станочника
при раскрое снижают полезный выход заготовок. Применение
дополнительных при раскрое операций разметки, склеивания
и фрезерования удорожает стоимость заготовок. Сопоставление
эффективности повышения выхода заготовок и роста произво¬
дительности труда показывает, что повышение выхода загото¬
вок более эффективно и соответствует директивному направле¬
нию экономии сырья и материалов. Применение склеивания
при раскрое по схеме 6 повышает выход криволинейных загото¬
вок на 8—12 % по сравнению со схемой 3. Схемы 7, 8 и 9 при-
^	-т-.-Г'т
j / и а
Рис. 59. Организация раскроя пиломатериалов:
а—на поточной ляиии; /— приводной ролик; 2 — торцовочный станок; 3 — непрнвод-
ной ролик; 4— упор; 5 — ленточный конвейер; 6— прижимный ролик; 7 — передаточ*
иый стол; 8 — прирезной станок; 9— стол; 10— концевой выключатель; 11 — кнопка
включения; /2 —педаль; б, в — на станках ЦДК.Ч-3, ЛС80-6
меняют для получения заготовок для клееных строительных
конструкций длиной до 80 м.
При раскрое досок на прямолинейные заготовки используют
круглопильные станки общего назначения, а для криволиней¬
ных— ленточнопильные. В специализированных раскройных це¬
хах, кроме того, применяются делительные ребровые станки,
многопильные и станки для заделки сучков.
На рис. 59 приведена схема устройства и организации рабо¬
чего места частично автоматизированного торцовочного станка
ЦПА40 или ЦМЭ-ЗА для раскроя обрезных досок на заготовки
строительных деталей. Доски из штабеля станочник сбрасы¬
вает на приемный стол торцовочного станка. Приемный стол
снабжен приводными винтовыми роликами 1, которые не только
подают доску вперед, но и прижимают ее к линейке. Подлежа¬
щая торцеванию доска продвигается вперед по консольным не¬
приводным роликам до упора 4. Дойдя до этого упора, торец
доски нажимает на рычаг концевого выключателя 10, останав¬
ливает электродвигатель, приводящий в движение подающие ро¬
238

лики и одновременно включает подачу пилы. Суппорт 2 с пиль¬
ным диском выдвигается вперед и перерезает доску. При обратном
движении суппорт пилы при помощи системы рычагов сбра¬
сывает отрезанный конец доски с консольных роликов на нахо¬
дящийся под ним движущийся ленточный конвейер б и одновре¬
менно включает электропривод подающих приводных роликов 1.
Кроме автоматического, станок имеет и ручное механизиро¬
ванное управление, которым станочник может пользоваться
для произвольной остановки доски на любом расстоянии до
упора для вырезки из нее дефектных мест. Этой цели служат
педаль 12 и включатель (кнопка) 11. Нажим ногой на педаль
12 останавливает вращение подающих роликов, а нажим ру¬
кой на кнопку 11 вызывает поперечную подачу пильного диска.
Станок может работать в составе линии (как это показано
на рис. 59) и самостоятельно. Производительность такого ча¬
стично автоматизированного станка, обслуживаемого одним
станочником, примерно равна производительности станка, об¬
служиваемого станочником с двумя подсобными рабочими,
а сама работа значительно безопаснее и легче.
Отрезки распиливают вдоль на круглонильных станках с ме¬
ханической или ручной подачей. {В линии — на позициях 6—9.)
Из станков с механической подачей наиболее совершенными
для распиливания отрезков на заготовки являются прирезные
станки с гусеничной подачей типа ЦДК-4-3 и ЦДК-5-2. Эти
станки обеспечивают высокую прямолинейность реза без при¬
менения направляющей линейки, что очень важно при раскрое
по разметке, когда рабочий направляет отрезок в станок по ка¬
рандашной риске. Однако в большинстве случаев распиливание
ведут по направляющей линейке, которую устанавливают па¬
раллельно пильному диску и на расстоянии, равном ширине
заготовки. Если есть обзол, первый рез делают на глаз, а при
втором, третьем и других прижимают опиленную кромку к ли¬
нейке.
Обслуживают станок 2 человека — станочник и подсобный
рабочий. Первый управляет станком и подает в него отрезки,
второй принимает их и, если нужно, возвращает для повтор¬
ного реза.
Работа на круглопильных станках с ручной подачей анало¬
гична работе на станках с механической подачей, но менее про¬
изводительна, менее безопасна и требует значительных усилий
со стороны станочника при надвигании отрезков на пилу.
Распиливают отрезки вдоль чаще всего на один размер.
Лиственные породы для массивных деталей для повышения вы¬
хода рационально раскраивать на два-три размера по ширине.
В этом случае линейку на станке устанавливают на самую
большую ширину заготовки. Для распиливания на более узкие
заготовки без перестановки линейки пользуются специальными
239

устройствами или закладками, которые представляют собой
бруски с заплечиками на одном конце. На рис. 60 и 61 пока¬
заны схемы специализированных участков раскроя пиломате¬
риалов, работающих по схемам раскроя 1 и 2.
При раскрое пиломатериалов потери древесины определяют
три причины, не зависящие от организации раскроя: I) есте¬
ственные природные дефекты древесины и дефекты, зависящие
от сортности досок; 2) некратность заготовок размерам безде¬
фектных участков доски, когда расстояние между рядами не¬
допустимых сучков меньше длины двух заготовок; 3) потери
в опилки.
Если обозначить коэффициенты использования древесины,
отражающие потери по этим факторам, соответственно Кд—
коэффициент использования, учитывающий потери из-за вы¬
резки дефектов в зависимости от сортности досок; Кк — коэф¬
фициент, учитывающий потери из-за некратности заготовок
размерам бездефектных участков доски; Ко — коэффициент,
учитывающий потери на опилки, то общий коэффициент выхода
Кв (табл. 11) определится как
Потери на опилки зависят от количества резов и применяе¬
мых пил. Если раскрой ведется по трем размерам доски, то ко¬
эффициент Ко определяется из соотношения
где Ко — учитывает потери при поперечной распиловке К0' и
Ко"Ко'" — соответственно продольной и ребровой.
Выход заготовок в большей степени зависит от сортности
сырья и размера заготовок. Увеличение длины заготовок на
1 м снижает их выход примерно на 5%. Нормы полезного вы¬
хода заготовок для мебели приведены в табл. 12.
Выход комплектных заготовок с ухудшением сортового со¬
става пиломатериалов снижается.
При раскрое досок па криволинейные заготовки используют
ленточнопильные ставки с узким полотном пильной ленты (до
11. ЗНАЧЕНИЕ ОБЩЕГО КОЭФФИЦИЕНТА ВЫХОДА ЗАГОТОВОК К„
КЕ = КдКкКо = У3/Ус.
(78)
Ко=КоКоКо,
(79)
Виды досок
без ребровой
распиловки
с ребровой
распиловкой
Обрезные доски разной ширины
То же с раиной или кратной шири¬
ной
Необрезные
0,47-0,80
0,54—0,89
0,43—0,75
0,42—0,76
0,48—0,84
0,39—0,71
240

L
		i
		г
L —*
•ы
EE^/'
IizE
Ж
-V
Рис. 60. Участок поперечно-продольного раскроя досок:
1 — лифт; 2 — торцовочный станок; 3— прирезные станки; 4 — конвейер; 5—автомат
для заделки сучков; 6 — упаковочный стол; 7 — сортировочное устройство; 5 — пакет до¬
сок; 9 — делительный станок
Рис. 61. Участок продольно-поперечного раскроя досок:
/ — прирезной станок; 3 — делительный станок; 3, 7 — торцовочные станки; 4—аитома г
для заделки сучков; S — сортировочное устройство; б — упаковочный стол

12. НОРМЫ ПОЛЕЗНОГО ВЫХОДА ЗАГОТОВОК ПРИ РАСКРОЕ
ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В МЕБЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Выход заготовок из досок го сортам, %
Вид пиломатериала
I
и
ill
■ V
Пиломатериалы хвойных
Пиломатериалы лиственных
дли деталей:
пород
пород
80
67
50
40
прямолинейных
65
55
35
—
криволинейных
30
23
20
—
40 мм). Ширина пильной ленты выбирается в зависимости от
минимального радиуса кривизны заготовки. Чем меньше радиус
кривизны заготовки, тем уже должна быть лента пилы. Мини¬
мальный радиус кривизны заготовки в зависимости от ширины
ленты пилы и ее развода определяется но формуле
= 0,12В*/Ь.	(80)
где	— минимальный радиус кривизны заготовки,	мм;	В—
ширйна ленты	пилы, мм; b — развод зубьев пилы	на	одну	сто¬
рону, мм.
При работе на ленточнопильных станках рекомендуются
режимы: скорость резания 20—30 м/с; подача на зуб пилы
иг ■— (0,05—0,1) s, мм,	(8П
где s — толщина пилы, мм.
Скорость подачи определяется по формуле
и — [(0.05- -0,1) s60n]/2, м/мин,	(82)
где и — скорость подачи, м/мин; s — толщина пилы, мм; v —
скорость резания, м/с; t — шаг зубьев, мм.
13. СРЕДНЯЯ ТОЧНОСТЬ ЗАГОТОВОК ПРИ РАСКРОЕ ДОСОК
Предельные отклонения заготовок, ±
Станки
по ширине
и толщине.
мм
по длине,
мм
по углу.
Град
го прямо¬
линейности
1/1000 j
Маятниковые
3—4
2
Шарнирные
—
2
2
—
Суппортные
—
0,5—1
1
—
Круглопильные с ручной
подачей
1—3
1
2
То же е вальцовой подачей
1—3

I
2
То же с гусеничной [пода¬
чей
0,5—2

1
0,75
Многопильные
I

1
1
Ле нточноп ил ьп ые
1,5—3
'—
1,5
2
242

Средняя точность заготовок при раскрое досок приведена
в табл. 13.
Автоматизация процессов раскроя пиломатериалов вызы¬
вает трудности тем, что необходима визуальная оценка каче¬
ства раскраиваемых материалов и согласование этой оценки
с требованиями к качеству заготовок и их размерам. Примене¬
ние принципов силовой сортировки пиломатериалов с учетом
назначения получаемых заготовок позволяет преодолеть эти
трудности.
Возможно создать автоматизированную систему раскроя пи¬
ломатериалов с микропроцессором, учитывающим размеры за¬
готовок и их физико-механические показатели, определяемые
при раскрое.
Имеются также оптические устройства, фиксирующие раз¬
меры природных дефектов древесины, способные поглощать све¬
товой поток (сучки, трещины, гнили и т. п.). Такие устройства
могут управлять торцовочным станком при раскрое досок, обес¬
печивая вырезку дефектов автоматически.
§ 29. РАСКРОИ ПЛИТНЫХ И ЛИСТОВЫХ ДРЕВЕСНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
В производстве изделий из древесины широко используют
плитные, листовые и рулонные полуфабрикаты из древесных
материалов, изготавливаемые в соответствии с требованиями
стандартов на них. Получаемые предприятиями стандартные
форматы этих материалов раскраивают на заготовки нужных
размеров. Процесс раскроя плитных листовых и рулонных ма¬
териалов проще, чем досок, поскольку при их раскрое нет огра¬
ничений по качеству, цвету, дефектам и др. Они стабильны по
качеству и формату. Основными ограничениями при раскрое
плитных и листовых материалов являются количество и раз¬
меры заготовок. Количество типоразмеров заготовок должно со¬
ответствовать их комплектности на выпуск изделий, предусмот¬
ренных программой. Раскрой плитных и листовых материалов
организуют в зависимости от назначения получаемых загото¬
вок; их принято делить на три вида: индивидуальный, комби¬
нированный и смешанный. При индивидуальном раскрое каж¬
дый формат полуфабриката раскраивается на один типоразмер
заготовок. При комбинированном виде раскроя из одного фор¬
мата можно выкраивать по нескольку различных типоразмеров
заготовок. При смешанном раскрое возможно использование
вариантов индивидуального и комбинированного раскроя для
различных случаев. Эффективность раскроя по рациональности
использования материалов оценивается коэффициентом выхода
заготовок. Коэффициент выхода заготовок определяется из со¬
отношения суммарных площадей полученных заготовок к сум-
243

маркой площади раскроенных плитных или листовых материа¬
лов и определяется по формуле
K='tsinif't StXt,	(83)
1=1	i=I
где Si — площадь £ заготовки; щ — число полученных t-х заго¬
товок; q — количество типоразмеров заготовок, полученных при
раскрое; St — площадь £-го формата; Xt — количество раскроен¬
ных листов этого формата; j — количество форматов, раскраи¬
ваемых на заготовки.
В производстве изделий из древесины широко используются
древесностружечные и древесноволокнистые плиты. Организа¬
ция рационального их раскроя является важнейшей задачей со¬
временного производства. Повышение коэффициента выхода
заготовок из древесностружечных плит на 1 % в общем итоге
их потребления выражается экономией миллионов кубометров
плит, эффективность в денежном выражении составит миллионы
рублей.
Эффективность раскроя зависит от применяемого оборудо¬
вания и организации процесса раскроя плит и листовых мате¬
риалов. По технологическим особенностям применяемое при
раскрое плит оборудование можно разделить на три группы.
К первой группе относятся станки, имеющие несколько суп¬
портов продольного пиления и один — поперечного (ЦТЗФ-1).
Раскраиваемый материал укладывают на стол-каретку. При
движении стола в прямом направлении суппорты продольного
пиления раскраивают материал1 на продольные полосы. На ка¬
ретке имеются переставные упоры, воздействие которых на ко¬
нечный выключатель вызывает автоматическую остановку ка¬
ретки и привод в движение поперечного суппорта пиления.
Ко второй группе относятся станки, имеющие также не¬
сколько суппортов продольного пиления и один поперечного, но
стол каретки состоит из двух частей (SpK-401). При продоль¬
ном пилении обе части стола составляют одно целое, а при об¬
ратном движении каждая часть движется отдельно до стопор¬
ной позиции, определяющей положение поперечного реза. Таким
образом достигается совмещение поперечных резов отдельных
полос.
К третьей группе относятся станки, имеющие один суппорт
продольного пиления и несколько суппортов — поперечного
(ЦТМФ, МРП). После каждого хода суппорта продольного пи¬
ления полоса на подвижной каретке подается для поперечного
раскроя. При этом срабатывают те суппорты, которые на¬
строены па раскрой данной полосы. Суппорт продольного пиле¬
ния может выполнять несквозной рез (подрезание). Кроме того,
имеются однопильные форматно-раскроечные станки автоматы
с ЧПУ.
244

Первая группа оборудования, например станок ЦТЗФ-1,
ориентируется на выполнение простейших индивидуальных рас¬
кроев. Это дает низкий коэффициент использования материала.
При реализации более сложных схем после продольного рас¬
кроя необходимо снимать отдельные полосы со стола для на¬
копления и последующего индивидуального раскроя. При этом
резко возрастают трудозатраты, падает производительность.
Вторая группа, например станок SpK401, позволяет выпол¬
нять схемы раскроя с разнотипностью полос, равной двум. При
большей разнотипности возникают гс же трудности, что и
а первом случае.
Третья группа, станки ЦТМФ, МРП, позволяет выполнить
раскрой по белес сложным схемам с разнотипностью полос до
пяти. Эта группа оборудования имеет высокую производитель¬
ность и наиболее перспективна.
Линия раскроя листовых и плитных материалов МРП
(рис. 62) предназначена для раскроя древесных листовых и
плитных материалов на заготовки в мебельном и других про¬
изводствах.
Основные технические данные линии МРП
Наибольшие размеры раскраиваемых плит, мм:
длинаХширинаХтолщина (высота пакета) 	 3750X1850X 60
Наименьшие размеры получаемых при раскрое заготовок, мм 245X 245
Производительность при раскрое, м3/ч 	 до	14
Весь процесс раскроя материала, включая его загрузку и
укладку раскроенных заготовок в пакеты, происходит на линии
автоматически. Удаление отходов обработки полностью меха¬
низировано. Оператор только контролирует работу линии. Про¬
граммное управление обеспечивает выбор наиболее рациональ¬
ных схем раскроя с минимальными отходами материала при
быстрой переналадке линии на заданные размеры раскраивае¬
мых заготовок.
Раскрой выполняется 1 продольной и 10 поперечными пи¬
лами. Оригинальное подающее устройство позволяет снимать
со штабеля и одновременно подавать к режущему инструменту
пачку из нескольких листов материала. В процессе подачи и
обработки раскраиваемая пачка находится в зажатом состоя¬
нии. Пачки подаются с повышенной скоростью, резко умень¬
шающейся при подходе к рабочей позиции. Все это обеспечи¬
вает высокую производительность и повышенную точность рас¬
кроя материала.
Специальные электрические блокировки делают работу на
линии безопасной и защищают механизмы линии от поврежде¬
ния. При отключении линии происходит электротермодинамиче-
ское торможение шпинделей режущего инструмента.
245

На мебельных предприятиях используют станки с автома¬
тической подачей, имеющие 1 продольную и 10 поперечных
пил. На таком станке можно вести раскрой по пяти програм¬
мам. Поперечные пилы устанавливают на программу вручную.
Минимальное расстояние между первой и второй поперечными
пилами (левой по ходу подачи) 240 мм. Между остальными пи¬
лами минимальное расстояние 220 мм.
Станок может раскраивать одновременно две плиты по вы¬
соте толщиной 19 мм или три плиты толщиной 16 мм каждая.
Резы продольной пилы по программам должны производиться
с последовательным уменьшением оптимальных полос. Напри¬
мер, первый рез 800 мм, второй — 600, третий — 350 мм и т. д.
Плиты укладывают на загрузочный стол поперек и вырав¬
нивают по перемещаемой упорной линейке. Нажатием руко¬
ятки, расположенной под рабочим столом, продольную пилу
приводят в рабочее положение, и она отрезает первую полосу
пакета плит. В период рабочего хода отрезанная полоса укла¬
дывается на рычаг и зажимается пневматическими прижимами,
что делает невозможным смещение пропила. После произведен¬
ного продольного реза пила уходит под стол1 и возвращается
в исходное положение. Во время опускания продольной пилы,
расположенный за ней перемещаемый стол приподнимается над
246

уровнем рычага и принимает на себя отрезанные полосы. За¬
тем стол движется в поперечном направлении. Левая крайняя
пила, установленная стационарно, обрезает кромку плиты
(10 мм) для создания базы. Остальные поперечные резы выпол¬
няются согласно выбранной программе. Раскроенные заготовки
по наклонной плоскости подают на стол и укладывают в стопы.
Затем цикл раскроя повторяется согласно выбранным про¬
граммам.
Станок с автоматической подачей SPK401 имеет одну по¬
перечную пилу и пять продольных. Продольные пилы по про¬
грамме устанавливаются автоматически.
На этом автоматическом станке можно производить по¬
перечную и продольную распиловку древесностружечных плит
в стопе высотой до 80 мм по заранее установленной программе.
Станок оснащен раздельными опорными столами. Каждая из
частей стола может отдельно приводиться в движение, что не¬
обходимо при смешанном раскрое. Поперечные распиловки вы¬
полняются после того, как части стола совмещены по попереч¬
ным резам. Поперечный рез сквозной па всю ширину плиты.
При раскрое плит со сквозными поперечными резами все части
стола соединяются и работают синхронно.
Стол загружают с помощью загрузочного устройства. Па¬
кеты, уложенные загрузчиком, выравнивают по длине и ширине
автоматически. Выровненный пакет зажимается па тележке
стола автоматически закрывающимися зажимными цилиндрами
и подается на продольные пилы или поперечную пилу в зави¬
симости от установленной программы.
При раскрое плит используются автоматические линии, пред¬
назначенные для изготовления щитов из древесных плит, фа¬
неры, пластмассы и других материалов. Пакет щитов распили¬
вается по любой схеме за один проход. Программа раскроя
закладывается в контрольный компьютер, передающий команды
через блок управления в автоматическую систему раскроя. Па¬
кеты движутся в продольном и поперечном направлениях. На
рис, 63 показана схема линии раскроя плит, действующая на
таком принципе. Из общей стопы 1 по пять плит подают на по¬
движный стол 2, участок обрезки кромок 3, кромки плит опи¬
ливаются. Устройством программной подачи 4 специальным
толкателем стопа плит подается к поперечной пиле 5, где опи¬
ливается передняя кромка и по программе производятся после¬
дующие поперечные резы. Полученные при этом заготовки
сталкивателем 6 перемещаются на приемный стол 12. Осталь¬
ная часть плиты продвигается вперед к продольным пильным
агрегатам 7, где распиливается на полосы. Вальцовым меха¬
низмом 8 и цепным конвейером 9 полюсы передаются на раз¬
дельные части стола 10, работающие по программе. После со¬
ответствующего перемещения полос поперечная пила И отпи-
247

Рис. 63. Автоматическая линия рас¬
кроя плит с программным управле¬
нием:
/ — подстопное место; 2 — подвижный стол;
3 — обрезка кромок; 4 — устройство про¬
граммной подачи; 5, 7, 11 — пильные аг¬
регаты; о — сталккватель заготовок; $ —
механизм вальцовой подачи; 9 — цепной
конвейер; 10— раздельные части стола,
работающие по программе; 12—приемный
стол
ливает сквозным резом заго-
товки различной длины.
При раскрое листовых ма¬
териалов могут применяться
однопильные форматно-рас¬
кроечные станки с программ¬
ным управлением. В таких
станках все резы выполня¬
ются одной пилой во взаимно
перпендикулярных направ¬
лениях благодаря механизмам
продольного и поперечного пе¬
ремещения, подъема и фикси¬
рованных углов поворота
пильной головки. Программа
раскроя задается декадными
переключателями, перфокар¬
той или базирующими упо¬
рами. Принципиальная схема
такого станка показана на
рис. 64. Подлежащая раскрою
стопа плит 10 укладывается
на стол йс помощью при¬
водных ремней 4 базируется
кромкой относительно упо¬
ров 2 и фиксируется пневма¬
тическими прижимами. По на¬
правляющим стола 1 переме¬
щается портал 3, имеющий
направляющие 5, по которым
перемещается суппорт 6, не¬
сущий механизм подъема и
фиксированного поворота 7 и
пильную головку 8 с пилой 9.
На рис. 65 дана схема ли¬
нии раскроя облицованных
плит с минимальными припус¬
ками МРД1. Штабель облицо-
24а

Рис. 64. Однопильный станок для раскроя плит и листовых материалов:
а —, схема станка; б—схема поворота пильной головки; в—схема работы при раскрое
ванных плит помещается на подъемный стол 1, с которого плиты
поштучно перекладываются вакуумным загрузчиком 2 на на¬
борный стол 18. Каждая плита на наборном столе базируется
в продольном и поперечном направлениях, как показано штри¬
ховкой. Таким образом формируется пакет высотой до 112 мм,
который по роликам перемещается до позиции 4. Каретка 3
249

подающего устройства перемещает пакет но программе На по¬
зицию продольного раскроя 5. При перемещении пакет зажат
захватами каретки 3. Обрезается передняя кромка. Обрезки
удаляются ленточным конвейером 17. Далее каретка переме¬
щается точно по заданной программе. После останова каретки
опускается прижимная балка, поднимается пильный суппорт,
производится рез продольной полосы. После прохода пилы суп¬
порт опускается, прижимная балка поднимается. Производится
подача пакета на новый заданный размер. Полосы толкателем
16 с упором 14 перемещаются на базирующий стол 13, где про-
Рис. 65. Схема линии раскроя облицованных плит МРД1:
/ — подъемный стол; 2 — вакуумный загрузчик; 3—каретка подающего устройства; 4 —
позиция; $ — продольный раскрой; € — суппорт; 7 — подъемный стол; fi — вакуум¬
ный укладчик; 5 —конвейер; 10— приемный стол; // — склпз.; 12 — поперечный кон¬
вейер для отходов; 13 —< базирующий стол; 14 — упор подающего устройства; 15 —
промежуточный конвейер; 16 — толкатель; 17 — ленточный конвейер; 18 — наборный стол
изводится их выравнивание н захват подающим устройством и
поперечный раскрой суппортом 6. Обрезки удаляются по склизу
И на поперечный конвейер 12. Заготовки с приемного стола 10
и конвейера 9 вакуумным укладчиком 8 укладываются на подъ¬
емный стол 7. В линии предусмотрено пять программ попереч¬
ного раскроя полос одного пакета. При раскрое получается
точный рез без выкрашивания кромок. Такой станок использу¬
ется для форматного раскроя панельных ламинированных и
облицованных пластиком материалов. Точность раскроя выпол¬
няется до 0,1 мм. Производительность станка при обрезке дре- *
весностружечиых плит на требуемый формат равна 5,85 м3/ч.
На станке вместо органов ручного управления подачей мате¬
риала при продольном раскрое можно установить автоматиче¬
250

ский толкатель, который контролируется электронным устрой
ством. Оно программируется на выполнение определенных про¬
пилов с применением пильного полотна необходимой толщины.
При раскрое древесностружечных плит применяют пилы ди¬
сковые диаметром 350—400 мм с пластинками из твердого
сплава. Скорость резания при этом равна 50—80 м/с, подача
на зуб пилы зависит от обрабатываемого материала, мм: дре¬
весностружечных плит 0,05—0,12; древесноволокнистых плит
0,08—0,12; фанеры при продольном розе 0,04- 0,08; фанеры
при поперечном резе до 0,06.
Современное оборудование обеспечивает высокую точность
заготовок при раскрое плитных материалов, мм: отклонения от
перпендикулярности сторон заготовок менее 0,5 на 1000, от¬
клонение от прямолинейности менее 0,3 на 1000; шероховатость
Ятгоах не более 200 мкм.
Раскройные карты. Для организации рационального рас¬
кроя плитных, листовых и рулонных материалов технологи раз¬
рабатывают карты раскроя. Карты раскроя представляют собой
графическое представление расположения заготовок па стан¬
дартном формате раскраиваемого материала. Для составления
карт раскроя необходимо знать размеры заготовок, форматы
подлежащего раскрою материала, ширину пропилов и возмож¬
ности оборудования. Поступающие на предприятие древесно¬
стружечные плиты обычно имеют поврежденные кромки. По¬
этому при разработке карт раскроя необходимо предусмотреть
предварительную опиловку плит для получения базовой поверх¬
ности по кромке. Если выкраивают заготовки с припуском, пре¬
дусматривающим их опиливание по периметру на дальнейших
операциях, то такое опиливание кромок плит можно исключить.
При разработке карт раскроя необходимо учесть конкретно все
особенности поступающих материалов. В масштабе на формате
раскраиваемого материала располагают все выкраиваемые из
него заготовки. Если раскраивают облицованный материал, ла¬
минированные плиты, фанеру и подобные древесные материалы,
то при составлении карт раскроя необходимо располагать заго¬
товки на формате с учетом направления волокон на облицовке.
В таком случае заготовки имеют определенность размера вдоль
и поперек волокон. Составление карт раскроя для крупного
предприятия является важной, сложной и трудоемкой задачей.
В настоящее время разработаны программы составления карт
раскроя плитных, листовых и рулонных материалов с одновре¬
менной оптимизацией плана раскроя.
Оптимальный план раскроя — это совокупность различных
схем раскроя и интенсивность их применения с обеспечением
комплектности и минимума потерь на определенный период
работы предприятия. При составлении карт раскроя оставляют
только те приемлемые варианты, которые обеспечивают выход
251

заготовок не менее установленного предела (для древесных
плит 92%)- Процедура оптимизации процесса раскроя сложна
и решается с помощью ЭВМ. Применение ЭВМ для оптимиза¬
ции раскроя возможно при наличии математической модели за¬
дачи, описывающей условия раскроя. Для математического опи¬
сания условий раскроя плитных материалов представим их
в следующей последовательности. Для программы выпуска из¬
делий необходимы заготовки различных типоразмеров, которые
обозначим как bi, где Г —типоразмер от 1 до q. Необходимое
на программу количество этих заготовок соответственно N{.
При раскрое могут использоваться различные стандартные фор¬
маты плит 5ft(k=l,	k = j). Каждый из этих форматов может
раскраиваться по предварительно составленной карте индиви¬
дуального или комбинированного раскроя, которой присвоим со¬
ответствующим номер t от I до р, при этом по каждой карте
раскроя в общем случае будут получаться заготовки различных
видов в соответствующем количестве Пт, где i — вид заготовки
Ь{-, k — раскраиваемый формат 5/t; t — номер карты раскроя.
Количество листов каждого формата раскраиваемых по од¬
ной карте раскроя t обозначим Xht. Для всего плана раскроя
таких переменных будет kt. Одна из задач оптимизации рас¬
кроя заключается в том, чтобы найти эти переменные для оп¬
ределенных условий ограничения, обеспечивающих максималь¬
ный эффект.
1. Количество раскраиваемых листов может быть ограни¬
чено реальными возможностями снабжения предприятия мате¬
риалами только определенных форматов. Некоторые из пере¬
менных Xht=0 для тех форматов, которые не поступают на
предприятие.
2. Общее количество получаемых при раскрое заготовок
каждого размера должно быть равно заданному. Комплектность
заготовок обеспечивается условием
Аналогичные уравнения необходимо составить для каждого
типоразмера заготовок. Получим уравнения аналогичного вида
от первой заготовки до последней q:
I р
(84)
fc=t i=i
k=i f=i
/ p
£ £ Hqki^kt - blq.
t=l 1=1
(85)
252

3.	Объем, площадь, масса полученных заготовок определятся
из выражения
i р q
V,= Е I Е btnm.
(86)
k=i 1=1 i=i
При обеспечении комплектности может быть, но не обяза¬
тельно выполнено условие
4.	Объем, площадь, масса раскроенного материала опре¬
деляется из выражения
5.	Условие оптимизации по критерию максимального ис¬
пользования материала при раскрое запишется как
Анализируя это соотношение, можно видеть, что условие
обеспечения максимального выхода заготовок возможно при
■XfctSfc-Htnm и при (6,яш)->тах. Из этого следует вывод, что
максимальный выход обеспечивается при выпиливании заго¬
товок максимальных размеров и в максимальных количествах
из минимальных форматов плит. Считая размер формата пре¬
дельно малым Sh—bi, очевидно, получим максимальный выход'
Это еще раз логически подтверждает целесообразность для
предприятия получать прирезанные заготовки, т. е. целесооб¬
разно специализировать отдельные предприятия на централи¬
зованный раскрой плит, листовых и рулонных материалов, В ре¬
альных условиях производства задача оптимизации раскроя мо¬
жет быть упрощена путем дифференциации ее на более мелкие
задачи, с ограниченным числом заготовок и форматов.. При
этом немного снижается эффективность решения. При наличии
большого числа типоразмеров заготовок решение такой задачи
с помощью ЭВМ может дать значительный эффект. При реше¬
нии задач по оптимизации раскроя плит используется алгоритм1
двойственного симплекс-метода на множестве карт, разраба¬
тываемых ЭВМ при не явно заданной матрице ограничений.
Такие задачи на ЭВМ решаются в три этапа:
Уэ= i b,Nt.
(87)
(88)
/=i ft=i
WVc
ft=l (=1 i_ 1
/ P 0
I Г I b‘n">‘
fc=i f=i i_ 1
-э-тах.
(89)
253

1. Ввод информации о потребных заготовках, получение по¬
лос при различных вариантах сочетания с учетом возможных
поворотов заготовок и применяемого оборудования.
2. Решение задач линейного программирования с выявле¬
нием базисного варианта допустимых решений уравнений по
комплектности, нахождения оптимального.
3. Печать выходной информации в форме оптимальных карт
раскроя.
Применение ЭВМ при разработке раскройных карт позво¬
ляет повысить выход заготовок на 3 % и сократить сроки раз-
Рис. 66. Схема организации раскроя древесностружечных плит со склеива-
пнем:
Л 3 — плиты; 2, €, 7, 10, 11 — дисковые пилы; 4, 8 — клеен а носящие механизмы; 5. 9—
прессы
работки карт раскроя. Широкое использование отраслевой си¬
стемы, унификация щитовых элементов упрощает решение за¬
дач по оптимизации раскроя и дает возможность довести по¬
лезный выход заготовок до 95—96 %.
На рис. 66 показана схема осуществления непрерывного
раскроя древесностружечных плит с применением склеивания.
Подлежащие раскрою плиты 1 и 3 укладывают одна на другую
и дисковой пилой 2 одновременно опиливают кромки. Кромки
разводятся, и на них клеенаносящим механизмом 4 наносится
клей, после чего они склеиваются впритык под прессом 5. Да¬
лее склеенные плиты перемещаются и на позиции 2 пилой 6 от
них отпиливается полоса шириной В, кратной ширине заготовок
с учетом ширин пропилов. На позиции д полоса разворачива¬
ется и на позиции е, ж, з выполняются операции, аналогичные
операциям на позициях а, б, в. Полученная непрерывная полоса
шириной В пилами 10 распиливается на полосы, соответствую¬
щие ширинам заготовок. Пилой 11 из этих полос формируется
длина заготовок Ь.
Раскрой строганого шпона. В производстве изделий широко
используется строганый шпон, который поступает на предприя¬
тие в пачках или кнолях. До раскроя строганый шпон необхо-
254

дпмо рассортировать в пачках в зависимости от назначения
облицовок. Такая сортировка позволяет более рационально ис¬
пользовать шпон каждой пачки в зависимости от его качества,
вести учет и определять обеспеченность предприятия шпоном
па ближайшее время. Строганый шпон сортируют по породам,
назначению и ширине на три группы; для облицовывания фа¬
садных поверхностей, лицевых и нелицевых. Результаты сорти¬
ровки регистрируют в журнале учета. Из поступившей партии
пачек выбирают пригодные для фасадных и лицевых поверхно¬
стей, оставшиеся остальные — для нелицевых поверхностей.
Рис. 67. Схема организации раскроя строганого шпона
После сортирования пачки размечают с помощью шаблонов и
линеек цветными мелками.
Раскраивают шпон в пачках на гильотинных ножницах
НГ18, НГЗО или бумагорезательных машинах БРП-4М,
2БР-136. Эти станки обеспечивают чистый рез, не требующий
последующего фугования кромок. При раскрое строганого
шпона отклонение от прямолинейности кромок не должно быть
более 0,33 на 1000, отклонение от перпендикулярности не более
0,2 на 1000, шероховатость /?ттах^Ю0 мкм. Процесс раскроя
и ребросклеивания строганого шпона обычно совмещают на од¬
ном участке изготовления облицовок из строганого шпона. На
рис. 67 показана организация работы на таком участке. Кноли
завозят на буферный склад 1. Пачки шпона сортируют и укла¬
дывают в зависимости от назначения на стеллажи 2. Разметку
пачек шпона производят на подвижном столе 3, перемещаю¬
щемся вдоль стеллажей по направляющим 4. После разметки
пачку укладывают на поддон, который перемещается на роли¬
ках на столы 5 к стопорезке БРП-4М 6. После раскроя пачки
стопы укладывают на подстопное место 7 для раскроя по длине
на гильотинных ножницах НГЗО или НГ18 8. После раскроя
заготовки укладывают на тележки-этажерки 9, с которых пере¬
кладывают на тележку с роликовым столом 16 для передачи
к подстопным местам 10 ребросклеивающих станков 12. Гото¬
вые облицовки укладывают на подстопном месте И, а затем
на столе 13 для укрепления торцев. Тележка перемещается по
траверсному пути 17. Хранят облицовки на роликовых конвейе¬
рах 14. Облицовки из обрезков набирают на столах 15.
255

Раскрой рулонных материалов. Для получения нужных фор¬
матов раскраивают рулонные материалы на специальных реза¬
тельных устройствах, имеющих продольные дисковые ножи и
поперечные — ротационные или гильотинные. На рис. 68 пока¬
заны схемы поперечных резательных устройств.
Гильотинное резательное устройство (рис. 68,6) имеет пнев¬
матический привод 5. Раскраиваемый материал с помощью
ножа 4 и линейки 3 подается с рулона тянущими валиками 1,
которые связаны с механизмом измерения длины отрезаемых
листов и с пневматическим приводом подвижного ножа. В мо3
Рис. 69. Вакуумное приспособление для укладки заготовок из тонких обли¬
цовочных материалов:
а — порядок работы: б — принцип действия
мент работы подвижного ножа материал фиксируется в зоне
резания прижимом 2. Отрезанные листы 6 укладывают в стопу
7 поддувом воздуха снизу, из сопел 8.
Ротационное устройство (рис. 68, а) имеет вал на кото¬
ром закреплен нож 2. Частота вращения вала 1 и скорость
подачи материала определяют размер отрезаемых листов 3,
которые укладывают в стопу 4 поддувом воздуха из сопел 5.
Раскрой производится со скоростью подачи около 20 м/мин.
Резательные устройства имеют пульт управления, обеспечиваю¬
2R6

щий контроль за размерами получаемых заготовок и их количе¬
ством.
На рис. 69 показано вакуумное приспособление для укладки
заготовок из тонких облицовочных материалов.
Глава 7
ПЕРВИЧНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
И ГНУТЬЕ ЗАГОТОВОК
§ 30. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК БРУСКОВ
Любая деталь изделия представляет собой тело, ограничен¬
ное поверхностями, расположенными одна относительно другой.
Размеры, взаимное расположение и форма поверхностей детали
устанавливают при конструировании, исходя из их функцио¬
нальной роли в формировании качества изделия. Процесс изго¬
товления детали осуществляется выполнением технологических
операций путем последовательного удаления с заготовки соот¬
ветствующих слоев древесины механическим воздействием. В ре¬
зультате операций механической обработки заготовки образу¬
ются новые поверхности, ориентированные определенным обра¬
зом относительно друг друга.
Требуемое относительное расположение вновь образуемых
поверхностей может достигаться только благодаря определен¬
ному положению заготовки относительно режущего инстру¬
мента, формирующего эти поверхности. Процесс определенного
ориентирования положения заготовки при формировании новых
поверхностей называется базированием. Базирование заготовок
достигается определенным расположением их на предназначен¬
ных для этой цели поверхностях станка. Процесс базирования
связан с лишением свободы перемещения заготовок в прост¬
ранстве. Как известно, твердое тело в пространстве имеет шесть
степеней свободы перемещения. Полная определенность поло¬
жения твердого тела в пространстве может быть достигнута ли¬
шением его всех шести степеней свободы перемещения. Укла¬
дывая заготовку на плоскую поверхность стола станка, лишаем
ее трех степеней свободы перемещения. При этом заготовка, ба¬
зируемая на плоской поверхности стола, может перемещаться
в двух взаимно перпендикулярных направлениях и вращаться
вокруг оси, образующей нормаль к плоскости стола. Действие
стола станка на заготовку равносильно действию трех точек ее
опор а, б, в на плоской поверхности стола. Установив на пло¬
скости стола линейку и прижимая к ней одну из сторон заго¬
товки, лишаем ее еще двух степеней свободы перемещения (воз¬
можности перемещения перпендикулярно линейке и вращения
вокруг нормали к плоскости стола). Действие линейки при этом
9 Заказ № 2177
257

равносильно действию двух опорных точек г, д. При таком по¬
ложении заготовка будет иметь только одну степень свободы
перемещения вдоль прямой линии, проходящей через точки ее
касания с линейкой. Если лишить заготовку и этой степени сво¬
боды путем установки опорной точки е, то заготовка будет оп¬
ределенно ориентирована в пространстве шестью своими опор¬
ными точками. На рис. 70, а показано базирование заготовки
путем ограничения свободы перемещения ее в пространстве
плоской поверхностью, направляющей линейкой и упором. Как
видно, при базировании заготовки используются некоторые ее
Ряс. 70. Схема базирования заготовок:
а — базирование на столе станка с направляющей линейкой и упором; 6 — сборочные
базы при формировании рамки; е — базирование по самоустанавлнвающнм опорным
точкам: / — самоустзняалдояющие опоры; 2 — заготовка
поверхности, контактирующие с опорными точками. Эти поверх¬
ности заготовки называют базисными, а их совокупность обоб¬
щают понятием—установочная база.
Поверхность, определяющую положение заготовки по трем
точкам опоры, называют установочной. Она выбирается по мак¬
симальным габаритам заготовки, чтобы обеспечить ее устой¬
чивость на трех точках опоры. Поверхность заготовки, опреде¬
ляющую ее положение по двум точкам опоры, называют
направляющей. Она позволяет перемещать заготовку в опреде¬
ленном направлении, вдоль линии, проходящей через эти две
точки опоры. Точность направления перемещения заготовки при
этом будет зависеть от расстояния между этими точками опор.
Поэтому в качестве направляющей поверхности заготовки не¬
обходимо использовать наиболее длинные и вогнутые ее по-
258

нсрхности. Поверхность заготовки, ограничивающая ее переме¬
щение одной опорной точкой, называют опорной базой. Как
ясно из сказанного, процесс базирования заготовок заключается
и совмещении ее базируемых поверхностей с базирующими
опорными точками станка (столом, линейкой, упором). При ба¬
зировании заготовок происходит совмещение двух координатных
систем: заготовка — деталь и системы координат опорных точек
стайка и инструмента. В деревообработке в качестве базируе¬
мых поверхностей чаще используют реальные поверхности за¬
готовок, которые обобщают одним названием—•установочные
базы. В некоторых случаях для этой цели могут частично ис¬
пользоваться реальные поверхности и образующие ось враще¬
ния заготовки, определяемые центрами две опорные точки.
В таком случае происходит базирование по центрам. Устано¬
вочные, направляющие и опорные поверхности заготовки могут
быть черновыми, необработанными, со значительными отступ¬
лениями от правильной формы и чистыми, обработанными,
с незначительными отступлениями от правильной геометриче¬
ской формы. Если при базировании заготовок используют чер¬
новые поверхности, возможно неточное, называемое черновым
базирование. При использовании чистых поверхностей — точное
чистовое базирование.
Базирование используется не только при механической об¬
работке заготовок на станках. При формировании сборочных
единиц к сборке изделий также необходимо определенное вза¬
имное расположение деталей относительно друг друга или от¬
носительно общих для них 'Поверхностей. Для этой цели ис¬
пользуют сборочные базы. Сборочной базой называют совокуп¬
ность поверхностей детали, которые определяют положение ее
в изделии по отношению к другим деталям. На рис. 70,6 пока¬
зана рамка, собранная на плоских цельных шипах. При сборке
такой рамки в брусках, имеющих плоские шипы, сборочными
базами будут боковые поверхности шипов и заплечики, ука¬
занные стрелками. Эти поверхности будут определять положе¬
ние брусков в рамке по отношению к другим брускам. Точность
получаемого при сборке изделия зависит от точности обработки
сборочных баз деталей. Расстояние между заплечиками проти¬
воположных шипов бруска—это сборочная база. Она оказы¬
вает прямое .влияние на размер рамки. В то же время точность
расстояния между торцовыми гранями шипа не будет влиять
на точность размера рамки.
При контроле размеров детали измерением используют из¬
мерительные базы — поверхности, от которых отсчитывают раз¬
мер. Измерительные базы в период контроля связывают изме¬
рительный инструмент с деталью. Они могут совпадать или не
совпадать с установочными базами. В процессе получения изде¬
лия из заготовок используют установочные, сборочные и измел
9*
259

рнтельные базы, которые можно обобщить понятием — техно¬
логические базы. При конструировании изделий, разработке
чертежей на детали и указании их размеров используют кон¬
структорские базы. Под конструкторскими базами понимают со¬
вокупность поверхностей, линий и точек, по отношению к кото¬
рым определяют положение рассматриваемой на чертеже
детали поверхности, линии или точки. Конструкторские базы
различают основные и вспомогательные. Основными являются
поверхности детали, определяющие ее размеры и положение
в изделии. Вспомогательные—-определяют положение детали
в изделии или в приспособлении при обработке.
При сборке основные базы совмещаются с определенной
точностью со вспомогательными. В качестве конструкторских
баз могут использоваться оси и плоскости симметрии и вообра¬
жаемые линии п оси. В качестве технологических баз могут
быгь только реальные поверхности, линии и точки на этих по¬
верхностях. Конструкторские и технологические базы могут
совпадать и не совпадать. Поверхности технологических баз на
начальных операциях механической обработки заготовок имеют
значительную шероховатость. При контактировании таких по¬
верхностей с опорными точками при базировании на станке
возникает фактор случайности взаимного положения опорных
точек у различных заготовок. Для устранения его на станке
опорные контакты располагают в определенном месте. Эти
опорные точки могут быть самоустанавливающимися с фикси¬
рованным положением их после установки заготовки. В таком
случае они компенсируют возможные неровности на поверхно¬
сти заготовки, как показано на рис. 70, е. Еслч заготовки имеют
очень шероховатую поверхность и неопределенную форму, ис¬
пользуют вспомогательные базы в виде пазов или прикрепляе¬
мых к заготовке реек, которые обеспечивают более определен¬
ное базирование заготовок при их начальной обработке. Для
получения сложных форм поверхностей деталей используют по¬
движное базирование с помощью копира, профиль которого со¬
ответствует заданной форме. При этом важным моментом явля¬
ется совмещение начала отсчета координат формы копира и
заготовки. Для этой цели должны использоваться только чи¬
стые поверхности заготовки, позволяющие точно установить
заготовку относительно начала отсчета координат.
Определенность и надежность базирования заготовок при
обработке определяет точность их размеров. При этом в зависи¬
мости от характера обработки поверхности заготовок могут ис¬
пользоваться различно: одни как установочные базы, другие
как вспомогательные для зажима или обработки. Поверхности
заготовки могут быть использованы и иметь следующие харак¬
терные случаи: 1) базирование по одной стороне, а обработке
подвергается противоположная сторона; 2) базирование и об¬
260

работка одной и той же стороны; 3) базирование по одной,
а обработка — смежной стороны; 4) базирование по двум смеж¬
ным сторонам, а обработка другой смежной стороны; 5) бази¬
рование по трем сторонам с определенным фиксированным по¬
ложением заготовки в пространстве относительно режущих ин¬
струментов.
Первые два случая базирования позволяют перемещать за¬
готовку в плоскости с поворотом ее в этой же плоскости. Такое
базирование используется при обработке заготовок на фуго¬
вальных, рейсмусовых, трехцилтшдровых шлифовальных стан¬
ках. При таком базировании возможна одновременная обра¬
ботка нескольких заготовок. Следующие два случая базирова¬
ния позволяют перемещать заготовку в одном направлении при
определенном ее положении. Такое базирование осуществляют
на четырехсторонних продольно-фрезерных, токарных и авто-
пазовальных станках. Пятый случай базирования используют
для обработки заготовок на позиционных операциях при свер¬
лении отверстий с различным направлением осей, формирова¬
нии шипов, обработке на копировальных станках и т. д. При
выборе поверхностей заготовок для базирования необходимо
руководствоваться следующими положениями: базирование тем
точнее, чем дальше одна от другой расположены точки опор;
для базирования заготовки на плоскости стола необходимо ис¬
пользовать в качестве установочной базы ее поверхности с наи¬
большими размерами длины и ширины, а направляющей- наи¬
более длинную сторону.
Для прижима заготовки при базировании могут использо¬
ваться поверхности незначительных размеров, но не оказываю¬
щих влияния на форму заготовки. Например, тонкие детали
нельзя зажимать в направлении торцов, так как при этом воз¬
можен продольный изгиб детали, искажающий ее прямолиней¬
ную форму. В соответствии с этими положениями необходимо
выбирать я оборудование для обработки заготовок. Например,
для обработки кромок щита лучше использовать фрезерный
станок, а не фуговальный. При выборе базовой поверхности
должны учитываться приемы выполнения работы. Так, базиро¬
вание покоробленной заготовки на плоскости стола более опре¬
деленно вогнутой стороной, чем выпуклой. Прижим заготовки
лучше осуществлять на поверхности противоположной опорной.
Прижим не должен деформировать заготовку, его необходимо
располагать как можно ближе к месту действия сил резания.
Это обеспечивает более высокую жесткость крепления заго¬
товки, уменьшает амплитуду вынужденных колебаний при воз¬
можной вибрации заготовки.
В технологии механической обработки заготовок сложилась
определенная последовательность операций. Основные правила
построения технологического процесса механической обработки
2Ш

заготовок в соответствии с условиями обеспечения правильного
базирования, сводятся к следующему:
1. Черновые базы, необработанные поверхности заготовок
следует использовать только для первичных операций раскроя
древесных материалов на заготовки. Обработка заготовок, как
правило, начинается с создания чистовой установочной базы, ко¬
торая используется при дальнейшей обработке. Создание та¬
кой базы начинают с обработки одной из пластей заготовки,
позволяющей в дальнейшем надежное базирование при обра¬
ботке следующей направляющей поверхности-—кромки.
2. При установлении последовательности операций необхо¬
димо использовать одну и ту же базу для возможно большего
числа операций механической обработки. Весь процесс обра¬
ботки необходимо организовать при минимальном числе уста¬
новок заготовки. Каждая установка обусловливает свойствен¬
ную ей случайную погрешность. Эти погрешности складываются
по ходу выполнения операции и после завершения обработки
выявятся как суммарные погрешности изготовления детали.
Смена баз может быть преднамеренной (для удобства осущест¬
вления операции) и неорганизованной из-за случайных причин
■при недостаточной квалификации рабочего и ошибок при за¬
креплении заготовки. При перемене базы погрешности обра¬
ботки возрастают. Необходимо исключать возможности неорга¬
низованной смены баз. При необходимости замены баз в про¬
цессе выполнения технологических операций следует установить
связь между поверхностями п-режней и новой базы, а также
формируемой при обработке новой поверхности. Для этого не¬
обходимо рассчитать номинальные значения размеров, связы¬
вающих все указанные поверхности, величины полей допусков
и координаты их середин, установить предельные отклонения
по каждому виду связи между поверхностями на основе поло¬
жений расчета размерных цепей. Все расчеты необходимо вести
в координатных плоскостях, в которых предусматривается
смена баз. Чтобы исключить отклонения в процессе обработки
за границы установленных допусков, необходимо при перемене
базы уточнить допуски в сторону увеличения точности.
3. Установочные базы по возможности надо Еыбирать со¬
впадающими со сборочными базами. Базировать заготовку на
станке нужно так, чтобы размеры ее от базовых поверхностей
до формируемых поверхностей обработки являлись основными
размерами детали, определяющими ее положение в изделии.
4. Технологический .процесс обработки заготовок должен
предусматривать проверку чистовых баз после длительных вы¬
держек и операций, которые могут вызвать изменения в раз¬
мерах и форме базовых поверхностей. При склеивании, увлаж¬
нении и последующих выдержках может произойти коробление
ранее обработанных чистых базовых поверхностей. В таком
262

случае потребуется дополнительная обработка для выравнива¬
ния этих поверхностей. Практика показывает, что хранение об¬
работанных заготовок в условиях цеха в течение более 8 ч
приводит к заметному изменению формы их базовых поверх¬
ностей из-за коробления.
Механическая обработка черновых заготовок. Черновые за¬
готовки, получаемые после раскроя досок, имеют значительные
погрешности формы и размеров. Эти погрешности обусловлены
тем, что при раскрое доски базируются по поверхностям, имею¬
щим значительные отступления от правильной формы из-за
сбега, коробления и др. Погрешности формы заготовок усили¬
ваются процессом неравномерной усушки. Необходимая для
обеспечения взаимозаменяемости точность брусковых деталей
достигается устранением погрешностей механической обработ¬
кой заготовок. В обеспечении точности при механической обра¬
ботке заготовок необходимо их надежное базирование относи¬
тельно режущего инструмента. Оно обеспечивается использова¬
нием чистовых баз. Необходимое количество чистовых баз у за¬
готовок для получения из них деталей требуемой точности по
размерам и форме зависит от размеров их формы и методов
механической обработки.
Механическая обработка черновых заготовок является на¬
чальной стадией, обеспечивающей получение взаимозаменяемых
чистовых заготовок. Обработку черновых заготовок начинают
с создания начальной установочной чистовой базы в виде ре¬
альной поверхности заготовки правильной геометрической
формы. В качестве чистовой базы может быть прямая плоскость
или правильная цилиндрическая поверхность. У прямолинейных
заготовок в качестве начальной чистовой базы обычно исполь¬
зуют одну из ее плоскостей, у заготовок криволинейной
формы — ее плоские поверхности или криволинейные, если они
соответствуют по форме цилиндрической поверхности. При пер¬
вичной обработке криволинейных поверхностей они формиру¬
ются как часть цилиндрической поверхности определенного ра¬
диуса кривизны.
Обработка черновых заготовок обычно осуществляется фре¬
зерованием. Фрезерование черновых заготовок может произво¬
диться по трем схемам, разделяющимся по принципам резания
на цилиндрическое и торцовое, и по базированию заготовок от¬
носительно поверхности, образуемой резанием, на базирование
с ограничением получаемого размера обрабатываемой заго¬
товки и базирование без ограничения получаемого размера. На
рис. 71 показаны эти варианты обработки черновых заготовок
фрезерованием. Варианты а и б применяются при первичной
обработке брусковых заготовок, а вариант в — для щитовых.
Торцовое фрезерование брусковых заготовок имеет ограничен¬
ное применение из-за того, что при торцовом фрезеровании про¬
263

исходит резание поперек волокон, которое не может обеспечить
требуемого качества поверхности. Фрезерование по схеме а
осуществляют на фуговальных станках. Такую технологическую
операцию называют фугованием заготовок. Фрезерование заго¬
товок по варианту б производится на рейсмусовых станках и
называется обработкой в размер, фрезерование заготовок по
варианту в осуществляют на торцово-фрезерных станках и на¬
зывают калиброванием торцовым фрезерованием.
При фрезеровании черновых заготовок методом фугования
происходит изменение базирования с черновой базы па перед-
Рис. 71. Обработка черновых заготовок фрезерованием:
а фугование; 6 — обработка на рейсмусоьых станках; е — торцовое фрезерование;
/, 2 — ножевой вал; 3 — заготовка; 4, 5 — плиты стола; 6 — стол
Рис. 72. Фугование черновой заготовки:
а — прямолинейной; б — криволинейной; / — ножевой вал; 2—нож; 3 окружность
резания; 4 — задняя плита стола; 5 — прижимная линейка; б — заготовка; 7 — передняя
плита стола; fi — приспособление для фугования цилиндрических поверхностей
пей части стола в начале прохода на чистовую по задней
плите стола до завершения прохода. На рис. 72 показана схема
прохода при фуговании черновой заготовки.
Как видно из схемы, для получения прямой плоскости при
цилиндрическом фрезеровании на фуговальном станке необхо¬
димо, чтобы рабочая поверхность задней плиты стола была
касательной к окружности резания, а поверхность передней
плиты должна быть параллельна ей и ниже на толщину
снимаемого слоя. У станков для фугования криволинейных по¬
верхностей обе части стола имеют соответствующую форму
264

цилиндрической поверхности одного радиуса, но могут устанав¬
ливаться по отношению к образующей ножевого вала на
различном уровне, так же как и прямые плоскости. Кроме го¬
ризонтального стола, на фуговальном станке имеется вертикаль¬
ный стол — направляющая линейка, которая может устанавли¬
ваться под углом к передней части горизонтального стола. Бла¬
годаря направляющей линейке обеснечинается определенное
базирование заготовки, необходимое для направления ее пере¬
мещения по столу относительно осп ножеиого нала. При фуго¬
вании заготовку укладывают поверхностью, подлежащей фуго¬
ванию, на переднюю плиту горизонтального стола. При переме¬
щении заготовки по столу станка необходимо обеспечить се
устойчивость — постоянство базирования. Покоробленные заго¬
товки будут более устойчивы на прямой плоскости стола, если
они обращены к ней вогнутой, а не выпуклой стороной. В та¬
ком случае три точки опоры, образующие опорную базу заго¬
товки на плоской поверхности стола, будут удалены друг от
друга на значительное расстояние, что н обеспечивает устойчи¬
вость заготовки на столе.
При ручной подаче правильность положения заготовки на
передней плите проверяется покачиванием. Бели концы заго¬
товки на столе легко покачиваются, ее следует перевернуть и
фуговать вогнутую сторону. Сохраняя устойчивое положение,
заготовку перемещают по передней плите к ножевому валу.
Когда часть заготовки будет отфрезерована и перейдет на зад¬
нюю часть стола, необходимо изменить ее базирование: с чер¬
нового базирования необработанной поверхностью на чистовое
базирование по отфрезерованной части. Для получения более
качественной поверхности при цилиндрическом фрезеровании
иногда при фуговании заготовку перемещают под небольшим
углом к оси ножевого вала.
Наибольшая толщина снимаемого слоя при фуговании на
станках общего назначения до 6 мм. Оптимальная толщина
снимаемого слоя 1,5—2,5 мм. Увеличение толщины снимаемого
слоя при фуговании свыше 3 мм ухудшает условие стружко-
образования, приводит к сколам древесины, требует значитель¬
ных усилий подачи, вызывает вибрацию заготовки. Эти факторы
оказывают отрицательное влияние на качество обработки. Ча¬
стота вращения ножевого вала у фуговальных станков
5100 мин Л скорость подачи от 6 до 24 м/мин. Чтобы обрабо¬
тать всю базируемую поверхность черновой заготовки при фу¬
говании, необходимо иногда произвести несколько проходов.
С помощью направляющей линейки на одностороннем фуго¬
вальном станке можно произвести выравнивание двух смежных
поверхностей заготовки под определенным углом друг к другу.
Требуемый угол относительно расположения смежных сто¬
рон заготовки обеспечивается путем установки линейки отио

сительно плоскости стола ее поворотом в шарнирах. Фугование
двух смежных сторон с обеспечением определенного угла между
ними называют фугованием в угол. Процесс фугования в угол
осуществляется последовательным фугованием одной плоско¬
сти заготовки до получения чистовой базовой поверхности
в один-два прохода. Затем базированием заготовки этой поверх¬
ностью по направляющей линейке фугуют смежную плоскость
заготовки до полного ее выравнивания. Так можно обработать
и третью смежную сторону. Основными показателями качества
исполнения технологической операции фугования являются от¬
клонения от прямолинейности и плоскостности обработанных
поверхностей и точность углов. Прямолинейность и плоскост¬
ность практически оцениваются стрелой прогиба на единице
длины заготовки (мм/м). Допуск плоскостности и прямолиней¬
ности сопрягаемых поверхностей деталей длиной 1000—1600 мм
должен соответствовать 10—12-й степени точности по ГОСТ
6449.3—82, для несопрягаемых—13—15-й степени точности.
Точность исполнения по расположению поверхностей при
фуговании оценивается допуском углов по 11-—12-й степени
точности по ГОСТ 6449.2—82. Достижимый допуск при фуго¬
вании на станках общего назначения равен 0,2 мм. Прямоли¬
нейность полученных поверхностей проверяется линейкой или
визуально путем совмещения двух последовательно отфуго-
ванных заготовок с просмотром мест их контакта на свет. При
качественном исполнении фугования между совмещенными фу¬
гованными поверхностями не должен быть виден просвет.
В производстве изделий из древесины используются фуговаль¬
ные станки с ручной и механизированной подачей. При ручной
подаче операция фугования трудоемка, но позволяет получить
высокую точность обработки по плоскостности и угловым пара¬
метрам. Высокая точность обработки заготовок при ручном фу¬
говании обеспечивается благодаря тому, что рабочий, выполняя
операцию фугования, учитывает особенности обрабатываемой
заготовки, регулируя прижим и скорость подачи в оптимальных
пределах.
При механической подаче такое регулирование режима ре¬
зания невозможно. Этим усложняется техническое решение ме¬
ханизации подачи при фуговании, обеспечивающем высокую
точность по плоскости получаемой поверхности. При механизи¬
рованной подаче заготовок на фуговальном станке необходимо
исключить возможную продольную деформацию заготовки в мо¬
мент перехода ее базирования и подачи, обеспечивая при этом
ее устойчивость и необходимое перемещение по столу фуговаль¬
ного станка. Для механизации подачи при фуговании с учетом
этих требований используются устройства, приведенные на
рис. 73. На конвейерных цепях установлены пружинящие
пальцы (рис. 73, я) или захватывющие устройства (рис. 73,6).
266

Такие устройства способны подавать заготовки без значитель¬
ных усилий прижима и соответственно се деформации прогиба.
Однако они громоздки и сложны в эксплуатации. По этой при¬
чине их используют в редких случаях.
Вальцовая подача более проста, но усилие подачи заготовки
при этом зависит от усилия нормального давления валиков, ко¬
торое в свою очередь влияет на усилие трения заготовки по
столу. Использование вальцовых механизмов подачи типа УПА
возможно при фуговании заготовок толщиной свыше 40 мм, об¬
ладающих жесткостью и упругостью, пли применением особых
Рнс. 74. Автоподатчик
для фуговальных
станков
приемов, исключающих деформацию заготовок и обеспечиваю¬
щих устойчивость и безотказность подачи односторонними
вальцами. К таким приемам относятся распределение усилий
подачи по длине заготовки так, чтобы давление прижима заго¬
товки валиками к столу в зоне чернового базирования было
минимальным, а в зоне чистового базирования — максималь¬
ным. Для уменьшения поперечной деформации заготовки при
вальцовой подаче в зоне чернового базирования можно восполь¬
зоваться более определенным вспомогательным базированием
се на передней плите стола. Для этого в передней плите стола
фуговального станка делают прорези, а под плитой устанавли¬
вают дополнительный ножевой вал с несколькими узкими фре¬
267

зами 2 (рис. 73,в). При начальном перемещении черновой заго¬
товки по передней плите стола 1 на подлежащей фугованию
поверхности при незначительных усилиях подачи фрезеруются
неглубокие пазы. За этими фрезами установлены базирующие
линейки 3 соответственно фрезеруемым пазам так, чтобы заго¬
товка при дальнейшем перемещении к основному ножевому
валу фуговального станка опиралась на них. Высота выступа
фрез над поверхностью передней плиты стола должна быть
меньше, чем глубина снимаемого при фуговании заготовки слоя.
Таким образом, все предварительно фрезеруемые пазы, по
которым базируется черновая заготовка в момент начала фу¬
гования, удаляются на основном ножевом валу. Направляющие
линейки при этом препятствуют деформации заготовки нор¬
мальными усилиями прижима, необходимыми для надежной по¬
дачи ее вальцовым механизмом. Универсальный питатель к фу¬
говальным станкам показан на рис. 74. Для обеспечения устой¬
чивости заготовки при базировании на фуговальном станке
имеются варианты с применением вакуума. Для этого по обе
стороны ножевого вала в плитах стола делают отверстия, через
которые отсасывается воздух вентилятором. При перемещении
по столу заготовка атмосферным давлением прижимается
к нему в зоне отверстий, приобретая устойчивость при фугова¬
нии. При этом усилие трения минимально, а подача заготовок
может осуществляться толканием в торец без приложения до¬
полнительного прижим а к столу. Практика показывает, что при
вакуумном базировании покоробленных заготовок возникает
вибрация из-за недостаточного прижима их к столу фуговаль¬
ного станка.
В производстве некоторых изделий создаются большие объ¬
емы работ по фугованию только кромок у заготовок значитель¬
ной длины. В таких случаях применяют станки с механизмами
в виде вальцовых или гусеничных подач, но с вертикальным
расположением базирования. При фуговании только кромок за¬
готовок или обработке их по профилю паза и гребня исполь¬
зуют специальные станки. Принцип работы такого станка пока¬
зан на рис. 75. Как видно из схемы, на кромкофуговальном
станке возможна обработка двух кромок различного профиля
с использованием противоположных направлений одного ме¬
ханизма подачи. На одной стороне станка фрезеруется паз, на
другой - - гребень. Так изготавливают доски для настила пола
или заготовки для склеивания дощатых щитов. Для одновре¬
менной выверки пласта и кромки заготовок используют двусто¬
ронние фуговальные станки с механизированной подачей. Та¬
кие станки имеют кроме горизонтального ножевого вала верти¬
кальный шпиндель, установленный со стороны направляющей
линейки на задней ллите стола. При этом направляющая ли¬
нейка составляется из двух частей, как и горизонтальный стол
268

фуговального станка. Части направляющей линейки устанавли¬
вают относительно друг друга н ножей вертикального шпин¬
деля аналогично плитам горизонтального стола. Принципиаль¬
ная схема двустороннего фуговального сгаика показана на
рис. 76.
Аналогичный эффект можно получить, используя фрезерую¬
щие агрегатные головки, располагая их соответствующим об¬
разом относительно друг друга и относительно базирующих по¬
верхностей станка. При обработке заготовок на фуговальном
станке не представляется возможным обеспечить параллель¬
ность сторон и нужный размер сечения заготовок. Толщина
заготовки и снимаемый слой при фуговании независимы друг
от друга. Обработать заготовку в размер, обеспечивая парал¬
лельность противоположных ее сторон, можно на рейсмусовых
и двусторонних продольно-фрезерных стайках. Принцип работы
таких станков понятен из схем А, Б В (рис. 77). Рейсмусовые
станки могут быть односторонние и двусторонние. Технологи¬
ческая схема работы одностороннего рейсмусового станка по¬
казана на рис. 78. В настоящее время широко используются
односторонние рейсмусовые станки.
/
Рис. 75. Схема устройства кромкофуго-
валыюго станка
1 — горизонтальный стол; 2 — горизонтальный
ножевой вал; 3 — заготовка; 4 — вертикальная
ножевая головка; 5 — вертикальный стол
Рис. 76. Схема двустороннего фуговаль¬
ного станка:
269
Ч

Рис, 77. Схемы двусторонних продольно-фрезерных станков:
А — рейсмусово-фуговальные; Б—фугопальио-рсйсмусовыс; В — двусторонний рейсмусо¬
вый
Рис. 78. Принципиальная схема одностороннего рейсмусового станка
/ — заготовка; 2—предохранительный эксцентрик; 5 — передний подающий рифленый
валик; 4 — прижимная колодка (стружколомятсль); 5 — ножевой вал; 6 — прижимная
колодка; 7— подающий гладкий валик; в — нижние валики; 9 — стол
Обрабатывают заготовки в размер па одностороннем рейс¬
мусовом станке следующим образом. Обрабатываемая заго¬
товка 1 базируется на плоскости стола 9. Подаются заготовки
только верхними подающими валиками 3 и 7. Первый по ходу
подачи верхний валик 3 имеет рифленую поверхность для уве¬
личения сцепления с заготовкой. Все остальные валики глад¬
кие. Для повышения качества обработки и предотвращения
вибрации при цилиндрическом фрезеровании в зоне резания за¬
готовка прижимается к столу прижимными колодками 4, 6.
Колодка 4 способствует образованию деформированной
Рис. 79. Устройство секционного рифленого валика рейсмусового станка
271

стружки и является стружколомателем. Колодка 6 устраняет
вибрацию заготовки 1 и является прижимной. При прохожде¬
нии заготовки между окружностью резания ножевого вала и
столом 9 она будет иметь постоянную толщину h, независимую
от ее начального, превосходящего эту величину размера. Пре¬
дохранительные устройства 2 предотвращают возможный вы¬
брос заготовки силой резания в том случае, если она не будет
прижата рифленым валиком 3. Нижние гладкие валики 8 сни¬
жают трение заготовок при перемещении, они должны высту¬
пать над поверхностью стола не более, чем упругая деформа¬
ция заготовки от нажима, воспринимаемого при подаче вали¬
ками 3 и 7. Обычно упругая деформация заготовок при
вальцовой подаче равна 0,2 мм. Односторонние рейсмусовые
станки в основном используют для обработки в размер загото¬
вок, которые уже имеют базовые поверхности, выверенные
предварительным фугованием. Обработка заготовок на одно¬
сторонних рейсмусовых станках без выверенной базовой по¬
верхности не дает требуемой точности по форме. Покороблен¬
ные заготовки после обработки на рейсмусовом станке в неко¬
торой степени сохраняют покоробленность. Рейсмусовые станки
применяют для обработки в размер как брусков, так и щитов.
Их выпускают с различной шириной стола — от 300 до 1250 мм
и выше по специальному назначению. В зависимости от ширины
стола рейсмусовые станки условно делят на три типа: легкие
при ширине стола до 600 мм, средние — до 800 мм и тяжелые —
свыше 800 мм.
Для обработки щитов обычно используют рейсмусовые
станки тяжелого типа. Эффективность использования рейсмусо¬
вого станка зависит от возможности его загрузки. При обра¬
ботке брусков необходимо применять рейсмусовые станки
с секционными рифлеными подающими валиками, которые од¬
новременно могут подавать по всей ширине стола заготовки,
различающиеся по размерам сечения, как показано на рис. 79.
При обработке щитов можно использовать и цельные подаю¬
щие рифленые валики, которые по конструкции проще. Каче¬
ство работы, выполняемой на рейсмусовом станке, зависит от
правильности его наладки. Прижим подающих валиков и при¬
жимных колодок должен быть достаточным, но не слишком
большим, способным вызвать смятие и перекос сечения загото¬
вок. Важным моментом в нормальной работе рейсмусового
станка является величина выступа нижних валиков над столом
и положение заднего подающего валика. Оптимальные значения
основных параметров наладки станка указаны на схеме рис. 78.
Двусторонние рейсмусовые и четырехсторонние продольно-фре¬
зерные станки формируются по одной из приведенных на рис. 77
схем. Схема А использует принцип фугования верхним ноже¬
вым валом и обработку в размер — нижним. Верхний ножевой
272

вал снимает слой в зависимости от формы и сечения заготовки.
В схеме Б фугование осуществляют нижним ножевым валом,
а обработку в размер — верхним при базировании обработан¬
ной поверхности по нижнему столу. По схеме В обрабатывают
обе стороны заготовки по принципу рейсмусового станка: ниж¬
ним ножевым валом при предварительном базировании необра¬
ботанной поверхности по столу, а верхним — при базировании
уже обработанной поверхности. Очевидно, предпочтение следует
отдать первым двум схемам. При этом схема А используется
чаще. Двусторонние рейсмусовые станки в основном исполь¬
зуют для обработки щитов и досок. На одностороннем рейсму¬
совом станке можно обрабатывать поверхности под определен¬
ным углом к базовым поверхностям и даже по определенному
продольному профилю. Для этого необходимо применить спе¬
циальную оснастку.
Основные технические данные рейсмусовых станков
Частота вращения ножевого вала у рейсмусовых станков
мин-1 	от	4000	до	6000
Скорость подачи, м/мин 	 от Б до 30
Количество ножей на валу 	 2—4
Наименьшая длина обрабатываемых заготовок*, мм:
легких	 280
средних 	 380
тяжелых	 450
Толщина обрабатываемых заготовок, мм	 от 5 до 200
Ширина стола, мм 	от	300	до	1250
* Зависит от расстояния между осями подающих валиков.
Станки, изготовленные по специальным заказам для обра¬
ботки крупных или мелких деталей, могут иметь другие пара¬
метры.
В продольно-фрезерных станках, применяемых для обработки
черновых заготовок, могут использоваться три типа ножевых
валов, отличающихся формой режущей кромки. Наиболее рас¬
пространенными и простыми являются ножевые валы с пря¬
мыми режущими кромками. При фрезеровании таким ножевым
валом нож вступает в резание сразу по всей ширине заготовки.
Это приводит к появлению значительных мгновенных сил реза¬
ния, вызывающих вынужденные колебания и вибрацию всей
технологической системы. Расчленением длины ножа на корот¬
кие участки (секции) и смещением их режущих кромок путем
поворота относительно друг друга на некоторый угол получают
ступенчатый вал. При таком расчленении лезвия ножа сила
резания по всей ширине заготовки распределяется на части
тех секций, которые участвуют в резании. При узких секциях
величина мгновенной силы резания снижается в несколько раз
При этом снижается необходимая мощность привода резания и
273
\

подачи. Применение ступенчатых ножевых валов особенно эф¬
фективно при продольном фрезеровании щитов. Угол смещения
каждой секции ступенчатого ножевого вала относительно друг
друга определяется по формуле
где п — число секций по длине ножевого вала; г — число но¬
жей в секции.
Для удобства заточки ступенчатые ножевые валы формиру¬
ются набором отдельных секций на общий вал со смещением
их по окружности на угол а. Для перекрытия мест стыковки
секций ножи в них должны быть длиннее самой секции на 5—
8 мм. При заточке ножей в секциях ступенчатого ножевого
вала необходимо обеспечить высокую точность положения ре¬
жущих кромок по общей для них окружности резания. Если
представить возможность увеличивать число секций до беско¬
нечности, то получим ножевой вал со спиральной режущей
кромкой. При этом изменяются условия стружкообразования и
резания. В плоскости резания появляется усилие, направленное
под углом к волокнам и направлению подачи. Резание стано¬
вится непрерывным с минимальными усилиями и требует зна¬
чительно меньшей мощности. Снижаются вибрация и шум в 2—
3 раза. Повышается качество обработки. Утл наклона спирали
режущей кромки определяется в зависимости от диаметра но¬
жевого вала D, его длины L и числа ножей z по формуле
Ножевые валы со спиральной режущей кромкой сложны
в изготовлении и обслуживании. Ножи для таких валов изго¬
тавливают толщиной 1 мм со сложной формой режущей кромки.
Такой серповидный нож укладывается в спиральный паз тела
ножевого вала и при закреплении деформируется и образует
режущей кромкой спираль по поверхности резания. Заточка и
установка ножей при этом требует большой точности. Примене¬
ние спиральных и ступенчатых ножей при продольном фрезеро¬
вании широких деталей является перспективным. Необходимо
еще решить ряд технических вопросов изготовления ножей, их
заточки, установки и повышения стойкости к износу.
При работе на рейсмусовом станке необходимо соблюдать
следующие правила:
приступать к работе на станке можно только убедившись
в надежном и правильном креплении ножей и правильном ре¬
гулировании подающих и холостых валиков и прижимных ко¬
лодок;
перед пуском станка ножевой вал должен быть обязательно
закрыт кожухом;
а = 360/(nz-f- 2),
(90)
а = arctg nDILz.
(91)
274

предохранительные упоры, препятствующие обратному вы¬
бросу заготовок из станка, должны быть опущены вниз;
подавать материал в станок следует по возможности торец
в торец; в станках с цельным подающим валиком одновре¬
менно следует подавать не более двух заготовок, располагая
их по краям стола.
На рейсмусовом станке нельзя обрабатывать заготовки,
длина которых меньше расстояния между передним и задним
подающими валиками. Для коротких деталей лучше иметь
заготовки кратные по длине. Толщина снимаемого за один
проход слоя для чистой обработки должна находиться в пре¬
делах 1,5—5 мм.
После обработки заготовок на рейсмусовых станках наибо¬
лее часто наблюдаются следующие дефекты:
1. Поперечные канавки на поверхности заготовки (на рас¬
стоянии около 150 мм от ее концов). Причина дефекта — чрез¬
мерно сильные прижимы задней колодки и заднего подающего
валика, вызывающие остановку подачи заготовки в момент
подхода ее к задней колодке н в момент выхода заготовки из-
под рифленого валика. Для устранения дефекта надо ослабить
прижимы.
2. Срез концов заготовки, вызываемый слишком большим
подъемом нижних валиков над столом; величина выступа ва¬
ликов должна составлять около 0,2 мм.
3. Неодинаковая толщина по ширине обработанной заго¬
товки, вызываемая перекосом стола или неправильной уста¬
новкой ножей в ножевом валу (неодинаковой величиной вы¬
ступа ножей по длине вала).
4. Поперечные риски-вмятины на обработанной поверхно¬
сти из-за чрезмерного прижима рифленого валика при неболь¬
шой толщине снимаемого слоя.
5. Отдельные вмятины на поверхности. Они появляются
при плохо работающей эксгаустерной системе или при работе
без нее в результате того, что стружки попадают на поверх¬
ность и вдавливаются в нее задним подающим валиком.
Режим резания на рейсмусовом станке необходимо выби¬
рать с учетом заданной шероховатости поверхности и числа
оборотов ножевого вала.
Обслуживают рейсмусовый станок, как правило, двое ра¬
бочих— станочник и подсобный. Производительность станка
зависит от заполнения ширины стола или одновременно обра¬
батываемых заготовок. Расчетное число одновременно обраба¬
тываемых заготовок на рейсмусовых станках с цельным пода¬
ющим валиком принимают для брусков с учетом разрыва
в подаче в пределах 1,8—2, для щитов—1.
Для станков с секционными подающими валиками до 60 %
ширины стола может быть заполнено брусками, если на рей¬
275

смусовом станке работает один станочник, а если ему помо¬
гает подсобный рабочий,—80—90 %. Число одновременно об¬
рабатываемых на рейсмусовом станке заготовок можно опре¬
делить по формуле
т- Вр!(\Ш),	(92)
где В — ширина стола; Ь — ширина заготовки; р — процент за¬
полнения ширины стола заготовками.
На основе агрегатирования и принципа двусторонних рей¬
смусовых станков созданы четырехсторонние продольно-фре-
Рис. 80. Принципиальная схема четырехстороннего продолыю-фрезерного
станка:
/ — цепной конвейер; 2 — вертикальные ножевые головкн; 3 — пижнмй ножевой вал;
4 — заготовка после обработки; 5—прижимы; 6 —* верхний ножевой вал; 7 — подаю¬
щие валики; 8— заготовки до обработки
зерные станки. Они обрабатывают все четыре стороны заго¬
товки за один проход благодаря наличию не менее четырех
ножевых валов, располагаемых по схемам, приведенным на
рис. 77, соответственно в вертикальной и горизонтальной пло¬
скостях. Горизонтальные валы обычно обрабатывают пласти
заготовок, вертикальные — кромки.
Для обработки кратных по ширине заготовок с последую¬
щей распиловкой их иногда снизу стола устанавливают до¬
полнительный горизонтальный вал. На этом валу устанавли¬
вают пилы или набор фрез. Ширина обрабатываемого матери¬
ала от 15 до 250 мм. Толщина от 6 до 120 мм. Минимальная
длина 200—800 мм. Частота вращения шпинделей 5000—
6000 мин-1. Подача заготовок вальцовая или вальцово-гусе¬
ничная. Скорость подачи от 3 до 70 м/мин. Одна из принципи¬
альных схем устройства четырехстороннего продольно-фрезер¬
ного станка показана на рис. 80. Режимы фрезерования заго-
276

И. ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ ОБРАБОТКИ ЧЕРНОВЫХ ЗАГОТОВОК
Стппки
Вариант обр;
ботки
односто¬
ронний
фуго¬
вальный
с ручной
подлчей
односторон¬
ний
фугой альныЛ
с механи¬
ческой
подачей
двусторон¬
ний фуго¬
вальный
с механи¬
ческой
подачей
одиоето-
|>0|цпч ii
рейсму¬
совый
четырехсторон¬
ний
продольно-
фрезерный
Относи¬
тельные
трудо¬
затраты
]
*>
3
*
г>
0
7
п,-к,
1
IV-IL
6—7
2
п,- к,
I V к.
6—6,5
3
п.
n*-K,-K*
3,5—4
4
п,-к,-к»
2—2,5
п,
5
пх к,
кв—пг
2,5—3
6
7
п, к,
IV-Ко
11,-rV-Kr-Ka
2—2,5
1
Примечание. Пх и 11г — пласти; Ki и Кв — кромки заготовки.
товок устанавливают, исходя из требований к качеству обра¬
ботки. Приемы и организация работы на четырехсторонних
станках такие же, как и на рейсмусовых. Заготовки подают
по одной. При обработке коротких заготовок можно приме¬
нять автоматические питатели. На продольно-фрезерных стан¬
ках производят первичную обработку черновых заготовок, обе¬
спечивая получение чистовых заготовок, отвечающих требова¬
ниям взаимозаменяемости по размерам и форме. При этом
возможны различные варианты организации технологического
процесса. Основные из применяемых вариантов показаны
в табл. 14.
При выборе варианта технологической схемы следует ори¬
ентироваться на требования к точности в зависимости от на¬
значения заготовок. Для изготовления щитов заготовки тре¬
буют обработки кромок фугованием при склеивании на глад¬
кую фугу. Если щиты изготавливаются соединением заготовок
в паз и гребень, то кромки их необходимо обрабатывать на
специализированном для этой цели автопазовальном станке
с меньшими затратами труда.
Выбор режимов. Качество исполнения обработки черновых
заготовок оценивается точностью форм и размера получаемых
чистовых заготовок и шероховатостью их поверхностей. Полу¬
чаемые после первичной обработки чистовые заготовки дол¬
277

жны отвечать требованиям взаимозаменяемости. Требуемые
характеристики точности размеров и формы обеспечиваются
соответствующим выбором технологических схем и применяе¬
мого оборудования. Шероховатость поверхности предопределя¬
ется технологическими режимами, которые при цилиндриче¬
ском фрезеровании включают следующие основные параметры:
диаметр окружности резания, скорость резания, толщину сни¬
маемого слоя и скорость подачи. Состояние режущих кромок,
их затупление является ограничительным фактором нормаль¬
ного протекания процесса цилиндрического фрезерования. Ко¬
робление заготовок после обработки их цилиндрическим фре¬
зерованием может происходить из-за перераспределения внут¬
ренних напряжений после снятия с их поверхности слоев.
Примерно около 30 % заготовок по этой причине имеют после
обработки па четырехсторонних станках покоробленность свыше
1,0 мм/м. Для устранения этого явления необходимо следить,
чтобы черновые заготовки, поступающие на обработку, имели
эксплуатационную влажность без внутренних напряжений от
сушки. В помещении, где производится обработка заготовок
и их хранение, необходимо поддерживать температуру и отно¬
сительную влажность воздуха в пределах, соответствующих
условиям эксплуатации изделий. Изменения формы и разме¬
ров обработанных заготовок из-за возможного увлажнения
или усушки, суммируемые с погрешностью их обработки, не
должны превышать допустимые предельные отклонения, уста¬
новленные условиями взаимозаменяемости. При цилиндриче¬
ском фрезеровании на формируемой поверхности образуются
кинематические неровности в форме волнистости.
Длина волны (расстояние между смежными выступами)
определяется по формуле
I = imu/nz,	(93)
где I — длина волны; соответствующая подаче на нож, мм;
и — скорость подачи, м/мин; п■ частота вращения ножевого
вала, мшнг1; г —-число ножей, участвующих в формировании
профиля поверхности.
Вследствие неизбежной неточности установки ножей и бие¬
ния ножевого вала радиусы, описываемые лезвиями, раз¬
личны. На поверхности остаются следы только от тех ножей,
у которых радиусы резания будут перекрывать толщину сни¬
маемого слоя. Практически при расчетах принимают худший
вариант и считают, что в формировании поверхности участвует
только один нож. В таком случае в приведенной формуле счи¬
тают z=l. Шероховатость поверхности, формируемой при ци¬
линдрическом фрезеровании, предопределяется не только вы¬
сотой кинематических неровностей, но зависит от процессов
278

стружкообразования. Высота кинематических неровностей мо¬
жет определяться приближенно по формуле
h №R,	(94)
где h — высота волны; I — длина волны; R— радиус резания.
Взаимосвязь всех параметров фрезерования представлена
в номограмме рис. 81, построенной по расчетам. С помощью
этой номограммы можно производить вес технологические рас¬
четы, связанные с операцией фрезерования. При технологиче¬
ских расчетах чаще приходится решать задачи, связанные
с определением скорости подачи при цилиндрическом фрезеро¬
вании, обеспечивающей получение поверхности с заданной ше¬
роховатостью. При этом максимальная скорость подачи Нтпх,
м/мин, определяется при условии, что поверхность формиру¬
ется всеми ножами, а минимальная «пип, м/мин, — только од¬
ним ножом:
Мшвк= lnz/1000;
«т1п = ln/1000.	(95)
Фактическую скорость подачи устанавливают, исходя из
технических возможностей скорости, лежащей в этих пределах.
Торцевание заготовок. Для точного расположения отвер¬
стий, гнезд и других конструктивных элементов по длине де¬
тали необходимо иметь на торцах заготовок чистые базовые
поверхности. Получить такие поверхности при раскрое досок
невозможно, поскольку используются черновые установочные
базы и применяются грубые высокопроизводительные пилы.
Обработка черновых заготовок цилиндрическим фрезерова¬
нием в размер по периметру не обеспечивает взаимозаменяе¬
мости полученных заготовок по длине, плоскостности и на¬
клону торцовых поверхностей относительно оси.
Отклонения по наклону торцов относительно оси у обрабо¬
танных цилиндрическим фрезерованием заготовок могут со¬
ставлять ±4°. Для получения чистовых баз по торцам обрабо¬
танные фрезерованием по периметру заготовки торцуют под
требуемым углом к оси на торцовочных станках. Торцовочные
станки бывают однопильные или с несколькими пилами. При
небольших объемах работ используют однопильные торцовоч¬
ные станки с кареткой. В серийном и массовом производствах
применяют более производительные двухпильные и много¬
пильные торцовочные станки с механической подачей. С по¬
мощью многопильных торцовочных станков производят торце¬
вание и раскрой кратных заготовок. На рис. 82 показана тех¬
нологическая схема торцевания деталей на торцовочном
станке с кареткой. Торцовочный станок с кареткой позволяет
торцевать заготовки под любым углом к оси и боковым
граням.
279

■ л
К t;
^3 я
пЧй
Cl О Б?
К
(Й К
О Ш
Сил
к И
dJ о
? Cl
rt сл
CL Л
Л
<L>
Cl
280

При торцевании заготовка базируется на станке своими об¬
работанными поверхностями но столу и направляющей ли¬
нейке. Положением стола каретки 1 и направляющей линейки
относительно плоскости пильного диска определяют направле¬
ние реза и требуемый угол плоскости торца к боковым граням
заготовки. Первый конец заготовки торцуют, устанавливая ее
на каретке так, чтобы опиливался минимальный припуск, обе¬
спечивающий сплошной рез пилы по всему сечению заготовки.
Второй конец торцуют в размер, пользуясь упором, предвари¬
тельно установленным от плоскости пильного диска па рассто-
Рис. 82. Схема торцсиания заготпнок на станке с кареткой:
о — по одной детали; б — но несколько деталей; 1 — каретка с линейкой; 2 — заготовки;
3 — дополнительная лннейка
янии равном заданному размеру. Заготовка в этом случае
окончательно базируется на каретке обработанными поверхно¬
стями и чистым торцом по упору. Узкие заготовки можно тор¬
цевать по нескольку штук одновременно. Для надежного креп¬
ления заготовок в каретке используют прижимные устройства.
При небольших размерах заготовок ограничиваются прижи¬
мом их рукой.
Приемы операций торцевания могут быть различными в за¬
висимости от устройства каретки. Более производительна ра¬
бота с откидным или утапливаемым упором. При этом первый
конец заготовок торцуют с откинутым упором, базируя заго¬
товки по столу и линейке, второй конец — по упору. Возможно
использование неподвижного упора, размер которого в 2 раза
уже ширины закладки торцуемых заготовок. В таком случае
торцевать необходимо за один проход не менее двух загото¬
вок. Упор на каретке станка при этом должен быть уже ши¬
рины одной заготовки. Торцуемую в размер заготовку прижи¬
мают к линейке и упору, а вторую заготовку укладывают на
каретке впереди первой для торцевания ее первого конца. По¬
сле реза оторцованную в размер заготовку снимают с каретки
и укладывают в штабель. Вторую заготовку поворачивают и
укладывают на место первой, а на ее место кладут новую и
281

т. д. В таком же порядке торцуют узкие заготовки, укладывая
вместо одной несколько штук.
При торцевании широких заготовок для получения более
точных резон и параллельности торцов необходимо следить,
чтобы базирование заготовки по прижимной линейке при
обоих резах было бы по одной и той же кромке. Это положе¬
ние необходимо соблюдать также при торцевании щитов и до¬
сок. Для торцевания заготовок под заданным углом к оси ли¬
нейку на каретке устанавливают под соответствующим углом
к диску пилы. Изменение угла торцевания может быть в двух
плоскостях — в горизонтальной по линейке, в вертикальной —
путем наклона каретки. В случае торцевания заготовок крат¬
ной длины на одинарные короткие заготовки используют до¬
полнительную линейку 3, устанавливаемую на каретке или
столе станка неподвижно. После первого реза заготовку про¬
двигают до упора торцованным концом в дополнительную
линейку н производят рез. Снимают полученную деталь, воз¬
вращая каретку в исходное положение. Затем заготовку снова
продвигают до упора, производят второй рез и т. д. Однопиль¬
ные торцовочные станки с кареткой просты, но и малопроиз¬
водительны. Машинное время при работе на них составляет
всего 10—20 % прямых затрат. Остальное время тратится на
укладку заготовок, закрепление, поворот, холостой ход ка¬
ретки, снятие деталей и т. д.
На рис. 83 показана схема двустороннего торцовочного
станка с механической подачей. Производительность двусто¬
ронних торцовочных станков в 10—12 раз превышает произво¬
дительность однопильных с кареткой. Для торцевания крат¬
ных заготовок используют многопильные торцовочные станки,
принцип действия которых такой же, как у двухпильных. Для
комплектования многопильных станков может использоваться
принцип агрегатирования. Агрегатные пильные головки уста¬
навливают соответствующим образом друг от друга в зависи¬
мости от длин одинарных заготовок. Средняя точность торце¬
вания обработанных заготовок характеризуется отклонением
по длине от ±0,5 до ±1 мм, а по углу между торцовой и бо¬
ковыми гранями от ±30' до ±1°.
Организация процесса механической обработки черновых
заготовок. Примеры организации индивидуальных рабочих
мест у фуговального, рейсмусового, четырехстороннего про¬
дольно-фрезерного и торцовочных станков показаны на рис. 84.
В зависимости от условий производства и размеров заготовок
организация рабочих мест может изменяться. При разработке
схемы организации рабочих мест необходимо располагать все
элементы так, чтобы рабочему было удобно работать с мини¬
мальными затратами сил и времени. Более совершенна поточ¬
ная организация процесса обработки черновых заготовок на
282

Рис. 83. Схема двустороннего торцовочного станка:
1 — пила; г— конвейерная цель; 3 — упор; 4 — загрузочное устройство; S — торцуемые
заготовки; 6 — прижим
а 1
5.
} ' ’
£
9
X
/200
Z4O0
Рис. 84. Организация рабочих мест v станков:
а _ фуговального; б — рейсмусового; в — четырехстороннего; г — двустороннего торцо¬
вочного; д — торцовочного с кареткой

поточных полуавтоматических и автоматических линиях. Такие
линии могут быть составлены из специальных, связанных ме¬
жду собой звеньев, агрегатных станков или из станков общего
назначения, связанных транспортными устройствами, обеспе¬
чивающими между станками технологическую связь. На рис. 85
показана схема автоматической липни обработки брусковых
заготовок МОБ-2 с программным управлением. На линии про¬
изводятся фугование, продольно-фрезерная обработка, торце¬
вание и формирование шипом. Лшшя работает следующим об¬
разом. Пакет заготовок устанавливается на конвейер пита¬
теля 1. Заготовки поочередно ссыпаются в бункер и поштучно
подаются на поперечный конвейер 2, далее па продольный
цепной конвейер 3, на передний стол 4 к продольно-фрезерному
агрегату 5. Поперечным конвейером 6 заготовки подаются
к торцовочному агрегату 7 и фрезерному 9, где формиру¬
ются шипы и проушки. Готовые бруски по роликовому конвей¬
еру 8 направляются к укладчику их в стопу. Размеры обраба¬
тываемых заготовок, мм, (450--2000) X (30—100) X (17- -50).
Для изготовления брусковых деталей сложной формы имеются
разработки специализированных станков, из которых ком¬
плектуют поточные линии. Например, для изготовления окон¬
ных блоков — комплект оборудования ОК250С, для деталей
стула — комплект СТ400А, показанный на рис. 86.
На рис 87 показана принципиальная схема полуавтомати¬
ческой поточной линии по обработке черновых заготовок
в размер на основе использования агрегатных станков. Станки
созданы на основе типовых агрегатных режущих головок 3, 4,
5, 6, 7 и автоподатчика 8. В линии используется принцип вспо¬
могательного базирования. Первый по ходу черновой заго¬
товки станок I имеет горизонтальный ножевой вал с фрезами 1
для отбора канавок на нижней пласти, базирующие линейки 2
и нижний горизонтальный ножевой вал 5, работающий по
принципу фугования пласти. На этом же станке установлена
вертикальная ножевая головка 4, обеспечивающая фугование
кромки. Так как заготовка базируется при перемещении отно¬
сительно ножевой головки 4 по направляющим линейкам, бо¬
кового прижима не требуется. Следующие по ходу заготовки
агрегатные станки II и III оснащены вертикальными ноже¬
выми головками 5 и 6, а также горизонтальным ножевым ва¬
лом 7, работающим по принципу рейсмусового станка для об¬
работки в размер. Линия рассчитана на обработку заготовок
шириной от 30 до 180 мм со скоростью подачи 2,5—20 м/мин.
На линии можно обрабатывать заготовки кратной длины с по¬
лучением сложных профилей сечений.
285

Рис. 86. Технологическая схема специализированного комплекса изготовле¬
ния деталей стула СТ400Л
Рис. 87. Схема поточной лишш обработки брусков на основе агрегатных
головок
/ — фугошшнс; И к Hi — обработка п размер
§ 31, механическая обработка древесных щитов
Для изготовления щитовых деталей в производстве изде¬
лий широко используются древесностружечные плиты (ДСтП).
При изготовлении древесностружечных плит и их формирова¬
нии имеются значительные колебания их размерен но тол¬
щине, т. е. разнотолщиппость плит. Разнотолщинность плит
имеется не только в партии изготовленных плит стандартного
формата, но и в различных местах одной и той же плиты. Ко¬
лебания толщины по этой причине в пределах габаритных раз¬
меров даже заготовок, выкроенных из одного формата плиты,
в несколько раз превышают допуск, обеспечивающий их взаи-
моза меняемость.
Поступающие на предприятия древесностружечные плиты
стандартных форматов имеют внутренние напряжения, обус¬
ловленные также технологией их изготовления. При раскрое
таких плит на заготовки нарушается равновесность системы
этих внутренних напряжений. Это приводит к короблению по¬
лученных заготовок примерно в пределах прогиба до 2±
±1,6 мм/м. Опыты показывают, что древесностружечные
плиты, изготовленные плоским прессованием, обычно в наруж¬
ных слоях сечений до 3 мм имеют напряжения сжатия, урав¬
новешенные напряжениями растяжения во внутренних слоях.
Распределение этих напряжений и их соотношение в различ¬
ных сечениях по плоскости плиты различны. Поэтому при
раскрое форматной плиты полученные из нее заготовки могут
коробиться в разные стороны. Устранять разнотолщинность и
коробление заготовок после раскроя необходимо при первич¬
ной обработке заготовок из древесностружечных плит путем
калибрования. Для устранения разнотолщинности древесно¬
стружечных плит в технологию их изготовления на заводах-из-
готовителях иногда вводят дополнительную операцию калиб¬
рования путем шлифования. Внутренние напряжения в плите
287

при этом остаются Они проявляются после раскроя такой
плиты на заготовки. Учитывая это, калибрование более рацио-
нально производить после раскроя древесностружечных плит
на заготовки, устраняя одновременно разнотолщинность и по-
короблсниость заготовок. Калибровать можно различными ме¬
тодами удаляя неравномерный излишний слой или силовым
воздействием на заготовку (рис. 88). Принцип силового воз¬
действия заключается в том, что при прессовании нагретые
древесностружечные плиты доводят до одинакового размера,
используя ограничение дистанционных планок, а последующим
Рис. 88. Методы калибрования заготовок из древесностружечных плит:
I — силовым воздействием; 2 — строганием; 3, 4— цилиндрическим и торцовым фре*
верованием; 5, 6 — цилиндрическим и ленточным шлифованием
охлаждением стабилизируют размер. Для осуществления та¬
кого принципа калибрования можно использовать многопро¬
летные типовые прессы с обогреваемыми и охлаждаемыми во¬
дой плитами. Способ силового воздействия для устранения
разнотолщинности древесностружечных плит не нашел прак¬
тического применения из-за существенных недостатков: низкой
производительности, значительного времени нагрева и охлаж¬
дения, сложного оборудования, неизбежного снижения прочно¬
сти плит, даже возможного расслоения в некоторых местах,
значительных затрат энергии на нагрев, последующего восста¬
новления разнотолщинности при увлажнении заготовок, уве¬
личения внутренних напряжений и т. д. Для калибрования
древесностружечных плит чаще используют методы, основан¬
ные на снятии слоя по принципу обработки в размер. Для
этого можно использовать цилиндрическое и торцовое фрезе¬
рование, шлифование и строгание. В зависимости от принятого
метода калибрования используют соответствующее оборудо¬
вание.
5
В
288

Для цилиндрического фрезерования применяют односто¬
ронние и двусторонние рейсмусовые станки. При торцовом
фрезеровании используют станки с торцовыми фрезами раз¬
личных конструкций. Калибрование древесностружечных плит
шлифованием получило наиболее широкое применение. Метод
строгания по принципу циклевания ие нашел пока практиче¬
ского применения. Каждому из названных методов калиброва¬
ния плит свойственны достоинства и недостатки. Достоинством
калибрования цилиндрическим фрезерованием является воз¬
можность использования простых, широко применяемых рей¬
смусовых станков общего назначения, недостатком — низкая
производительность, плохое качество поверхности.
Калибрование торцовым фрезерованием имеет преимуще¬
ство перед цилиндрическим, т. е. дает возможность иметь
большие припуски (до 5 мм) при одинаковых мощностях при¬
вода. 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 изготов¬
лять целиком из пластинок твердого сплава ВК8, ВК15 или
эльбора-Р. Это повышает стойкость инструмента в 20 раз по
сравнению со стойкостью ножей, применяемых при цилиндри¬
ческом фрезеровании. Кинематика резания при торцовом фре¬
зеровании способствует снижению шума и значительно мень¬
шей деформации заготовки от действия нормальных составля¬
ющих силы резания. Недостатками торцового фрезерования
являются: сложность установки ножей и фрез в одной плоско¬
сти, еырывы на поверхности до 2000 мкм из-за отсутствия
подпора плиты в зоне резания торцовым ножом; разогрев рез¬
цов до высоких температур, способных воспламенить пыль,
образующуюся при фрезеровании.
Калибрование шлифованием обеспечивает удовлетворение
всех требований, предъявляемых к качеству щитовых загото¬
вок, но имеет также существенные недостатки. К недостаткам
шлифования следует отнести: высокую стоимость расходуемой
шлифовальной шкурки; высокую энергоемкость и металлоем¬
кость оборудования; необходимость осуществления нескольких
проходов, поскольку при шлифовании за один проход снима¬
ется 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 шли¬
фованием по основным показателям получены примерно такие
соотношения. Капитальные вложения при шлифовании
в 2,5 раза больше, чем при торцовом фрезеровании, зар¬
плата— на 20%, затраты электроэнергии — в 5 раз; затраты
на инструмент — в 3 раза, затраты на эксплуатацию эксгау-
10 Заказ № 2177
289

/
\
^/////////////,У//А>Т'///////7///////У/Ш' 7\4
~1	■	4*»N УГ?
Рис. 89. Принципиальная схема калибрования заготовок из древесно¬
стружечных плит:
I — торцовая фреза:	2— заготовка; $—механизм подачи; 4 — стол; 5, 7 —
прижим и: 6 — шлифующие цилиндры; 5— привод фрез
■==^£53:

стерной установки — в 15 раз, обобщенные годовые затраты по
эксплуатации оборудования — в 2,5 раза. Следует отметить,
что торцовое фрезерование не обеспечивает необходимого ка¬
чества поверхности для щитов, подлежащих облицовыванию
бумагами и тонким шпоном. Учитывая достоинства и недо¬
статки каждого из методов, на современных предприятиях ис¬
пользуют комбинированные методы калибрования заготовок
из древесностружечных плит путем снятия первого слоя фре¬
зерованием с последующим шлифованием их поверхности.
На рис. 89 показана принципиальная схема калибрования
заготовок из древесностружечных плит путем торцового фре¬
зерования с последующим шлифованием. Для совершенствова¬
ния принципа торцового фрезерования предложены для при¬
менения в торцовых фрезах ротационные дисковые ножи. Бла¬
годаря тому, что дисковый нож имеет значительно большие
размеры режущей кромки, стойкость их возрастает в 10—
20 раз. Схема устройства торцовой фрезы с ротационными
ножами показана на рис. 90. Под действием сил дисковые
ножи при резании вращаются вокруг своих осей, меняя зону
резания. Для упрощения заточки ножей торцовых фрез пред¬
ложено изготовлять их из тонких пластин, толщиной примерно
0,5 мм, равной фаске износа обыкновенного ножа по задней
грани. Затачивают такие резцы прифуговывая шлифующими
брусками после установки на шпинделе станка. Применение
тонких пластин с упрощением их заточки позволяет увеличить
число режущих граней в торцовой фрезе и снизить необходи¬
мую скорость резания в 10 раз без повышения эксплуатацион¬
ных расходов. Применение тонких резцов позволяет при затуп¬
лении их путем изменения направления вращения фрезы
воспользоваться эффектом самозатачивания. Это возможно по¬
тому, что номинальные значения передних и задних углов ре¬
зания такими резцами равны нулю. Благодаря свойству само¬
затачивания стойкость такого режущего инструмента из тон¬
ких пластин ограничивается их полным износом примерно за
150 ч работы. Затраты времени на перестановку тонких рез¬
цов и фугование их режущих кромок составляют примерно
10 мин. Торцовые фрезы с ножами из тонких пластин явля¬
ются перспективными для применения их при калибровании
древесностружечных плит.
Для калибрования древесностружечных плит торцовым
фрезерованием на некоторых предприятиях собственными
Рис. 60. Устройства для калибрования щитов:
о —торцовой фрезой с ротационными резцами; / — шпиндель; 2 —торцовая фреза;
3 — ротационный резец; 4—калибруемая плита; 5 — стол; б—^схема станка для
двустороннего калибрования плит; / — шлифующее устройство: 2 — торцовые фрезы:
3 — центрирующее устройство
10*
291

силами создают станки на основе модернизации рейсмусовых
станков путем замены в них ножевых валов торцовыми фре¬
зами. При этом возможны два варианта конструктивных ре¬
шений: устанавливают одну торцовую фрезу диаметром, пре¬
восходящим ширину калибруемой заготовки, или устанавли¬
вают несколько торцовых фрез, перекрывающих друг друга по
траекториям резания, а по ширине — размер обрабатываемой
заготовки, как показано на схеме рис. 89. Станок для калиб¬
рования торцовым фрезерованием ФРК6-1 имеет одну фрезу
диаметром 720 мм с резцами из эльбора-Р. Комплекс таких
резцов без переточки обеспечивает калибрование на этом
станке заготовок шириной 650 мм в количестве 15—20 тыс. м2.
Для достижения требуемой шероховатости поверхности после
предварительного калибрования на этом станке заготовки до¬
полнительно шлифуют со снятием слоя до 0,3 мм. При калиб¬
ровании заготовок из древесностружечных плит путем удале¬
ния поверхностного слоя необходимо учитывать возможность
их последующего коробления из-за нарушения в сечениях за¬
готовки уравновешенности внутренних напряжений. При сня¬
тии слоя у плоской заготовки с одной стороны — чаще всего
она коробится вогнутостью в эту сторону. Если до калиброва¬
ния заготовка имеет коробление, то после снятия с поверхно¬
сти ее слоя это коробление может уменьшиться или увели¬
читься в зависимости от того, какие напряжения имелись
в снятом слое. Таким образом, при правильном построении
процесса калибрования заготовок из древесностружечных плит
можно корректировать их покоробленность. В мебельном про¬
изводстве примерно 30 % щитовых заготовок из плит имеют
покоробленность свыше 1 мм/м. При калибровании таких за¬
готовок (снятием слоя) с одной стороны лучше снимать этот
слой с выпуклой стороны. Для того чтобы при калибровании
заготовок из древесностружечных плит не усугублять их ко¬
робление, необходимо снимать припуск равномерно с двух сто¬
рон. Для этого используют двустороннее фрезерование или
шлифование заготовок с применением центрирующих устройств.
На рис. 90, б показана схема калибровально-шлифовального
станка с центрирующим устройством, регулирующим равно¬
мерность шлифования с обеих сторон заготовки. В совершен¬
ствовании процесса калибрования заготовок из плит имеются
оригинальные решения, основанные на использовании рейсму¬
совых станков; их преимущество в том, что они снимают слой
шлифованием, обеспечивающим высокое качество поверхности.
Например, при модернизации рейсмусового станка можно за¬
менить ножевой вал абразивным цилиндром. Абразивный ци¬
линдр изготавливают на основе металлической гильзы, закреп¬
ляемой на валу. На гильзу наносят абразивный слой толщи¬
ной 30 мм. Абразивный слой представляет собой абразивные
292

зерна, связанные бакелитовой или бакелитокремнийоргаииче-
ской смолой. Диаметр абразивного цилиндра обычно 150—
205 мм, скорость резания 26—35 м/с. Толщина снимаемого
слоя за один проход от 0,5 до 1,5 мм. Скорость подачи зави¬
сит от диаметра абразивного цилиндра и толщины снимаемого
слоя и практически составляет от 8 до 17,5 м/мин. Если разно-
толщинность заготовок свыше 1,5 мм, то обычно их предвари¬
тельно калибруют на рейсмусовом станке цилиндрическим
фрезерованием с последующей обработкой в размер абразив¬
ным цилиндром. Стойкость применяемых абразивных цилинд¬
ров до 46000 м калибрования. Абразивные цилиндры изнаши¬
ваются неравномерно. Поэтому иногда встречается нестабиль¬
ность обрабатываемых деталей по толщине в пределах 0,1—
0,5 мм. Для устранения этого недостатка абразивные цилин¬
дры правят 1—4 раза в смену. На правку затрачивается
20 мин. Это является существенным недостатком абразивных
цилиндров. Устраняют этот недостаток, применяя в качестве
абразива синтетические сверхтвердые материалы. Применение
синтетических алмазов для обработки прессованных и твер¬
дых плитных материалов вызвано тем, что они обладают вы¬
сокой износостойкостью, хорошей теплопроводностью, низким
коэффициентом линейного расширения и высокой абразив¬
ной способностью благодаря развитой форме поверхности
зерен.
Синтетические алмазы, выпускаемые по ГОСТ 9206—70,
отличаются формой зерна, прочностью н хрупкостью. Преиму¬
щество синтетических алмазов в изготовлении шлифующего
инструмента для калибрования плит состоит в том, что для
достижения эффективного шлифования ими достаточно иметь
один абразивный слой, толщина которого соответствует раз¬
меру зерен. Зернистость синтетических алмазов составляет от
315/250 до 630/400 мкм. Благодаря однослойности алмазный
шлифовальный инструмент обладает стабильностью формы и
размера до полного износа. Для калибрования древесностру¬
жечных плит используют синтетические алмазы марок АСК и
АСВ зернистостью 500/400, 400/315, 315/250, 250/200 мкм.
В качестве связки используют металлы, осаждаемые электро¬
химическим методом на металлические бруски, которые за¬
крепляют потом на специальном валу диаметром 150 мм. Ра¬
бочая поверхность абразивного инструмента из синтетических
алмазов прерывистая, в виде ромбов или параллелограммов,
разделенных между собой канавками, которые способствуют
очистке абразивных зерен от образующейся пыли. Шлифо¬
вальные барабаны со вставными алмазными брусками могут
устанавливаться на обычных рейсмусовых станках. При ско¬
ростях резания 26—35 м/с и подачи 8—16 м/мин алмазный ин¬
струмент снимает слой при калибровании заготовок из древес¬
293

ностружечных плит до 2 мм. Точность калибрования ±0,15 мм,
шероховатость поверхности заготовок после калибрования при
зернистости алмазов 400/315 Яттах=Ю0 мкм. Абразивные ба¬
рабаны на синтетических алмазах могут обработать около
200 тыс. м калибрования древесностружечных плит.
В поиске эффективных методов калибрования древесно¬
стружечных плит проведены исследования, при которых уста¬
новлено, что можно применять принципиально новый режущий
инструмент в виде цилиндрической щетки из стальных игл. Ав¬
торы исследования называют этот прием обработки поверхности
иглофрезерованием. Иглофреза состоит из шайб, между кото¬
рыми в направлении радиусов зажаты иглы из стальной про¬
волоки. Иглы располагаются друг к другу так плотно, что их
концы образуют цилиндрическую поверхность. Нажатие на
концы игл обеспечивает расхождение их и предоставляет неко¬
торым из них возможность резания древесины. Игла представ¬
ляет собой микрорезец, оправкой которому служат соседние
с ним иглы. Каждая игла снимает микростружку, а все они
способны снять слой до 3 мм. Иглы являются самозатачиваю¬
щимся инструментом, обеспечивающим получение шероховато¬
сти поверхности до /?ттах=16 мкм. Иглофрезерование требует
значительных мощностей, примерно 2 кВт на 1 см ширины за¬
готовки. Это является его существенным недостатком. В ме¬
бельном производстве используются поточные линии МКЩ-1
и другие импортные для калибрования щитовых заготовок из
древесностружечных плит. Принципиальная схема одной из
поточных линий калибрования заготовок показана на рис. 91.
Процесс калибрования заготовок из древесностружечных
плит вызван несовершенством технологии их производства.
Разнотолщинность изготавливаемых древесностружечных плит
может быть устранена совершенствованием процессов форми¬
рования ковра и прессования плит. Внутренние напряжения,
являющиеся причиной коробления, также могут быть устра¬
нены соответствующей обработкой плит после их изготовле¬
ния. Одним из эффективных способов снятия внутренних на¬
пряжений в плитах может быть обработка их ультразвуком.
Ультразвуковые колебания^ могут создать в материале мгно¬
венные динамические напряжения, достаточные для перерас¬
пределения внутренних напряжений за счет микропластиче-
ских деформаций между отдельными частицами. Во время
действия ультразвука жесткость и модуль упругости материа¬
лов резко снижаются. Это явление используется в технике при
обработке твердых материалов с помощью ультразвука. Прин¬
ципиальная схема предложенного способа выравнивания по¬
коробленных щитов из древесных материалов ультразвуком
показана на рис. 92. Покоробленный щит укладывают вогну¬
той стороной на жесткое основание стола. Прижимом ультра-
294

звукового преобразователя щит выравнивается на столе. Уль¬
тразвуковые колебания от излучателя создают в щите значи¬
тельные периодически действующие динамические напряжения
сжатия, способные дать местную пластическую деформацию
в его сечении, которая снижает неуравновешенность внутрен¬
них напряжений, вызывающих коробление щита. Перемещением
излучателя по щиту, внутренние напряжения снимаются, щит
окажется выправленным. Внутренние напряжения в нем при
таком положении будут приведены в равновесное состояние
благодаря местным микроскопическим элементарным пласти¬
ческим деформациям от действия ультразвука.
§ 32. ГНУТЬЕ И ПРЕССОВАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ
Криволинейные детали из цельной древесины можно изго¬
товлять двумя принципиально различными способами: выпи¬
ливанием криволинейных заготовок и приданием прямолиней¬
ному бруску изогнутой формы путем загибания его на шаб¬
лоне. Оба способа применяются на практике и имеют свои
преимущества и недостатки.
Выпиливание криволинейных заготовок отличается просто¬
той технологии и не требует специального оборудования. Од¬
нако при выпиливании неизбежно перерезают волокна древе¬
сины, и это настолько ослабляет ее прочность, что детали;
большой кривизны и замкнутого контура приходится состав¬
лять из нескольких элементов склеиванием. На криволинейных
поверхностях получаются полуторцовые и торцовые поверхно¬
сти срезов и в связи с этим ухудшаются условия обработки на
фрезерных станках и отделки. Кроме того, при раскрое полу¬
чается большое количество отходов.
Изготовление криволинейных деталей методом гнутья тре¬
бует по сравнению с выпиливанием более сложного технологи¬
ческого процесса и оборудования. Однако при гнутье полно¬
стью сохраняется и даже в некоторых случаях повышается
прочность деталей; на их гранях не создаются торцовые по¬
верхности, а режимы последующей обработки гнутых деталей
не отличаются от режимов обработки прямолинейных деталей.
Теоретические основы гнутья. Сущность явлений, происхо¬
дящих при гнутье древесины, в основном сводится к следую¬
щему. Из курса сопротивления материалов известно, что при
изгибе любого тела в пределах упругих деформаций возни¬
кают нормальные к поперечному сечению напряжения: растя¬
гивающие на выпуклой и сжимающие на вогнутой стороне.
Между зонами растяжения и сжатия находится нейтральный
слой, нормальные напряжения в котором равны нулю. По¬
скольку величина нормальных напряжений изменяется по се¬
чению, возникают скалывающие напряжения, стремящиеся
296

как бы сдвинуть одни сдои детали относительно других. Так
как этот сдвиг невозможен, изгиб неизбежно сопровождается
растяжением на выпуклой и сжатием на вогнутой стороне
детали.
Величина возникающих деформаций растяжения и сжатия
зависит от толщины бруска и радиуса изгиба. Допустим, что
брусок прямоугольного сечения изогнут по дуге окружности и
что деформации в бруске прямо пропорциональны напряже¬
ниям, а нейтральный слой находится в середине бруска.
Обозначим толщину бруска ht начальную длину его через
10, радиус изгиба по нейтральной линии через R {рис. 93).
Рис. 93. Изгиб бруска:
а — деформации при изгибе; б —гкутье заготовки с шиной по шаблону; / — шаблон;
2— насечки; 3 — прессующий ролик; 4“ шина
Длина бруска по нейтральной линии при изгибе будет оста¬
ваться неизменной. Она равна
l0 — 3tR (ф/180),	(96)
где ф-—угол загиба в градусах.
Наружный растянутый слой получит удлинение ДI. Общая
длина растянутой части бруска определится из выражения
го-ЬД/ = я{/?+А/2)ф/180.	(97)
Вычитая из этого уравнения предыдущее, получим абсо¬
лютное удлинение:
M-n(hl2) (ф/180).	(98)
Относительное удлинение ер£Ст будет равно Al/Iu=h/2R,
т. е. относительное удлинение при изгибе Al/t0 зависит от от¬
ношения толщины бруска к радиусу изгиба; оно тем больше,
чем толще	брусок	h и чем меньше радиус	изгиба R.	Подобное
отношение	для	величины относительного	сжатия	при	изгибе
можно получить аналогичным путем.
297

Предположим, что вокруг шаблона R' изогнут брусок с на-
чальной длиной /0 и при этом достигнуты максимальные де¬
формации сжатия и растяжения. Обозначив через есж величину
допустимой деформации сжатия древесины вдоль волокон,
а через враст — величину допустимой деформации растяжения
вдоль волокон, можем написать соотношение для растянутой
стороны:
/=/0(1 +epacT) = a(£!'-|-/i)ip/180.
Отсюда
R' + h — [/„ (1 -J- Враст)]/п (ф/180).
Для сжатой (вогнутой) стороны будет
к = k (I—есж) = nR' (ф/180)
или
R' — [/0 (1—есж)]/л (ф/180).
Вычитая из первого выражения второе, получим
h= [1$ (враст +£сж)]М (ф/180).	(102)
Взяв отношение h/R, характеризующее предел изгибаемости
древесины для данного случая, получим
h/R ■ (Врасх -(-£сж)/( 1 — Веж).	(ЮЗ)
Подставив в полученные выражения значения допустимых
деформаций растяжения и сжатия (ераСт и еСж), можно опреде¬
лить максимально возможные значения h/R для различных по¬
род. Эти предельные возможно достижимые соотношения оп¬
ределены в следующих значениях.
Порода древесины	.... Бук	Дуб	Береза	Ель	Сосна
hlR	 1/2,5	1/4	1/5,7	1/10	1/11
На практике обычно требуется изгибать древесину в отно¬
шении */з- Хвойные породы и часть мягких лиственных пород
даже при полном использовании возможных деформаций сжа¬
тия и растяжения непригодны для гнутья при малых радиусах
кривизны. При этом брак при гнутье хвойных и мягких ли¬
ственных пород обусловлен образованием складок на вогнутой
стороне из-за неравномерного сжатия вдоль волокон и низкого
сопротивления их сжатию поперек волокон. Это можно устра¬
нить, нормируя деформации сжатия древесины, используя
шаблон с насечкой, подпрессовывая древесину в процессе
гнутья (рис. 93, б).
Пропаренный брусок с шиной изгибается вокруг шаблона 1,
снабженного крупной насечкой 2. В месте загиба брусок при¬
жимается к шаблону прессующим роликом 3. Происходит про-
298
(99)
(100)
(101)

катка бруска. Наружные, примыкающие к шине 4 слои уплот¬
няются. Толщина бруска уменьшается, и одновременно повы¬
шается	сопротивление растяжению	наружной	части	бруска.
Слои древесины, примыкающие к шаблону, испытывают на¬
пряжения сжатия, вдавливаются во	впадины	насечки	и при¬
нимают	равномерно нормированную	насечкой	волнообразную
форму вогнутой поверхности, что исключает появление скла¬
док.
В процессе гнутья деформации растяжения и сжатия про¬
текают	одновременно, по не по	всему сечению	бруска,
а только на участке непосредственного набегания бруска на
шаблон, в зоне линии, соединяющей ось шаблона с осыо прес¬
сующего ролика. Этот процесс сопровождается сдвигом слоев
древесины, как показано линиями, нанесенными на боковую
сторону бруска перед гнутьем.
Бездефектный изгиб бруска возможен только до предела,
пока величина относительного удлинения растянутых или от¬
носительного сжатия сжимаемых слоев не превысит предель¬
ных значений для данного
материала.
Выведенное выше отно¬
шение действительно для
материалов, у которых со¬
противления растяжению и
сжатию равны. Если сопро¬
тивление материала сжа¬
тию будет больше, чем рас¬
тяжению, то нейтральная
линия при изгибе будет
смещаться к вогнутой сто¬
роне. При большем сопро¬
тивлении материала растя¬
жению нейтральная линия
будет смещаться к выпук¬
лой стороне, что наблюда¬
ется у дервесины. При сво¬
бодном изгибе древесина
разрушается от разрыва
наружных, растянутых
слоев. Объясняется это тем,
Рис. 94. Диаграммы напряжений
и деформации древесины при
гнутье:
с — влияние проварки; 1 — без про¬
варки; 2—проварка 30 мин: 3 — про¬
варка 90 мин; проварка 180 мин;
б — деформация и напряжения в дре¬
весине бука
.Лефрршад рсстяжеяия и сж<шя, %
к ночйльноц Э/шнр
299

что допустимая величина деформации растяжения у древесины
мала, всего 1—2 %, в то время как предел деформации сжатия
составляет 15—25 %, как видно из диаграммы рис. 94.
Для повышения способности древесины к гнутью приме¬
няют гидротермическую обработку; проваривание в горячей
воде или пропаривание. Такая обработка делает древесину
более пластичной. Проваривание древесины значительно сни¬
жает сопротивление сжатию и увеличивает величину усадки
(рис. 94, с). Сопротивление древесины растяжению и способ¬
ность деформации при этом изменяются незначительно.
У пропаренной древесины бука (рис. 94, б) при незначи¬
тельном сопротивлении сжатию (около 23 МПа) и допустимо¬
сти деформаций сжатия до 30 % величина возможных дефор¬
маций растяжения остается незначительной даже при очень
высоких напряжениях (2% при 130 МПа). Это ограничивает
возможность гнутья пропаренной древесины и не позволяет
полностью использовать ее способность к значительной дефор¬
мации сжатия.
Произведение величины напряжения на величину вызывае¬
мой им деформации дает работу деформации. На диаграмме
(рис. 94, б) возможная работа деформаций растяжения равна
заштрихованной площади I, а возможная работа деформаций
сжатия — заштрихованной в обратном направлении пло¬
щади //.
При изгибе бруска работа деформаций растяжения должна
быть равна работе деформации при сжатии. Из сравнения
площадей, заштрихованных на диаграмме, видно, что полно¬
стью использовать эту закономерность при изгибе пропаренной
древесины без специальных мероприятий нельзя, В то время
как работа деформаций растяжений достигает максимального
значения (площадь I), равная ей площадь работы деформации
сжатия отделена на диаграмме вертикальной пунктирной ли¬
нией. Она составляет только незначительную часть от возмож¬
ной работы деформации сжатия. При уменьшении радиуса из¬
гиба напряжения растяжения и вызываемые ими деформации
превысят предельные значения и вызовут разрыв наружных
волокон и излом бруска, в то время как возможность изгиба
по деформации сжатия не будет исчерпана. Возможность из¬
гиба пропаренной древесины ограничивается незначительной
величиной допустимых деформаций растяжения, ограничиваю¬
щих изгиб до соотношения примерно /г//? = 1/30.
Возможности гнутья могут быть значительно расширены,
если использовать способность пропаренной древесины полно¬
стью воспринимать значительные деформации сжатия. Это до¬
стигается применением тонкой стальной ленты (шины), накла¬
дываемой на наружную сторону бруска до изгиба. Шина снаб¬
жена упорами, в которые упираются торцы изгибаемого бруска
300

Так как сопротивление стальной шины растяжению значи¬
тельно, она будет препятствовать растяжению наружных слоев,
и изгиб бруска произойдет в основном за счет деформации
сжатия на вогнутой стороне. Таким путем искусственно вызы¬
вают смещение нейтрального слоя к наружной стороне изги¬
баемого бруска и увеличивают в бруске деформации сжатия.
Для предупреждения откалывания и разрывов волокон на вы¬
пуклой стороне бруска в' начальной стадии изгиба шине дают
натяжение, сжимая брусок ее упорами, расположенными на
концах шины.
Величина начального натяжения шины не должна быть
большой, так как чрезмерные деформации сжатия могут вы¬
зывать брак гнутья в виде складок на вогнутой стороне. Наи¬
лучшие результаты гнутья могут быть достигнуты при полном
использовании способности древесины принимать деформации
сжатия и растяжения. Это обеспечивается применением гну-
тарного станка с подвижным упором шины.
Минимальные радиусы бездефектного изгиба древесины
могут быть достигнуты в том случае, если при изгибе будет
соблюдено условие: максимальная работа деформаций сжатия
равна сумме работ деформаций растяжения бруска и шины.
Это достигается изменением угла наклона линейки и величи¬
ной отхода упора.
Напряжения сдвига достигают значительной величины и
могут вызывать скалывание вдоль волокон. Поэтому гнутье не
доводят до самого конца бруска во избежание скола у торца.
Необходимым условием гнутья хвойных и мягких лиственных
пород таким способом является применение шины с подвиж¬
ным упором. Насечка на шаблоне должна иметь наклон в сто¬
рону заднего упора, чтобы предотвращать перемещение внут¬
ренних слоев бруска по шаблону и образование складок из-за
напряжений сдвига. Такой способ гнутья позволяет изгибать
не только бездефектную древесину, но и древесину с круп¬
ными сучками, расположенными на наружной стороне
бруска.
В технологический процесс гнутья древесины входят гидро¬
термическая обработка, гнутье и сушка изогнутых деталей
для стабилизации приданной формы. В общий технологический
процесс изготовления изделий не всегда входит процесс гнутья.
Чаше всего оно следует за раскроем. Технологический процесс
происходит так: раскрой на заготовки, гидротермическая обра¬
ботка заготовок, гнутье, сушка и механическая обработка гну¬
тых заготовок. В некоторых случаях гнутью подвергают уже ча¬
стично обработанные детали.
Например, задние ножки гнутого стула изгибают обычно
после обработки на круглопалочных копировальных станках,
а после гнутья только шлифуют.
301

Раскрой пиломатериалов на заготовки для гнутья возмо¬
жен различными способами. В некоторых случаях заготовку
для гнутья получают путем раскалывания коротких отрезков
кряжей (чураков). Получаемая при этом колотая заготовка,
как правило, не имеет перерезанных волокон, поэтому при
изгибании дает наименьший процент брака. Недостаток такого
способа — низкий выход заготовок из кряжа (приблизительно
па 20—25 % ниже, чем при выпиливании) и большая трудоем¬
кость этой операции, которую выполняют вручную. На инду¬
стриальных предприятиях в большинстве случаев пользуются
обычными методами выкраивания заготовок из досок на круг¬
лопильных станках.
К качеству древесины заготовок для гнутья предъявляют
повышенные требования: рационально раскраивать древесину
по предварительной разметке, не допускать в заготовках де¬
фектов, вызывающих брак гнутья. Заготовки необхо¬
димо вырезать только из здоровой древесины. Отклоне¬
ние направления волокон от оси бруска (косослой) не
должно превышать 5—10 %. При раскрое следует соб¬
людать, чтобы продольные резы шли, по возможности, вдоль
волокон обреза доски.
При обычных методах гнутья в заготовках совершенно не
допускаются сучки, в том числе и здоровые, вполне сросшиеся
с древесиной. При гнугье с одновременным прессованием
сучки допускаются в довольно больших пределах, что резко
увеличивает выход заготовок. Нормы допускаемых пороков
указываются в технических условиях на изделия. Выкраивать
заготовку следует с учетом припусков на последующую обра¬
ботку. Для гнутья с одновременным прессованием, кроме при¬
пуска на механическую обработку, должен учитываться при¬
пуск на упрессовку поперек волокон.
Величина упрессовки зависит от породы древесины и
в среднем составляет от первоначального размера 30—35 %
для сосны и ели, 50 % для пихты, 20 % для лиственницы, 25 %
для березы. Кроме того, следует давать повышенный припуск
по длине заготовки.
Пластичность древесины при производственной влажности
(6—10 %) и комнатной температуре незначительна. В таком
состоянии древесина требует для изгибания больших усилий
и не допускает больших деформаций. Деформации получаются
в основном упругими, т. е. исчезающими после прекращения
действия вызвавших их сил.
Пластичность древесины значительно повышается при на¬
греве во влажном состоянии. Это объясняется тем, что часть
веществ, входящих в состав клеток древесины, при нагрева¬
нии переходит в состояние коллоидного раствора, в результате
чего снижается жесткость клеток, а следовательно, и всей
302

массы древесины. Если влажную древесину высушить в дефор¬
мированном состоянии, то находившиеся в растворенном со¬
стоянии коллоидные вещества затвердеют и сохранят придан¬
ную заготовке форму.
Опыт показывает, что наилучшис результаты получаются
при гнутье древесины влажностью 25—.30 %, т. е. близкой
к точке насыщения волокна. Как более низкая, так и более
высокая влажность неблагоприятны. При меньшей влажности
древесина менее пластична. Влажность сверх 25—30 %, не
улучшая условий гнутья, удлиняет сроки сушки изогнутых де¬
талей и экономически невыгодна. Излишняя влажность вредна
потому, что при изгибе и сжатии древесных клеток находяща¬
яся в них вода может местами разрывать стенки клеток, делая
поьерхность ворсистой.
Гидротермическая подготовка перед гнутьем чаще всего за¬
ключается в пропаривании или проваривании древесины в го-«
рячей воде. Недостаток проварки в горячей воде состоит в том,
что она ведет к неравномерному увлажнению древесины и пе¬
ренасыщению водой наружных волокон. Получить путем про¬
варивания равномерную влажность и температуру нагрева
всего бруска очень трудно. Поэтому проварка в горячей воде
может быть рекомендована только в некоторых случаях, если
пропаривание технически затруднено, например при необходи¬
мости обработать не всю деталь, а только ее часть {случай из¬
гиба носков у лыжных заготовок и т. д.), или если требуется
значительное повышение начальной влажности сухих загото¬
вок. Проварочные баки и чаны обычно обогревают паром, про¬
пускаемым по змеевику, уложенному у дна. Температуру воды
поддерживают в пределе 90—95 °С, не доводя ее до кипения
во избежание большого парообразования.
Продолжительность проварки при такой температуре изме¬
няется в зависимости от начальной влажности, размеров и по¬
роды древесины. Так, для буковых заготовок толщиной 40 мм
при начальной влажности 15—20 % на проварку требуется
около 1,5 ч.
Пропаривание древесины в атмосфере насыщенного пара
получило значительно большее применение, чем проварка.
Преимущество пропаривания в том, что оно незначительно из¬
меняет влажность древесины, причем древесина с начальной
влажностью ниже точки насыщения волокна повышает свою
влажность, а древесина влажностью 50—60 % и выше даже
немного подсушивается.
Для пропаривания чаще всего пользуются насыщенным па¬
ром невысокого давления, от 0,02 до 0,05 МПа, что соответ¬
ствует температуре пара 102—105°. Применение пара более
высоких давлений сокращает сроки пропаривания, но услож¬
няет оборудование и повышает опасность.
303

Рис. 95. Зависимость соотношения
прочностных показателей древе¬
сины от ее влажности
Заготовки пропаривают
в специальных пропароч¬
ных котлах, представляю¬
щих собой стальные, гори¬
зонтально установленные
барабаны небольшой емко¬
сти. Диаметр барабана ра¬
вен 0,3—0,4 м и рассчитан
на небольшую закладку
брусков, которая может
Продолжительность пропаривания заготовок зависит от
размеров и влажности древесины. При влажности заготовок
7—10 % значительное влияние оказывает также порода дре¬
весины. При влажности, близкой к точке насыщения волокна,
необходимые сроки пропаривания почти одинаковы для всех
пород.
На рис. 95 показано снижение соотношения модуля упру¬
гости и предела прочности древесины в зависимости от ее
влажности. Соотношение Епл/Е0 характеризует жесткость дре¬
весины.
Укладывать бруски в пропарочную камеру рекомендуется
с учетом положения бруска при гнутье, т. е. так, чтобы сто¬
роны бруска, примыкающие к шине и шаблону, хорошо охва¬
тывались паром; боковые поверхности брусков могут примы¬
кать одна к другой.
Заготовки перед гнутьем можно нагревать в течение не¬
скольких минут при помощи электрического тока высокой ча¬
стоты. Физическая сущность такого нагрева описана ниже. Для
повышения пластичности древесину можно пропитывать рас¬
творами аммиака, дубильных веществ, фенолов и альдегидами.
Растворы алюминиевых и железных квасцов, хлористого маг¬
ния и др. также повышают ее гигроскопичность. При необхо¬
димости гнуть бруски при значительном отношении к/Я>1!в
их предварительно пропитывают 40 % -ным раствором моче¬
вины и сушат до влажности 15%, после чего гнут при темпе¬
ратуре 100 °С с последующим охлаждением в изогнутом со¬
стоянии до 25 °С для фиксирования формы. Полученные таким
образом криволинейные детали при температуре 60—70 °С
размягчаются и теряют свою форму. Для устранения этого
недостатка пропитывают древесину перед гнутьем в смеси
растворов мочевины, формалина, едкого натра и буры. При
гнутье пропитанную древесину нагревают также до 100 °С.
быть переработана за 30—40 мин.
304

При этом компоненты раствора в стенках клеток древесины
образуют мочевиноформальдегидную смолу, которая в период
нагрева и гнутья отверждается окончательно, фиксируя при¬
данную заготовке форму. Недостатком такой подготовки дре¬
весины к гнутью является длительность пропитки (3 ч на I мм
толщины) и последующая сушка перед гнутьем в мягком ре¬
жиме, исключающем отверждение образующейся в клетках
мочевиноформальдегидной смолы.
Способы и оборудование для гнутья древесных материалов
разнообразны. Однако во всех случаях необходим шаблон, во¬
круг которого изгибается заготовка и профиль которого опре¬
деляет форму ее изгиба. Только при использовании точного
шаблона можно получить гнутые детали заданной формы.
Применяемые для гнутья массивных брусков гнутарные
станки можно разделить на два типа: станки для гнутья на
неполную окружность и станки для гнутья на полную окруж¬
ность. В станках на неполную окружность бруски с наложен¬
ной на наружную сторону стальной шиной изгибают вокруг
неподвижного шаблона приложенными усилиями к обоим кон¬
цам бруска или к одному из концов при неподвижно закреп¬
ленном другом конце. Станки такого типа встречаются со
съемными и с неподвижно укрепленными обогреваемыми шаб¬
лонами. В первом случае после огибания бруска шиной вокруг
шаблона концы шины закрепляют на шаблоне при помощи
скобы. Шаблон с закрепленным на нем бруском снимают со
станка и отправляют в сушильную камеру. В станках для
гнутья на полную окружность брусок также закрепляют на
горячем шаблоне при помощи шины и оставляют на нем для
подсушивания до закрепления приданной ему формы. В отли¬
чие от станков со съемными шаблонами такие станки полу¬
чили название гнутарно-сушильных. Гнутарно-сушильные
станки могут быть двустороннего и одностороннего обо¬
грева.
Недостаток гнутарно-сушильных станков — неравномерность
сушки и необходимость выдерживания в них заготовок в тече¬
ние нескольких часов для высушивания до состояния, при ко¬
тором фиксируется соответствующая форма заготовок. Это
резко снижает производительность станков. Для увеличения
производительности гнутарно-сушильных станков целесооб¬
разно заготовку перед гнутьем предварительно подсушивать
до 20 %, высушивать в станке до 12—15 %, а окончательно до¬
сушивать освобожденные из станка заготовки в сушильных
камерах.
Во всех случаях гнутья, независимо от используемого для
этой цели оборудования, необходимо, чтобы на вынутых из
пропарочного котла или варочного бака брусках сразу произ¬
водили гнутье. Задержка гнутья недопустима, так как осты¬
305

вают в первую очередь наружные слои древесины, которые
испытывают наибольшие напряжения.
При гнутье желательно, чтобы в брусках твердых листвен¬
ных пород (дуба, ясеня, граба, ильма) расположение годич¬
ных слоев совпадало с плоскостью изгиба, т. е. тангентальный
распил приходился на боковые стороны бруска или отклонялся
только на 45—50°.
Расположение годичных слоев перпендикулярно плоскости
изгиба может вызвать появление складок на вогнутой стороне.
Заготовки из лиственных рассеянно-сосудистых пород (бука, бе¬
резы), а также из хвойной древесины, изгибаемые с одновре¬
менным прессованием, желательно располагать при гнутье так,
чтобы годичные слои были перпендикулярны плоскости изгиба.
Желательное расположение годичных слоев для условий гнутья
не всегда может быть соблюдено по техническим условиям. На¬
пример, у лыж скользящая поверхность должна быть поверх¬
ностью радиального распила, иначе износ этой поверхности
будет неравномерным.
При гнутье с одновременным прессованием положение де¬
талей следует выбирать таким, чтобы пороки древесины рас¬
полагались, по возможности, в растянутой и нейтральной ча¬
сти деталей. Наоборот, при гнутье без прессования и особенно
при гнутье без шины растягиваемая поверхность должна быть
наиболее чистой, потому что малейшие дефекты на ней могут
стать причиной разрывов и отщепов волокон.
Изогнутые заготовки (вместе с шаблонами и охватываю¬
щими их шинами) сушат в сушильных камерах. Конечная
влажность гнутых заготовок соответствует производственной
влажности, принятой на данном предприятии. Применяемые
режимы сушки мало отличаются от режимов сушки пиленых
заготовок из тех же пород, а конструкции и системы сушильных
камер подобны тем, какие применяют для сушки пилома¬
териалов.
Высушенные до влажности (обычно ниже 12 %), стабили¬
зирующей форму, заготовки поступают в остывочное отделе¬
ние, где их охлаждают в течение нескольких часов, затем ос¬
вобождают от шин и шаблонов и направляют в механическую
обработку. Обработка гнутых заготовок, т. е. придание им
окончательных размеров и требуемых поверхностей, принци¬
пиально не отличается от обработки прямолинейных заго¬
товок.
Организация рабочих мест зависит от вида и размера из¬
гибаемых заготовок и оборудования. Рабочие места должны
быть организованы так, чтобы пропаренные заготовки можно
было подавать на гнутарный станок сразу после выемки их из
пропарочного котла, не перенося на большие расстояния и не
разворачивая. Пропарочные котлы должны иметь манометры,
306

указывающие давление пара. В цехе должны быть стенные
часы, хорошо видные с каждого рабочего места.
Гнутье деталей требует соблюдения следующих мер по
технике безопасности: пропарочные котлы должны иметь на¬
дежные герметически закрывающиеся крышки; на манометрах
должна быть красная черта, указывающая предельное рабо¬
чее давление, выше которого в котле нельзя поднимать давле¬
ние пара; перед открыванием крышки пропарочного котла не¬
обходимо перекрывать входной паровой вентиль (лучше, если
они сблокированы); доставать детали из котла разрешается
только крючьями; руки рабочих должны быть защищены ру¬
кавицами; для гнутья следует пользоваться только исправ¬
ными шаблонами, шинами и другими приспособлениями; при
гнутье на открытых шаблонах нельзя наклоняться над изгиба¬
емой заготовкой.
На рабочем месте гнутья должны соблюдаться общие пра¬
вила техники безопасности при работе на деревообрабатываю¬
щих станках и устройствах повышенных температур и дав¬
лений.
Прессование древесины. Одним из прогрессивных методов
механической обработки древесины является прессование.
Прессование основано на силовом воздействии на древесину
с использованием ее пластических свойств. Прессуют древе¬
сину для получения сложных форм или для уплотнения. Прес¬
сование широко используют для получения деталей декора
в мебельной промышленности для получения из древесины ма¬
териалов, заменяющих цветные металлы для машиностроения
и изоляционные материалы в электротехнической промышлен¬
ности. Спрессованная древесина обладает более высокими фи¬
зико-механическими показателями, чем натуральная. Прессо¬
вание характеризуется степенью упрессовки, которая опреде¬
ляется по соотношению размеров деталей из древесины до
прессования и после прессования. Степень упрессовки вычис¬
ляется по формулам:
8 = (^11аЧ KV ll у,
Е0 = (йнач—hK)ihK,	(104)
где	е	и	во — степени упрессовки, определяемые	для начального
ИЛИ	КОНЕЧНОГО	рЭЗМерЗ, Й-нач— размер детали	до прессования
hK — после прессования.
Приведенные характеристики степени упрессовки взаимосвя¬
заны соотношением
е„ = е/(1—е) и е — е„/(1 +80).	(105)
Поскольку при прессовании масса заготовки полученной де¬
тали практически не изменяется, то степень упрессовки может
307

быть определена по соотношению плотности древесины после
прессования и до прессования как
Н = (ркои рнач)/ркон1	(1 Об)
где рком и риач — конечные и начальные плотности.
Степень упрессовки иногда выражают в процентах. Практи¬
чески прессование древесины производят до 40 % упрессовки.
Древесина поддается прессованию легче поперек волокон при
гидротермической подготовке, повышающей ее пластичность.
4ГТ-УЩ
Рис 96. Прессование древесины:
J—/// — фазы деформации; а ~ зависимость деформации от напряжений при прессо¬
вании древесины;; б — схемы видов прессования
Древесина становится более пластичной при влажности около
30 % и повышенной до 160 °С температуре. Более высокая тем¬
пература приводит к пиролизу древесного вещества. Стабили¬
зация формы, полученной при прессовании, обеспечивается ох¬
лаждением и последующей сушкой до влажности не выше 12%.
При прессовании древесины происходит деформирование ее
клеток. При этом наблюдаются три фазы деформирования.
В начальный момент прессования древесина находится в ста¬
дии упругой деформации сжатия клеток е примерно равном до
308

6%. Во второй фазе прессования тонкие стенки клеток разру¬
шаются и наступает стадия пластической деформации при е от
6 до 30%, в третьей фазе — при в от 30 до 40%—разруша¬
ются более толстые стопки клеток н уплотняются полости кле¬
ток, деформированных но второй фазе. Па рис. 96, а приведена
зависимость деформации от напряжений при прессовании дре¬
весины, где показаны фазы прессования. Прессование разли¬
чают по направлению усилии: плоское — одноосное; контурное
и объемное — гидростатическое. Па рис, 96, б показаны схемы
этих видов прессования древесины. Зависимость деформации
при прессовании от напряжения аналитически выражается фор¬
мулой
еСт = а!Е + (1/т)) (о2/и),	(107)
где ест — деформация упрессовки; о — напряжение; Е — мо¬
дуль упругости; tj — коэффициент вязкости древесины; v — ско¬
рость нагружения.
Анализируя эту зависимость, можно отметить, что степень
упрессовки увеличивается с увеличением напряжений и умень¬
шается с увеличением модуля упругости, вязкости и скорости
нагружения. Чаще всего используют плоское и контурное прес¬
сование. Плоское прессование можно осуществлять с пресс-
формой, ограничивающей форму прессуемой детали, или без
нее. Необходимое усилие для прессования определяется в за¬
висимости от размеров детали и требуемой степени упрессовки.
При прессовании без пресс-формы усилие прессования опреде¬
ляется по формуле
р-~Ыах,	(108)
где р — необходимое усилие для прессования; b — ширина де¬
тали; I-—длина детали; ож — сопротивление древесины прессо¬
ванию, зависящее от степени упрессовки и породы древесины.
Величина о* определяется по эмпирической зависимости как
ax = k exp tm,	(109)
где ft и т — коэффициенты, зависящие от породы древесины
(для сосны-—ft =1,6, m=0,7, для ели соответственно 1,19; 0,07,
для осины — 0,45—0,09); е — степень прессования.
Если прессование осуществляют с пресс-формой, то при рас¬
чете усилия необходимо учесть дополнительно усилие на пре¬
одоление трения древесины по металлу. При контурном прес¬
совании необходимо учитывать усилие для прессования и
усилие для перемещения спрессованной детали в приемник. Уси¬
лие на перемещение детали в приемник определяется как сила
трения с учетом давления прессования и коэффициента трения.
309

Глава 8
СКЛЕИВАНИЕ И ОБЛИЦОВЫВАНИЕ
§ 33. ВИДЫ СКЛЕИВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЯ
ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Склеивание является древним, широко используемым в на¬
стоящее время и перспективным средством соединения древе¬
сины. Склеивание обеспечивается клеем — веществом, способ¬
ным прочно удерживать склеиваемые поверхности благодаря
переходу при определенных условиях из жидкого состояния
в твердое. Основная цель склеивания заключается в обеспече¬
нии необходимой прочности соединения склеиваемых поверх¬
ностей, На рис. 97 показана схема клеевого соединения заго¬
товок в увеличенном масштабе места склеивания. Прочность
склеивания проявляется сопротивлением действию сил в двух
направлениях: на отрыв — силе F или на сдвиг — силе Р. В ре¬
зультате сопротивления в клеевом соединении могут возник¬
нуть нормальные и касательные напряжения, которые распре¬
деляются по поверхности склеивания в зависимости от свойств
и механических характеристик всей системы клеевого соедине¬
ния. При достижении напряжений предельных значений нач¬
нется разрушение клеевого соединения. Начало разрушения
будет находиться в месте, где прочность ниже появившихся на¬
пряжений. Если допустить, что склеиваются однородные мате¬
риалы, место разрушения может быть в пяти плоскостях си¬
стемы клеевого соединения, обозначенных на схеме буквами:
Кп К, Кг и А\ и Л2. Прочность в плоскостях Кi, К и Кг харак¬
теризуется соответственно свойствами применяемых материа¬
лов, их когезией. Прочность в плоскостях А\ и Л2 характери¬
зуется прочностью сцепления клея соответственно с первым и
вторым склеиваемыми материалами — адгезией клея с этими
материалами. При конструировании клеевого соединения
в связи с выбором материалов для изделий значения К\ и Кг
подбирают в зависимости от назначения изделий. Условия раз¬
рушения по этим плоскостям учитываются и определяются
прочностными расчетами. При выборе клея руководствуются
характеристиками А\, К и Л2, так чтобы соблюдать условия
А^КЖг и А2Ж>К2,
где А\ и Л2 — адгезионная прочность между клеем и склеивае¬
мыми материалами; Къ К, Кг — когезионная прочность клея и
материалов. Обычно при склеивании древесины одинаковой по¬
роды можно допустить, что К\~Кг и Ai=A2—K. Тогда условие
оптимальной прочности определится как
Kl, 2 Л X, 2 или Л х, 2I■Ki, в	I ■
310

При склеивании древесины прочность склеивания должна
быть выше прочности склеиваемых материалов. Это условие
используется на практике альтернативной оценки качества
склеивания. Кроме такого подхода к оценке качества склеива¬
ния, имеются стандарты, по которым качество склеивания оце¬
нивается прочностью, определяемой разрушением стандартных
образцов и вычислением усредненных предельных напряжений
разрушения. Стандартные методы оценки прочности имеют не¬
которые недостатки: после разрушения оценивается фактиче¬
ски прочность только разрушенных образцов; регистрируемая
Рис. 97. Схема сопротивления
клеевого соединения разруше¬
нию
разрушением прочность зависит от условий испытаний и разме¬
ров образцов. Клеевое соединение древесины представляет со¬
бой гетерогенную полимерную систему, в которой адгезионное
взаимодействие между клеем и древесиной является решаю¬
щим в характеристике этой системы. Явления адгезии лежат
на стыке наук. Адгезия — природное явление. Решению про¬
блем адгезии нужно учиться у природы. Адгезию считают фак¬
тором, обеспечивающим целостность биологических систем и их
функционирование. Полагают, что рост опухолевых тканей
обусловлен проявлением адгезии, снижением числа межклеточ¬
ных контактов и соответственно прочности их связей. Появле¬
ние новых композиционных материалов тесно связано с явле¬
ниями адгезии. Приложенные нагрузки в таких системах рас¬
пределяются в зависимости от свойств компонентов этой
системы. В таких системах очень эффективно проявляется дей¬
ствие переменных нагрузок, которые внутри системы создают
значительную концентрацию напряжений, способных привести
соединения к разрушению. По характеру обеспечения адгези¬
онной прочности можно выявить сплошное и точечное склеива¬
ние. Такое разграничение носит условный характер, но, оче¬
видно, при склеивании торцов наблюдается преимущественно
точечное склеивание. Структурные неровности, шероховатость
поверхности не дают возможности четко установить границы
разрушения по клею и древесине. Граница разрушения между
склеенными деталями представляет собой сложную поверх¬
ность, размеры которой больше номинальных геометрических
размеров площади склеивания. Площадь контактов склеивае¬
311

мых поверхностей для единицы номинальной поверхности оп¬
ределяется по формуле
S* - 1—ехр[—р {Р1Е)Щ,	(110)
где Р —давление, МПа, Е - модуль упругости при сжатии,
МПа; р — характеристика поверхности, для гладких плоских
поверхностей р=1,3. Поэтому определяемые разрушением ха¬
рактеристики прочности получаются заведомо завышенными.
Предъявляемые к клеям основные требования могут быть обоб¬
щены в две группы: технологические, позволяющие применять
клеи в реальных условиях производства, и эксплуатационные,
■обеспечивающие требуемое качество изделий в соответствии
с их назначением в условиях эксплуатации. Технологические
требования к клею определяются технологическими режимами
склеивания и облицовывания, эксплуатационные — техниче¬
скими условиями на изделие. В технологических характеристи¬
ках клеев обычно указываются: ограничения по массовой доле
сухого остатка, вязкость клея в различное время (после изго¬
товления и хранения в течение определенного периода); время
желатинизации; концентрация водородных ионов; массовая
доля токсичных веществ; предел прочности при определенных
условиях обработки образцов (вымачивании, кипячении и т. п.);
расход компонентов; температура и продолжительность техно¬
логических выдержек склеиваемых поверхностей (до их контак¬
тирования, в зажимных устройствах, до обработки. Эксплуата¬
ционные требования ограничиваются условиями эксплуатации
изделий: прочностью склеивания, водо- и влагостойкостью, теп¬
лостойкостью, биостойкостыо и стоимостью клея.
Клеевые соединения древесины разделяют на торцовые и
боковые. Торцовые клеевые соединения могут быть: впритык
плоскими торцовыми поверхностями; шиповые профилирован¬
ными поверхностями; на ус, с одинаковым уклоном к продоль¬
ной оси; на ступенчатый ус; зубчатое клеевое соединение; сту¬
пенчатое клеевое соединение. Боковые клеевые соединения дре¬
весины бывают: кромочное; соединение на гладкую фугу, на
вставных шипах; в паз и гребень, на рейку; пластевое клеевое
соединение.
Все клеевые соединения должны обеспечивать максимально
достижимую прочность. Торцовые клеевые соединения могут
быть получены прочностью примерно 80 % прочности цельной
древесины. Боковые клеевые соединения на гладкую фугу дол¬
жны иметь прочность равную прочности склеиваемой древе¬
сины. Склеивание измельченной древесины представляет собой
сочетание торцового и бокового склеивания частиц. Преоблада¬
ние того или другого вида склеивания зависит от формы и раз¬
мера частиц измельченной древесины. От этого соотношения
зависит прочность материала, изготовленного склеиванием из¬
312

мельченной древесины. При проектировании клеевых соедине¬
ний необходимо учитывать условия эксплуатации, которые ока¬
зывают свое влияние на равновесную эксплуатационную влаж¬
ность древесины, а через нес на физнко-механические свойства
клеевых соединений. Согласно «Строительным нормам и пра¬
вилам» (СНиП) конструкции деревянные клееные в зависи¬
мости от условий эксплуатации делятся на девять групп:
конструкции эксплуатируемые в отапливаемых помещениях
относятся к группам Аь Л2 и А3, в неотапливаемых — Бь Б2 и
Бз. Эксплуатируемые на открытом воздухе — В|, В2, В3. Влаж¬
ность древесины в этих группах соответственно номеру
в группе — 9, 12, 15 %.
Для склеивания конструкции групп А|Б) могут использо¬
ваться карбамидные и поливииилацетатные клеи; для групп А2
и Б2— карбамидомеламиновые, для всех остальных групп кон¬
струкции рекомендуется применять резорциновые и фенольно¬
резорциновые клеи. При склеивании древесины с металлом
следует применять эпоксидные клеи. Условное сокращенное
обозначение клеев по их происхождению приведено ниже. Для
краткости в условных обозначениях указано только химическое
происхождение клеев без указания конкретных марок.
Сокращенное условное обозначение клеев
Карбамидоформалвдегидные	.	Мн
Меламиноформальдегидные . ,	Мл
Фенольно-формаЛьдегидные	.	Фн
Эпоксидные	Эп
Поливииилацетатные ..... Пва
Полиуретановые	Пу
Перхлоршшиловые 	Пхв
Полиакрилатные 	Па
Эфироцеллюлозные 	Эц.
Клеи-расплавы 	Кр
На основе синтетического кау¬
чука 	Ск
Глютиновые (коллагеновые) . Гл
На основе натурального кау¬
чука 	Нк
Казеиновые 	Кз
Основные свойства применяемых в производстве изделий иа.
древесины клеев приведены в табл. 15. Рекомендации по при¬
менению клеев для склеивания различных материалов, исполь¬
зуемых в производстве изделий из древесины приведены
в табл. 16. Технологический процесс склеивания всегда склады¬
вается из операций, осуществляемых в определенной последо¬
вательности: подготовка поверхностей к склеиванию, подго¬
товка клея; нанесение клея на склеиваемые поверхности; за¬
прессовка склеиваемых заготовок и выдержка до разборной
прочности; выдержка склеенных заготовок до полного отверж¬
дения клея.
Подготовка поверхности к склеиванию зависит от вида
склеиваемых материалов, размеров, формы заготовок, приме¬
няемых клеев, технических возможностей. Вопросы подготовки
поверхности должны рассматриваться при изучении характер-
313

15. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПРИМЕНЯЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ КЛЕЕВ
Клеи
Жизнеспо¬
собность’. ч
Режим склеивания
Давление,
МПа
Темпера¬
тура, °С
Время
выдержки
под
давлением
Эпоксидные
1,0—2.5
0,01—0,1
16—20
24—30 ч
60—90
20—30 мин
Фенольно-формальдегид-
1,5—2,5
0,05-0,2
16—20
20—25 ч
«ые
2—3,5
60—90
20—30 мин
Больше 24
130—150
8—12 мни
Резорцинформальдегид-
3,0—3,5
0,05—0,5
16—20
20—25 ч
ные
60—80
15—25 мни
Карбзмидные
2—3
0,05—1,2
16—20
16—24 ч
3-4
80—90
20—35 мии
Болес 24
120—130
7—10 мин
Поливин иладетатные
Не ограни¬
0,05-0,5
18—20
2—4 ч
чена
80
15 мин
Перхлорвиниловые
Более 24
0,05
15—20
1—2 ч
60
10—15 мин
Каучуковые*
До 6 мес
0,05—0.1
15—20
Контакт
90—95
до 10 мин
Продолжение
Клеи
Жизнеспо¬
собность*, ч
Рабочая
температура
эксплуата¬
ции, СС
Атмосферо-
стойкость
вредность
Эпоксидные
1,0—2,5
До 80—100
Хорошая
Выше сред¬
ней
■Фенол ьво-формал ьдегид-
■ные
1,5—2,5
2—3,5
Больше 24
До 100—120
Отличная
Большая
Резорцинформальдегид-
вше
3,0—3,5
До 100—120
То же
То же
Карбамидные
2—3
3—4
Более 24
До 80—100
Средняя
Средняя
Поливиниладетатные
Не ограни¬
чена
До 60
Ниже сред¬
ней
Малая
Лерхлорвиниловые
Более 24
60—80
Средняя
Выше сред¬
ней
Каучуковые*
До 6 мес
До 80
Средняя
Средняя
ных видов склеивания. Подготовка клея заключается в приго¬
товлении рабочего раствора. Нормативным документом для
этого является технологический режим приготовления соответ¬
ствующего клея. В технологическом режиме излагаются:
314

16. КЛЕИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ
И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ
Материалы, склеиваемые с древесиной
Древесина и древесные материалы
(фанера, ДВП, ДСтП)
Пленки на основе пропитанных бу¬
маг
Декоративные бумажно-слоистые
пластики
Кромочный пластик
Полимерные пленки и искусствен¬
ные кожи
Детали из поливинилхлорида
(ПХВ)
Полиэтилен
Полистирол
Полиуретан
Полиэфиры
Стекло и керамика
Металлы
Ткани
Кожа
Резина
Применяемые клеи
Мн, Мл, Фн, Ппа, Гл, Кз, их модифика¬
ции
Ми, Пин, Мл, модифицированные напол-
ннтслимп
Мл, Пвн, Мл, модифицированныеПва н Ск
Кр
Пхв, Ск, Пва, модифицированный Ск
Пхв, Ск; Пхв, модифицированный Фн и
Эп
Ск, Пу
Эц, Пхв, модифицированный Эп
Пу, Ск, Пхв, модифицированный Ск
Ск, Эп, Па
Эп, Пу, Па, Пва
Эн, Ск, Пва, Фп, модифицированный Ск
и Ппа
Эц, Пва, Пхв, Ск, Кз, Гл
Эц, Пва, Ск
Ск, Нк
1. Технические требования: к материалам, применяемому
оборудованию (указываются марки оборудования); приготов¬
лению клея (указывается состав компонентов, время хране¬
ния); приготовлению компонентов.
2. Содержание технологического режима: температура по¬
мещения и время хранения; относительная влажность воздуха;
температура компонентов клея; показатель pH; вязкость (при
склеивании древесины вязкость клеевых растворов обычно в пре¬
деле 60—200 с по ВЗ-4).
3. Методы контроля параметров режима и рабочего рас¬
твора: указываются стандарты.
4. Требования безопасности и производственной санитарии:
указываются предельно допустимые концентрации газообраз¬
ных продуктов в воздухе, меры предосторожности и т. п. В про¬
цессе приготовления клея и дальнейшем его использовании
в термореактивных клеях происходит взаимодействие его ком¬
понентов. Вследствие этого происходит нарастание вязкости и
наступает момент образования геля и превращения его из жид¬
кого состояния в твердое. Клей становится непригодным. Пе¬
риод с момента введения отвердителя до начала гелеобразова-
ния в рабочем растворе клея называют жизнеспособностью
клея.
315

Время от момента нанесения клея на поверхность до потери
им клеющей способности называют рабочей жизнеспособностью
клея. Рабочая жизнеспособность клея зависит от свойств клея
и склеиваемых материалов, а также от условий, при которых
происходит склеивание. Повышение температуры сокращает
рабочую жизнеспособность. Клей нужно приготовлять в таком
объеме, чтобы он был израсходован за период его полной жиз¬
неспособности. Если жизнеспособность клея сравнительно ко¬
роткая, то целесообразно использовать метод непрерывного его
приготовления в специальных устройствах, обеспечивающих ав¬
томатическое дозирование компонентов и их перемешивание.
Такие смесители настраиваются на объемы, соответствующие
расходу клея для конкретных условий производства.
Для нанесения клея используются соответствующие клеена¬
носящие устройства. Принципиальные схемы таких устройств
показаны на рис. 98. При ручном нанесении клея на одну по¬
верхность склеиваемых брусков используют устройства с по¬
груженными в клей валиком а или поднимающейся перфориро¬
ванной плитой б. Для механизированного нанесения клея од¬
новременно на две поверхности применяют двухвальцовые
устройства в, г. При механизированном нанесении клея на одну
поверхность сплошным слоем используют устройство с донной
щелью <?, а для распределения клея на поверхности в форме
жгутов — устройство с шаровыми дозаторами ж. При необхо¬
димости нанесения клея на сложные профили применяют уст¬
ройства с соплами, расположенными по контрпрофилю е, з.
Нанесение клея путем распыления является универсальным.
Клеенаносящие устройства должны обеспечить дозирование
и равномерное распределение клея на поверхности. При склеи¬
вании древесины расходуется клея от 150 до 350 г/м2, в зави¬
симости от конкретных условий. Период между нанесением
клея на поверхность и контактированием склеиваемых поверх¬
ностей называют открытой выдержкой. Период времени с мо¬
мента контактирования склеиваемых поверхностей до сжатия
их определенным давлением (прессования) называют закрытой
выдержкой. Для склеивания необходимо, чтобы длительность
открытой и закрытой выдержек была менее времени рабочей
жизнеспособности клея. Для обеспечения адгезии клеевого слоя
с обеими склеиваемыми поверхностями по всей площади необ¬
ходимо их сжатие и выдержка пакета под давлением — прес¬
сование. Усилие прессования при склеивании древесины обычно
находится в пределах от 0,1 до 1,2 МПа. Прессование должно
быть равномерным по всей площади склеивания. Для прессо¬
вания используют различные устройства силового воздействия
с применением пневматических, механических и гидравлических
систем. Устройства для прессования должны иметь силоизмери¬
тельные приборы или автоматические регуляторы. Давление
316

Рис. 98. Схемы устройств для нанесения клея:
&— одновальцовое; б — с перфорированной плитой; в — двухвалъцовое: г — двухваль-
цсвос с дозирующими валиками; д — с донной щелью; с, з — с соплами; ж— с шаро¬
выми дозаторами
прессования должно быть оптимальным, обеспечивающим ка¬
чественное склеивание. Избыток давления создает тонкий клее¬
вой слой и избыточные внутренние напряжения в склеенных
заготовках, которые снижают прочность склеивания. Недоста¬
точное давление не обеспечивает сплошного клеевого слоя и
высокой прочности склеивания. При изготовлении клееных де¬
ревянных конструкций в качестве средств запрессовки могут
использоваться гвозди определенных размеров (диаметром
2—2,5 мм, длиной 40 -50 мм) с шагом 100—1200 мм, забивку
гвоздей производят специальными пневматическими гвоздеза-
•бивными пистолетами. В запрессованном состоянии склеивае¬
мые поверхности должны находиться определенный период вре¬
мени, при котором степень отверждения клеевого слоя будет
такой, при которой не произойдет нарушения прочности соеди-
шения из-за появляющихся в нем внутренних напряжений после
317

17. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ И ТАНГЕНС УГЛА
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ МАТЕРИАЛОВ
Диэлектрик
Тангенс угла
потерь tpo
Относительная
диэлектрическая
проницаемость н
Древесина влажностью 8—10 %
0,05
4
Клей синтетический (жидкий)
0,7
25
Клеевой слой отвержденный:
0,1
4—6
воздух
—
1
вода
—
81
снятия давления. Соответствующая такому состоянию проч¬
ность склеивания называется разборной. Разборная прочность
зависит от размеров склеиваемых заготовок. При изготовлении
клееных деревянных конструкций разборная прочность должна
быть равна примерно 50 % нормируемой ее конечной величины,
т. е. примерно 3 МПа для прямолинейных, и до 70% У криво¬
линейных, т. е. 4—5 МПа. После снятия давления склеенные
заготовки должны иметь технологическую выдержку для до¬
стижения прочности склеивания до установленных норм. Для
интенсификации процессов склеивания применяют различные
методы, ускоряющие процесс отверждения клея и сокращаю¬
щие сроки технологических выдержек. Классификация методов
интенсификации процессов склеивания показана на рис. 99.
Интенсификация склеивания с помощью ТВЧ. Интенсив¬
ность нагрева диэлектриков в электрическом поле токов высо¬
кой частоты зависит от двух характеристик: диэлектрической
проницаемости в и тангенса угла диэлектрических потерь tg6.
Относительная диэлектрическая проницаемость материала
показывает, насколько увеличится количество энергии погло¬
щаемой конденсатором, если вместо воздуха между его пласти¬
нами поместить этот материал. Угол диэлектрических потерь
характеризует необходимое количество энергии для переориен¬
тации диполей. Он зависит от свойств материала и частоты
поля. Для материалов, участвующих в процессе склеивания
древесины, эти характеристики приведены в табл. 17.
Количество выделяемого в диэлектрике тепла зависит от
произведения etg6 (фактор потерь). Мощность, теряемая
электрическим полем высокой частоты в 1 см3 материала, оп¬
ределяется по формуле
N = 0,5еtgSfE2 [Bt/cm3J,	(111)
где e — относительная диэлектрическая проницаемость; tg6 —
тангенс угла потерь; f — частота поля, МГц; Е — напряжен¬
ность поля, кВ/см.
318

Методы интенсификации процесса
склеивания древесины

Скорость нагрева (приращение температуры за 1 с) опре¬
деляется в зависимости от теряемой мощности по формуле
АТ И = [0,134е tg б/£2] VpC,	(112)
где АТ—приращение температуры, °С; t — текущее время на¬
грева, с; р— плотность материала, г/см3; С — удельная тепло¬
емкость, кал/(г-°С) [1 кал/(г-°С) =4,1868 ■ Ю8 Дж(кг-К)];
т) — потери тепла (0,5—0,7). Значение остальных символов
указывалось выше. Скорость нагрева обычно принимается
в пределах 0,5—1 °С/с.
Из формулы следует, что скорость нагрева зависит от ос¬
новных характеристик материала (etg6) и поля (fE2). По дан¬
ным табл. 17 видно, что скорость нагрева клеевого слоя будет
во много раз выше скорости нагрева древесины. Для жидкого
клея в 60 раз, для отвердевшего только в 2 раза. Задавшись
необходимым приращением температуры АТ, можно опреде¬
лить требуемое для этого время t. Скорость нагрева можно ре¬
гулировать изменением параметров поля fE2. Величина напря¬
женности поля ограничивается пробивным напряжением мате¬
риала и устанавливается практически в следующих значениях,
В/см.
Древесина влажностью свыше	15 %	 100
То же до 10 %	  3000
Клей карбамидный 	1200
Клей на древесине влажностью	8'%	  1200
То же 10 %		1100
То же 14 %	 700
Интенсивность нагрева склеиваемых заготовок зависит от
положения клеевого слоя относительно силовых линий электри¬
ческого поля. Возможны три характерных варианта положения
клеевых слоев в поле ТВЧ, как показано на рис. 100. Парал¬
лельное расположение клеевых слоев приводит к избиратель¬
ному их нагреву и быстрому повышению температуры. При¬
мерно через 60 с из-за значительного перепада температуры
между клеевым слоем и смежной с ним древесиной происходит
быстрая утечка тепла из клеевого слоя в древесину. Клей от¬
верждается, и избирательный эффект его к нагреву ослабевает.
При перпендикулярном положении клеевых слоев относи¬
тельно силовых линий электрического поля напряженность поля
распределяется обратно пропорционально диэлектрической про¬
ницаемости. При этом нагрев клеевого слоя будет происходить
значительно медленнее. Увеличится время склеивания и расход
энергии. Такое положение поля применяют при склеивании тон¬
ких заготовок. Иногда используют нагрев склеиваемых мате¬
риалов в рассеянном поле токов высокой частоты. Е таком слу¬
чае получают промежуточный эффект. Такой нагрев исполь¬
зуют при склеивании тонких и толстых заготовок. На рис. 101
320

Рис. 100. Положение клеевого слоя относительно силовых линий ТВЧ:
а — параллельное; 6 —перпендикулярное; а — в рассеянной поле
показаны положения электродов для различных случаев склеи¬
вания в поле ТВЧ. Склеивание в поле ТВЧ может быть кон¬
тактным и бесконтактным, когда между электродами и склеи¬
ваемыми заготовками имеется воздушный зазор. Воздушный
зазор приводит к перераспределению напряжения поля обратно
пропорционально отношению диэлектрических проницаемостей.
Напряженность поля в древесине будет в 4 раза меньше, чем
в воздушном зазоре. Воздушный зазор не должен быть более
10 мм. Влияние воздушного зазора на распределение напряже¬
ния показано на рис. 102. Частота электрического поля также
оказывает свое влияние на интенсивность нагрева. Увеличение
частоты приводит к росту потерь энергии в преобразователях
II Заказ №2177
321

С к//сива/ше
гнутопролилектх
деталей
Склвивлкие
угла рамки
Склеивание
ящиков
Лраклейка
пилястро/
Ври клейка
Карниза
//анлейна
овнлавон
Вынлейна заготовок
спинок сидений
Вь/нле&ка
многослойных
Склеивание ложек	л о/ж
стола оведеккеге
Склеивание
ларнета
Склеивакие
щатов
Рис. 101. Рациональное положение электродов ТВЧ при склеивании изделий
из древесины
Рис. 102. Влияние воздушного зазора на распределение напряжения поля
ТВЧ

к в устройствах для склеивания. Равномерность нагрева в иоле
ТВЧ зависит от соотношения размера склеиваемых заготовок и
длины стоячей волны, зависящей от частоты. Это соотношение
лежит в пределах 0,1—0,05. Предельная частота при склеива¬
нии заготовок с длиной клеевого слоя I определится из соотно¬
шения
Ы,,* - 30/(/ д/е ),	(ИЗ)
где ^пред — предельная частота, МГц; / — длина клеевого слоя,
м; е — диэлектрическая проницаемость.
Необходимая мощность генератора в зависимости ог объема
склеиваемых заготовок и потребной мощности на нагрев 1 см3
с учетом коэффициента потерь определяется по формуле
Мген = (Nv)/K 10-® [кВт],	(114)
где ЛГген—мощность генератора, кВт; N—потребная мощность
в наружном контуре, Вт/см3; v — объем склеиваемых заготовок,
см3; К—'КПД контура (0,5—0,8).
Потребная мощность потерь определяется it зависимости от
потерь в клеевом слое NK и древесине Лгд по формуле
ЛГП = [(ЛГК—ЛГд)Ап]/6 + ЛГд,	(115)
где h — толщина клеевого слоя, см; «--число клеевых слоев,
находящихся в поле; Ь—-ширина склеиваемого изделия между
электродами, см; величины NK и Nn определяются по формуле
(111).
При нанесении на поверхность водорастворимых клеев плот¬
ность в слое контакта древесины с клеем возрастает и нахо¬
дится в пределах, г/см3: для сосны, липы 0,58—0,7; бука, бе¬
резы 0,68—0,8; дуба, ясеня 0,75—0,9.
Средняя	удельная теплоемкость древесины	при	темпера¬
туре	130 —140	°С	и влажности 10 -15%	примерно	равна
2,73 кДж/(кг-К). Удельная теплоемкость древесины в зависи¬
мости от температуры Т и влажности И? может быть вычислена
по формуле
С=1,176[Ц7 (77100+1,73)р [кДж/(кг-К)]-	(116)
Если имеется генератор ТВЧ определенной мощности NTaR,
то время необходимого нагрева при склеивании с использова¬
нием этого генератора определится из выражения
<=0,017	[дс(гк-Гн)1 т	(]17)
где	t — время нагрева, с;	Nrai — мощность	генератора,	кВт;
G — масса	склеиваемых	заготовок, кг;	С — теплоемкость
удельная средняя (1,9—2,73); Тв и Тк — начальная и конечная
11*
323

температуры; r| = 0,4... 0,8—КПД установки. Илн упрощенно
по формула
I —	’	|	(110I
(200 ч- 600) Nrmi\	'	'
где 25 — суммарная площадь клеевых швов (200...600), см2
клеевого шва склеиваемого генератором мощностью 1 кВт за
1 с
Для интенсификации процесса склеивания используют
также токи промышленной частоты. Количество выделяемого
тепла током промышленной частоты определяется по закону
Джоуля — Ленца.
Q = 0,24/2tff [Дж],	(119)
где Q — количество выделяемого тепла, Дж; / -сила тока, А;
R— сопротивление электрическому току, Ом; t — время, с.
Выделяемое при этом тепло может подводиться к клеевому
слою различными способами: предварительным нагревом склеи¬
ваемых поверхностей путем аккумулирования тепла, выделе¬
нием тепла проводником, помещенным в клеевой слой, прогре¬
вом клеевого слоя кондуктивным методом от прогреваемого
током проводника или пропусканием через клеевой слой тока,
прогревом лучистой энергией от теплоэлектронагревателей
(ТЭНов). Очевидно, эффективность этих методов будет раз¬
лична из-за различных потерь тепловой энергии при передаче
ее к клеевому слою. При использовании метода аккумулиро¬
ванного тепла предварительный нагрев склеиваемых поверхно¬
стей осуществляют контактом с электронагревателем. Время
контакта древесины с нагревателем определяется в зависимо¬
сти от его температуры. Оптимальная температура нагревателя
200 °С. Время прогрева 6 мин. При более высоких температу¬
рах происходит пиролиз древесины. Она темнеет. При кондук-
тивном нагреве происходит передача тепла от нагревателя
к клеевому слою через промежуточные слои древесины. Такой
способ эффективен при облицовывании или приклеивании тон¬
ких слоев к массивным заготовкам. Опытом установлено, что
при кондуктивном иагреве нагревателем мощностью 4 кВт/м2
в месте контакта древесина через 6 мин нагревается до 160 “С.
Эта мощность является предельной к исходной для расчета
электронагревателей по силе тока и их сопротивлению. Сила
тока ограничивается пределом используемых трансформаторов
и допустимым безопасным напряжением до 12 В. Исходя из
общеизвестных соотношений силы тока, напряжения, сопро¬
тивления и мощности, можно определить требуемые параметры
электронагревателя. Задавшись величиной тока / и требуемой
мощностью N, находят сопротивление R = NjP (Ом). Выбрав
324

18. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
S3 о О
о S 5
8 ш 5
о. j i-
Hi
в и
Sag-
ЕГ 1
Сй 3
и 5
э* I
ей се
Но
e-es
as
£»s
о 5-
Н 3
5 3
г“ о
^ VQ
«s &§
g s |g
15 л 5, «
к *
ет в- ^
S б §
д ■£
*5 О
§1
£&
3 ё
о £
■А Я
К «
о £
II
*- ss
ё э
я S
2 * о
Й S
|вее
sLs
О <1) qj (U
*■ Д CL R
ft) Л U й
л tc С
► <л о
2 8
о ю
S § **
о I я б
cieg
* §
§ S
Э №
IS
Р к
о я
о а
2 s
У
5 3
85 Я
ш
к as с
я я я
£ b б
я я о
2 и И
§ &* §
« §■“
| Э 8
а з с
зУ I
У Р
о Я
£ a * в
О Я я §
о s a §
i®p
5 s и о
orol
Л •»“•£
«g
А 55 »
Is
US я
& § я
a IS a 5
Jlsl
^ s x а.
325

материал для электронагревателя и его стандартную толщину,
находят соотношение
Lib: = Rhlp = RhlpT [1 -I- cc {/—/„)],	(120)
где I. — длина; b — ширина; h — толщина электронагревателя;
Pi — удельное сопротивление (по справочнику); а — темпера¬
турный коэффициент изменения сопротивления при нагреве;
I — температура нагрева; t„—начальная температура.
Учитывая, что ширина лент нагревателя 20 мм, при на¬
греве широких поверхностей нагреватель следует делать из не¬
скольких равных по ширине полос. Ширину нагревателя под¬
бирают таким образом, чтобы его расчетная длина при этом
была немного больше длины заготовки или кратна ей. При
склеивании строительных конструкции используют конвекцион¬
ный нагрев воздухом при температуре 160- 190 °С при скоро¬
сти 2 м/с. Потери электроэнергии при преобразовании ее
в тепло, воздействующее непосредственно на клеевой слой, со¬
ставляют, %: при использовании ТВЧ — 40; конвекцией от ка¬
лориферов— 30; радиацией ТЭН — 25, сопротивлением в клее¬
вом слое— 10; кондуктивным методом — 20; ультразвуком — 62.
Краткая характеристика преобразования электрической энер¬
гии в тепло при интенсификации склеивания приведена
в табл. 18. Из этих данных видно, что наиболее экономичным
является метод прогрева клеевых слоев, при котором пропус¬
кают сквозь него ток промышленной частоты. Такой способ не
нашел применения из-за технических трудностей осуществле¬
ния. Обеспечить равномерность электропроводности клеевого
слоя практически трудно, а неравномерность электропроводно¬
сти вызывает электрические пробои.
§ 34. СКЛЕИВАНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНЫХ ЗАГОТОВОК
При изготовлении щитов применяют кромочное клеевое со¬
единение заготовок, а при изготовлении брусьев в зависимости
от их размеров используют торцовые и боковые клеевые со¬
единения заготовок по толщине и ширине. Для получения ка¬
чественного склеивания, соответствующего условиям эксплуа¬
тации изделия, к заготовкам, используемым при склеивании
в щиты и брусья, предъявляют определенные требования к эс¬
тетическим и физико-механическим свойствам, допускаемым
порокам, влажности, точности обработки и шероховатости по¬
верхности. Эстетические требования предъявляются в том слу¬
чае, если клееный щит или брус, не облицовывается, а отделы¬
вается покрытием прозрачным лакокрасочным материалом
с сохранением текстуры.
Особенно высокие требования предъявляются к заготовкам,
используемым для изготовления клееных несущих строитель-
326

пых конструкций согласно СНиГ! II-25—ЬО «Деревянные кои
струкцни. Нормы проектирования». Требования к качеству дре¬
весины в различных слоях клееных конструкций изложены
в ГОСТ 20850—84. Предусмотрено три категории качества дре¬
весины, которые различаются по количеству и размерам до¬
пускаемых пороков древесины. В растянуюй зоне клееной кон¬
струкции (не менее 17% высоты поперечного сечения) распо¬
лагают слои из древесины первой категории качества. Слои из
древесины второй категории качества помещают в сжатую зону,
занимающую такую же долю высоты поперечного сечения кле¬
еной конструкции. Среднюю зону изгибаемых и ежа ш-нзгнбае-
мых клееных конструкций можно изготовлять из древесины тре¬
тьей категории.
Такое разграничение древесины на три категории услож¬
няет технологию, но целесообразно, поскольку позволяет ис¬
пользовать низкосортную древесину при изготовлении ответст¬
венных изделий. Предел прочности древесины, применяемой
при изготовлении клееных несущих строительных конструкций,
должен быть не ниже, МПа: па растяжение 55; изгиб 50; сжа¬
тие 30; скалывание 4. Стабильная прочность клееной конструк¬
ции обеспечивается в том случае, сели влажность склеиваемых
заготовок соответствует равновесной влажности древесины при
эксплуатации. При этом незначительное увеличение влажности
древесины в процессе эксплуатации клееной конструкции более
желательно, чем усушка. Целесообразно склеивать заготовки
влажностью, соответствующей нижнему пределу равновесной
влажности древесины в условиях ее эксплуатации. Допустимый
перепад влажности в склеиваемых заготовках должен быть
в пределах 1,5 —3 %, в зависимости от размеров заготовок и ко¬
нечной их влажности. Меньший — для тонких с низкой конеч¬
ной влажностью, больший — для более толстых (60 мм) с более
высокой влажностью (10%).
При изготовлении горизонтально склеенных брусьев, к кото¬
рым обычно относят несущие клееные конструкции, к заго¬
товкам предъявляются требования по точности обработки, по
параллельности склеиваемых сторон. Особенно недопустимы
местные случайные погрешности формы из-за плохой наладки
оборудования. Волнистость склеиваемых поверхностей после
продольного фрезерования должна быть у хвойных пород не
более 5 мм, у лиственных — 3 мм. Шероховатость фрезерован¬
ных Поверхностей ДОПуСТИМа ДО 7?mmax = 200 мкм.
При изготовлении изделий, имеющих значительный запас
прочности деталей, превышающий расчетные нормы, можно
склеивать поверхности, полученные пилением. Шероховатость
таких поверхностей должна быть	не	более 300 мкм,
а плоскостность такая же, как и у фрезерованных поверхностей.
Склеивание пиленых поверхностей экономически целесооб¬
327

разно, поскольку исключает необходимость фрезерования и
припуск на эту операцию, хотя требует увеличения расхода
клея.
При склеивании деталей из различных пород древесины, от¬
личающихся плотностью и различными коэффициентами
усушки, необходима специальная механическая подготовка их
поверхностей, исключающая возникновение в клеевом слое зна*
чигельных асимметричных внутренних напряжений. Поверх¬
ность более плотной древесины делается более шероховатой пу¬
тем цанубления (обработкой зубчатыми резцами) или шлифо¬
вания шкуркой крупных номеров зернистости. Таким образом,
увеличивается фактическая поверхность у твердых пород дре¬
весины, что снижает величину внутренних напряжений; клее¬
вой слой становится гофрированным, более эластичным и по¬
датливым действию внутренних напряжений. Такую же обра¬
ботку делают при склеивании полуторцовых поверхностей,
а также при склеивании древесины с пластиком, металлами;
шлифуют пластик и металл, материал, обладающий большей
жесткостью. Щиты из массивной древесины в виде столярных
плит изготавливают на специализированных предприятиях.
В производстве изделий такие щиты используют сравнительно
в небольших количествах, в случаях, если невозможно исполь¬
зовать стандартную столярную плиту: для музыкальных ин¬
струментов, дверных блоков и т. д. Массивный щит получается
склеиванием заготовок по ширине. Для предотвращения воз¬
можного изменения формы щитов их изготовляют из заготовок
ограниченной ширины в пределах 15—70 мм, в зависимости от
назначения щита. Технологический процесс изготовления щитов
из заготовок состоит из подготовки заготовок к склеиванию,
склеивания их по ширине, фрезерования щита в размер по тол¬
щине, облицовывания его, если это необходимо, обработки
щита по периметру, облицовывания кромок или приклеивания
обкладок. Подготовка заготовок к склеиванию заключается
в фуговании пласти и продольном фрезеровании их кромок.
В некоторых случаях достаточно обрабатывать только кромки.
При склеивании таких заготовок из-за отсутствия чистовых
установочных баз при сборке щита происходит значительное
смещение их в обе стороны (провесы). Для изготовления ре¬
зонансных щитов деки музыкальных инструментов необходим
подбор заготовок по ширине годичных слоев, цвету и направ¬
лению волокон.
При склеивании щитов из заготовок цельной древесины при¬
меняется оборудование непрерывного и периодического дей¬
ствия. При небольших объемах производства, когда требуется
подбор заготовок, используют щитосборочные станки периоди¬
ческого действия. Для значительных объемов — станки непре¬
рывного действия.
328

Для интенсификации процесса склеивания заготовок при¬
меняют токи высокой частоты. Щитосборочный станок периоди¬
ческого действия состоит из стола с пневматическим механиз¬
мом сжатия склеиваемых заготовок усилием до 20 кН. Стол
является одновременно одним из электродов ТВЧ. Стол для
удобства установлен с наклоном к горизонту под углом 45—
50е. К столу прикрепляется крышка со вторым электродом,
сблокированным с включением ТВЧ. Крышка уравновешива¬
ется противовесами или имеет механизмы автоматического
подъема и опускания. После нанесении клен но кромки загото-
Рис, 103. Принципиальные схемы устройств для склеивания заготовок
в щиты:
а — склеивание параллельно перемещению; 1 — заготовка; 2 — прижимные валики; 3 —
механизм подачи и сжатия; 4 — поле ТВЧ; 5—пила; 6—склеенный щит; б — склеи¬
вание перпендикулярно перемещению:	/ — заготовка; 2—механизм подачи и нане¬
сения клея; 3 — механизм сжатия; 4 — концевой выключатель; 5 — зажимное устрой¬
ство; 6 ~ поле ТВЧ; 7 — пила
вок рабочий на столе комплектует щит и сжимает его небольшим
усилием. Далее, закрывая крышку, включает полное давление
сжатия, включает ТВЧ и реле времени, автоматически отклю¬
чающее после соответствующей выдержки ТВЧ. Крышка при¬
жимает склеиваемые заготовки к столу, выравнивая их по ус¬
тановочной базе. После склеивания щит вынимают из станка и
укладывают для охлаждения.
Щитосборочные станки непрерывного действия бывают двух
типов, различающихся по характеру набора заготовок в щит
и направлению перемещения их относительно склеиваемых по¬
верхностей. Принципиальные схемы устройства таких станков
показаны на рис. 103, Щитосборочный станок, действующий по
ЗЙ9

схеме 103, а, применяется для склеивания сравнительно узких
щитов (до 600 мм) неограниченной длины. Заготовки 1 с нане¬
сенным на склеиваемые поверхности клеем укладывают на стол
одна к другой так, чтобы торны в смежных потоках не совме¬
щались. Подающее устройство 3 обеспечивает необходимое
сжатие и перемещение склеиваемых заготовок. Чтобы обеспе¬
чить постоянное базирование склеиваемых заготовок, на столе
сверху установлены прижимные валики 2. Далее расположены
электроды ТВЧ, ускоряющие склеивание. После склеивания
пилой 5 производится поперечный раскрой щита. Обрабаты¬
вают щит в размер по толщине на рейсмусовом станке, Такой
станок легко может быть встроен в одну линию со щитосбо¬
рочным станком.
При изготовлении щитов по схеме 103, б заготовки / в виде
реек одинаковой ширины, проходя клсенапосящие устройства
2, подаются до упора концевого выключателя 4, связанного
с работой торцовочной пилы, которая торцует последнюю за¬
готовку в определенном месте. Сжимающее устройство 3 про¬
талкивает ряд заготовок, обеспечивая необходимое усилие
сжатия и перемещения всего полотна щита на величину ши¬
рины заготовки. Прижимающие шины 5 обеспечивают тормо¬
жение поступивших под них заготовок и постоянное базиро¬
вание их на столе. При этом поддерживают давление в склеи¬
ваемом слое. Далее расположены электроды поля ТВЧ 6 и
пила 7 для продольного раскроя щита но ширине. Могут быть
установлены также пилы для поперечного раскроя щита. На¬
несение клея может быть совмещено со сжимающим устройст¬
вом 3 или быть самостоятельным, утапливаемым вниз перед
подачей рейки в станок. Имеются щитосборочные станки, кото¬
рые собирают щит соединением заготовок в паз и гребень. Та¬
кой метод изготовления щитов требует значительно большего
расхода дервесипы и применяется при изготовлении щитов спе¬
циального назначения.
При склеивании заготовок в производстве строительных
конструкций необходимо получить изделие значительных раз¬
меров со стабильной прочностью по всем клеевым слоям и се¬
чениям. При этом используют заготовки ограниченных разме¬
ров по длине.
Технологический процес склеивания при изготовлении клее¬
ных строительных конструкций состоит из двух различных опе¬
раций: склеивания по длине и склеивания по толщине и ширине.
Обычно склеивание по ширине применяется редко из-за возмож¬
ности использования досок стандартной ширины, соответствую¬
щей ширине клееной конструкции.
При склеивании заготовок по длине могут применять соеди¬
нение впритык, на ус и зубчатый шип. Соединять впритык
можно только в сжатой зоне клееной конструкции. Соединение
330

на ус обладает высокой прочностью, но требует значительного
расхода материала и трудно поддастся механизации.
В современном производстве клееных конструкций широко
используют зубчатые клеевые соединения по ГОСТ 19414—79.
Зубчатые клеевые соединения бывают в зависимости от направ¬
ления шипов к пласти вертикальные, горизонтальные и диаго¬
нальные. По прочности зубчатые клеевые соединения разби¬
вают на две категории. Соединения первой категории имеют
относительную прочность не менее 75%, второй — не менее
GO % прочности цельной древесины па статический изгиб. Не¬
обходимое торцовое давление при склеивании заготовок хвой¬
ных пород по длине определяется в зависимости от шага шипов
/ по формуле P~20ft, МПа; для лиственных пород давление
должно быть на 20 % больше определенного но этой формуле.
Прочность зубчатого клеевого соединения зависит от длины
шипа и уклона его пластей. Уклон пластей зубчатых шипов
должен быть в соотношении менее 1 :8, что обеспечивает са¬
моторможение шипов при их сборке.
Необходимое время действия давления при сборке зубчатого
клеевого соединения должно быть не менее 2 с. Соединяют за¬
готовки на зубчатый шип па специализированных линиях. При
этом используют различные варианты операций формирования
зубчатых шипов.
На рис. 104 показана схема формирования зубчатых шипов
позиционно-проходным методом поочередно на двух соединяе¬
мых торцах заготовок и поточная линия склеивания заготовок
по длине при проходном способе соединения шипов и непре¬
рывном их склеивании. Позиционно-проходной метод склеива¬
ния целесообразно использовать при длинных заготовках, когда
время, необходимое для формирования шипов, компенсируется
временем подачи длинных заготовок в зону фрезерования ши¬
пов. Торцовое давление при склеивании на зубчатый шип
можно получить по трем схемам устройств: 1) при изготовле¬
нии непрерывной ленты соединенных заготовок в момент сты¬
ковки происходит зажим специальным тормозом предыдущей
заготовки и силовая подача последующей за ней; 2) медленное
перемещение всей ленты соединенных заготовок с более быст¬
рым перемещением и достаточным усилием подачи последую¬
щей присоединяемой заготовки; 3) при склеивании заготовок
определенных длин используются более простые торцовые гид¬
равлические прессы с неподвижным упором для торца первой
заготовки и подвижным упором в торец последней заготовки.
Между этими заготовками могут быть промежуточные заго¬
товки. При таком методе торцы, касающиеся упоров, не дол¬
жны иметь шипов. А склеенная таким образом заготовка имеет
определенную длину, которую необходимо поддерживать тор-
■ цеванием последней заготовки.
331

“В линиях непрерывного склеивания заготовок по длине для
быстрого отверждения клея используют тепловые и химические
методы интенсификации склеивания (токи высокой частоты,
быстроотверждающиеся клеи). После склеивания заготовок по
длине их калибруют на продольно-фрезерных станках по тол¬
щине для склеивания в многослойную конструкцию. На под¬
лежащие склеиванию поверхности обработанных в размер за¬
готовок наносят клей и производят сборку конструкции путем
соответствующей укладки заготовок. Для обеспечения качества
склеивания необходимо соблюдать время открытой и закрытой
выдержки при сборке конструкции. Продолжительность сборки
зависит от размера конструкции и организации работы. Круп¬
ные клееные конструкции собирают за 1—1,5 ч.
Длительность открытой и закрытой выдержек должна быть
увязана со свойствами клея, его вязкостью и жизнеспособно¬
стью. Длительность сборки конструкции должна быть в 2 раза
короче времени рабочей жизнеспособности клея. Вследствие
этого перспективным является непрерывный метод склеивания
многослойных конструкций путем непрерывной их послойной
запрессовки и перемещения в горизонтальной плоскости анало¬
гично схеме рис. 103, а. Такой способ приемлем для прямо¬
линейных конструкций небольшой длины. Имеются гусеничные
прессы непрерывной запрессовки многослойной клееной кон¬
струкции любой длины при продольном непрерывном переме¬
щении их после сборки. В таких прессах имеются зоны для ин¬
тенсификации процесса склеивания токами высокой частоты.
7
Рис.. 104. Схема линии склеивания
заготовок по длине па зубчатый шип:
/ — пульт; 2, 3 — формирование зубчатых
щцпов; 4— соединение шипов; 5 — запрес¬
совка; 6 — торцевание по длине; 7 — при¬
емный роликовый стол
332

В процессе склеивания необходимо равномерное сжатие
склеиваемых поверхностей под определенным давлением. Для
этого используют различные прессующие устройства, действую¬
щие по принципу винта, клина, пневматических и гидравличе¬
ских цилиндров и приводимые в действие ручным или механи¬
зированным способом. Выбор прессующего устройства и его
расчет ведут, исходя из необходимого усилия, определяемого по
размеру площади склеивания и даплению, установленному тех¬
нологическим режимом. Общее необходимое усилие для склеи¬
вания поверхностей определяют по формуле
P^Sq,	(121)
где Р — общее усилие, МН; 5 — площадь склеивания, м2; q —
удельное давление склеивания, МПа.
В зависимости от величины этого усилия устанавливают не¬
обходимое количество прессующих устройств с учетом их кон¬
структивных и эксплуатационных возможностей. При ручном
приводе усилие привода устройства не должно превышать 80—
160 Н. Для пневматических устройств исходным ограничением
является давление и сети сжатого воздуха, для гидравличе¬
ских— давление гидронасосов и т. д. Простейшими прессую¬
щими устройствами для склеивания заготовок являются винто¬
вые зажимы и шланговые пневмоприжимы. Винтовые зажимы
(струбцины) развивают давление до 8 кН. Нормирование дав¬
ления при зажиме склеиваемых заготовок в струбцине осущест¬
вляется динамометрическим ключом, регистрирующим усилие
привода или крутящий момент:
М = Р1,
где Р — сила; I — плечо рычага. Усилие, развиваемое винтом
струбцины, при этом определяется по формуле
Р = МК>	(122)
где Р — осевое усилие винта; М—крутящий момент на дина¬
мометрическом ключе; К — коэффициент увеличения усилия;
коэффициент усиления винта определяется по формуле
К — 1/(г tg («■! ф) ,1 0,3щ1],	{123)
где г	— радиус	резьбы винта; а — угол подъема	резьбы;	ф —
угол	трения	в	винтовой паре; р,— коэффициент трения	торца
винта; d — диаметр торца.
Учитывая, что при винтовом зажиме давление от винта рас¬
пределяется на небольшую поверхность, а древесина способна
поглощать часть этого давления в некотором объеме, винтовые
зажимы следует ставить с шагом менее 0,5 м. При этом дав¬
ление зажима уменьшается от места его приложения примерно
на 0,3 МПа на каждом метре вдоль волокон. Этого недостатка
333

нет в пневматических шланговых прижимах, кроме того, их
широко используют из-за простоты устройства.
Усилие, развиваемое шлангом, распределяется равномерно
и определяется приближенно по формуле
Р= l,bpl(D—Н),	(124)
где Р — общее усилие, развиваемое шланговым прессом, МПа;
р—давление сжатого воздуха, МПа; I — длина шланга, м; D —
диаметр шланга, м; Н — величина сжатия шланга, м.
§ 35. СКЛЕИВАНИЕ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ГНУТЬЕМ
Крннолинейныс детали применяют при изготовлении мебели,
спортивного инвентаря, музыкальных инструментов. Клееным
строительным конструкциям также придают криволинейные
формы. Склеивание с одновременным гнутьем упрощает про¬
цесс изготовления криволинейных деталей по сравнению
с гнутьем. При этом не требуется предварительной тепловой
обработки древесины и последующей сушки деталей с шабло¬
нами. Стабилизация криволинейной формы обеспечивается при
этом склеиванием в процессе изготовления. При гнутье со
склеиванием учитываются общеизвестные свойства древесины
изгибаться до определенного соотношения толщины к радиусу
изгиба hlR< 1/30. При склеивании с одновременным гнутьем
используют тонкие слои сухой древесины в виде реек толщиной
более 5 мм, фанеры или слоев лущеного шпона толщиной
1 -1,5 мм. Применение реек меньших толщин резко увеличи¬
вает потери древесины на пропилы и припуски. Применение
лущеного шпона позволяет получать криволинейные профили
с радиусом изгиба до 30 мм. Детали, получаемые склеиванием
с одновременным гнутьем, называют просто гнутоклееными.
Профиль гнутоклееных деталей может иметь изгиб в одном
или двух направлениях. Они могут быть замкнутыми и незам¬
кнутыми. Незамкнутые профили именуют уголковыми или по
схожести их с формами соответствующих букв: Г-образный, П-
сбразный, Л-образиый, Z-образный и U-образный. На рис. 105
показаны некоторые формы профилей гнутоклееных деталей.
Процесс изготовления гнутоклееных деталей включает- подго¬
товку слоев древесины к склеиванию; нанесение клея на по¬
лосы шпона и сборку пакета; прессование со склеиванием; рас¬
крой блоков на заготовки; обработку заготовок. Для изготов¬
ления таких заготовок древесина должна иметь влажность 6—
8%. При сборке пакетов в некоторых смежных слоях гнуто-
клееных заготовок волокна располагают под углом или пер¬
пендикулярно, что придает заготовке более равномерную жест¬
кость. Подбирая соответствующим образом качество слоев
в пакете, можно изготавливать гнутоклееные детали не только
334

I
D-
Phc. 105. Формы профилей гнутоклееных деталей и конструкций пресс-форм
/ — уголковый; 2 — у образный; 3 — z-образный; а — формы профиля пресс-формы; б —
эластичные; о — жесткие
криволинейных форм, но и различных размеров по сечению.
Для изготовления гнутоклееных деталей часто используют
куски лущеного шпона, которые не могут использоваться для
изготовления фанеры. Для склеивания используют термореак¬
тивные клеи вязкостью от 60 до 300 с по ВЗ-4 с расходом клея
от 70 до 240 г/м2. Толщина клеевого слоя должна быть в ппс-
делах 0,1—0,2 мм.
Для гнутья и склеивания используют пресс-формы различ¬
ной конструкции, соответствующие профилю гнутоклеекой де¬
тали. Необходимое давление при склеивании создается прес¬
сующими устройствами. Чтобы получить равномерное давление
на криволинейные элементы профиля, применяют разъемные
пресс-формы с несколькими прессующими устройствами или
335

эластичные элементы передачи давления в виде гибких шин,
эластичных подушек, как показано на рис. 105, б. Для ускоре¬
ния процесса детали склеивают в поле ТВЧ или контактных
электронагревателях. Детали толщиной менее 8 мм можно
склеивать односторонним нагревом контактных нагревателей.
Гнутоклееные детали целесообразно изготовлять в кратных
заготовках — блоках, которые после склеивания раскраивают
па однократные заготовки на специальных многопильных стан¬
ках. Из-за образования внутренних напряжений при изгибе
блока и появления напряжений в результате отверждения и
усадки клея склеенные блоки после распрессовки изменяют
свою форму по углам изгиба. Они распрямляются в начальный
период, а после удаления влаги из клеевых слоев возвраща¬
ются к первоначальной форме и даже изгибаются еще круче,
примерно иа 2°. Поэтому собирать гнутоклееные детали в из¬
делие можно только после выдержки их до полной стабилиза¬
ции формы. Стабилизация формы у гнутоклееных деталей
длится от 12 до 15 сут. Выдержка при повышенной температуре
сокращает срок стабилизации в 6 раз. Повышение влажности
и толщины слоев, снижение концентрации клея, недостаточная
выдержка в прессе способствуют увеличению угла отклонения
формы гнутоклееных деталей от нормируемых значений. Эта
особенность гнутоклееных деталей усложняет создание усло¬
вий по их функциональной взаимозаменяемости.
Гнутоклееные детали для мебельного производства постав¬
ляют предприятия, изготавливающие фанеру. Это позволяет
эффективно использовать кусковые отходы шпона, которые об¬
разуются при производстве фанеры, что повышает общую эф¬
фективность деревообрабатывающих производств. Применение
гнутоклееных деталей в мебельном производстве обеспечивает
эффект по снижению расхода древесины в 2,4 раза, по сни¬
жению трудоемкости — в 2,1 раза.
Значительно упрощаются конструкции изделий за счет
уменьшения сечений деталей и сокращения их количества. Одна
гнутоклееная деталь в изделии может заменять несколько де¬
талей, изготовленных из цельной древесины. Гнутоклееная
царга стула заменяет четыре царги из массивной древесины.
В настоящее время гнутоклееные детали могут изготавливаться
с одновременным облицовыванием и отделкой. Это в значитель¬
ной степени упростит весь технологический процесс изготовле¬
ния мебели. Некоторые формы криволинейных деталей можно
получить путем пропиливания заготовок из цельной древесины
с последующим их гнутьем и склеиванием. Обработанная до
габаритных размеров с учетом припуска на последующую обра¬
ботку заготовка пропиливается с одного конца вдоль на длину
несколько большую длины изгибаемой части. Пропиливают ее
дисковыми пилами толщиной 1,5—2,5 мм. Толщина слоев дре¬
336

весины между пропилами определяется из установленного со¬
отношения се с радиусом изгиба. Обычно толщина слоев для
деталей мебели составляет от 3 до 12 мм. В полученные про¬
пилы вставляют смазанные клеем полоски шпона. Толщина
этих полосок должна быть на 0,1 мм меньше ширины пропила.
Гнутье производят в приспособлениях ручным способом при
холодном склеивании или в прессах с обогреваемой пресс-фор¬
мой. Недостатком гнутопропиленных деталей является их по-
лосатость, сложность механизации пресса изготовления и вы¬
сокая трудоемкость.
§ 36. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ
ДРЕВЕСИНЫ
Изготовление деталей из измельченной древесины является
перспективным методом, изменяющим технологию получения
деталей сложной конфигурации. При этом способе многие
применяемые пока технологические операции механической об¬
работки заготовок резанием заменяются одной операцией прес¬
сования— силоного воздействия. При изготовлении гнутоклее¬
ных деталей и при гнутье заготовок также используется сило¬
вое воздействие, но ограниченно, только для придания деталям
нужных форм. При этом не исключаются последующая меха¬
ническая обработка криволинейных заготовок, раскрой кратных
заготовок, фрезерование и шлифование их поверхностей. При
склеивании измельченной древесины в пресс-формах обеспечи¬
вается получение готовой детали в окончательном виде. При
этом можно одновременно облицовывать и отделывать их по¬
верхности. Изготовление деталей методом склеивания измель¬
ченной древесины можно рассматривать как конкретный при¬
мер организации безотходной технологии в деревообработке
Он соответствует современным требованиям по использованию
сырья, сокращению длительности производственного цикла, тру¬
дозатратам, возможности механизации технологических про¬
цессов.
Изготовление деталей склеиванием измельченной древесины
чаще всего организуется на лесоперерабатывающих предприя¬
тиях с целью рационального использования древесины. При
этом используют отходы этих предприятий. По сравнению с тра¬
диционными методами изготовления деталей из цельной дре¬
весины склеивание измельченной древесины сокращает дли¬
тельность производственного цикла в 10 раз, снижает себе¬
стоимость сложных деталей в 2 раза, улучшает показатели
использования сырья. Низкие сорта древесины и отходы ис¬
пользуются на 90 % -
Имеется опыт получения деталей из измельченной древесины
без связующих путем прессования при высоких давлениях и
337

температуре. Такой метод изготовления деталей пока не нашел
широкого применения из-за сложности технологических режи¬
мов. В качестве сырья для изготовления деталей склеиванием
измельченной древесины используют отходы хвойных и лист¬
венных пород древесины: опилки, стружку, обрезки брусковых
заготовок, шпона. Крупные отходы измельчают на рубительных
машинах и стружечных станках с последующей обработкой
в дробилках. После дробления измельченную древесину сепа¬
рируют по фракциям. Крупные частицы направляют на допол¬
нительное дробление, а пыль улавливают для использования
в других целях. Пыль снижает прочность получаемых деталей.
Крупные частицы делают изделие неоднородным. Для деталей
сложной формы используют фракцию, проходящую через сито
с ячейками 8—10 мм и остающуюся на сите с ячейками 2 мм.
Для плоских деталей могут использоваться частицы древесины
размерами но длине 10—20 мм, ширине 3—5 мм, толщиной
0,2 мм. Транспортируют измельченную древесину пневмотран¬
спортом.
Технологический процесс изготовления деталей методом
склеивания измельченной древесины может быть различным
в зависимости от назначения деталей и их формы и вида по¬
ступающего сырья. Технологический процесс в общем виде
включает подготовку сырья, приготовление древесно-клеевой
массы, формирование и прессование деталей.
При использовании сырой древесины сушку ее производят
после дробления при подготовке сырья или после смешения
измельченных частиц с клеем при приготовлении древесно-клее¬
вой массы. В некоторых случаях перед приготовлением дре¬
весно-клеевой массы измельченную древесину обрабатывают
щелочным раствором при температуре 60—80 °С. Для этого
используют 5 %-ный раствор едкого натра или 8 %-ный раствор
кальцинированной соды. Такая обработка позволяет из дре¬
весных частиц удалить смолу и камеди, которые препятствуют
пропитке древесных частиц клеем. Обработанные щелочью ча¬
стицы теряют до 20 % массы и увеличивают способность
к усушке в 3—5 раз. Прочность изделий при этом повышается
на 30—60%, увеличивается текучесть пресс-массы. При прес¬
совании обработанных таким образом частиц необходимое дав¬
ление может быть снижено в 2 раза. После обработки щелочью
необходима промывка древесных частиц чистой водой. Продол¬
жительность обработки щелочью зависит от размера частиц и
составляет от 25 до 60 мин. Обработка измельченной древе¬
сины щелочью создает проблему очистки сточных вод. Для
промывки целесообразно использовать горячую воду. Это со¬
кращает расход воды в 3 раза. Сухая или влажная измельчен¬
ная древесина смешивается в смесителях со связующим.
Обычно связующее вводится в смеситель распылением,
338

Дозируют компоненты весовым способом с учетом влажно¬
сти древесины и концентрации связующего. Количество связую
щего, необходимое для приготовления пресс-массы с установ¬
ленным соотношением сухого остатка к массе абсолютно сухой
древесины, определяется по формуле
Ск = (ОдР)/(1 + Wy 100) К,	(125)
где Ск — потребное количество связующего концентрацией по
сухому остатку К, %; ('л— масса измельченной древесины, кг;
WA — влажность измельченной древесины, %; Р — соотношение
количества связующего к массе сухой древесины, %.
Пресс-масса при формировании должна иметь влажность
8—12 %■ Для контроля влажности пресс-массы, полученной
после смешения со связующим, производят расчет по формуле
l^np = [Мд + 100/{К—1) Р\!( 100 + Р) ЮО,	(126)
где Wnp — влажность пресс-массы, %. (Значения остальных
символов указаны выше).
Если полученная расчетом влажность лресс-массы будет
больше 12 %, то необходима ее просушка при температуре 60—
65 °С в течение 1—-3 ч. Смешение измельченной древесины со
связующим можно проводить в смесителях периодического или
непрерывного действия. В качестве связующих обычно приме¬
няют мочевиноформальдегидную смолу концентрацией 50—
55 %. Отвердитель можно вводить в смолу, приготовляя таким
образом клей, или в процессе смешения в смесителе. Связую¬
щее расходуют в зависимости от требований прочности полу¬
чаемых деталей от 8 до 25 % по сухому остатку к массе абсо¬
лютно сухой древесины. Для тонкостенных деталей требуется
больше связующего, чем для толстостенных. Приготовленная
таким образом пресс-масса хранится в емкостях, не допускаю¬
щих ее спрессовывания.
Для формования деталей используют пресс-формы. Пресс-
форма состоит из матрицы — неподвижной части и пуансона —
подвижной. Пресс-формы могут быть стационарными и съем¬
ными. Стационарные пресс-формы используют при серийном и
массовом производстве. Они легко обслуживаются, имеют ме¬
ханизированное выталкивание готовой детали. Съемные пресс-
формы применяют для малогабаритных изделий. Пресс-формы
разделяют по наличию загрузочной камеры на открытые и за¬
крытые. У открытых пресс-форм нет загрузочной камеры. За¬
мыкание пресс-формы осуществляется плоским горизонтальным
бортом. Пуансон закрывает матрицу только при запрессовке.
Такие пресс-формы просты при изготовлении и обслуживании.
Они применяются при изготовлении тонких деталей больших
339

Рис. 106. Устройство пресс-форм:
л — открытого типа, одпогнсздовая: 1 — колонка; 2, 9 — опорные плиты; 3, 5 —мон¬
тажные плиты; 4 — элемент нагрева; S — пуансон; 6 — прессуемая деталь; 7 — матрица;
б —закрытого типа многогнездовая с отжимным бортом; 1—пуансон; 2—матрица;
3— прессуемая деталь; 4 — крепежный элемент
размеров, которые можно извлечь из пресс-формы ручным спо¬
собом. Заусенцы образуются в горизонтальной плоскости.
Пресс-формы закрытого типа имеют загрузочную камеру,
которая может использовать рыхлую пресс-массу. При этом
можно получать изделия значительных размеров по сечению.
Давление пресса в таких формах полностью воспринимается
изготавливаемой деталью. Такие пресс-формы снабжаются вы¬
талкивателем готовой детали. Заусенцы образуются в верти¬
кальной плоскости. Возможны случаи повреждения поверхности
детали при ее извлечении из матрицы. Имеются пресс-формы
с отжимным бортом, которые представляют собой сочетание от¬
крытой и закрытой пресс-форм. Загрузочная камера имеет ко¬
нусность по направлению движения пуансона.
По количеству одновременно изготавливаемых деталей
пресс-формы могут быть одно- и многогнездовые. На рис. 106
показаны открытая одногнездовая и закрытая миогогиездовая
пресс-формы. При конструировании пресс-формы необходимо
340

учитывать, что ребра и выступы детали лучше получаются, если
их выпрессовывают в пуансоне, впадины, пазы — в матрице.
В каждую пресс-форму пресс-массу загружают в предвари¬
тельно рассчитанном количестве. Количество измельченной дре¬
весины на изделие рассчитывается по формуле
Ga- yV (100 + №Д)/[(Ю0 + W„3) (100 I- P) 104,	(127)
где Gr—масса измельченной древесины, кг; у — плотность из¬
делия, г/см3; V — объем изделия, см3; U7,, и It7,,-, — соответ¬
ственно влажность древесины и изделия, %; Р — отношение
связующего к массе сухой древесины, %.
Перед загрузкой нрссс-массы форма смазывается олеиновой
кислотой. Температура се должна быть не выше 04 °С. При из¬
готовлении деталей с одновременным облицовыванием в пресс-
форму предварительно помещают облицовочный слой. Для
улучшения качества поверхностных слоев их формуют толщи¬
ной 5—10 мм из измельченной древесины повышенной влажно¬
сти, смешанной со связующим с уменьшенным количеством от-
вердитсля. В определенные места при загрузке пресс-формы за¬
кладывают детали крепежных элементов или арматуру. Время
на загрузку, замыкание матрицы и достижение нужного давле¬
ния должно быть меньше времени полимеризации клея при тем¬
пературе пресс-формы. Чтобы повысить производительность
прессового оборудования и не охлаждать каждый раз пресс-
формы, процесс формования разделяют на две фазы: предва¬
рительную холодную подпрессовку пресс-массы в специальной
форме и последующее горячее прессование при температуре
120—160 °С в горячей пресс-форме.
Формуют детали из измельченной древесины со склеиванием
в зависимости от предъявляемых к ним требований при давле¬
нии 2—20 МПа. Сложные изделия декора формуют при давле¬
нии до 80 МПа. Величина давления зависит от скорости дефор¬
мации — хода пуансона, сложности профиля.
При формовании деталей сложной конфигурации для упро¬
щения загрузки пресс-формы используют таблетирование —
предварительное уплотнение отдельных частей сложного про¬
филя (в форме прямоугольной таблетки) при нормальной темпе¬
ратуре. Таблетирование производится в пресс-формах упрощен¬
ного типа, по контуру и объемам увязанным с окончательными
размерами готовой детали и основной пресс-формой. Таблетки
обычно имеют прямоугольное сечение с учетом необходи¬
мости заполнения всего объема полостей рабочей пресс-формы.
При таблетировании применяют давление до 15 МПа. Оно
должно быть меньше давления при изготовлении детали. При¬
меняют несколько способов формования деталей склеиванием
из измельченной древесины. При однопозиционном способе ис¬
пользуют стационарную форму, в которой проходит весь цикл
341

изготовления детали. Двухпозиционный способ состоит из двух
фаз формования: холодной подпрсссовки и последующей за¬
прессовки в горячей пресс-форме. В многопозиционном способе
используются съемные самозапирающиеся пресс-формы. При
этом способе загруженные пресс-массой формы подают к прессу.
С номотцыо пресса формуется изделие и запирается форма. За¬
полненная и закрытая форма направляется в печь для про¬
грева, после чего охлаждается. На специальном разгрузочном
прессе форма открывается, из нее извлекается изделие. Форма
подается для следующего цикла. Недостаток такого способа за¬
ключается в том, что тяжелые пресс-формы необходимо тран¬
спортировать.
Перспективным является пульсирующий способ формования
деталей склеиванием из измельченной древесины. На рис. 107
показан принцип формования детали этим способом. Пресс-
масса запрессовывается пуансоном в специальном канале
между промежуточными формами. Ход пуансона I рассчитан на
объем пресс-массы для одной детали. После продвижения фор¬
мованной детали фиксаторы удерживают ее в канале. В опре¬
деленных местах канала спрессованная древесно-клеевая масса
прогревается. Так можно изготовлять детали простых форм
с невысокой степенью уплотнения, плотностью до 0,85 г/см3.
Для использования древесной стружки, образующейся при фре¬
зеровании, иногда организуют изготовление щитов со стружеч¬
ным заполнением. Поступившая от станков стружка просеива¬
ется, а если она влажная, просушивается до влажности 6--8 %.
Сухая стружка в смесителе пропитывается мочевиноформальде-
гидным клеем. С помощью скреп из обработанных в размер
прямоугольных брусков собирают рамку и готовят облицовки
из строганого шпона. Для изделий более высокого качества ис¬
пользуют подоблицовочный слой из лущеного шпона толщиной
I—1,5 мм. На металлическую прокладку укладывают лицевую
облицовку, поверх которой укладывают смазанный клеем под¬
облицовочный слой из лущеного шпона. Поверх укладывают
рамку, смазанную или не смазанную клеем. В брусках рамки
должны быть отверстия или поперечные пропилы для выхода
паров из внутренней части щита при прессовании. Сверху рамки
укладывают формующую рамку, дозирующую своей высотой не¬
обходимое количество стружечно-клеевой массы. После разрав¬
нивания стружечно-клеевой массы формующая рамка снима¬
ется. На стружечную массу укладывается подслой, смазанный
клеем, и облицовка с металлической прокладкой. Сформиро¬
ванные таким образом пакеты загружают в многоэтажный
пресс при температуре плит 115—140 °С. Подают давление
0,5—1 МПа и выдерживают для прогрева из расчета 0,7—1 мин
на каждый миллиметр толщины щита. Такой способ изготовле¬
ния щитов применяют как одно из технических мероприятий по
342

Рис. 107. Принципиальная схема непрерывного изготовления деталей пуль¬
сирующим формованием:
I, 3 — направляющие; 2 — пуансон; 4 — фиксатор; S, в — лолуформы; 7 — прессуемпя
деталь; в — отверстие; 9 —-опорная плита; Ю— пресс-масса
рациональному использованию отходов, если оно экономически
оправдано для конкретных условий производства. Способ изго¬
товления щитов со стружечным заполнением трудоемок. Полу¬
чаемые щиты дороже аналогичных, полученных из древесно¬
стружечных плит.
§ 37. ОБЛИЦОВЫВАНИЕ
Облицовыванием называют наклеивание на поверхность за¬
готовок и сборочных единиц из дешевых материалов тонких
слоев декоративных пленок или строганого шпопа ценных
343

Tl
пород. Облицовывание широко используется в производстве
мебели, музыкальных инструментов и других изделий.; Оно поз¬
воляет при минимальных расходах ценных пород получить зна¬
чительные размеры поверхностей единой привлекательной
текстуры и рисунка, повысить формоустойчивость и прочность
изделия. При облицовывании используют три вида основных
материалов: основу, клей и облицовочный слой. В качестве ос¬
новы служат древесина малоценных пород, древесностружечные
и древесноволокнистые плиты, гнутоклееные заготовки и изде¬
лия, склеенные из измельченной древесины.'; В качестве клея ис¬
пользуют составы на основе карбамидоформальдегидных. смол,
пленочные клеи и др. Облицовочным слоем могут быть строга¬
ный шпон, полимерные пленки, термореактивные пленки на ос¬
нове пропитанных бумаг, искусственные кожи, ткани, фольга и
другие тонкие слои материалов, способных приклеиваться к по¬
верхности древесных материалов. Технологический процесс об¬
лицовывания включает подготовку применяемых материалов и
процесс облицовывания. Облицовывать можно заготовки или
сборочные единицы. В зависимости от этого устанавливается
место облицовывания в общем технологическом процессе изго¬
товления изделий.
Прямолинейные брусковые заготовки облицовывают после
их первичной обработки в размер, щиты — после их калибро¬
вания. Криволинейные и профильные детали, получаемые фре¬
зерованием, облицовывают после фрезерования. Формирование
шипов, сверление отверстий, выборка пазов и другие операции
обычно выполняют после облицовывания. Рамки и коробки об¬
лицовывают после их повторной обработки, устраняющей не¬
точности сборки. В некоторых случаях облицовывают бруски
для рамок до формирования шипов, а собирают их в облицо¬
ванном виде.
Заготовки, получаемые гнутьем со склеиванием или склеи¬
ванием измельченной древесины, могут облицовываться одно¬
временно с их склеиванием. Облицовывание может быть одно¬
слойным и двухслойным — с подслоем. При двухслойном обли¬
цовывании слои могут различаться по виду материала и по тол¬
щине. Для лицевого слоя используют материалы более эффек¬
тивные — декоративные и более тонкие. В качестве подслоя ис¬
пользуют более толстые слои из дешевых материалов, имею¬
щих однородную текстуру, способные закрыть поверхность ос¬
новы и неоднородность ее структуры. Для этого используют лу¬
щеный шпон, бумагу, ткань и др. При облицовывании заготовок
получается клееная конструкция со всеми присущими ей свой¬
ствами по прочности, устойчивости формы, наличию внутренних
напряжений.
В производстве изделий из древесины облицовывание щито¬
вых заготовок является преобладающим. Оно выполняется по
344

типовым технологическим режимам производства мебели, кото¬
рые могут быть применены и в производстве других аналогич¬
ных изделий. Облицовывать щитовые заготовки можно с одной
стороны и с двух сторон. При одностороннем облицовывании
может проявиться неуравновешенность системы внутренних на¬
пряжений, что вызовет коробление заготовки. В клеевом слое
возникают растягивающие напряжения, которые в слое заго¬
товки вызывают сжимающие усилия реакции. Коробление и
прогиб при одностороннем облицовывании образуются на обли¬
цованной стороне заготовки. Обратный эффект возможен в том
случае, если относительно влажная заготовка облицовывается
толстым слоем полимерного материала. При этом в процессе
эксплуатации влажность основы снизится. Ее усушка приведет
к образованию прогиба на необлицованной стороне детали. Не¬
уравновешенность внутренних напряжений, возникающая после
одностороннего облицовывания, резко проявляется у тонких
щитовых заготовок. Чтобы не допустить коробления щитовых
заготовок, необходимо использовать двустороннее облицовы¬
вание.
Облицовывать можно холодным и горячим способом склеи¬
вания. Горячий способ более производителен. Поверхности за¬
готовок подготавливают к облицовыванию, т. е. устраняют де¬
фекты, снижающие качество. 'Наличие неровностей, сколов, при¬
родных дефектов древесины, загрязнений снижает прочность
склеивания.
Подлежащая облицовыванию поверхность должна быть вы¬
ровнена, загрязнения удалены механическим путем или про¬
мывкой и сушкой, а затем пропитаны клеевым раствором, вы¬
боины и трещины зашпатлеваны составом, имеющим хорошую
адгезию с клеем. Сучки, скопления смолы и другие дефекты
должны быть высверлены, а отверстия заделаны пробками на
клею. Направление волокон в пробках должно совпадать с на¬
правлением волокон основы. Только в таком случае места за¬
делки не будут заметны после облицовывания. Если под обли¬
цовывание попадают поверхности с выходом торцовых срезов
древесины, они должны быть закрыты специальными наклей¬
ками из древесины или ткани. Направление волокон в таких
наклейках должно совпадать с плоскостью склеивания. Влаж¬
ность основы должна быть на 1—2 % ниже равновесной влаж¬
ности материала, соответствующей условиям эксплуатации из¬
делий. Это немного компенсируется влагой, вносимой с клеем.
Установлено, что поверхность массивной древесины при хране¬
нии в производственных условиях загрязняется содержащимися
в атмосфере веществами и теряет активность к склеиванию. По¬
этому облицовывание заготовок необходимо производить не
позднее 4 ч после их механической обработки. Шероховатость
поверхности перед облицовыванием допустима в таких преде¬
345

лах, При которых оПа не будет проявляться па поверхности
облицовочного слоя. Это зависит от толщины облицовочного ма¬
териала и шероховатости основы. Толщина облицовочного слоя
должна превосходить в 2—5 раз максимальную высоту шерохо¬
ватости основы. При облицовывании строганым шпоном шеро¬
ховатость поверхности /?ттах<200 мкм, при облицовывании
пленками-— менее 60 мкм.
При облицовывании древесностружечных плит топкими плен¬
ками необходимо применять пленки подслоя или шпатлевание
поверхности плиты с последующим шлифованием после высы¬
хания шпатлевки. Шпатлевки приготовляют ка основе формаль-
дегидной смолы, поливинилацетатной дисперсии, талька, по¬
верхностно-активного вещества и отвердителя. Расходуется
шпатлевки до 500 г на 1 м2. Шпатлевка на поверхность щита
наноси гея обрезнпенными вальцами. Плиту с нанесенной шпат¬
левкой укладывают между прокладками, смазанными олеино¬
вой кислотой. Полученный пакет загружают в многоэтажный
пресс с обогреваемыми плитами. Подастся давление до 1,2 МПа
и при температуре плит пресса 140 °С их выдерживают до
5 мин.
При двустороннем облицовывании в прессах разнотолщин-
иость щитовых заготовок не должна превышать 0,4 мм, откло¬
нения но толщине не более ±0,2 мм. При облицовывании плен¬
ками волнистость на поверхности не допускается. При изго¬
товлении мебельных щитов под облицовывание допускается
применение древесностружечных плит марок П-1Т, П-2Т и Б по
ГОСТ 10632—89. Материал облицовочный должен соответство¬
вать действующим стандартам и техническим условиям. Напри¬
мер, шпон строганый по ГОСТ 2977—82, материал облицовоч¬
ный на основе пропитанных бумаг с глубокой степенью отверж¬
дения по ТУ 13-160--84. Подготовка облицовочных материалов
зависит от их вида. Облицовочные пленки не требуют особой
подготовки в отличие от строганого шпона.
Для облицовывания строганый шпон поступает в соответ¬
ствии со стандартом в кнолях или пачках. Пачки шпона сорти¬
руют и подбирают по породе, размерам, качеству, цветовому и
текстурному рисунку древесины в соответствии с технической
документацией на изделие. Влажность шпона перед раскроем
должна быть 8±0,5 %. Порядок раскроя шпона описан в § 29.
При отсутствии гильотинных ножниц раскраивать шпон можно
на универсальных станках с дисковыми пилами. При раскрое
не допускается смещение полос шпона в пачке, сколов и выры-
вов. При раскрое пачек шпона с помощью пил необходимо по¬
следующее фугование кромок на специальных кромкофуговаль¬
ных или обычных фуговальных станках либо на фрезерных.
При фуговании пачку шпона зажимают в приспособлении, не
допускающем смещения полос.
346

Шероховатость на поверхности кромок должна бить по
Rm тпх не более 60 мкм. Куски строганого шпона по длине
можно склеивать на мелкий зубчатый шип, который слабо за¬
метен из-за текстурного рисунка древесины. Контролируют ка¬
чество раскроя по точности размеров и формы универсальным
измерительным инструментом. Для облицовывания применяют
шпон толщиной от 0,4 до 1,15 мм. Размеры полос строганого
шпона, полученные при раскрое, недостаточны для получения
облицовок нужных размеров. Для облицовывания щитов значи¬
тельных размеров предварительно производя г набор и ребро-
склеивание шпона. При изготовлении мебели набор и ребро-
склеивание шпона производят по типовому режиму. Для других
изделий имеются соответствующие технологические карты. Тре¬
бования к качеству облицовок из шпона — по ГОСТ 16371—84.
Наборы для облицовок различают по рисунку и расположе¬
нию полос строганого шпона. Некоторые характерные типы на¬
боров показаны на рис. 108. Каждый рисунок набора после об
лицовывания щита создает определенную систему распределе¬
ния внутренних напряжений в облицовочном и клеевом слоях.
Поэтому при двустороннем облицовывании топких щитов необ¬
ходимо на обеих сторонах использовать один и тот же рисунок
набора. Это предотвратит коробление щитов после облицовыва¬
ния. Для экономии строганого шпона ценных пород в случае,
если обратная сторона щита не является лицевой, для облицо¬
вывания ее следует применять более дешевые материалы, но
с учетом расположения рисунка набора и модуля упругости.
Произведение толщины на коэффициент усушки и модуль упру¬
гости облицовочного материала с одной стороны должно быть
равно произведению этих величин облицовочного материала
с другой стороны щита. Облицовочный материал с меньшим мо¬
дулем упругости должен быть толще.
Полосы шпона в набор подбирают по рисунку и текстуре
так, чтобы смежные полосы были зеркальным отражением друг
друга. При четном количестве полос ось симметрии должна про¬
ходить по среднему клеевому слою. Для предварительного фор¬
мирования набора используют ребросклеивание с помощью кле¬
евой ленты на бумажной основе или клеевой нити марок КН-
54-34, КН-54-56, КН-54-68 и др. методом зигзага. Кроме того,
могут применять ребросклеивание без ленты. При ребросклси-
вании кромки полос шпона должны плотно сопрягаться и быть
слабозаметными. Для рсбросклеивания используют соответ¬
ствующие станки. Ребросклеивание лентой производят со ско¬
ростью 5—40 м/мин, а клеевой нитью — до 30 м/мин с шагом
клеевой нити 3—5 мм. Ребросклеивание лентой производят по
лицевой стороне облицовки, клеевой нитыо — по стороне, обра¬
щенной к основе. Ребросклеивание шпона с применением клее¬
вой ленты имеет недостаток в том, что после облицовывания
347

клеевую ленту необходимо удалять шлифованием. Иногда
можно производить ребросклеивание лентой не по лицевой сто¬
роне облицовки, так чтобы она после облицовывания оказыва¬
лась п клеевом слое. Для этого предварительно перфорируют
клеевую ленту. Такой прием можно применить при изготовле¬
нии неответственных деталей.
При ребросклеивании не допускаются расхождение и на¬
хлестка кромок, смещение текстуры, отслаивания и морщины
клеевой ленты, смещение клеевой нити. Качество ребросклеи-
вания и набора проверяется визуально. Во избежание трещин
Рис. 108. Простейшие наборы облицовок:
а — в рост, поперечный, косой- 6—«в елочку»; е — «шашечный»; в — «крестом»; д-
«конверт»; е — «сложный*
и повреждения края торцевые части набора оклеивают клеевой
лентой или клеевой нитью. Облицовки одного назначения укла¬
дывают в пакет и хранят на стеллажах в сухом, отапливаемом
помещении. Для облицовывания в производстве изделий из дре¬
весины широко используют клей на основе карбамидоформаль-
дегидных смол по ГОСТ 14231—78 марок КФ-БЖ, КФ-Ж (МД
КФ-Б и модифицированные ими. В качестве отвердителя
применяют: хлористый аммоний при горячем склеивании и ща¬
велевую кислоту — при холодном. Для наполнения клеевых
растворов используют каолин, тальк и смет пшеничный. Посту¬
пающие клеи необходимо проверять на соответствие их стан¬
дартам. Стандарты регламентируют долю сухого остатка, мас¬
совую долю свободного формальдегида (1 %), вязкость, время
желатинизации, концентрацию водородных ионов и предел
прочности склеивания.
348

Клей приготавливают в смесителях с водяной рубашкой но
типовому режиму. Количество одновременно приготовляемого
клея определяют расчетом, исходя из потребности на время его
жизнеспособности. Для облицовывания при холодном склеива¬
нии в смолу КФ-Ж(М) вводят 4—7 % щавелевой кислоты
в 10 %-ном растворе. Рецептуру клея уточняют для каждой
партии поступившей смолы, приготавливая небольшие порции и
производя опытное склеивание образцов. Клей обычно наносят
на основу при однослойном облицовывании и на подслой — при
двухслойном. При двухслойном облицовывании направление
волокон в смежных слоях перекрестное. При однослойном об¬
лицовывании заготовок из цельной древесины направление во¬
локон строганого шпона должно совпадать с направлением во¬
локон основы.
При облицовывании сборочных единиц направление волокон
в облицовочном материале подбирается в соответствии с поло¬
жением детали. Обычно направление волокон должно распола¬
гаться по направлению роста дерева — снизу вверх. Текстурный
рисунок также лучше выглядит, если острие конуса роста на¬
правлено внерх. Ыо это необязательно. Расход клея зависит от
применяемых материалов. Pro должно быть достаточно для об¬
разования сплошного слоя, но не излишне. При облицовывании
пленками клея расходуется от 80 до 100 г/м2, строганым шпо¬
ном— от 130 до 140 г/м2. Облицовывают щитовые и другие пря¬
молинейные заготовки в многоэтажных или одноэтажных прес¬
сах с обогреваемыми плитами.
Щиты облицовывают пленкой в многоэтажных прессах при
удельном давлении 0,4—0,5 МПа, при облицовывании шпоном
0,8—1 МПа; температура плит пресса от ПО до 140 °С; время
выдержки 2—4 мин. При облицовывании в одноэтажных прес¬
сах с обогреваемыми плитами удельное давление, МПа, для
пленки 0,4—0,5, для шпона 0,5—0,8; время выдержки под дав¬
лением для смолы КФ-Ж (М) не менее, с; для пленки — 40, для
шпона толщиной 0,6—0,8 мм — 60, для шпона толщиной 1,1—
1,5 мм — 90; для смолы КФ-БЖ выдержки сокращаются при¬
мерно вдвое.
После облицовывания в горячих прессах облицованные за¬
готовки должны храниться уложенными в плотные стопы до
полного охлаждения примерно 24 ч. При облицовывании в мно¬
гоэтажных прессах используются металлические прокладки,
с помощью которых загружают пакеты в пресс. При облицовы¬
вании в одноэтажных прессах загрузка производится с помощью
транспортирующих устройств, как показано на рис. 109. На
базе одноэтажных прессов созданы полуавтоматические линии
облицовывания щитовых заготовок МФП-2, АКДА 4938-1,
АКДА 4940-1. Благодаря механизации процесса трудозатраты
на облицовывание щиговых заготовок на одноэтажных прессах
349

ф-ф 	d\)
t г
, A
JXltZ iii
r^
Рис. 109. Схемы загрузочных устройств одноэтажных прессов:
« — стальной лентой:	t	— стальная лента: 2—пакеты: 5—-плиты пресса: б — с за¬
грузочной кареткой: / — каретка; 2 — пакеты; 3 — плнты пресса.; 4 — разгрузочный кон¬
вейер; в — с загрузочным конвейером из термостойкой ленты: i—конвейер; 2— па¬
кеты; 3 — плнты пресса; 4 — термостойкая лента; 5 — раагрузочный конвейер; г —с цеп¬
ным загрузочно-разгрузочным конвейером; У —стол формирования пакетов; 2 — пакеты;
3 — плиты пресса; 4“ приемный конвейер; 5 — упор; 6 — цепь
в 3 раза меньше трудозатрат, чем на облицовывание в много¬
этажных прессах. Предполагается использование проходного
метода облицовывания с применением вальцовых прессов. Об¬
лицовывание холодным способом применяется при наклеивании
на поверхность заготовок толстых слоев облицовок из декора¬
тивного бумажно-слоистого пластика, фибры, искусственных
кож и др. На осйову наносят клей холодного отверждения. Па¬
кет комплектуют в такой последовательности: прокладка — об¬
лицовочный материал — основа — облицовочный материал —
прокладка. Пакеты укладывают в стопу на подстопный щит и
выравнивают кромки. Стопу накрывают вторым щитом и укла¬
дывают балки, которые соединяются между собой стяжками
в виде талрепов или специальными замками. Стопу помещают
в большепролетный пресс. Дают давление и стягивают стопу
350

ф
Стяжками, после чего снимают давление и выкатываюi стопу
по роликовому конвейеру из пресса для выдержки до полного
отверждения клея в условиях цеха. Применение совмещенных
клеев на основе мочевиноформальдегидных смол с полининил-
ацетатной эмульсией ускоряет процесс холодного склеивания
в несколько раз. Применение клеев на основе каучука требует
двухразового нанесения и подсушки. Поверхность бумажно-сло¬
истого пластика перед склеиванием шлифуют для лучшей ад¬
гезии с клеем. При одностороннем наклеивании пластика на
щитовые заготовки на вторую сторону наклеивают компенси¬
рующий слой, предотвращающий коробление щитов.
Кэширование — специальный метод облицовывания загото¬
вок тонким эластичным материалом путем нрикатывапия его
вальцовыми прессами к предварительно намазанным клеем по¬
верхностям. Принцип метода заимствован из переплетного про¬
изводства. Название метода происходит от французского слова
cacher — прятать, закрывать, и немецкого kaschieren — прома¬
зывание клеем корешков книги перед приклеиванием обертки
переплета. Кэширование широко применяется при облицовыва¬
нии щитов полимерными пленками, искусственными кожами
или бумагами, пропитанными синтетическими смолами. Пленки
для кэширования бывают однослойные и многослойные. При кэ¬
шировании деталей мебели часто используют двухслойную
пленку. Для повышения декоративных свойств применяют
пленки с рисунком, имитирующим ценные породы древесины,
имеющие тиснение пор, и с отделанной поверхностью. Пленки
должны быть толщиной от 0,15 до 0,4 мм, обладать высокой
эластичностью и способностью скрывать неровности основы.
Толстые пленки лучше скрывают шероховатость облицованных
поверхностей. Эго особенно важно при кэшировании поверхно¬
сти древесностружечных плит.
Широко используются пленки на основе поливинилхлорида
(ПВХ) и термореактивные пленки на основе пропитанных бу¬
маг. Термореактивные пленки получают, пропитывая бумагу
массой 90—130 г/м2 модифицированными карбамидными или по¬
лиэфирными смолами. Смола составляет до 80 % от массы
пленки и имеег высокую степень отверждения. Термореактив¬
ные пленки получают толщиной от 0,14 до 0,21 мм. Пленки для
кэширования изготавливают на специализированных участках
и поставляют в готовом виде в рулонах. Пленки могут быть
с облагороженной или необлагорожепной поверхностью. Де¬
тали, облицованные пленкой с облагороженной поверхностью,
не требуют дальнейшей отделки. Облагороженные поверхности
таких пленок обычно имеют защитный слой, предохраняющий
ее от возможного повреждения в процессе кэширования и тран¬
спортирования деталей. Детали, облицованные необлагорожен-
ной пленкой, отделываются обычным методом.
351

Применяемые при кэшировании клеи должны обладать спо¬
собностью обеспечивать достаточную прочность приклеивания
при кратковременном контакте облицовки с намазанной клеем
основой, Такими свойствами обладают специально приготовляе¬
мые клеи на основе карбамидных смол, поливинилацетата и
эласюмсров. Клеи должны иметь минимальное количество ра¬
створителей или быть без них (сухие, клеи-расплавы). С этой
целью карбамидные клеи приготавливают с наполнителями.
При кэшировании начальный процесс склеивания осуществля¬
ется проходным методом за короткий промежуток времени.
Окончательное отверждение клеевого слоя происходит при вы¬
держке щитов после кэширования в плотной стопе. В зависимо¬
сти от температуры начального склеивания облицовок с осно¬
вой различают три вида кэширования: холодное, теплое и го¬
рячее. При всех видах кэширования начальная прочность
приклеивания основы должна быть достаточной для транспор
тирования облицованных щитов и укладки их в стопы без по¬
вреждения облицовочного слоя. В зависимости от вида кэширо¬
вания имеются соответствующие поточные и автоматические ли¬
нии. Технологический процесс кэширования включает такие опе¬
рации: загрузку и укладку щитов, очистку поверхности от пыли,
нанесение клея, термообработку поверхности, формирование па¬
кета, прикатывание облицовок. При холодном кэшировании
термообработку поверхности не производят. При теплом кэши¬
ровании испарение растворителей с поверхности клеевого слоя
происходит за счет аккумулированного тепла, полученного
предварительным нагревом поверхности детали до нанесения на
нее клея. При горячем кэшировании кроме предварительного
нагрева поверхности щита и пленки производится прикатывание
пленки горячими валиками пресса. Нагрев их осуществляют
маслом до температуры 200 °С. При горячем кэшировании клее¬
вой слой не должен содержать влагу. Для этого в установках
кэширования горячим способом имеются камеры интенсивной
подсушки клеевого слоя. На рис. 110 показаны принципиаль¬
ные схемы линий кэширования щитов. Имеются линии кэширо¬
вания, на которых смола наносится на поверхность основы,
а отвердитель на поверхность облицовки. При таком раздель¬
ном нанесении с предварительным нагревом смолы происходит
быстрое отверждение клея, что позволяет увеличить скорость
подачи и производительность линии кэширования.
При кэшировании с применением вальцовых прессов на по¬
верхности облицованных деталей можно видеть волны -— валь¬
цовый эффект. Для устранения этого имеются предложения
применять прессы со стальной лентой или одноэтажные прессы
с горячими плитами и с коротким тактом «квикстеп». Приме¬
няемые прессы в линии кэширования должны иметь короткий
такт работы, обеспечивающий длительность всего цикла прес-
352

к
МЧ
Е
dr
✓ -с
ре
' ^
N
5-
-ЩМ
Hi
4WI
(3
Н к ч
Й *5 “
2 ®
я *5
^ «а
SPit)
О 1) и
cl а
° Ь
н о
12 Заказ № 2177

сования около 20 с. Скорость подачи в линии кэширования с од¬
ноэтажным прессом до 12 м/мин. Для таких линий используют
тонкие кленки и быстроотвсрждающие клеи. Это усложняет
процесс кэширования: необходима более тщательная подго¬
товка поверхности, чтобы под тонкой пленкой не выявлялась
шероховатость основы.
Технологические режимы кэширования
Нагрев поверхности щита, °С 	40—60
Расход клея, г/м2:
ПВА-дисперсии 	80—120
мочевиноформальдегидного 	40—80
клеи, содержащие растворитель	. .		140—180
Температура подсушки клеевого слоя по зонам, °С:
в первой 	35—45
во второй	80—90
Температура накатных валов, "С	 180—200
Давление прикатш,IX валов, к ll/м	 30 50
Скорость подача, м/мнн, до 	 50
Давление лрикатных валов при кашировании пленками с тис¬
неным рисунком должно быть ниже во избежание ослабления
рисунка. Кэширование является прогрессивным высокопроизво¬
дительным методом облицовывания деталей для мебельного
производства. Имеются установки, осуществляющие одновре¬
менное кэширование пластей и профильных кромок щитов, как
показано на рис. 111.
Облицовывание криволинейных заготовок требует особых
приемов для осуществления необходимого давления на облицо¬
вываемые поверхности. Принципы облицовывания криволиней¬
ных заготовок похожи на принципы изготовления гнутоклееных
деталей, которые облицовывают одновременно в процессе их из¬
готовления. Запрессовывать криволинейные заготовки при об¬
лицовывании в зависимости от сложности формы можно
в пресс-формах с гибкими лентами или эластичными проклад¬
ками, в резиновых мешках или в устройствах с эластичной ди¬
афрагмой под действием вакуума или повышенного давления
в автоклавах. Для ускорения процесса склеивания при облицо¬
вывании криволинейных поверхностей используют ТВЧ, нагре¬
вательные элементы, инфракрасное излучение и т. п. На
рис. 112, а показано устройство для облицовывания криволи¬
нейных поверхностей с использованием вакуума. Станок имеет
два стола, представляющих собой плиты 7 с канавками и отвер¬
стиями в них 5, для создания вакуума имеется вакуум-насос 9.
Над каждым столом шарннрио закреплены рамы 3 с противо¬
весом 8. С нижней стороны к раме прикреплена диафрагма из
термостойкой резины 4, так что при опускании рамы кромки ее
стенок по всему периметру герметично прижимают диафрагму
к бортам стола. Облицовываемые криволинейные детали 10 ук-
354

ллдывают на стол, опускают раму, накрывая детали с облицо¬
вочной стороны диафрагмой. Фиксируют диафрагму но пери¬
метру зажимными замками. Включают вакуум-насос. Давле¬
нием атмосферного воздуха диафрагма прижимает облицовку
к криволинейной поверхности детали. Для ускорения процесса
имеются электронагревательные элементы—мембрана 1,
а сверху устанавливают, передвигая по специальным направ¬
ляющим 6, отражательный кожух с термоизлучателями 2. Во
время технологической выдержки на одном столе укладывают
новую партию деталей на другом столе. Длительность цикла
Рис. ill. Возможные формы кромок для облицовывания кэшированием
облицовывания 5—6 мин. На рис. 112, б показана принципиаль¬
ная схема диафрагменного пресса для облицовывания щитов
сложной формы.
Прямолинейные кромки щитов облицовывают проходным
методом на поточных линиях, совмещающих форматную обра¬
ботку щитов, облицовывание и другие операции. На рис. 113, а
показана одна из таких линий. Для облицовывания кромок щи¬
товых деталей используют рулонный или листовой материал.
Рулонный материал для облицовывания кромок более техноло¬
гичен в изготовлении и в применении. Кромочный материал
может быть изготовлен на основе пропитанных бумаг. Он
может быть однослойным, двухслойным и трехслойным с при¬
менением для среднего слоя нетканого материала. Для основы
12*
355

Рис. 112. Схемы устройств для облицовывания криволинейных профилей:
а — вакуумный пресс; б —мембранный пресс; /“Мембрана; 2—прижим; 3—плиты;
4 — облицовываемая деталь

кромочного материала иснпльзуют специальную бумагу массой
I GO г/м5, для лицевого- массой 130 г/м2 и другие виды кро¬
мочных материалов. Лицевая поверхность кромочного мате¬
риала должна соответствовать требованиям к отделке щитов.
Приклеивают кромочный материал обычно клеем-расплавом
ТКР-4, КРУС и другими на ochorc полиамидных смол.
На рис. 113, б покатан гибкий автоматизированный участок
изготовления щитовых деталей мебели. На представленном уча¬
стке облицовывают пласти и кромки щитовых заготовок и ведут
последующую их обработку. После нанесения клея на станке 9
пласти щитов облицовывают в одноэтажном прессе 8. Облицо¬
ванные щиты обрабатывают в размер на станке 7 и передают
на линию облицовывания и шлифования кромок 6. На линии 5
обрабатывают противоположные кромки и делают выборку от¬
верстий под фурнитуру. На станке 4 сверлят отверстия в пла-
стях и кромках щита. На станках 3 и 2 дважды шлифуют пла¬
сти. Штабелеукладчик 1 укладывает готовые щиты в стопы, ко¬
торые перемещаются на роликовых конвейерах. Согласованная
работа оборудования н управление участком осуществляются
автоматизированной системой с помощью ЭВМ.
§ 38. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И РЕЖИМОВ СКЛЕИВАНИЯ
Качество склеивания оценивается по внешнему виду и проч¬
ности изделия. Нормативно-техническая документация на изде¬
лия из древесины устанавливает нормативную прочность склеи¬
вания. Для клееных строительных конструкций из древесины
предельные значения напряжений установлены СНиП 11 А-10 —
71. Прочность склеивания в настоящее время оценивается по
результатам испытаний механическим разрушением стандарт¬
ных образцов. При качественном склеивании нормативные со¬
противления при разрушении образцов должны быть выше или
равны нормативным сопротивлениям такому же виду нагрузок
склеиваемых материалов. Имеются стандарты, предусматри¬
вающие различные методы разрушения образцов для оценки
прочности склеивания. Получаемые при этом результаты в ко¬
личественной оценке прочности склеивания могут быть только
относительно сопоставимыми. В зависимости от вида изделия
и условий эксплуатации клеевого соединения устанавливается
вид испытания и соответствующий стандарт, по которому оце-
Рис. ИЗ. Линии окончательной обработки щитов:
а — линия обработки н облицовывания кромок: / — питатель; 2, 6 — форматно-обрез¬
ные станки; 3 — конвейер.: 4, 7— устройства облицовывания кромок; 5, 9 — поворотные
устройства; 8 — сверлильно-присадочный станок; 10, U — ленточно-шлифовальные
станки; 12 — разгрузочное устройство; б — гибкий автоматизированный участок изго¬
товления щитов: /, 2, 3—шлифование и укладка щитов; 4, 5 — сверление отверстий
и обработка кромок; 6, 7 — облицовывание кромок; 8. 9—облицовывание пластей
357

нивают прочность склеивания. При определении прочности
склеивания образцы разрушают различными методами. Методы
механических испытаний прочности склеивания могут быть све¬
дены в три группы: эксплуатационные испытания изделий; ста¬
тические и динамические испытания отдельных соединений,
сборочных единиц на лабораторных и стендовых устройствах,
воспроизводящих полностью или частично эксплуатационные
нагрузки и условия эксплуатации; лабораторные испытания
прочности клеевых соединений на специальных образцах малых
размеров.
Наиболее широкое применение получили лабораторные ис¬
пытания прочности склеивания на специальных образцах. На
эти методы испытаний имеются стандарты. Эти методы имеют
экономические и технические преимущества по сравнению с дру¬
гими, поэтому получили широкое распространение. Низкая
стоимость изготовления образцов и простота проведения лабо¬
раторных испытаний являются преимуществом этих методов.
Существенным недостатком их является то, что они не гаран¬
тируют достоверности полученных данных для реальных усло¬
вий эксплуатации клееных конструкций. Прочность склеивания
оценивается максимальным усилием или предельным напряже¬
нием в образце, которые он выдерживает до разрушения. Для
каждого образца получают свои значения прочности. Достовер¬
ность результатов испытаний оценивается статистической обра¬
боткой. Для получения стабильных результатов и возмож¬
ности сопоставления их испытуемые образцы должны быть
одинаковыми по форме и размерам. Для сравнимости данных
механических испытаний необходимо соблюдение трех видов
подобия: геометрического (форма и размеры), механического
(условия нагружения) и физического (внешние условия). Усло¬
вия механического подобия в общем виде должны приводить
к тождеству напряженных состояний и относительных дефор¬
маций в сходственных сечениях рабочей части образцов. Из за¬
кона подобия вытекают следующие общие положения.
1. Чтобы обеспечить получение сравнимых результатов при
испытании, необходимо применять образцы геометрически по¬
добной формы.
2. При испытании геометрически подобных образцов из оди¬
накового материала при равной величине и скорости относи¬
тельной деформации действующие усилия будут относиться как
квадраты сходных размеров. При тех же условиях величины
работы деформации будут относиться как кубы сходных раз¬
меров.
3. Соблюдая закон подобия, оценивают свойства материа¬
лов вне зависимости от абсолютных размеров образцов.
По характеру действия разрушающего усилия определение
прочности склеивания испытанием образцов можно разбить на
358

испытание сдвигом, равномерным н неравномерным отрывом,
изгибом и кручением.
Па рис. 114 показаны формы образцов для проведения этих
испытаний. Испытание на сдвиг скалыванием можно произво¬
дить растяжением или сжатием. Обычно клеевые соединения
тонких слоев лучше испытывать растяжением, толстых — сжа¬
тием. Для проведения таких испытаний стандартами преду¬
смотрены размеры и формы образцов, приспособления для ис¬
пытаний и порядок проведения испытаний. При испытании на
сдвиг растяжением в зоне клеевого слоя возникают отрываю¬
щие напряжения и изгибающий момент, которые не учитыва¬
ются количественно, по оказывают свое влияние на результаты.
Предел прочности при этом получается ниже, рассеяние пока¬
заний шире, чем при испытании сжатием. При испытании на
равномерный отрыв наблюдается большой разброс результатов.
Это объясняется тем, что получить равномерный отрыв в чистом
виде трудно. Неоднородность материалов, неравномерность тол¬
щины клеевого слоя, несовершенство захватов приводят к не¬
равномерности отрыва. Поэтому показатели прочности склеи¬
вания при таком методе испытаний в 3—4 раза ниже, чем при
испытании скалыванием сжимающей силой. Некоторые клеевые
соединения при эксплуатации испытывают одностороннее дей¬
ствие нагрузки, приводящее к неравномерному отрыву. Испыта¬
ние на неравномерный отрыв является дополнением к испыта¬
нию на сдвиг. Такое комплексное испытание позволяет дать
более обоснованное заключение о пригодности клеевого соеди¬
нения. При неравномерном отрыве возникает внецентренное
растяжение, проявляющее одновременное действие сил растя¬
жения и изгиба.
Испытать прочность клеевого соединения на неравномерный
отрыв можно односторонним и двусторонним раскалыванием.
При этом проявляется действие сложной системы сил, но раз¬
рушение происходит от растяжения в зоне клеевого слоя рав¬
нодействующей этой системы. Применяемые при этом оценки
прочности склеивания делением усилия на площадь или ширину
образца не соответствуют характеру действия разрушающего
усилия. Оценка качества склеивания путем разрушения стан¬
дартных образцов имеет недостаток в том, что результаты ис¬
пытания относятся только к конкретному, разрушенному об¬
разцу.
Прочность склеивания в изделии, которое не разрушается
при таком методе испытаний, может быть иной. Суждение о ней
мы строим по предположениям и многим допущениям. Этого
недостатка лишены неразрушающие методы контроля качества
склеивания. При неразрушающих методах оценка качества
склеивания дается однозначно в готовом изделии без особых
условий. Неразрушающие методы контроля качества склеива-
359

а — сдвиг растяжением; б — сдвиг	J
сжатием; а — равномерный отрыв;	т
е — неравномерный отрыв; д — из-	f
гиб; е —испытание сборочной еди-	1
кицы	с
ния в изделиях из древесины являются более совершенными и
перспективными. Работы по совершенствованию этих методов
продолжаются. Предложен метод оценки качества склеивания
и состояния клеевых слоев без разрушения клееной конструк¬
ции. Для этого из клееной конструкции цилиндрической пилкой
выпиливают перпендикулярно клеевым слоям образец в форме
цилиндра диаметром 24 мм. В полученное отверстие для сохра¬
нения конструкции вбивают смазанный клеем стержень с натя¬
гом до 0,3 мм. Полученный образец поочередно раскалывают
клином по древесине и по клеевым слоям, регистрируя усилие
на раскалывание. Коэффициент качества склеивания определя¬
ется как отношение этих усилий. Если усилие на скалывание по
360

клеевому слою близко к усилию скалывания древесины, то ка¬
чество склеивания и состояние клеевого слоя удовлетворяют
своему назначению.
Применяемые методы испытания образцов являются фикси¬
рующими и оценивающими результаты склеивания. Они пас¬
сивны и ограничены возможностью влиять на обеспечение вы¬
сокой прочности склеивания. Производственный контроль про¬
цесса склеивания является более действенным в обеспечении
высокого качества и стабильной прочности склепилпня. Произ¬
водственный контроль включает входной контроль продукции
поставщиков, операционный контроль продукции и процессов во
время выполнения технологических операций и приемочный, но
результатам которого принимается решение о годности изготов¬
ленной продукции. Надежный входной контроль, всеохватываю¬
щий операционный и эффективный приемочный контроль обес¬
печивают в совокупности стабильность процесса склеивания и
гарантируют высокое качество. На рис. 115 показаны факторы,
оказывающие влияние на прочность склеивания. Взаимодей¬
ствие этих факторов может привести к снижению прочности
склеивания и появлению дефектов.
При облицовывании могут быть следующие дефекты: проса¬
чивание клея на лицевую поверхность, неровности на облицо¬
ванной поверхности, появление трещин в облицовке, местное
или полное отставание облицовки от основы, покоробленность
облицованных деталей. Каждый из дефектов может быть вы¬
зван одной или несколькими причинами. Просачивание клея на¬
блюдается при облицовывании тонким строганым шпоном с ис¬
пользованием клея малой вязкости и значительным расходом.
При облицовывании фанеры и плотных пород древесины рас¬
ход клея должен быть меньше, чем при облицовывании пори¬
стых материалов. Для облицовывания массивной древесины
хвойных пород оптимальный расход клея до 120 г/м2, для дре¬
весностружечных плит—175 г/м2. Чем более шероховатая по¬
верхность облицовывается, тем больший расход клея необхо¬
дим. Давление, температура и время открытой выдержки могут
влиять на появление дефекта — просачивание клея. Высокое
давление и низкая температура при короткой открытой вы¬
держке также могут быть причиной просачивания клея. Изме¬
няя эти параметры, можно устранить его первопричину. Проса¬
чивание особенно четко выделяется после окрашивания обли¬
цованных поверхностей. Предварительная подкраска клеевого
раствора в тон окрашивания облицованных поверхностей смяг¬
чает это различие. При облицовывании хвойных пород, имею¬
щих резкое различие в плотности ранней и поздней частей го¬
дичного слоя, на поверхности, облицованной тонким слоем,
могут быть видны эти текстурные рисунки. Для предупрежде¬
ния этого следует применять двухслойное облицовывание.
У(П

|Н
Рис, 115. Основные факторы, влияющие на прочность склеивания древесины

Трещины в облицовочном слое появляются при усадке его
или разбухании основы. Регулирование влажности перед обли¬
цовыванием и акклиматизация (выдержка) облицовочного ма¬
териала и основы в одинаковых условиях до облицовывания
устранит причины появления этого дефекта. Местное или пол¬
ное отставание облицовочного слоя может быть вызвано не¬
сколькими причинами: плохим клеем, плохим нанесением клея,
загрязнением склеиваемых поверхностей, высоким или низким
давлением, преждевременным отверждением клея при высокой
температуре в цехе, применением неохлажденных прокладок,
длительным нахождением пакета на горячей плите пресса.
Тщательный анализ перечисленных причин позволяет устра¬
нить их. Очень часто встречается дефект коробления щитовых
заготовок после их облицовывания. Первопричины коробле¬
ния — неуравновешенность внутренних напряжений в клееной
конструкции из-за неравномерного и несимметричного снятия
слоев при калибровании древесностружечных плит; несиммет¬
ричность жесткости облицовок и клеевых прослоек на противо¬
положных сторонах; различие температуры в плитах пресса; не¬
одинаковая толщина клеевого слоя. Искривление облицованных
щитов может быть вызвано небрежной укладкой щитов после
облицовывания. Стопа должна быть выровнена по кромкам щи¬
тов. Применение деревянных прокладок в таких стопах может
быть причиной коробления щитов. Сокращение времени про¬
грева щитов при облицовывании снижает вероятность их короб¬
ления. При облицовывании в одноэтажных прессах коробление
встречается реже, чем в многоэтажных. В одноэтажных прес¬
сах прогрев основы щита не происходит так глубоко.
При склеивании и облицовывании используются синтетиче¬
ские клеи, которые содержат вещества, оказывающие вредное
воздействие на человека. По степени воздействия на организм
человека токсичные вещества разделяют на четыре класса опас¬
ности. К первому классу относят чрезвычайно опасные — яды.
Фенол и формальдегид относятся ко второму классу высокоопас¬
ных веществ. Предельно допустимая концентрация устанавлива¬
ется санитарными нормами и указывается в соответствующих
стандартах. Содержание высокоопасных токсичных веществ
в синтетических смолах может доходить до 10 %. Свободное
содержание высокотоксичных веществ в синтетических смолах,
применяемых для склеивания древесины, соответствует следую¬
щим значениям, %:
Смолы
Фенол Ф°Р^ьДе-
Фенолформальдегидные
Резорциновые . . .
Фенолорезорциновые
Карбамидные ....
Ка рбамидомел ами новые
3—4	1,5-4
—	5—10
3—20	3—10
—	0,5—3
—	0,3—3
303

При склеивании только часть свободного фенола и формаль¬
дегида выделяется в атмосферу. Особенно интенсивно выделе¬
ние токсичных веществ в местах интенсификации процессов
склеивания. Для поддержания безопасных условий работы ис¬
пользуется общая приточно-вытяжная вентиляция с местными
отсосами, расположенными внизу мест выделения токсичных
веществ. Такое решение не является окончательным, поскольку
удаление токсичных веществ с рабочего места в атмосферу за
грязняст ее. В настоящее время ведутся работы, чтобы сокра¬
тить объемы вредных выделений при склеивании. Это достига¬
ется технологическими приемами, специальными добавками,
связывающими токсичные вещества при нагреве, и т. п, В ме¬
стах возможного образования значительных количеств вредных
выбросов необходимо установить газоанализаторы, сигнализи¬
рующие при достижении токсичными веществами предельно до¬
пустимых норм концентрации. Местная вентиляция должна
быть сблокирована с включением устройств, которые опреде¬
ляют выделение этих веществ.
Для работы на участках склеивания и облицовывания син¬
тетическими клеями допускаются лица, имеющие разрешение
медкомиссии. Особую опасность для человека представляют вы¬
сокочастотные установки, применяемые для интенсификации
склеивания. В зоне, где происходит склеивание, создается вы¬
сокочастотное поле, которое вредно действует на человека. Пре¬
дельно допустимая напряженность поля может быть равна
10 В/м. Установки для склеивания в поле ТВЧ должны быть
экранированы и заземлены; пусковые устройства блокированы
с ограждающими экранами.
Для работы на участках склеивания и облицовывания до¬
пускаются лица, ознакомленные с устройством, работой и уп¬
равлением оборудования. Для работы на установках ТВЧ не¬
обходимо иметь специальное разрешение. К рабочим местам
для склеивания токсичные и огнеопасные материалы необхо¬
димо доставлять в закрытой, небьющейся таре в минимальных
количествах. Рабочие места и оборудование должны содер¬
жаться в чистоте. Все работающие с токсичными материалами
обеспечиваются спецодеждой, резиновыми перчатками и оч¬
ками. Стирка одежды производится не реже 1 раза в неделю
силами предприятия.
Хранение повседневной одежды и прием пищи в помеще¬
ниях, где имеются выделения токсичных веществ, не допуска¬
ется. Подводящие ток части установок окрашиваются в соответ¬
ствующий предостерегающий цвет.
На рабочих местах вывешиваются инструкции и плакаты по
безопасным методам работы и мерам предосторожности. Для
предохранения окружающей среды от технологических выбро¬
сов токсичных веществ применяют специальные улавливающие
364

фильтры или установки, сжигающие токсичные вещества. Пока
еще нет приборов для улавливания формальдегида и фенола,
выделяемых при склеивании.
Глава 9
ВТОРИЧНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ обработка
ЗАГОТОВОК
§ 39. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЧИСТОВЫХ ЗАГОТОВОК
Комплекс технологических операций по механической обра¬
ботке заготовок после склеивания и облицовывания условно
называют вторичной или окончательной механической обра¬
боткой, поскольку обрабатываются заготовки, прошедшие пер¬
вичную обработку и калибрование. Необходимость такой об¬
работки вызвана тем, что при склеивании и облицовывании
встречаются сдвиги склеиваемых слоев, а чистовые заготовки
требуют еще обработки для получения соответствующей детали,
отвечающей требованиям конструкторской документации по
форме и качеству.
Вторичная механическая обработка состоит из двух частей:
окончательной обработки заготовок, обеспечивающей форму, и
подготовки поверхности к отделке, формирующей качество. По¬
скольку изделие из древесины формируется из брусковых и щи¬
товых деталей, имеющих специфические особенности механиче¬
ской обработки, изучение этих особенностей целесообразно ве¬
сти раздельно.
После механической обработки черновых заготовок, склеи¬
вания и облицовывания необходима их окончательная обра¬
ботка, чтобы получить взаимозаменяемые детали, отвечающие
требованиям, предписанным конструкторской документацией.
К стадии окончательной механической обработки относятся тех¬
нологические операции по формированию шипов, фрезерованию
профилей, выборке гнезд и сверлению отверстий. Требования
к шероховатости поверхности готовой детали обычно выше тех¬
нических возможностей и существующих методов первичной об¬
работки цилиндрическим фрезерованием при оптимальных ре¬
жимах резания. Поэтому в завершение окончательной обра¬
ботки вводится обычно дополнительная технологическая опера¬
ция по зачистке и шлифованию поверхности готовых деталей
и сборочных единиц для подготовки их к отделке.
Порядок выполнения технологических операций не может
быть произвольным. Он должен быть таким, чтобы поставлен¬
ная цель достигалась с наименьшими затратами труда и энер¬
гии. Для достижения высокой точности при окончательной
365

обработке заготовок необходимо рационально использовать ба¬
зирование за [ отопок. Детали, имеющие шипы и проушины,
в процессе сборки формируют и обеспечивают точность изделия
на основе сборочных баз, которыми являются элементы шипов.
По этой причине окончательную обработку заготовок для таких
детален целесообразно начинать с формирования шипов, кото¬
рые и дальнейшем могут использоваться как основные базовые
поверхности.
Таким образом, при формировании шипов создаются новые
установочные базисные поверхности, которые целесообразно ис¬
пользовать при выполнении всех последующих технологических
операций, включая сборку деталей в сборочные единицы. На¬
чиная окончательную обработку чистовых заготовок с форми¬
рования шипов, выполняют одно из важнейших технологиче¬
ских условий единства баз, обеспечивающих получение макси¬
мально достижимой точности готовых деталей и изделий.
Последовательность дальнейших операций по формированию
брусковой детали из чистовой заготовки зависит от окончатель¬
ной формы деталей, наличия в них различных конструктивных
элементов (отверстий, пазов, профилей и т. п.). Обычно после
формирования шипов выполняют операции фрезерования раз¬
личных профилен сечения и контуров периметра детали, закруг¬
ления кромок и т. д., затем операцию выборки пазов гнезд в де¬
талях и продолговатых отверстий, сверление круглых отверстий
и окончательную зачистку поверхности для подготовки ее к от¬
делке.
Предлагаемая последовательность технологических операций
по окончательной обработке иногда может изменяться в зави¬
симости от конкретных условий. При этом руководствуются тем,
чтобы последующая операция механической обработки устра¬
няла возможные дефекты предыдущей, а предыдущая исклю¬
чала необходимость излишнего удаления материала при обра¬
ботке на последующей операции.
Как показывает практика, всякая последующая операция ме¬
ханической обработки древесины обычно обеспечивает более
высокую точность, но требует более высокой квалификации,
более трудоемка и дороже предыдущей. Учитывая это положе¬
ние, последовательность операций по механической обработке
заготовок следует назначать таким образом, чтобы максималь¬
ные объемы работы по формированию детали осуществлялись
на предыдущих операциях.
Последующие операции должны быть менее материалоем¬
кими по резанию древесины. Пояснить сказанное может необхо¬
димость предварительного фрезерования заготовки и последую¬
щее сверление отверстий в тех местах, где удаляется слой древе¬
сины фрезерованием (рис. 116). Если в приведенной на рисунке
заготовке не учесть этой последовательности, то на опе-
366

A-к
/'
ш
Ш
А
-А
Рис. Л б. Влияние последовательности технологических операций на точность:
а — сверление отверстий после фрезерования; б — то же до фрезерования
рацию по выборке отверстий потребуется затратить излишнее
время, необходимое для сверления отверстий в слое заготовки,
который потом должен будет удален последующим фрезерова¬
нием. При этом расположение отверстий будет менее точным
в том случае, если сверлят их на большую глубину, из-за ук¬
лона осевой линии сверла. Погрешность расположения центров
отверстий в детали, как видно из рис. 116, определяется из со¬
отношения
A = /itga.	(128)
При a=const величина погрешности Д припорциональна глу¬
бине сверления h.
Возможную последовательность технологических операций
по окончательной обработке брусковых заготовок можно пред¬
ставить схемой.
3«7

"►Фрезерование ^-Выборка пазов
н продолговатых
гнезд
формирование
шипов
Сверление Подготовка
круглых >- к отделке
-v отверстий
Выборка пазов
-н продолгова¬
тых гнезд
Фрезерование
j
Формирование шипов. Брусковые детали чаще всего исполь¬
зуют для формирования рамок с помощью шипов и проушин.
Используемые для этой цели шипы принято называть рамными.
Рамные шипы и проушки формируют на шипорезных станках.
Шипорезные станки для формирования рамных шипо.в и про¬
ушин бывают односторонние и двусторонние. Шипорезные
станки в зависимости от технологии формируют по принципу
агрегатирования. Они имеют агрегатные силовые головки, за¬
крепляемые на отдельных суппортах. Некоторые переходы тех¬
нологической операции формирования шипов и проушин осу¬
ществляются последовательно путем перемещения заготовки
с одной позиции к другой.
На рис. 117 показаны схемы формирования шипов на спе¬
циализированных шипорезных станках. Шипы небольших раз¬
меров можно формировать и на фрезерном станке, используя
соответствующую технологическую оснастку. Технологический
процесс в этом случае немного видоизменяется. Заготовка перед
формированием шипов на фрезерном станке должна быть отор-
цована на торцовочном станке. Формируют шипы на фрезер¬
ном станке по упорам. Точность изготовления детали зависит
от точности ее предварительного торцевания. При формирова¬
нии шипов фрезерными головками резание производят поперек
волокон и по торцам. Наиболее часто встречающийся дефект
при этом—скалывание углов шипа со стороны задней кромки
у последнего бруска. Для предупреждения этого пользуются
подпорным бруском, который устанавливают на каретке у на¬
правляющей линейки. Такой закладной брусок лучше изготов¬
лять из древесины твердых пород.
Точностью формирования шипов и проушин обеспечивается
точность исполнения всех последующих операций по оконча¬
тельной механической обработке заготовок и определяется окон¬
чательная точность детали. Большое влияние на точность фор¬
мирования шипов, кроме состояния станка и точности его на¬
стройки, оказывают условия базирования заготовок на каретке.
Особое внимание этим вопросам необходимо уделять при ис-
368

Рис. 117. Схемы формирования ши¬
пов на специализированных станках:
а — шипорезных; б —■ фрезерных
пользовании станков с ручной
подачей, когда детали бази¬
руются на столе каретки са¬
мим рабочим.
Шипы и проушины на
обоих концах заготовки дол¬
жны формироваться при ис¬
пользовании одной и той же
опорной базисной поверхности
заготовки. При установке за¬
готовки необходимо следить,
чтобы между заготовками и
на их базисных поверхностях
не было опилок и стружек.
Подача должна осущест¬
вляться плапно, без рынков.
Скорость ручной подачи зави¬
сит от площади сечения сни¬
маемого слоя, регулируется
рабочим интуитивно:	от
11 м/мин при 100 мм2 до
3 м/мин при 800 мм2. Схема
организации рабочего места
у шипорезного станка пока¬
зана на рис. 118. Двусторон¬
ние шипорезные станки более производительны. Они более уни¬
версальны, могут использоваться также для торцевания щито¬
вых заготовок в размер, легко встраиваться в поточные линии.
Их производительность в 3—5 раз выше односторонних шипо¬
резных станков. Средняя точность изготовления рамных шипов
зависит от номинального размера шипа по толщине и исполь¬
зуемого станка: предельные отклонения изменяются от ±0,2 до
±0,6 мм. Отклонения по углу между плоскостью заплечиков
шипа и кромкой бруска ±2°.
Шипы, формируемые на концах прямоугольных заготовок,
имеют форму сечения в виде прямоугольника. У срединных ши¬
повых соединений гнездо изготавливается обычно сверлами или
концевыми фрезами, поэтому ограничивающие гнездо поверх¬
ности получаются закругленными по радиусу сверла или кон¬
цевой фрезы. Для получения плотного соединения при сопря¬
жении такого гнезда с плоским шипом необходимо закруглить
его кромки по радиусу сверла соответственно торцовой стенке
гнезда. Для этого пользуются методом обжима шипа в пресс -
360

2510
_Q
о
и
IS3
1075,
1015
200
й
«
X
X]
.
/
X
§
\
300^
1200
-щ
1200
1Ж
I00.
yI7\
О
1500
±=
;s *nsijizi
г
1050
п
Vi
/
I
—I S?
I
и
1200
Рис. 118. Организация рабочих мест у станков:
а — односторонний шипорезный*, б — ШПА; в — ШЛХА; г — вертикальный фрезер¬
ный; д — цепно-долбежный; е — сверлильно-пазовальный; ж — вертикально-сверлильный
форме (рис. 119)- Необходимое усилие обжима обеспечивается
пневмоцилиндром или эксцентриковым прессом. Для повыше¬
ния производителвности пресс-форму делают двусторонней,
обеспечивающей одновременнв1й обжим двух деталей. Форми¬
руют ящичные шипы на ящичных шипорезных станках или на
фрезерных со специальными приспособлениями.
Прямые ящичные шипы формируют на простейших специа¬
лизированных станках. Принцип действия таких станков пока¬
зан на рис. 120. В качестве режущего инструмента использован
набор фрез 1, закрепленных на шпинделе станка. Ширина фрез
соответствует ширине проушки. Ширина прокладок 2 между
фрезами должна соответствовать толщине шипа. Соотношение
размера прокладки и ширины фрезы должно соответствовать
посадке для ящичного шипового соединения с установленными
значениями натягов и зазоров. Заготовки до формирования
прямых ящичных шипов на таких шипорезных станках должны
370

Рис. 119. Обжим углов рамных типов:
I — положение шипа до обжатия; 5 — при обжатии; 3 — обжим диух деталей одно
временно
Рис. 120. Схемы формирования шипов:
резы; 2 —прокладки; 3 — заготовка; б — «ласточкин хвост»; А
Б — заготовки; С — подвижный стол; Ф — фрезы

быть точно оторцованы. Схема организации рабочего места
у шипорезного станка для формирования прямых ящичных ши¬
пов показана на рис. 118, б. Имеются двусторонние шипорез¬
ные станки для формирования ящичных шипов- Устройство
привода их аналогично устройству у двусторонних рамных ши¬
порезных станков. На этом станке осуществляется и торцева¬
ние заготовок. Шипы формируют на каждой стороне заготовки
вертикально перемещающимся суппортом с фрезами, фиксируя
в этот момент положение заготовок. Станок работает по пози¬
ционно-проходному принципу.
Для формирования полупотайных шипов «ласточкин хвост»
используют специальные многошпиндельные станки ШЛХА, ос¬
нащенные концевыми фрезами, имеющими форму опрокинутого
усеченного конуса. В таких станках шипы формируются одно¬
временно у обоих заготовок, сопрягаемых под прямым углом.
Обе заготовки закрепляют на каретке станка под прямым углом
друг к другу. Заготовка, в которой формируются шипы, ста¬
вится вертикально, а другая горизонтально, со смещением
в сторону на величину шага, равного расстоянию между осями
шпинделей, как показано на рис. 120, б. При надвигании ка¬
ретки фрезы прорезают в вертикальной заготовке проушины
и, углубляясь далее, в горизонтальной заготовке также форми¬
руют проушины на глубину равную толщине вертикально рас¬
положенной заготовки. Поскольку концы гнезд в горизонтально
расположенной заготовке получаются закругленными, необхо¬
димо закруглить также и стенки шипов, формируемых в верти¬
кально расположенной заготовке. Для этого каретка на станке
ШЛХА при выходе фрез из вертикальной заготовки имеет
сложное перемещение в горизонтальной плоскости, обеспечива¬
ющее закругление фрезами боковых стенок шипов со стороны,
обращенной к фрезам.
Сложное движение обеспечивается соответствующим меха¬
низмом автоматически. Производительность таких станков не¬
велика. Для нормальной работы станков ШЛХА необходимо
иметь комплекты высокоточных концевых фрез на всю ширину
заготовки. При заточке концевых фрез нарушается идентич¬
ность их размеров и формы, что приводит к ухудшению каче¬
ства шипового соединения. Шиповое соединение на полупотай-
ной шип «ласточкин хвост» является нетехнологичным для со¬
временных условий производства и применяется только в ис¬
ключительных случаях. Более простым и технологичным явля¬
ется полупотайное соединение на ус зубчатым шипом. Такое
соединение можно изготовить на фрезерном станке или ящич¬
ном шипорезном станке, используя соответствующие фрезы и
приспособления. Точность изготовления ящичных шипов зави¬
сит от состояния оборудования и инструмента; отклонения раз¬
меров изменяются в пределах от ±0,2 до ± 0,5 мм.
372

Фрезерование. Технологическая операция фрезерования яв¬
ляется наиболее универсальной. С помощью фрезерования
можно получить любую форму детали. Фрезерование в про
цессе окончательной обработки заготовок используют для полу¬
чения различных профилей по сечениям и длине заготовки.
Фрезерованием можно обрабатывать бруски, щиты и сбороч¬
ные единицы в виде рамок и коробок. Фрезерование осущест¬
вляют на фрезерных станках. В зависимости от вида работы
при фрезеровании используют соответствующие фрезерные
станки. Фрезерование по положению режущей кромки к оси
Рис. 121. Виды фрезерования:
J г- цилиндрическое; 2 — торцовое; 3 — коническое; 4 — торцово-коническое; 6 — торцово-
цилнндрнческое; € — цилнидро-коннческое; 7, 8 — фасонное; 9—открытое; tO — за¬
крытое
вращения инструмента разделяют на цилиндрическое и торцо-
вое. В сочетании этих исходных положений может быть кони¬
ческое фрезерование и более сложные сочетания из этих основ¬
ных исходных элементов. На рис. 121 показаны принципиально
отличающиеся варианты процесса фрезерования.
Фрезерные работы по окончательной обработке заготовок по
методу их осуществления различают четырех типов: I) фрезе¬
рование прямолинейных заготовок по линейке; 2) фрезерование
криволинейных заготовок по кольцу и шаблону; 3) фрезерова¬
ние поверхности двойной кривизны; 4) торцовое фрезерование
по копиру. Фрезерование прямолинейных заготовок по линейке
выполняют на вертикально-фрезерных станках с нижним рас¬
положением шпинделя. Выполняют три вида таких работ: 1) вы¬
верку гладких поверхностей, преимущественно кромок, под пря¬
мую плоскость; 2) сквозное фрезерование профиля; 3) несквоз-
373

Рис. 122. Фрезерование по линейке:
о — сквозное; б~ по упорам
ное фрезерование профиля. В этих случаях фрезерование вы¬
полняется с помощью направляющей линейки (рис. 122).
Используя профильные фрезы, можно по длине прямоли¬
нейной заготовки фрезеровать постоянный профиль сечения без
изменения габаритного размера. В этом случае используют
сплошную линейку с прорезью для фрезы или обе части ли¬
нейки устанавливают одинаково, ближе к оси на величину, не¬
обходимую для получения всех частей профиля по сечению за¬
готовки. Для удобства работы в таких случаях используют
прижимные устройства, устанавливаемые в зоне резания. При¬
менение прижимов делает работу станочника более простой и
безопасной, хотя усилие на подачу при этом увеличивается.
При фрезеровании однотипных заготовок в массовом производ¬
стве фрезерные станки оснащаются устройствами механической
подачи с помощью роликов или цепей. Это облегчает и упро¬
щает труд рабочего.

Применение типовых устройств механизированной подачи
возможно на фрезерных станках только при сквозном фрезеро¬
вании. Такую работу рациональнее осуществлять на четырех¬
сторонних продольно-фрезерных станках, совмещая первичную
и окончательную обработку заготовок одним проходом. Не-
сквозное фрезерование или фрезерование профиля на части
длины заготовки выполняют на фрезерном станке по упорам,
устанавливаемым на направляющей линейке. Заготовку перво¬
начально устанавливают на столе, прижимая се задним торцом
к упору {рис. 122, б), затем прижимают к линейке и надвигают
вперед до другого упора. Положение упоров относительно оси
режущего инструмента определяется в зависимости от длины
фрезеруемой части и се положения относительно концов заго¬
товки по формулам:
= / + la =	2-	(129)
Расстояние между упорами /,=/3-1-/4=2^+Л + ^2. Значение
символов показано на рис 122, б. Точность фрезерования сквоз¬
ного профиля зависит от глубины и ширины отбора. Чем глубже
и шире фрезеруемый профиль, тем больше пределы отклоне¬
ний. По глубине отбора предельные отклонения размеров про¬
филя находятся в пределах ±0,5—1 мм, а по ширине ±0,3—
0,75 мм.
Принцип фрезерования криволинейных заготовок по кольцу
и шаблону показан на рис. 123. Фрезеровать можно по замкну¬
тому или незамкнутому контуру заготовки. По замкнутому кон¬
туру обычно фрезеруют кромки щитовых деталей. Для этого ис¬
пользуют специальную оснастку, называемую цулагой, и кольцо,
которое позволяет при фрезеровании копировать форму шаб¬
лона на заготовке. Цулага состоит из шаблона, соответствую¬
щего профиля, линейки и упора, базирующих заготовку в цу-
лаге относительно шаблона, и зажимного устройства. Зажимное
устройство цулаги может быть эксцентриковым, винтовым или
пневматическим. Заготовку крепят к цулаге, базируя по ли¬
нейке и упору. Цулагу перемещают по столу фрезерного станка
так, чтобы шаблон своей рабочей поверхностью непрерывно со¬
прикасался с кольцом, базируя при этом постоянно определен¬
ным образом заготовку относительно фрезы. Фреза будет об¬
рабатывать заготовку соответственно по контуру кромки шаб¬
лона. Цулага должна обеспечивать необходимую точность
базирования заготовки по отношению к шаблону и надежное
крепление ее во время работы. Положение базирующей ли¬
нейки цулаги относительно рабочего профиля шаблона опреде¬
ляется в зависимости от диаметров фрезы, кольца и требуемого
размера готовой детали по формуле
В = Л + (Д,/2)-(ВД.	(130)
375

Значение символов в этой формуле показано на схеме
рис. 123, б. Цулагл могут быть односторонние и двусторонние.
Двусторонняя цулага (рис. 123, г) имеет две базирующие по¬
верхности, позволяющие устанавливать заготовку по уже обра¬
ботанной криволинейной поверхности. Порядок фрезерования
в такой цулаге следующий. Заготовку I помещают в соответ¬
ствующую сторону цулаги для необработанной заготовки. На
другую сторону цулаги устанавливают заготовку II, уже имею¬
щую обработанную кромку. Обработанной кромкой деталь ба¬
зируют в цулаге по линейке соответствующей формы и упору.
Рис. 123. Фрезерование криволинейных заготовок по кольцу:
с — принципиальная схема; /.— шаблон; 2—фреза; 5 — кольцо; 4 — линейка; 5 — за¬
жимное устройство; 5 — упор; 7 — заготовка; б —расчетная схема: / — линейка; 2 —
заготовка; 3 —фреза; 4—кольцо; в —схема при верхнем положении кольца:	I —
шаблон; 2—*кольцо; 3“ фреза; 4—заготовка; г—двусторонняя цулага; / — заго¬
товка до обработки; // — заготовка, обработанная с одной стороны
Затем на фрезерном станке последовательно обрабатывают
одну и другую заготовки. После этого заготовку II, обработан¬
ную с обеих сторон, снимают, заменяя ее заготовкой /, а на се
место устанавливают новую. Такой порядок обработки повто¬
ряется периодически.
Цулаги — оснастку для обработки заготовок криволинейных
деталей проектируют и изготовляют непосредственно на пред¬
приятиях в процессе постановки продукции на производство.
Требования к точности изготовления цулаги определяются не¬
обходимой точностью детали. Размер детали, обработанной
37G

в цулаге, определяется размерами шаблона, кольца и режущего
инструмента. Изменение любого из этих размеров приведет
к изменению размера готовой детали. Чтобы размер детали
не изменялся при уменьшении диаметра фрезы в результате
переточек, необходимо уменьшить диаметр кольца или изме¬
нить положение базирующей линейки цулаги относительно шаб¬
лона. Подгонку размеров цулаги можно делать периодически,
изменять размер кольца практически сложно. Поэтому в мас¬
совом производстве целесообразно использовать сборные фрезы
с профильными ножами или с неизменяющнмся при переточке
радиусом резания. Размер детали может изменяться также
из-за износа рабочей кромки шаблона. Расстояние от базирую¬
щей линейки цулаги до кромки шаблона следует периодически
проверять, а износ компенсировать приклеиванием на кромку
полоски соответствующей толщины. При фрезеровании по
кольцу оно может быть укреплено на шпинделе выше или ниже
фрезы, как показано на рис. 123, б, в. Верхнее расположение
кольца делает работу на фрезерном станке менее опасной.
Место резания закрыто шаблоном. При этом базируют заго¬
товку непосредственно но столу фрезерного станка. При пра¬
вильной форме базовых поверхностей заготовки можно полу¬
чить более точное положение профиля по ширине заготовки. Но
при этом увеличивается амплитуда биения шпинделя, переда¬
ваемая через кольцо и шаблон к заготовке. Кроме того, услож¬
няется удаление стружки из зоны резания. Для устранения
передачи вибрации шпинделя через кольцо и шаблон к детали
целесообразно кольцо закреплять не на вращающемся шпин¬
деле, а на специальной неподвижной втулке, которая прикреп¬
лена к столу фрезерного станка соосно со шпинделем. При фре¬
зеровании небольших деталей вместо кольца к столу можно
крепить неподвижно дужку. Рабочая часть дужки оформлена
в виде половины окружности, центрируемой относительно оси
шпинделя по определенному радиусу. Радиус ее учитывается
при конструировании цулаги в форме рабочей кромки шаб¬
лона.
При фрезеровании прямослойных заготовок по криволиней¬
ному профилю на отдельных участках резание производится по
встречному косослою, приводящему к сколу. Это особенно
опасно на конце заготовки при выходе фрезы. Для преодоления
этих трудностей используют двухшпиндельные фрезерные
станки, на которых устанавливают фрезы одинаковые, но рабо¬
тающие при вращении шпинделей в разные стороны. Обраба¬
тывают сложные детали в таком случае в зависимости от
направления волокон и профиля то на одном, то на другом
шпинделе, обеспечивая при этом получение качественной по¬
верхности. Аналогичный эффект достигается при фрезеровании
с попутной подачей, когда направление резания и подачи совпа¬
377

дает. Такой прием работы может быть осуществлен только на
станках, имеющих механизированную подачу.
При встречном фрезеровании усилие резания плавно воз¬
растает о г пуля до максимума в конце образования стружки.
При попутном фрезеровании, наоборот, усилие уменьшается от
максимума в начальный период до нуля в конце. Очевидно, при
попутном фрезеровании поверхность обработки будет более
ровной, отсутствуют причины, обусловливающие сколы волокон
древесины. При попутной подаче усилие резания совпадает
с направлением подачи. Это может привести к затягиванию
заготовки, нерегулируемой подаче на резец и нарушению про¬
цесса фрезерования. Только механизированная подача при этом
обеспечит поддержание установленной и нормируемой величины
подачи на резец.
Для достижения высокой производительности и требуемого
качества поверхности современные фрезерные станки имеют
высокую частоту вращения шпинделей, обеспечиваемую при¬
менением преобразователей частоты тока. Фрезерные станки
относятся к особо опасным из-за высоких скоростей резания и
легкой досягаемости режущего инструмента. При организации
работы на фрезерных станках необходимо учитывать сложность
фрезеруемого профиля, материал и площадь сечения фрезеруе¬
мого слоя. Скорость подачи при ручном фрезеровании опреде¬
ляется предельно допустимым усилием подачи с учетом массы
детали и цулаги от 1 до 15 м/мин. При этом она может иметь
в зависимости от профиля различное значение при фрезерова¬
нии одной и той же детали. При механизированной подаче ско¬
рость подачи постоянна и в основном устанавливается в зави¬
симости от требований, предъявляемых к поверхности детали.
Она может быть определена по номограмме, рис. 124. При фре¬
зеровании твердых пород скорость подачи должна быть в 1,5
раза ниже, чем при фрезеровании мягких. При фрезеровании по
кольцу обычно скорость подачи на 25—40 % ниже, чем при фре¬
зеровании по линейке.
Для механизации процесса фрезерования на фрезерных
станках с нижним расположением шпинделя иногда ниже фрезы
на шпинделе концентрически устанавливают звездочку, приво¬
димую самостоятельным электродвигателем через редуктор. На
кромке шаблона, по которому производится обработка, закреп¬
ляется втулочно-роликовая цепь с шагом, равным шагу зубьев
звездочки. Когда шаблон прижимается к кольцу, зубья звез¬
дочки входят в гнезда цепи и проталкивают шаблон, осуществ¬
ляя подачу. Шаблон может прижиматься к кольцу с помощью
суппорта, перемещаемого в пазах стола, имеющего ось для
установки шаблона, или роликовыми прижимами.
При массовом производстве криволинейных деталей фрезе¬
рование производят на карусельно-фрезерных станках (рис. 125)
378

Диаметр фрезы, мм
или специализированных — СТ400А. Такие станки имеют вра¬
щающийся круглый стол 1, на котором закреплены шаблоны 2
для обрабатываемых заготовок 3. Заготовки в шаблонах бази¬
руются по линейке и упору и закрепляются с помощью автома¬
тически действующих пневмоприжимов. Два электрифицирован¬
ных шпинделя 4 с фрезами 6 и копирующими шпинделями
закреплены на суппортах 5, которые сжатым воздухом прижима¬
ются копировальными роликами к рабочим кромкам шаблонов.
Копировальные ролики установлены соосно с фрезами. Поэтому
при вращении стола фрезы обрабатывают заготовки соответ¬
ственно профилю кромок шаблона. Фреза первого по ходу за¬
готовки шпинделя может обрабатывать начерно, снимая основ-
379

и ^
№	/
\—а
5	4
Рис. 125. Схема карусельно-фрезерного станка
Рис. 126. Схемы копировально-фрезерных станков:
а — горизонтальный; б — вертикальный
ной слой, а вторая зачищает поверхность. Для уменьшения ве¬
роятности сколов при фрезеровании на карусельно-фрезерных
станках на втором шпинделе возможно применение попутной
подачи. Наряду с дпухшпиндельными станками имеются одно-
шпнндельпис фрезерные станки с карусельным столом. Прин-
380

цие действия их аналогичен описанному. Для изготовления де¬
талей сложных криволинейных форм используют копировально-
фрезерные станки-автоматы. Принципиальная схема действия
такого станка показана на рис. 126, а. Станок имеет рабочий
стол 1, совершающий возвратно-поступательные движения в го¬
ризонтальной плоскости, как показано стрелками. Стол имеет
два центра 9 для базирования заготовки во время фрезерова¬
ния ее со всех сторон. Подлежащие обработке заготовки € за¬
гружают стопой в бункер 5. При крайнем левом положении
стола, как показано на схеме пунктиром, толкатель 7, приво¬
димый в движение гидроцилиндром 8, выталкивает пижшою
в стопе заготовку из бункера на загрузочный стол 4 до упора
в линейку 3, где заготовка автоматически зажимается цент¬
рами 9. При дальнейшем перемещении стола вправо заготовка
обрабатывается с четырех сторон фрезерными головками, из
которых головки 10 и 11 фрезеруют верхнюю и нижние пласти,
а головки 12 и 13 — боковые. Формы фрезерования достигаются
при помощи пространственного шаблона-копира 2, по которому
обкатываются копировальные ролики, связанные через систему
рычагов с фрезерующими головками.
На схеме показана кинематическая связь копира только
с одной фрезерной головкой. Аналогичные связи имеют все ос¬
тальные головки. При достижении столом крайнего правого
положения обработанная заготовка автоматически освобожда¬
ется из центров и сбрасывается в приемное устройство, а стол
станка холостым ходом возвращается в исходное положение.
Для получения необходимого качества обработки шпиндели
фрезерных головок имеют частоту вращения 12 000 мин-1, ско¬
рость подачи при этом может быть до 15 м/мин, скорость хо¬
лостого хода стола 30 м/мин. Имеются копировально-фрезерные
станки, работающие по иному принципу. В них копир и заго¬
товка имеют возможность синхронно поворачиваться вокруг оси
центров их захвата, а фрезерующая головка имеет жесткую
связь с копировальным роликом, который обкатывает копир при
его повороте и при перемещении каретки. Благодаря такой кон¬
струкции станка получают детали сложной конфигурации. Так,
можно сблокировать с одним копиром обработку нескольких
заготовок благодаря параллельному совмещению операции.
Фрезерование канавок, гнезд и сложных контуров у заготовок
выполняют на копировально-фрезерных станках с верхним рас¬
положением шпинделя. Принципиальная схема такого станка
показана на рис. 126, б.
В столе 3 станке есть выступающий палец-копир 1. По одной
оси с копиром над столом находится высокооборотный электро¬
двигатель 5, несущий шпиндель со сменной концевой фрезой 6.
Заготовку 4 для обработки крепят в специальном шаблоне 10.
На нижней стороне шаблона изготавливают пазы по контуру,
38)

который необходимо сделать в заготовке фрезерованием. Шаб¬
лон устанавливают на столе так, чтобы палец копира находился
в пазу шаблона. Перемещение шаблона по столу ограничива¬
ется пальцем и фермой имеющегося паза. Электродвигатель
с фрезой может перемещаться в вертикальном направлении и
опускаться до упора винта 7 в одну из головок 8 поворотной
площадки 9. Винтом 7 и высотой упорных площадок можно ус¬
танавливать глубину фрезерования концевой фрезы. Подни¬
мают механизм резания с помощью педали 2. Точность обра¬
ботки на таком станке определяется точностью базирования за-
Рис. 127. Схема линии двустороннего фрезерования брусковых заготовок
СТ405:
I — участок загрузки; II — участок фрезерования; III — участок выгрузки заготовок
готовок в шаблоне. Для получения необходимого качества об¬
работки частота вращения концевых фрез должна быть свыше
18000 мин-*.
На рис. 127 показана схема высокопроизводительной линии
двустороннего профильного фрезерования брусковых заготовок
СТ405. Линия может работать в наладочном или автоматиче¬
ском режиме. При наладочном режиме все агрегаты управля¬
ются с центрального пульта. Линия включает три участка: за¬
грузки 7; двустороннего фрезерования II и разгрузки III. Кон¬
тейнер с уложенными заготовками помещают на подъемный
загрузочный стол 10 и по верхнему ряду заготовок устанавли¬
вают уровень загрузки. Толкателем 11 верхний ряд заготовок
сталкивается на промежуточный стол 12 до ограничительной
линейки. По промежуточному столу заготовки сдвигаются тол¬
кателем 13 на наборный стол 14. Толкатели 11 и 13 работают
периодически. Наборный стол 14 смещается вниз на шаг после
каждого срабатывания толкателя 13. После набора пакета за¬
готовок в нижнем положении стол 14 дает команду на пере¬
нос пакета перекладчиком 5 на каретку 3 с копиром. На ка¬
382

ретке пакет фиксируется пневматическими зажимами. Включа¬
ется привод каретки 3. Она совершает рабочий ход по направ¬
ляющим 1, во время которого фрезерные суппорты 2 фрезеруют
с двух сторон профили у всех заготовок пакета. Скорость по¬
дачи от 3 до 16 м/мин. После возвращения каретки в исходное
положение 9 зажимы освобождаются, пакет переносится на ро¬
ликовый конвейер 4, по которому он перемещается до упорной
линейки и после чего сталкивается на стол 7 и далее на подъ¬
емный стеллаж 8. Толкатель 6 используется для сталкивания
деталей в контейнер при наладочном режиме работы. Имеются
поточные линии, обеспечивающие профильное фрезерование
кромок с последующим их облицовыванием по способу «Софт-
форминг». Виды профилей кромок, облицованных таким мето¬
дом, показаны на рис. 128.
Рис. 128. Виды кромок, получаемых фрезерованием и облицовыванием
методом «Софтформияг»
383

Рис. 129. Схемы формирования гнезд и отверстий:
с, б — спиральным сверлом; в, г, д — концевой фрезой; е— долбяком: ж— фрезерной
цепью; э, « — специальным инструменты
Выборка продолговатых гнезд. В деталях изделий из дре¬
весины для соединения их между собой необходимо иметь со¬
ответствующей формы пазы, продолговатые гнезда. Отверстие
условно отличается от гнезда тем, что оно сквозное; гнездо
имеет дно. Формы гнезд, используемые для соединения деталей,
применяемые для их изготовления станки и инструмент пока¬
заны на рис. 129.
Трудозатраты и точность выборки гнезд
Относительные Отклонения
Инструмент	трудовые	по ширине
затраты	гнезда, мм
Фреза 	 1,0	0,3—0,75
Фрезерная цепь		 1,5	0,4—1,0
Спиральное сверло 	 2,1	0,2—0,7
Концевая фреза		 2,0	0,2—0,7
Полое долото	 2,5	0,2—0,5
Наиболее простым и производительным способом является
выборка пазов и гнезд на фрезерном станке по упорам при не¬
сквозном фрезеровании. При этом гнездо получается сегмен¬
тообразным по форме и размеру режущего инструмента. Вхо¬
дящий в такое гнездо шип должен быть значительно уже его
384

длины. Б го положение в гнезде не ограничивается боковыми
стенками. Этот вид шипового соединения можно применять
только там, где не нужно точного базирования шипа в гнезде,
он не испытывает действия усилии, направленных на его
кромку, а образующие зазоры по кромкам не видны в изделии.
Такие соединения используют для установки средних брусков
в рамках и бобышек, применяемых для увеличения жесткости
рамок и коробок. На цепно-долбежных станках гнезда выби¬
рают фрезерной цепью.
Заготовку базируют на столе станка но лппенкс и упору.
В зависимости от требуемого размера отверстии выбирают це¬
почку и линейку. После установки линейки с цепочкой на суп¬
порт регулируют рабочий ход суппорта относительно стола
с учетом нужной глубины отверстия или гнезда. Прижимную
линейку стола устанавливают так, чтобы цепь располагалась на
нужном расстоянии от боковых поверхностей заготовки. С по¬
мощью боковых передвижных ограничителей и упора регули¬
руют величину перемещения стола, определяющего длину изго¬
тавливаемого гнезда и его положения относительно торца за¬
готовки.
Изготавливаемые па ценно-долбежном станке гнезда имеют
закругленные углы дна. Чтобы обеспечить плотность соедине¬
ния шипа с таким гнездом по периметру, необходимо гнездо
выбирать с запасом в глубину не менее чем на величину ра¬
диуса концевого ролика направляющей линейки плюс толщина
фрезерной цепочки по кромкам резания. Наименьшие размеры
гнезд, изготавливаемых с применением фрезерных цепей и на¬
правляющих линеек, ограничены минимальными звеньями фре¬
зерных цепей 40x6 мм. Наибольшие размеры гнезд, выбирае¬
мых за одну установку, по ширине определяются шириной це¬
почки, а по длине величиной возможного перемещения стола
станка — примерно 400 мм. Одно гнездо или отверстие в заго¬
товке выбирают, применяя один упор. Два одинаковых гнезда,
расположенных в заготовке в одну линию, можно выбирать за
две установки, меняя положение упора. Эту работу можно вы¬
полнить и за одну установку при двух позициях заготовки, при¬
меняя два упора. Базируя заготовку по левому упору, выбирают
правое гнездо; перемещая заготовку вправо до правого упора,
выбирают левое гнездо. Погрешности длин заготовок при этом
будут отражаться на погрешностях расположения гнезд.
При работе на цепно-долбежном станке следует соблюдать
следующие основные правила: подача цепи должна быть плав¬
ной; за один прием не следует выбирать глубину более 70 мм;
длинные гнезда следует фрезеровать сначала в одном конце,
затем в другом так, чтобы при работе цепн в промежутке ме¬
жду этими проходами резание происходило восходящей ветвью
фрезерной цепи; для предотвращения сколов при выходе цепи
13 Заказ № 2177
385

необходимо применять подпорный брусок; не допускать излиш¬
него натяжении и слабины фрезерной цепи. Оттяжка депи от
линейки не должна быть в средней ее части более 8 мм; цепь
и звездочки должны иметь ограждения.
Режим резания на цепно-долбежных станках
Скорость резаытш цепочки,	ы/с	2,5—10
Скорость вертикальной подачи, мм/с:
при глубине до 60 мм		 30—25
то же до 100 мм 	20—30
то же свыше 100 мм		10—20
Скорость боковой^подачи,	%	от вертикальной 	50—70
Схема организации рабочего места у цепно-долбежного
станка показана на рис. ЛЬ, д. Цепно-долбежные станки до¬
статочно производи гел1.пы н обеспечивают необходимую точ¬
ность для изготовления строительных изделий. Недостатком их
являются частые сколы в месте выхода фрезерной цепи. По
этой причине их нельзя использовать при выборке гнезд малых
размеров в облицованных деталях. Для этой цели применяют
сверлилвно-пазовальные станки. Порядок работы на горизон¬
тальном сверлильно-пазовальном станке показан на рис. 130.
Выбирают пазы (гнезда) сверлом или концевой фрезой соот¬
ветствующего диаметра. Режущий инструмент имеет, кроме вра¬
щения, осевую и боковую подачи относительно заготовки.
Станки бывают с ручной и механизированной подачей. При
ручной подаче рабочий с помощью двух рычагов надвигает суп¬
порт на заготовку, а боковую подачу выполняет путем переме¬
щения стола. Настраивают станок по пяти размерам (рис.
130, б): а — ширина паза (гнезда); б— расстояние паза от
пласти заготовки; в — глубина паза; г — расстояние паза от
торца; d— длина паза.
Размер а зависит от диаметра сверла и его биения. Размер
б обеспечивается настройкой положения стола по высоте. На¬
правление и элемент регулирования показаны стрелками. Раз¬
мер в по глубине паза определяется положением упора, огра¬
ничивающего глубину надвигания сверла. Расстояние паза от
торца и длина его достигаются перемещением винтов, ограни¬
чивающих боковое передвижение каретки станка, на которой
базируется заготовка.
Приемы выборки пазов на сверлильно-пазовальных станках
с ручной подачей меняются в зависимости от вида применяе¬
мого инструмента. Обычно используют спиральные сверла и
концевые фрезы. При работе со спиральными сверлами следует
помнить, что у них режущая кромка только на торцовой части.
Боковые спиральные кромки при сверлении не производят ре¬
зания. Они только отводят стружки из зоны резания. У конце¬
вых фрез режущие кромки находятся как на торцовых, так и
386

Рне. 130. Порядок работы на горизонтальном сверлильно-пазовальном станке:
а принципиальная схема действия: / — шпиндель; 2 — заготовка; S — регулируемый
упор, 4 — стол; 5 — гндроцилиндр; 6 — переключатель; 7 — механизм осцилляций; 8 —
электродвигатель; б -* порядок настройки станка:	/ — по ширине гнезда; II — рас¬
стояние гнезда от власти детали; ///— глубина гнезда.: IV — расстояние гнезда от
торца; V — длина гнезда
на боковых гранях. Концевые фрезы различают: по количе¬
ству боковых режущих граней — однозубые, двухзубые; по по¬
ложению оси вращения - затылованные и незатылопанные; по
материалу — стальные или с твердым сплавом.
Стальные фрезы делятся на три типа. Тип 1 нсзатылован-
ные и тип 2 затылованные однозубые применяются для фрезе¬
13*
ЗВ7

рования по контуру, тип 3 — для выборки пазов (гнезд). Одно¬
зубые фрезы работают только одной гранью, но имеют доста¬
точный объем впадины для стружки. Их изготавливают диа¬
метром от 3 до 25 мм. Небольшие диаметры концевых фрез и
высокая частота вращения их (24000 мин-1) требуют строгого
регулирования подачи на зуб в зависимости от заглубления
фрезы. Длина консольной части фрезы I должна быть мини¬
мальной. С уменьшением диаметра фрезы подача на зуб и
длина консольной части должны уменьшаться для предотвра¬
щения поломок. Тонкие концевые фрезы часто ломаются из-за
превышения подачи или чрезмерного заглубления их. При об¬
работке твердых материалов применяют концевые фрезы, ос¬
нащенные пластинками твердого сплава (рис. 131, б).
При выборке пазов (гнезд) на сверлильно-пазовальном
сгапкс с помощью спирального сверла и концевой фрезы важ¬
ным моментом является необходимость ограничения размера
паза последовательным высверливанием отверстий по его кон¬
цам. Затем, высверливая отверстия торцовой режущей гранью
спирального сверла, последовательно удаляют материал в про¬
межутке между крайними отверстиями. После этого, не выни¬
мая сверла, поперечными движениями расчищают все гнездо.
При работе спиральным сверлом необходимо следить за тем,
чтобы усилие резания распределялось на режущие торцовые
кромки симметрично. Если симметричность сил резания нару¬
шить, то возникнет изгибающий сверло момент, который при¬
ведет к поломке сверла. Работа концевой фрезой может выпол¬
няться иным порядком, поскольку она имеет боковую режущую
кромку. Выборка паза при этом может производиться переме¬
щением фрезы от второй позиции к первой при заглублении
фрезы не более чем на два ее диаметра. Боковые стенки паза
при работе концевой фрезой формируются фрезерованием, а при
работе сверлом — сверлением с последующим скалыванием об¬
разующихся при этом выступов. По этой причине качество по¬
верхности боковых стенок паза при фрезеровании концевой
фрезой значительно лучше. Производительность работы с кон¬
цевыми фрезами выше, чем со спиральными сверлами, которые
требуют значительно большего количества проходов с затра¬
тами времени на холостой ход. Применение концевых фрез
обеспечивает повышение производительности в 1,2—1,5 раза по
сравнению с применением спиральных сверл. Осевая подача на
один оборот сверла и концевой фрезы зависит от твердости дре¬
весины от 0,1 до 2 мм. При боковой подаче при фрезеровании
торцовой фрезой от 0,5 до 0,65 мм на оборот (меньшие значе¬
ния для малых диаметров).
Сверление отверстий. Круглые отверстия сверлят на универ¬
сальных одно- или многошпиндельных вертикально-сверлиль¬
ных станках, или многошпиндельных специализированных, или
388

с
5
Рис. 131. Виды сверл и концевых фрез, применяемых для сверления отверстий:
о — сверла; 1 — подрезателъ; 2 — центр; 3 — режущая кромка; б — концевые фрезы
агрегатных, с использованием сверлильных силовых головок.
При сверлении круглых отверстий используют спиральные
сверла различных видов (рис. 131, а).
Па вертикальном одношпиндельном сверлильном станке
круглые отверстия в заготовках можно сверлить по разметке,
389

упору, шаблону п кондуктору. Сверление по разметке требует
затрат времени па разметку центров отверстий на каждой де¬
тали. Центры отверстий должны соответствовать пересечениям
линий, определяющих координаты отверстия относительно ба¬
зовых поверхностей. При этом могут быть погрешности при
разметке и при сверлении. Более производительно сверлить от¬
верстия по предварительно установленным упорам, базирую¬
щим заготовку относительно оси вращения сверла. Такое бази¬
рование обеспечивает одинаковое и более точное положение от¬
верстия у всех заготовок.
При сверлении нескольких отверстий одного диаметра, рас¬
положенных центрами осей также по одной линии, можно вос¬
пользоваться шаблоном, устанавливаемым относительно оси
сверла по имеющимся в его дне отверстиям, в которые входит
закрепляемый па столе сгапка соосио со сверлом палец. При
сверлении нескольких отверстий, расположенных не по одной
прямой линии, применяют кондуктор, представляющий собой
шаблон с базирующими поверхностями, по которым он накла¬
дывается на заготовку сверху.
Шаблон-кондуктор имеет отверстия, расположенные отно¬
сительно базирующих поверхностей, как предусмотрено чер¬
тежом на обрабатываемую деталь. По кондуктору все отвер¬
стия ъ заготовке сверлят за одну установку. Для каждого от¬
верстия меняют только позицию кондуктора относительно
сверла.
Отверстия по кондуктору можно сверлить ручным инстру¬
ментом. Точность сверления отверстий по кондуктору зависит
от точности базирования кондуктора на заготовке, точности
расположения отверстий и величины зазора между сверлом и
стенками отверстий в кондукторе. Для предупреждения быстрой
разработки сверлом отверстия кондуктора снабжаются втул¬
ками из закаленной стали. На многошпиндельных станках
шпиндели располагают в соответствии с положением отверстий
в заготовке относительно установочных баз. При этом возможно
сверление многих отверстий различных диаметров за одну ус¬
тановку. Производительность и точность работы многошпин¬
дельных сверлильных станков значительно выше, чем одно¬
шпиндельных. При этом, пользуясь принципом агрегатирова¬
ния, можно составить многошгшндельный сверлильный станок,
осуществляющий сверление всех отверстий в различных направ¬
лениях заготовки за одну установку. Скорость резания на свер¬
лильных станках зависит от твердости материала и может
быть от 0,2 до 4 м/с. Подача на оборот сверла также зависит
от твердости материала и находится в пределах от 0,1 до 2,2 мм.
Точность размера отверстий по диаметру зависит от центровки
сверла п уменьшается с увеличением размера и глубины от¬
верстия.
390

Диаметр отверстий, мм 	3—5	ti—10 II—25 20 -!>()
Отклонения, мм:
для неглубоких ...	. .	.	0,2—0,3	0,3—0,4	0,4—0,5	0,5 0,7
для” глубоких 	 0,4	0,5	0,8	1,0
Ыа рис. 132 показана схема агрегатного сверлильно-пазо-
вального станка СТ409 для сверления отверстий и фрезерова¬
ния пазов. Станок представляет пятипозиционпый агрегат ка¬
русельного типа. На четырех позициях установлены сверлильно-
пазовалъные головки. На первой и второй — вертикальные и
горизонтальные, на третьей и четвертой — вертикальные. За¬
грузка заготовок ручная, выгрузка — автоматическая. Передача
деталей на позиции осуществляется с помощью поворотного
стола 2, который периодически поворачивается на ЗбО'/Г) = 72'".
Вертикальная сверлильно-пазовальная головка I состоит из
двух пазовальных механизмов с приводом вращения шпинде¬
лей и их осцилляции. Горизонтальная головка 5 имеет два
шпинделя с правым и левым вращением. Головки работают
синхронно в автоматическом режиме. Организация рабочих
мест у сверлильных станков показана на рис- 118, е.
Окончательная обработка щитов. Для получения готовой де¬
тали в форме щита щитовые заготовки после облицовывания
окончательно обрабатывают. В состав стадии окончательной
обработки щитов входят следующие технологические операции:
опиливание щитов по периметру для удаления припуска и обес¬
печения взаимозаменяемости по размерам; фрезерование кро¬
мок по периметру для обеспечения требуемой формы сечения
кромок и периметра; сверление отверстий и пазов, необходи¬
мых для сборки изделия и установки метизов; зачистка по¬
верхностей для удаления дефектов предыдущих операций и под¬
готовка детали к отделке.
Необходимость и последовательность этих операций зависят
от конструктивных особенностей детали. Основными конструк¬
тивными моментами, обусловливающими различие в последо¬
вательности технологических операций по окончательной обра¬
ботке щитовых заготовок, являются: форма щита, форма и ме¬
тод оформления его кромки. По форме щиты могут быть прямо¬
угольными или со сложной формой периметра. Примеры раз¬
личного оформления кромок щитовых деталей из древесностру¬
жечных плит показаны на рис. 133.
Перечисленные операции окончательной обработки в зави¬
симости от условий могут выполняться в различной последова¬
тельности, а некоторые из них даже могут быть опущены. При
этом возможно укрупнение операций путем обобщения их и вы¬
полнения на одном рабочем месте с использованием специали¬
зированных устройств, В мебельном производстве использу¬
ются поточные линии, осуществляющие окончательную обра¬
ботку щитов. Имеются поточные линии, сформированные из
391

Рис. 132. Схема агрегатного сверлильно-пазовального станка СТ409:
/ — вертикальная головка; 2 — поворотный стол; 3— механизм снятия детали; 4-
роликовый конвейер; S — горнзонталъно-лазовальная головка

Рне. 134. Схемы обработки кромок облицованных древесностружечных плит:
1— подрезная пила; 2— комбинированная пила с дробилкой; 3—фреза цилиндриче¬
ская; 4 — фреза сборная раздвижная; 5 — подрезное устройство; 6 — фреза для вы¬
борки фальца; 7 — фреза коническая; 3 — нож дисковый; 9 —ролик опорный
станков общего назначения путем соответствующих устройств,
обеспечивающих технологическую связь между этими станками.
Линии различаются по охвату технологических операций обра¬
ботки щитов. На мелких предприятиях удобно организовать по¬
точные линии, дифференцируя окончательную обработку щитов
на участки: механической обработки кромок щитов в размер;
Рис. 133. Оформление кромок древесностружечных плит:
д 2, 3, 4 — строганым шпоном: 5, €, S, 9, 10. 11, 12 — обкладками из массивной древе¬
сины; 7 — пластмассовой обкладкой:	13,	14,	15.	16.	17,	13,	19,	20 — формирование
сложных профилей соединением различных обкладок
393

облицовывания кромок или приклейки обладок; сверления при¬
садочных отверстий; шлифования.
Такое деление на участки удобно для компоновки оборудо¬
вания. Длина каждого участка невелика. Наряду с такими ме¬
ханизированными участками окончательной обработки щитов
имеются полуавтоматические и автоматические линии, осу¬
ществляющие весь комплекс работ по окончательной обработке
облицованных щитов заготовок для изготовления мебели. Труд¬
ности в организации поточных линий заключаются в том, что
необходимо синхронизировать исполнение различных по прин¬
ципу технологических операций, например механическую обра¬
ботку по периметру и оформление кромок, сверление отверстий
и шлифование. Решить эту проблему стало возможным для
прямоугольных щптоп благодаря применению новых, прогрес¬
сивных материалов п технологических приемов — термопластич¬
ных клеев, кромочных облицовочных материалов, облицовыва¬
нию проходным методом, применению многошпнндельных при¬
садочных станков и др.
При организации поточных линий по окончательной обра¬
ботке облицованных и ламинированных щитовых заготовок не¬
обходимо было решить ряд сложных технических проблем. При
опиливании и фрезеровании облицованных тонким слоем щи¬
тов на их поверхности могут образовываться сколы. Для их
устранения при опиливании щита было предложено использо¬
вать специальные резцы, устанавливаемые перед пильным дис¬
ком неподвижно так, что при подаче щита к пильному диску
резец подрезает облицовочный слой на глубину чуть более его
толщины. Схемы обработки кромок древесностружечных плит
облицованных показаны иа рис. 134.
При удалении свесов облицовочного слоя с фрезерованием
кромки щита предлагается применение фрез со скошенными
резцами, как показано на рис. 135, д, е, ж, а для удаления све¬
сов облицовочного слоя без обработки кромки щита — угловые
и комбинированные фрезы (рис. 135, я—г). Применение таких
фрез обеспечивает соответствующее оформление фаски облицо¬
ванной детали и предотвращает образование сколов. При фре¬
зеровании кромок древесностружечных плит используют фрезы
с пластинками из твердых сплавов. Из-за структурных особен¬
ностей строения древесностружечных плит при фрезеровании их
кромок шероховатость в 1,5—2 раза выше, чем при фрезерова¬
нии пластей и цельной древесины. При этом шероховатость за¬
висит от плотности плит, подачи на зуб и затупления фрезы.
Оптимальная скорость резания при цилиндрическом фрезеро¬
вании древесностружечных плит 30—80 м/с, для концевых фрез
5—25 м/с. Подачу на зуб при цилиндрическом фрезеровании
можно довести до 0,4 мм при встречной подаче, а при попут¬
ной до 0,7 мм. Одним из прогрессивных технологических
394

решений по оформлению кромок щитовых деталей является ис¬
пользование кромочных облицовочных материалов, изготавли¬
ваемых в виде непрерывной ленты. Применение рулонных об¬
лицовочных материалов на основе бумаги или синтетических
пленок с использованием термопластичных клеев-расплавов по¬
зволило процесс облицовывания кромок производить в потоке
проходным способом.
Кромочные материалы с отделанной лицевой поверхностью
не шлифуют и не отделывают. В некоторых случаях еще ис¬
пользуют для облицовывания кромок полоски строганого шпона
или листового кромочного материала. Применение строганого
шпона требует в дальнейшем его шлифования и отделки. Это
усложняет весь технологический процесс и устройство поточных
линий, по технически решено и применяется на практике. На
рис. 113 и 127 показаны поточ¬
ные линии для окончательной
обработки брусковых и щитовых
заготовок. Для специализиро¬
ванных предприятий в настоящее
время разрабатываются н изго¬
тавливаются комплекты дерево¬
обрабатывающего оборудования:
для производства стульев —
СТ400С; для изготовления окон¬
ных блоков — ОК2500; для двер¬
ных блоков — ДВ250; паркета —
Рис. 135- Удаление свесов облицовоч¬
ного слоя фрезами:
а, б, в, г — без обработки кромок; д. е, ж —
с обработкой кромок щита
Рис. 136. Схема устройства циклеваль-
ного станка и ножа:
а — станок: 1—заготовка; 2— механизм по¬
дачи; 3—нож (цикля); б — форма ножа
(цикли) после заточки и правки
395

ПАРК-700 и П206; панелей деревянных домов — ПДК250 и
ПДМ-1; для несущих клееных деревянных конструкций —
КДКЮ. Цифры указывают производительность комплекта
в единицах учета за год, а последние, добавляемые две цифры—
номер модели.
§ 40. ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ К ОТДЕЛКЕ
Детали изделий, подлежащих отделке, должны иметь глад¬
кие поверхности шероховатостью Rrn шах ^32 мкм при отделке
полиэфирными лаками и кроющими эмалями. При отделке ни-
троцеллюлозными и полиуретановыми лаками шероховатость по
Ат так ограничена 16 мкм. Все поверхности деталей из древе¬
сины п древесных материалов не должны иметь дефектов
механическом обработки и виде ноли, сколов, заусенцев и вор¬
систости. 11о этим причинам механическую обработку всех де¬
талей заканчивают зачисткой поверхности циклеванием, шлифо¬
ванием или термопрокатом. Эти конечные технологические
операции осуществляют с минимальным снятием слоя или не¬
большой упрессовкой, не оказывающей существенного влияния
на точность размеров деталей. Основная цель этих операций —
достижение требуемых характеристик поверхностей по шерохо¬
ватости.
Циклеванием называют особый вид строгания поверхности
специальным ножом-циклей. Циклюют на циклевальных стан¬
ках, имеющих мощный механизм подачи заготовки относительно
неподвижно закрепленной цикли. Принципиальная схема дейст¬
вия циклевального станка показна на рис. 136. При циклевании
скорость резания соответствует скорости подачи. При проходе
заготовки через станок нож-цикля снимает с иижней ее части
сливную стружку толщиной до 0,15 мм. При сравнительно
большом переднем угле резания обеспечивается большая де¬
формация стружки и поэтому сколов на поверхности не обра¬
зуется. Благодаря таким условиям резания циклевание обеспе¬
чивает за один проход высокое качество поверхности, соответ¬
ствующее Ammax^l6 мкм. Нож циклевального станка делают
из стальной пластины толщиной 2 мм. Заточку делают с двух
сторон. К материалу для ножа циклевального станка предъяв¬
ляют особо высокие требования. Он должен быть стойким к за¬
туплению, но поддаваться наклепу, обладать некоторой пластич¬
ностью для того, чтобы после заточки можно было отжать оп¬
равкой лезвие-жало (рис. 136, б). Лезвие цикли должно быть
не только острым, но и ровным. Всякие отступления лезвия от
прямой линии будут оставлять след на циклеванной поверхно¬
сти. Циклевание производят вдоль волокон. Хорошо циклюются
лиственные и твердые породы. Мягкие и хвойные породы
обычно не циклюют. Циклевать можно массивные детали и об¬
396

лицованные строганым шпоном, как брусковые, так и щитовые.
Процесс циклевания является производительным и эффсктпи
ным. Сложность осуществления его заключается в том, что де¬
тали, одновременно обрабатываемые на циклевальном станке,
должны иметь разнотолщипность не более толщины снимаемого
циклей слоя — 0,15 мм. Такую точность поддерживать в мас¬
совом производстве технически трудно н экономически нера¬
ционально.
При дальнейшем совершенствовании техники механической
обработки заготовок, обеспечивающей высокую точность раз¬
меров без особых затрат, циклевание найдет широкое примене¬
ние из-за простоты, высокой производительности и эффектив¬
ных результатов. Скорость подачи при циклевании может быть
до 200 м/мин. Исправляют местные дефекты обрабатываемой
поверхности зачисткой, применяя ручное циклевание. Для руч¬
ного циклевания цикля обычно тоньше и затачивается по-дру¬
гому. При ручном циклевании снимается стружка периодически
в разных местах поверхности. При этом не может быть достиг¬
нуто выравнивание всей поверхности, как при циклевании на
станке. Ручное циклевание применяют в тех случаях, когда при¬
ходится исправлять поверхности после сборки изделия, перед
его отделкой {например, после настила паркета, установки еще
не отделанного оборудования вагонов или кают кораблей).
{Более широкое распространение имеет шлифование. Ин¬
струментом для шлифования является шлифовальная шкурка,
представляющая собой гибкую основу, к которой прикреплены
абразивные зерна- Шлифовальные шкурки различают по виду
использованных материалов абразивных зерен — насыпки, ос¬
новы и связки^ Марки абразивных материалов для шлифоваль¬
ных шкурок:
Электрокорунд нормальный
Электрокорунд белый . .
Электрокорунд легированный
Монокорунд
Карбид кремния зеленый
Карбид кремния черный -
Кремень
Стекло
Для основы используют бумагу ГОСТ 6456—82, хлопчатобу¬
мажные ткани ГОСТ 5009—82, армированную основу, стекло¬
ткань или синтетическую основу. Шкурки на тканой основе
в 3—4 раза прочнее, чем на бумажной. В качестве связи ис¬
пользуют мездровый или синтетический клей. В зависимости
от этого шлифовальные шкурки делят на водоупорные, способ¬
ные работать при смоченной поверхности, и неводоупорные. Од¬
ной из важнейших характеристик шлифовальных шкурок яв¬
ляется номер зернистости — размер абразивных зерен. Номер
ISA, 14А, 13А
24А, 23А
37А, 35А, 34А
45А, 44А, 43А
64С, 63С
Б5С, 54С, БЗС
81 Ко
397

зернистости шлифовальных шкурок определяется по габариту
абразивных зерен в сотых долях миллиметра. Например, шли¬
фовальная шкурка зернистостью № 6 имеет в пасынке преоб¬
ладающее количество абразивных зерен размером 6X0,01 =
=0,06 мм, а при зернистости № 25 — 0,25 мм. Шлифовальные
шкурки но износостойкости разбивают на три класса: А, Б и
Б. Наиболее износостойкие шкурки класса А. Расход шлифо¬
вальных шкурок зависит от прочности и зернистости. Всегда
расходуется больше шлифовальных шкурок крупной зернисто¬
сти. Например, при шлифовании щитов в мебельном производ¬
стве расход шлифовальных шкурок в зависимости от зернисто¬
сти распределяется примерно так, %: зернистостью № 25 16 —
40; № 12 10—35; № 8 6—25. Расход шлифовальных шкурок от¬
носительно шлифуемых поверхностей древесины в зависимости
от зернистости и вида основы приведен шике {%).
№ зернистости шнурок
25	16	12	10	8	6
На бумажной основе 	 3,6	3,2	3,1	2,3	2,3	2,0
На тканой основе 	2,4	2,1	2,1	1,5	1,5	1,3
Для повышения эффективности работы шлифовальные
шкурки целесообразно изготавливать на рельефных тканях.
Рельефность ткани основы увеличивает объемы пространства
между абразивными зернами в 1,4 раза. Сошлифовываемая
с поверхности пыль не задерживается между зернами, благо¬
даря этому стойкость таких шлифовальных шкурок повышается
в 2 раза. Шлифуют древесные материалы на шлифовальных
станках преимущественно вдоль волокон.
Шлифовальные станки отличаются размерами, расположе¬
нием и сочетанием шлифующих органов и механизмов подачи.
Процесс шлифования в производстве изделий является слож¬
ным и трудоемким. В нем взаимосвязаны многие факторы, и
проявляются они в конечном результате при их взаимодействии
на основе случайных сочетаний. Это осложняет возможности
определения оптимальных параметров режимов и их поддер¬
жания.^Трудоемкость процесса шлифования в мебельном про¬
изводстве составляет 12—13% общей трудоемкости. Шерохова¬
тость получаемой при шлифовании поверхности зависит от
плотности материала, зернистости шкурки, исходной шерохова¬
тости, скорости резания, скорости подачи, усилия прижима шли¬
фовальной шкурки к шлифуемой поверхности, времени работы
шкурки и др. Изменяя любые из этих параметров, можно ока¬
зывать влияние на конечный результат шлифования — вели¬
чину Rm шах И Rz.
Исследованиями процесса шлифования древесины опреде¬
лены практические пределы изменения основных режимных па¬
раметров. Шлифуют древесные материалы со скоростью 20
30 м/с. На лги гочно-шлифовальных станках давление на шли-
398

Рис. 137. Номограмма для опре¬
деления зернистости шлифопалъ-
ных лент
I Высота неровностей, мкм
10 20 30 40 50 ВО 70 ВО SO ЮО121130
фовальную шкурку дости¬
гает 100 кПа, на барабан¬
ных— 1,2 дан/см. Устойчи¬
вость работы шлифопаль-
ной шкурки наступает че¬
рез 8—10 мин с начала
шлифования. В начальный
период шлифования имею¬
щиеся единичные крупные
зерна в насыпке оставляют
на поверхности местные
глубокие царапины.
Процесс формирования
поверхности при шлифова¬
нии отличается от процесса
резания при циклевании.
Если при циклевании не¬
ровности на поверхности удаляются срезанием сплошного слоя
древесины, то при шлифовании срезание осуществляется не¬
равномерно множеством микрорезцов — зерен шкурки. Конеч¬
ная шероховатость поверхности при шлифовании зависит при
постоянных режимах от зернистости шкурки. На рис. 137 при¬
ведена номограмма, позволяющая решать практические задачи
по выбору зернистости шлифовальных шкурок в зависимости
от начальной и конечной шероховатости. Линия А связывает
исходную шероховатость и зернистость шкурки для первого
прохода. Линия Б связывает среднюю шероховатость поверх¬
ности после шлифования по применяемым режимам. Наклон¬
ные кривые В и Г показывают диапазон разброса шерохова¬
тости при шлифовании шкурками различной зернистости. По
этой же номограмме можно определить необходимый мини¬
мальный слой для сошлифования при достижении предельной
шероховатости для данной зернистости шкурки. Как показано
пунктирной линией, для шкурки зернистостью № 32 необходимо
сошлифовать слой толщиной 73 мкм. Средняя шероховатость
при этом будет /?тГпах = 48 мкм. Стрелками показано решение
по выбору зернистости шкурок и числу необходимых проходов
при исходной шероховатости /?щшах = 65 мкм и конечной
7?mmax=16 мкм. Как видно, для этого необходимо использовать
тройное шлифование шкурками зернистостью № 25, 12 и 6.
На рис. 138 дана графическая модель связи технологиче¬
ских параметров при шлифовании древесных материалов с уче¬
том всех основных параметров, влияющих на процесс щлифова-
399

ж шсрекеевтовт
исхоВная, мнм
Ж Зернистость шнурки',#*
6 5 6 S /0/2 IS 20 25 30 40 SB 9В70 50 40
Л V.
ШлифоВальнр/е стан/ш:
Д -^.ленн/оинте л Висневь/е
Б ■■ ВараВанные
Б 0,2	О//	0.6	08 1.2
I Давление лри шлифовании,
дан/см
Рис. 138. Графическая модель связей, параметров шлифования древесины
ния. Модель построена для условия достижения заданной ше¬
роховатости одноразовым шлифованием лентой шириной 160 мм.
Если ширина ленты в направлении подачи будет Н, мм, то
скорость подачи должьа быть умножена на коэффициент К
(К=Н/160). Если предусмотрено многоразовое шлифование
с применением п шлифовальных лент различной зернистости,
Рис. 139. Схемы основных видов шлифовальных станков:
/, 2 — дисковые; 5, 4, 5, 6 — барабанные: 7—13 — ленточные; 14 — щеточный
Рис. )40.Схсмы компоновки линии шлифования щитов:
а — грубое шлифование; 6 — чистое шлифование без поворота щита; в — то же с по¬
воротом; / — зягручпнк; 2, 4, 5 — шлифующие агрегаты, 3— загрузчик; 5-“Конвейер:
7 — кантователь
400

//
Г/V/f/ ‘ТТ.

то расчет ведут по зернистости последней ленты, увеличив по¬
лученную по номограмме скорость в п раз. Порядок пользова¬
ния номограммой показан стрелками. Номограммы достаточно
полно описывают процесс шлифования и могут быть применены
для практических целей при ручной и механизированной по¬
даче. Шлифовальные станки легко встраиваются в поточные
и автоматические линии. На рис. 139 показаны схемы основных
видов шлифовальных станков.
На рис. 140 даны схемы вариантов компоновки линии шли¬
фования щитовых заготовок. Вариант по схеме рис. 140, б не
требует поворота щита и обеспечивает чистое шлифование, по¬
этому принято считать его оптимальным. Производительность
поточных линий для шлифования зависит от размера и коли¬
чества последовательно установленных на них шлифующих
агрегатов. При использовании широкой шлифовальной ленты и
двух последовательных агрегатов скорость подачи при шлифо¬
вании древесины может быть до 45 м/мин, обеспечивая шеро¬
ховатость поверхности до /?ттах=16 мкм. Организация рабо¬
чих мест у шлифовальных станков зависит от типа станка и
размеров шлифуемых заготовок. По характеру выполняемых
работ рабочее место у шлифовальных станков должно иметь
хорошее освещение и вытяжку пыли. При шлифовании 1 м2 по¬
верхности образуется около 300 г древесной пыли. Поэтому
работа на шлифовальных станках без отсоса и очистки воздуха
запрещается.
Процесс шлифования с технической точки зрения является
несовершенным для производства. Его несовершенство опреде¬
ляется трудоемкостью, высокой энергоемкостью, значительными
расходами на инструмент и удаление пыли, пожароопасностью
и запыленностью помещений и атмосферы. Совершенствуются
технологические приемы, устраняющие необходимость шлифо¬
вания древесины. Это возможно при условии применения та¬
ких видов режущего инструмента и технологических режимов
механической обработки заготовок, которые обеспечивали бы
получение поверхностей с шероховатостью, допустимой для от¬
делки. При отделке синтетическими пленками поверхности не
шлифуют. Это один из приемов решения данной проблемы. Обли¬
цованные строганым шпоном щитовые детали могут быть под¬
готовлены к отделке термопрокатом. Термопрокат является од¬
ним из перспективных методов повышения качества обрабаты¬
ваемой поверхности древесины без удаления слоя. Принцип тер¬
мопроката заключается в том, что при воздействии нагретых
полированных валков на поверхностные слои древесины проис¬
ходит их уплотнение с пластической деформацией неровностей
и образованием тонкой пленки из расплавленных смол и ка¬
меди древесины. Благодаря эффекту проутюживання и прояв¬
лению этой пленки поверхность строганого шпона становится
402

гладкой, без порса н мшистости. Термопрокат осуществляют
при давлении I—4 МПа, скорости проката от 2 до 12 м/мпн,
при температуре валком соответственно скорости от 160 до
200 °С. Для получения аналогичного эффекта поверхность стро¬
ганого шпона смачивают специальными составами с последу¬
ющей подпрессовкой их между полированными прокладками
в прессе с горячими плитами. Термопрокат более прогрессивен,
поскольку осуществляется проходным методом п может быть
непосредственно включен в поточное производство. Тсрмопро-
кат используют для подготовки поверхности древесины под от¬
делку нитроцеллюло.шымн лаками.
§ 41. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ
Требования к влажности заготовок. В результате вторичной
механической обработки получают готовые детали, которые
должны отвечать всем требованиям нормативной документации.
Для завершения технологического процесса производства изде¬
лий изготовленные детали должны быть взаимозаменяемыми и
качественными. Это обеспечивается соответствующим контро¬
лем после завершения технологических операций окончательной
обработки заготовок и подготовки к отделке. Древесины гигро¬
скопична и способна при изменении влажности воздуха изме¬
нять свои размеры. Для сохранения точности размеров изго¬
товленных деталей необходимо, чтобы возможное изменение
влажности древесины на протяжении дальнейшего пребывания
их в производственном помещении не оказывало существенного
влияния на размеры, определяющие взаимозаменяемость дета¬
лей. Исследования показали, что в производственных условиях
детали, влажность древесины в которых на I—1,5% выше или
на 3—3,5 % ниже равновесной влажности древесины, соответ¬
ствующей условиям цеха, практически не изменяют свою влаж¬
ность при нормальной температуре.
Изменение влажности древесины для всех пород одинаково.
Имеется характерная зона в пределах выше 1,5 % и ниже 3 %
равновесной влажности, в которой влажность древесины прак¬
тически при хранении в условиях производства не изменяется.
Это показывает, что для обеспечения стабильной влажности
древесины на протяжении всего производственного цикла необ¬
ходимо изготавливать детали из древесины влажностью в пре¬
делах 6—10%- Установленный предел влажности иногда назы¬
вают эксплуатационной влажностью древесины. При эксплуата¬
ции изделий в отапливаемых помещениях влажность древесины
в них изменяется в этих же пределах.
Если технологические приемы определяют необходимость из¬
менения влажности древесины в деталях свыше этих пределов
(смачивание, нагрев и т. п.), то необходимо принять меры для
403

того, чтобы принести их влажность в установленные пределы
первоначальном влажности. Учитывая это, устанавливают пре¬
делы оптимальной влажности древесины после сушки с учетом
возможных изменений ее.
Массивная древесина для деталей изделий, эксплуатируе¬
мых в закрытых и отапливаемых помещениях, должна быть вы¬
сушена до 8±2%, щиты — до 7±1 %; облицовочный шпон, фа¬
нера— до 6 ±1 %. Как видно, для обеспечения взаимозаменяе¬
мости готовых деталей при хранении их в производственных ус¬
ловиях необходимо сушить древесину до влажности ниже 10 %.
[шли эксплуатационная влажность древесины в изделиях отли¬
чается от установленных пределов 8±2%, то при изготов¬
лении таких изделий необходимо древесину сушить до соответ¬
ствующей влажности, а в производстве создать такие условия,
которые сохранят эту влажность в установленных пределах.
Для этого можно применять кондиционирование воздуха в про¬
изводственных помещениях или организовать хранение дета¬
лей в специальных камерах или контейнерах, которые не до¬
пускают изменения их влажности. Такое хранение целесооб¬
разно для технологических выдержек после склеивания и об¬
лицовывания для предотвращения коробления. Категории ка¬
чества сушки должны соответствовать установленной точности
деталей: первая категория сушки для деталей 10—11-го квали-
тетов, вторая— 12—14-го; третья—15-го; четвертая — все ос¬
тальные.
Верхний предел влажности устанавливается в соответствии
с нормативно-технической документацией. Влажность заготовок
должна быть на 1 % ниже этого предела. Допускаемый пере¬
пад влажности зависит от толщины материала и категории ка¬
чества сушки.
Толщина материала, мм 	До	20	21—40	41—60	61—80
Перепад влажности по сечению, %:
I категории	 1,5	2,0	2,5	3,0
II и III категорий 	 2,0	3,0	3,5	4,0
Пиломатериалы и заготовки после сушки не должны иметь
внутренних напряжений. Внутренние напряжения устраняют
тепловлагообработкой. После сушки материалы рекомендуется
выдержать в остывочном помещении в плотных штабелях до
охлаждения и выравнивания влажности.
Требования к точности оборудования. Точность размеров и
формы изготавливаемых деталей в большой степени зависит
от точности применяемого оборудования. Необходимая точ¬
ность взаимозаменяемых деталей из древесины и древесных
материалов установлена комплексом стандартов ГОСТ 6449.
1—82, ГОСТ 6449.5—82. В общем случае условия взаимозаме¬
няемости можно обеспечить на оборудовании любой точности.
404

Мо при использовании оборудования низкой точности будут
появляться потери при отбраковке изготовленных деталей, ко¬
торые не соответствуют условиям взаимозаменяемости. Стои¬
мость годных деталей при этом окажется высокой. По этой
причине применяемое оборудование низкой точности будет эко¬
номически невыгодным. Слишком высокая точность оборудова¬
ния также неоправдана, поскольку повысится стоимость его об¬
служивания и снизится производительность. Точность оборудо¬
вания, применяемого при изготовлении взаимозаменяемых де¬
талей, должна соответствовать установленной точности деталей.
Технологическая точность работы станка определяется по¬
лем рассеяния размеров при одной настройке. При этом опре¬
деляются суммарные погрешности контролируемых размеров
детали. Техническое состояние станка оценивается его геомет¬
рической точностью: соответствием установочных поверхностей,
базирующих заготовки и режущий инструмент, геометрически
правильным формам; точностью взаимного расположения уста¬
новочных поверхностей относительно направлений основных пе¬
ремещений; соответствием фактических перемещений узлов
станка расчетным. Кроме того, в оценке состояния станка имеет
значение жесткость — сопротивляемость основных узлов дей¬
ствию возможных нагрузок при обработке заготовок. Геометри¬
ческую точность и жесткость станков проверяют технические
службы. Технологическая точность определяется технологами.
До последнего времени деревообрабатывающее оборудование
по точности делилось на четыре класса: нормальной Н; сред¬
ней С; повышенной П и особой точности О. Такое деление ус¬
ловно, лишено количественных характеристик, позволяющих
объективно оценивать и сравнивать оборудование по точности.
Оценку точности оборудования целесообразно увязать с точ¬
ностью получаемых на нем размеров по квалитетам ГОСТ 6449.
1—82, сопоставляя поле рассеяния формируемых па оборудова¬
нии размеров с допусками квалитетов.
По величине поля рассеяния деревообрабатывающие станки
можно подразделить на четыре класса точности соответственно
допускам следующих квалитетов: (О) класс особой точности
10—11; П — повышенной точности 12—14; С — средней 15—16;
Н —низкой 17—18. В зависимости от класса точности уста¬
навливают и требования к точности системы размерной на¬
стройки. Поле рассеяния системы размерной настройки (по¬
грешности настройки) должно быть для первого класса не бо¬
лее 0,1 от поля рассеяния размеров, формируемых на этом обо¬
рудовании; для второго— 0,2; третьего — 0,3 и четвертого--
0,4. Для проверки станка на технологическую точность его на¬
страивают на применяемый размер и обрабатывают 100 дета¬
лей. Полученные размеры измеряют с точностью до 0,01 мм
микрометром.
405

Результатами миших исследований установлено, что дере¬
вообрабатывающее оборудование дает рассеяние погрешностей
по нормальному закону распределения. Полученные размеры
группируют н анализируют для выявления возможных ошибок
при намерении. Для этого последовательно сравнивают вели¬
чины двух смежных размеров — максимальный и минимальный.
Исли разности между смежными размерами превышают опре¬
деленный для данной совокупности предел, то крайние значе¬
ния измерений погрешностей являются ошибками, их необхо¬
димо исключить. По оставшимся измерениям вычисляют сред¬
нее значение
X = ZXtln	(131)
1
и средпеквадр.т! нческое отклонение размера
s = Viz (*i-*?]/«,	(132)
где Xi — текущее значение измеренного размера; п—число из¬
меренных деталей.
По формуле о—65 находят поле рассеяния размеров, кото¬
рое характеризует технологическую точность станка. Для
оценки технологической точности станка в соответствии с уста¬
новленными по ГОСТ 6449. 1—82 квалитетами полученное поле
рассеяния сравнивают с допусками размера X по соответству¬
ющим квалитетам. Технологическая точность станка соответ¬
ствует тому квалитету, допуск которого для размера X равен
или немного больше величины 6S.
Технологическая точность станка характеризует его состоя¬
ние и возможности. Для различных размеров она может соот¬
ветствовать различным квалитетам. При выборе оборудования
для выполнения механической обработки с установленной точ¬
ностью исполнения размеров необходимо учитывать соотноше¬
ние требуемой точности и технологической точности станка. Это
соотношение выражается коэффициентом использования до¬
пуска. Коэффициент использования допуска определяется по
формуле
K = ITIS,	(133)
где IT — допуск на размер детали; S — среднеквадратическое
отклонение рассеяния размеров станком.
Коэффициент использования допуска в деревообработке для
станков общего назначения обычно устанавливается 4—9, чаще
всего практически К=6. Исходя из этих соотношений, оцени¬
вают технологическую точность станков по квалитетам.
Теоретические основы настройки размероформирующих
комплексов. Соответствие размеров, полученных при обработке
406

заготовок на станке, заданным параметрам определяется точ¬
ностью настройки станка. Технологическая точность станка
характеризует его потенциальные возможности выполнить ра¬
боту по определенному кналигсту. Точность настройки станка
реализует практически эти возможности. Недостаточная точ¬
ность настройки станка даже при его высокой технологической
точности может привести к несоответствию действительных раз¬
меров деталей заданным. Погрешность настройки является си¬
стематической погрешностью. При настройке необходимо до¬
биваться, чтобы центр группирования размеров, получаемых
при обработке, численно совпадал с номинальным настроечным
размером, соответствующим середине поля допуска. Такое сов¬
падение практически может быть только случайным. Обычно
действительный средний размер партии обработанных деталей
или заготовок отличается от номинального настроечного на ве¬
личину погрешности настройки. При каждой настройке погреш¬
ность может быть различной.
Таким образом, при настройке станка на заданный размер
многократно будет возникать рассеяние погрешностей на¬
стройки. Чаще всего это рассеяние подчиняется закону нор¬
мального распределения Гаусса. Точность настройки оценива¬
ется показателем уровня настройки, или относительной точ¬
ностью настройки, определяемой отношением предельной
погрешности настройки к среднеквадратическому отклонению
рассеяния размеров на станке:
t = 3SJSc,
где — среднеквадратическое отклонение рассеяния погреш¬
ностей настройки; Sc — среднеквадратическое отклонение рас¬
сеяния станка.
Уровень настройки характеризует качественно применяемый
метод настройки. Принято, что настройка является отличной,
если уровень настройки f<l; хорошей при /=2; удовлетвори¬
тельной при t 3. Точность настройки должна быть такой, чтобы
все обрабатываемые при этой настройке заготовки соответст¬
вовали предписанным требованиям по точности контролируе¬
мого параметра. Их отклонения должны находиться в пределах
допуска. Это условие удовлетворяется в том случае, если име¬
ется соотношение
(Х0—«)>(X, + 3Sc)>(X,~3Se)>{X0-- и),	(134)
где Хо—номинальный размер^ детали; es, ei— верхнее и ниж¬
нее предельные отклонения; Х\ — средний размер контрольной
выборки; Sc — среднеквадратическое отклонение рассеяния раз¬
меров, характеризующее технологическую точность станка.
Технологические операции механической обработки характе¬
ризуются показателями точности и стабильности. Точность и
407

стабильность технологических операций следует оценивать по
тем параметрам, которые оказывают влияние на качество изде¬
лий и нормальное протекание технологического процесса. Точ¬
ность механической обработки оценивается показателем уровня
настройки, выраженным отношением абсолютной погрешности
настройки к установленному допуску. Показатель уровня на¬
стройки определяется в первой мгновенной контрольной вы¬
борке сразу после настройки станка. Важной характеристикой
хода технологического процесса при данной настройке явля¬
ется показатель смещения центра рассеяния контролируемого
параметра. Показатель смещения центра рассеяния Кц рассчи¬
тывается по формуле
K„=-(Xn—Xi)/lT,	(135)
где Х\ и Хп — средние значения контролируемого параметра
в контрольных пыборках в начале настройки и конце работы;
IT■—допуск на контролируемый параметр.
Стабильность хода технологической операции оценивается
показателем межнастроечной стабильности
Ku^SJSn,	(136)
где S[ и Sn — среднеквадратические отклонения в первой и по¬
следней выборках одной настройки.
Значения среднеквадратичееких отклонений удобнее опре¬
делять по размаху контролируемого параметра в каждой пробе,
пользуясь формулой
5t = (Xima3t-XffflIn)W	(137)
где Si — среднеквадратическое отклонение в t-й пробе; Х,-тах —
и Xi min — соответственно максимальное и минимальное значе¬
ния параметра в 1-6 пробе; d — коэффициент, определяемый по
таблице в зависимости от объема выборки по ГОСТ 16467—70.
Устойчивость контролируемого параметра в ходе технологи¬
ческой операции оценивается показателями рассеяния и ста¬
бильности. Показатель рассеяния характеризует степень соот
ветствия поля рассеяния полю допуска. Fro определяют по
формуле
Кр — (£>11Т,	(138)
где ш — поле рассеяния; IT — допуск на контролируемый па¬
раметр.
В деревообработке при нормальном ходе технологической
операции обычно коэффициент рассеяния составляет от 0,6 до
I. Если /Ср>1, необходимо повысить точность, если /СР<0,6
точность чрезмерно высокая. Показатель стабильности техно¬
логической операции Кс характеризует изменение показателей
рассечения с течением времени. Его определяют как отношение
408

показателей рассеяния, вычисленных по выборкам, взятым
в разное время. Предельные значения показателей точности и
стабильности устанавливают в зависимости от конкретных ус¬
ловий производства. Поскольку приведенные характеристики
точности технологических операций являются величинами веро¬
ятностными, необходимо оценивать их достоверность. Досто¬
верность может оцениваться указанием довернтельного интер¬
вала, определяемого расчетом, в зависимости от принятой
доверительной вероятности, объема выборки и среднеквадрати¬
ческого отклонения в выборке. Достоверность приведенных
выше характеристик технологической операции можно также
проверить методом сравнения средних дисперсий. Эти показа¬
тели статистические, их следует анализировать на основе физи¬
ческой сущности технологической операции.
Механизация и автоматизация процесса настройки линии
сокращает затраты времени и повышает ее точность. Системы
настройки линий различают на механизированные, дистанци¬
онные и автоматизированные (программные). В механизиро¬
ванной системе настройки рабочий орган перемещается меха¬
низмом, управляемым оператором, визуально контролирующим
его положение по измерительному устройству. Такая система
не обеспечивает высокой точности. Для устранения этого
механизированные системы снабжаются дополнительными
отсчетными устройствами и ручной поднастройкой. В дистанци¬
онных системах используются телеметрические отсчетные уст¬
ройства, использующие датчики импульсов, сельсины, поворот¬
ные трансформаторы, потенциометры и т. п. Сигналы с датчи¬
ков передаются на сигнальный цифровой прибор, с которого
оператор считывает координаты настраиваемого объекта.
Дистанционная система эффективна при настройке много¬
позиционных станков с использованием одного сигнального при¬
бора. Точность зависит от скорости перемещения рабочего ор¬
гана и точности отсчетного устройства. Системы автоматиче¬
ской настройки могут быть с ограниченным числом программ
или универсальные. Системы с ограниченным числом программ
имеют ряд конечных выключателей, установленных в соответ¬
ствующих местах фиксации рабочего органа. Их положение кор¬
ректируется по размерам пробных деталей. Для повышения
точности настройки с помощью конечных выключателей исполь¬
зуют принцип моделирования путем увеличения скорости или
хода элемента, воздействующего на конечный выключатель,
что сокращает зону нелинейности срабатывания системы на¬
стройки.
В универсальных системах автоматической программной на¬
стройки используют блоки регистрации совпадения сигналов
от датчика и программы. Механизм настройки срабатывает
только при совпадении сигналов. Точность работы обеспечива-
409

Рис. 141. Принципиальные схемы систем настройки размероформирующих
комплексов
ется корректировкой программы при первой настройке путем
коррекции положения рабочего органа. Б этих системах ис¬
пользуются счетно-импульсный или кодовый принципы связи.
При счетно-импульсном принципе каждый импульс датчика
преобразуется в одиночное перемещение рабочего органа 0,1
или 0,01 мм. При совпадении числа импульсов от датчика с чи¬
слом импульсов программы происходит останов рабочего ор¬
гана. В кодовых системах каждому программируемому поло¬
жению рабочего органа соответствует определенная комбина¬
ция сигналов в двоичном коде. При совпадении комбинации
сигналов программы датчиков происходит останов рабочего
органа. На рис. 141 показаны принципиальные схемы настройки
размероформирующих комплексов.
На схемах показаны и обозначены следующие системы на¬
стройки: механическая — а; дистанционная — б; автоматизиро¬
ванная— в, г и д — структура систем числового программного
управления. На схемах а, б и в обозначено: 1 — базовая по¬
верхность станка; 2 — обрабатываемая деталь; 3 — инструмент;
410
L".l

4 — суппорт; 5 — ходовой винт; 6 — редуктор; 7 — лимб ручной
поднастройки; 8—привод; 9 — пульт управления; 10 — опера¬
тор; 11—линейка; 12 — индекс; 18 — шкала; 14 — винт коррек¬
ции; 15 — пульт; 16 — вторичный прибор; 17 — датчик; 18 —
блок управления; 19 — блок программы; 20 — блок совпадения.
На схемах гид показана структура чиглоного программного
управления с разомкнутым и замкнутым контуром: 1 — прог¬
раммоноситель; 2 — устройство программного управления; 3 —
исполнительное устройство; 4 — управляемый элемент станка
с ЧПУ; 5 — исполнительный элемент станка; 6 — контрольно-
измерительная система; С—сигнал программоносителя; К —
команда; П — выходной сигнал приводного элемента; Р — сиг¬
нал реакции по результатам измерения контролируемого па¬
раметра.
Средства и методы контроля точности деталей. Детали, по¬
лученные после вторичной обработки, должны отвечать требо¬
ваниям взаимозаменяемости. Размерная взаимозаменяемость
обеспечивается измерительным контролем фактических разме¬
ров и формы деталей. Контроль измерением представляет собой
единство средств и методов измерения. Применяемые при конт¬
роле средства измерения по принципу использования их можно
разбить на четыре вида: меры, эталоны, калибры и универсаль¬
ные измерительные средства. Меры — тела, вещества и устрой¬
ства, предназначенные для конкретного воспроизведения еди¬
ницы измерения. Эталоны — образцовые меры, или приборы,
служащие для воспроизведения единиц измерения с наивыс¬
шей точностью. Калибры — беешкальные измерительные инст¬
рументы, предназначенные для установления наличия отклоне¬
ний формы и размеров в определенных пределах. Универсаль¬
ные измерительные средства — инструменты и приборы, кото¬
рые дают возможность определять значение контролируемой ве¬
личины.
Средства измерения различаются в каждом виде по назна¬
чению, типам и конструкциям. При выборе измерительных
средств необходимо учитывать конкретные условия их приме¬
нения и возможность получить действительные размеры в уста¬
новленных для них пределах, обеспечить расширение производ¬
ственных допусков за счет сокращения, погрешностей измере¬
ния, снизить затраты на средства и контроль.
Методы измерения точности различают по характеру осу¬
ществления. Абсолютный метод измерения показывает значе¬
ние всей измеряемой величины в ее физическом представлении.
При относительном методе измерения определяют отклонение
измеряемой величины от эталона.
Прямой метод измерения непосредственно оценивает зна¬
чение искомой величины нлн отклонения от нее. Косвенный ме¬
тод выявляет только определенные значения искомой величины
411

или отклонения от исс но результатам измерения другой вели¬
чины, которая связана с контролируемой определенной зависи¬
мостью. Комплексный метод измерения определяет суммарную
погрешность размеров при помощи калибров.
При дифференциальном методе измерения определяют зна¬
чения каждого контролируемого элемента независимо от дру¬
гих. При этом проверяют соответствие установленных норм, со¬
поставляя и анализируя полученные данные всех измерений.
Контактный метод измерения — это непосредственное соприкос¬
новение мерительных поверхностей прибора с объектом конт¬
роля, бесконтактный — без соприкосновения. В производстве
изделий из древесины для контроля точности деталей исполь¬
зуют универсальные измерительные приборы и калибры. Из
универсальных измерительных приборов широко применяют
штриховые линейки, складные метры, штангенциркули, микро¬
метры и угломеры. В качестве эталона угловой меры — уголь¬
ник. Время, затрачиваемое на измерение детали, установлено
от 16 до 40 с на стадии первичной обработки и от 16 до 96 с —
на стадии окончательной обработки заготовок. Наиболее тру¬
доемкими являются измерения размеров щитовых деталей, диа¬
метров отверстий и контроль межцентровых расстояний.
Более простым и производительным является контроль с по¬
мощью калибров. Калибры различают по принципу их примене¬
ния на предельные и нормальные. С помощью предельных ка¬
либров пригодность детали определяется однозначно по
предельным отклонениям. Нормальные калибры (шаблоны) ис¬
пользуют для контроля сложных форм деталей путем сопостав¬
ления формы калибра с формой детали. В зависимости от конт¬
ролируемого размера калибры различают трех типов: пробки,
скобы, уступомеры. Калибр-пробки предназначены для конт¬
роля размеров отверстий; калибр-скобы предназначены для
контроля внешних размеров; калибр-уступомеры — для конт¬
роля выступов и глубин пазов. По назначению использования
калибры различают рабочие и контрольные. Рабочие калибры
используют при контроле размеров деталей. Контрольные —
для контроля рабочих калибров, их иногда называют контрка¬
либрами, так как они должны иметь форму, противоположную
форме рабочего калибра. Контрольные калибры обычно ис¬
пользуют для контроля калибр-скоб. В производстве изделий
контроль калибр-пробок осуществляют с помощью универсаль¬
ных измерительных средств. По конструкции предельные ка¬
либры подразделяют на однопредельные и двухпредельные,
односторонние и двусторонние, регулируемые и нерегулируе¬
мые, стационарные и переносные, комплексные и элементные,
цельные п составные. Однопредельные калибры изготавливают
на поминальный размер; это обыкновенные калибры или шаб¬
лоны. Дпухпредсльные калибры имеют два измерительных раз¬
412

мера, соответствующих предельным отклонениям. С их по¬
мощью устанавливают соответствие контролируемого размера
установленным пределам.
Регулируемые калибры используют для контроля различ¬
ных размеров, которые устанавливают путем регулирования
калибра, перемещая при этом измерительные поверхности. Та¬
кие калибры иногда называют универсальными. Стационар¬
ными называют калибры, закрепляемые на неподпижных уст¬
ройствах (столах, плитах и т. п.).
Комплексными называют такие калибры, которые предназ¬
начены для контроля нескольких размеров и их расположения.
Односторонние предельные калибры имеют оба контролируе¬
мых предельных размера с одной стороны. Таким калибром
контролируют размер за одни промер. Комплексные и односто¬
ронние предельные калибры обеспечивают высокую производи¬
тельность контроля. Для контроля точности деталей в произ¬
водстве изделий широко используют предельные калибры. При
пользовании предельными калибрами необходимо соблюдать
определенные правила, обеспечивающие единство условий конт¬
роля: до начала контроля необходимо выравнить температуры
калибра и детали; сопряжение калибра с контролируемой де¬
талью должно происходить под действием собственного веса
калибра. Массу калибра определяют в зависимости от требуе¬
мого усилия для сопряжения. Калибры, масса которых выше
расчетной, подвешивают на блоках с противовесом.
Для контроля в массовом производстве изделий необходимо
иметь три комплекта предельных калибров, предназначенных
для рабочего, контролера и лаборатории. Все калибры должны
иметь маркировку и паспорт. Условия, при которых хранят ка¬
либры, должны предохранять их от повреждения.
Все калибры, находящиеся в эксплуатации, должны перио¬
дически проверяться в лаборатории по графику не реже 1 раза
в месяц. Калибры выдают под расписку. Ремонт, регулирова¬
ние калибров рабочими, пользующимися этими калибрами, за¬
прещены. Размеры предельных калибров рассчитывают в зави¬
симости от предельных размеров контролируемой детали с уче¬
том допуска на изготовление калибра и его износа в процессе
эксплуатации.
На рис. 142 приведены основные виды предельных рабочих
калибров и расположение полей допусков их исполнительных
размеров относительно предельных отклонений контролируег
мого размера. На схеме обозначены: Ana* и Anm — предельные
значения контролируемого размера; Т — его допуск; Л„Р, Лне —
номинальные размеры проходной и непроходной сторон рабо¬
чего калибра; Н — допуск на изготовление калибра; а — вели¬
чина компенсации возможной погрешности контроля непроход¬
ной стороной калибра; Z — отклонение середины поля допуска
413

Рис. 142. Схема расположения полей допусков предельных калибров:
о — пробки; б — скобы; е. е. д — уступомеров
проходной стороны калибра относительно предельного значе¬
ния контролируемого размера; Ои- предельный размер про¬
ходной стороны рабочего калибра после износа; Нн — допуск
износа уступомера; Б и М — большая и меньшая стороны усту-
помера; £)„б; Д,м — соответственно их предельные и исполни¬
тельные размеры. Исполнительные размеры предельных калиб¬
ров рассчитываются по ГОСТ 14025—84. Предельные размеры
проходных сторон новых скоб и пробок определяются по фор¬
мулам:
скоба
ПР„
ПРт„ — D,
Omax-t-OSj,
max“b Eli,
(139)
пробка
ПРтах A.Uп Н 1 >
PI Рmln = Omjn -Г eSj.
Для нспроходных сторон соответственно:
скоба
OEmax=Anin4 ESit
НЕ,
mln
: ^min Н"
(140)
414
и

пробка
Е Pnh х Ljmax -| (-S■,,
HEmin D max + eL.
Для изношенных проходных сторон соотпетстиешю:
для скобы
Е1Р ИЗН =-- £*m|n -\-Wt
для пробки
П Р и:ш Отях+<Ч.	(1^1)
В этих формулах обозначено: О,пах п Аиы— предельные зна¬
чения контролируемых размеров; ESi, £S2. eSi, е6’2—верхние
отклонения проходных п непроходных сторон калибров; £7|,
EI2, eit, ei2~ нижние, w и о> — допуски износа проходных сто- '
рон скобы и пробки.
Применение предельных калибров при контроле размеров
изготавливаемых деталей имеет недостаток: предельные кали¬
бры устанавливают факт годности или негодности детали. При
этом не фиксируется контролируемый параметр, который мо¬
жет отражать динамику изменения качества и давать представ¬
ление о процессе его формирования. В условиях управления
качеством продукции контроль с помощью предельных калиб¬
ров становится неэффективным. Контроль с помощью предель¬
ных калибров заменяется автоматическими системами контроля
или статистическим регулированием технологического процесса.
При этом используют станки с программным управлением. Име¬
ются устройства с адаптивным управлением, при котором про¬
исходит постоянный анализ текущей информации об измене¬
ниях контролируемых параметров и причин, вызывающих их
изменения. Результаты этого анализа формируются в виде по¬
правок в программу настройки, которые вносятся в нее перио¬
дически, не допуская выхода контролируемых параметров за
установленные пределы. Такие устройства в производстве изде¬
лий из древесины пока не имеют широкого применения. Такой
же эффект может быть достигнут путем статистических мето¬
дов регулирования технологических процессов с применением
контрольных карт.
Глава 10
СБОРКА
§ 42. СБОРКА ДЕТАЛЕЙ В УЗЛЫ И СБОРОЧНЫЕ ЕДИНИЦЫ
Сборочные единицы изделия формируют из деталей путем
их соединения между собой. Классификация применяемых со¬
единений приведена на рис. 21. Соединение двух деталей в де-
415

ревообработке иногда называют узлом, а процесс формирова¬
ния сборочных единиц из отдельных деталей называют сборкой
узлов. Сборочная единица изделия из древесины формируется
обычно соединением не менее чем из двух узлов н трех дета¬
лей. Операции сборки узлов являются в производстве изделий
предопределяющими основные показатели качества изделий —
их прочность, надежность и долговечность. Прочность соеди¬
нения узлов обеспечивает постоянство формы и размеров сбо¬
рочных единиц. Технологические операции сборки узлов явля¬
ются наиболее сложными и трудоемкими. Трудоемкость сбо¬
рочных операций в производстве изделий составляет иногда
более 50 % общей трудоемкости изделия. При сборке выявляют
все погрешности и недостатки исполнения предыдущих техно¬
логических операций. Сборочные операции еще недостаточно
механизированы.
Трудности механизации и автоматизации сборочных опера¬
ций связаны с принятием многих решений по формированию
узла и сборочной единицы из различных деталей: базированием
каждой детали в пространстве со сложными перемещениями и
ориентацией их в сборочной единице с последующим силовым
воздействием.
В производстве изделий из древесины сборочные операции
выполняют обычно высококвалифицированные рабочие, труд
которых в современных условиях механизируется только в слу¬
чаях, если применяется силовое воздействие на детали при фор¬
мировании узлов. Сборочные операции могут быть механизи¬
рованы полностью и даже автоматизированы на основе прин¬
ципов использования робототехники. По характеру работы
сборочные операции могут быть освоены роботами третьего по¬
коления, обладающими способностью принимать оптимальные
решения по нескольким случайным сочетаниям переменных фак¬
торов. Силовое воздействие на собираемые узлы оказывают
сборочные станки (ваймы). Их различают по назначению в за¬
висимости от вида сборочных единиц и принципу действия ме¬
ханизма, который воздействует при сборке узлов.
На рис. 143 показаны принципиальные схемы некоторых
механизмов, применяемых для сжатия при сборке узлов. Кон¬
струкция обжимного механизма оказывает большое влияние на
производительность и точность сборки. Станки с винтовым ме¬
ханизмом имеют небольшую производительность и требуют зна¬
чительных усилий рабочего. Станки с рычажными механизмами
также малопроизводительны. Кривошипно-эксцентриковые ме¬
ханизмы, приводимые в движение электродвигателем через ре¬
дуктор, обеспечивают значительно большую производитель¬
ность и создают ритм работы. Недостатком этих механизмов
является малое время в ритме для укладки деталей. Меха¬
низмы с кулачковым приводом позволяют увеличить время на
416

комплектование сборочной единицы за счет распределения вре¬
мени действия кулачка по зонам сжатия, сброса усилия и вы¬
держки. Время одного оборота цикла работы кулачка 10—15 с
распределяется с учетом условий работы. Станки такого типа
получили широкое распространение в мебельном производстве
при сборке деталей стула. Наиболее универсальными сбороч¬
ными станками являются станки с пневмоприводом, работаю¬
щие с пневмоцилиндром или с днафрагмеппым устройством.
Сборочные станки могут работать в непрерывном цикле или
периодически.
в
Рис. 143. Принципиальные схемы сборочных станков с различными механиз¬
мами:
0 —винтовой; б — рычажный; в — кривошипный; г—кулачковый; д — пневматический;
1 — механизм привода; 2 — подвижный брус; 3 — собираемые детали; 4 — упор; 5 —
компенсатор
Станки непрерывного действия используются в том случае,
если при сборке требуется незначительное время на вспомога¬
тельные операции: смазку клеем, укладку деталей и т. п.
Станки периодического действия используют при сборке слож¬
ных изделий. Производительность таких станков ниже, они тре¬
буют затраты времени на пуск при каждом цикле работы, но
они удобнее для пользования.
Станки периодического действия обычно имеют пневмати¬
ческие механизмы сжатия, но могут быть и с винтовыми меха¬
низмами. Широко применяемые соединения на шипах требуют
нанесения клея и последующего их сжатия. Для механизации
нанесения клея на стенки шипового соединения используют спе¬
циальные устройства, различающиеся по назначению: для на¬
несения клея на грани и на стенки отверстия. Для нанесения
клея на грани шипа используют гребенки или диски, помещае¬
мые в ванну с клеем. Поднимающаяся из ванны с клеем гре¬
бенка, соприкасаясь с гранями шипа, смазывает их клеем. Ди¬
сками клей наносится проходным методом. Такое устройство
14 Заказ № 2177
417

действует по принципу выполнения позиционных операций. Оно
используется в механизированных линиях сборки углов кле¬
еных конструкций. Для смазывания клеем стенок отверстий ис¬
пользуют устройства с соплами, через которые подается дози¬
рованное количество клея. Устройства имеют форму контр-
профнля отверстия, распределяющего клей по стенкам {см.
рис. 98). Имеются универсальные устройства для нанесения
клея на шипы и отверстия в виде щеток пли форсунок, распы¬
ляющих клей под высоким давлением.
Основным условием успешного осуществления сборки узлов
является взаимозаменяемость сопрягаемых деталей. Если де¬
тали не взаимозаменяемы, то при сборке необходима подгонка
их. Подгонку можно произвести только в индивидуальном по¬
рядке ручными методами. Такое положение для современных
условий производства недопустимо. Одним из приемов решения
этой проблемы является метод селективной, выборочной сборки.
Сущность метода селективной сборки заключается в том, что
сопрягаемые детали, изготовленные с низкой точностью и не
отвечающие условиям взаимозаменяемости, предварительно сор¬
тируют по размерам на группы так, чтобы в каждой группе
находились детали, только таких размеров, различие которых
допустимо условиями взаимозаменяемости.
На рис. 144 показана схема полей рассеяния сопрягаемых
размеров отверстий и шипов, изготовленных с допуском 0,4 мм.
Детали с таким допуском для обеспечения качественных соеди¬
нений при сборке не отвечают требованиям взаимозаменяемо¬
сти. Допуск посадки таких соединений будет 0,8 мм. Зазоры
в соединениях могут быть до 0,6 мм. Если эти детали с отвер¬
стиями и шипами рассортировать соответственно на четыре
группы так, как показано на рис. 144, то в каждой группе ока¬
жутся детали с допуском 0,1 мм. Точность изготовления дета¬
лей в пределах каждой группы будет в 4 раза выше, чем до
сортировки. Соединяя соответственно детали с отверстиями пер¬
вой группы с деталями шипов также первой группы и далее
вторые, третьи и четвертые группы соответственно, получим
в соединениях всех деталей допуск посадки равный 0,2 мм. По¬
сле сортировки допуск посадки будет во столько раз меньше,
па сколько групп сортировали детали по размерам. В таком
случае качество соединений будет приемлемо. В обычных усло¬
виях производства количество деталей по размерам распреде¬
ляется по закону нормального распределения, поэтому в каж¬
дой из образованных групп при сортировке окажется различ¬
ное количество деталей. Во второй и третьей группах число
их будет больше, чем в первой и четвертой. При этом может
оказаться, что количество деталей в каждой группе с отвер¬
стиями будет больше или меньше количества сопрягаемых
с ними деталей этой же группы с шипами.
418

При такой сортировке деталей возможно несоответствие ко¬
личества сопрягаемых деталей по группам. Это осложнит вы¬
полнение программы по количеству собранных узлов. Во избе¬
жание этого необходимо изготавливать в общем количестве
заведомо больше деталей, которые окажутся после сборки лиш¬
ними. Учитывая эти затруднения, селективную сборку эффек¬
тивно можно использовать в массовом производстве, если на
предприятии длительное время изготавливают и собирают одни
и те же узлы.
Принцип селективной сборки позволяет обеспечивать высо¬
кую точность сопряжения при низкой точности изготовления
Рис. 144. Схема разбивки на группы при селективной сборке
деталей. Такую сборку можно использовать как вынужденную,
когда технические возможности производства не позволяют по¬
лучить требуемую точность изготовления деталей. В таком слу¬
чае оборудование низкой точности настраивают на размер, ко¬
торый определяет выход деталей в зону исправимого брака:
отверстия меньших размеров, шипы больших. После рассорти¬
ровки деталей по группам годные идут в сборку, а детали с ис¬
правимым браком на исправление размера и последующую
рассортировку и т. д. Это требует дополнительных затрат труда,
но обеспечивает высокое качество изделий и экономию мате¬
риалов при фактически низких технических возможностях про¬
изводства.
Для сборки узлов необходимы усилия, обеспечивающие воз¬
можность сопряжения их с достаточной плотностью. Усилие за¬
висит от размера и характера сопряжения, требуемой плотно¬
сти соединения и свойств материалов. Качество шиповых со¬
единений чувствительно к усилиям при сборке. Необходимое
для сборки усилие слагается из двух составляющих: усилия для
сопряжения шипа с отверстием и усилия, обеспечивающего
плотность соединения в зоне заплечиков шипа. Общее усилие
при сборке шипового соединения определится для одного шипа
как
Р^Рг + Р3,	(142)
14*
419

КЙ
Рис. 145. Изменение усилия сжатия при
сборке шиповых соединений:
Л—усилие продвижении шипя; Р2 — усилие
обжима за плечика
где Р~ общее усилие, необходи¬
мое для сборки одинарным ши¬
пом; Р\ — усилие для преодоле¬
ния сил сопротивления при про¬
движении шипа в гнезде и де¬
формации его от натяга; Р2 —
усилие обжима заплечиками,
обеспечивающее плотность со¬
пряжения заплечиков шипа с по¬
верхностью сопрягаемой детали.
Усилие сопротивлении при движении шипа в гнезде при
сборке Pi определится как сила трепня граней шипа по фор¬
муле
Pt = 4FU	(143)
где q — нормальное давление на грани шипа в зависимости от
натяга и свойств материала; F — площадь поверхности, на ко¬
торую действует нормальное давление, для плоского шипа
Р---2Ы,	(144)
где Ь — ширина; I — длина шипа; для круглых шипов F- ndl,
где d — диаметр круглого шипа; f — коэффициент трения; я=
=3,14.
Величину усилия Р2 определяют в зависимости от требова¬
ний к плотности соединения, которая ограничена пределом проч¬
ности древесины сжатию поперек волокон |ci| и площадью за¬
плечиков Рг по формуле
P.HoilPs.	(145)
Площадь заплечиков Р2 определяется из соотношения раз¬
меров Деталей и шипа по формуле
Ft = (B~b){H—h),	(146)
где Б и b — ширина; Н и h — толщина детали и шипа соответ¬
ственно.
На рис. 145 показан график изменения усилий при сборке
узла на прямой цельный шип деталей из древесины сосны и
дуба. На графике выявлены зоны упругой деформации при
вхождении шипа в гнездо а; продвижение шипа в гнезде Ь\ со¬
прикасание заплечиков с; уплотнение древесины заплечиками
d. Значения коэффициентов трения и нормальных давлений при
сборке шиповых соединений с натягом 0,3 мм приведены
в табл. 19.
420

18. НОРМАЛЬНОЕ УДЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ПРИ СБОРКЕ НА БОКОВЫЕ
ПОВЕРХНОСТИ ШИПА ПРИ НАТЯГЕ о.з мм и КОЭФФИЦИЕНТ трения
В ШИПОВОМ СОЕДИНЕНИИ
Порода древесины
Нормальное удельное дапленпе
на поверхности тенты si q, МПа
Коэффициент трения f
без клея
с клеем
бел клея
с клеем
Сосна
Бук и береза
Дуб и ясеиь
4.0-4,5
5.0—5.5
5,5—6,2
1.3—1,0
1,5—1.8
1,7-2,2
0,3-0,4
0,1-0,2
После сборки узлов с применением клея необходима техно¬
логическая выдержка для достижения разборной прочности.
Разборной прочностью соединения называют такую, которая
гарантирует целостность соединения при транспортировании
сборочной единицы применяемыми средствами транспорта.
Практически разборная прочность принимается равной при¬
мерно 50 % требуемой конечной прочности. Для сокращения
длительности технологических выдержек при сборке узлов
с применением клея используют рассмотренные выше методы
интенсификации склеиваьия, руководствуясь конкретными ус¬
ловиями и возможностями производства. При сборке узлов
эффективным средством ускорения процессов отверждения
клея является ТВЧ.
Точность сборочных единиц
Точность размеров собранных узлов и сборочных единиц
определяется точностью изготовления собираемых деталей, по¬
ложением фиксаторов в сборочном приспособлении и давле¬
нием обжима. Вели процесс сборки осуществляется стабильно,
то точность размеров формируемого узла определяется в основ¬
ном точностью размеров деталей. Величина возможных пре¬
дельных отклонений у сборочной единицы является замыкаю¬
щим звеном размерной цепи и зависит от сочетания размеров
образующих ее деталей. Для определения предельных отклоне¬
ний размеров сборочных единиц необходимо пользоваться по¬
ложениями решения размерных цепей. Если размер сборочной
единицы образуется путем последовательного сложения разме¬
ров соединяемых деталей, то на допуск и отклонения этого раз¬
мера будут оказывать прямое влияние допуски и отклонения
размеров деталей. Возможные увеличения предельных разме¬
ров сборочных единиц от погрешностей образующих их дета¬
лей необходимо учитывать при конструировании изделий и сбо¬
рочных устройств с ограниченной величиной хода. Для предот¬
вращения неблагоприятного влияния возможного изменения
421

размера сборочной единицы в устройствах сборочных станков
предусматриваются амортизаторы-компенсаторы давления,
чтобы устранить возможную неравномерность обжима в раз¬
личных узлах сборочной единицы. Если после сборки точность
собранных узлов или сборочных единиц не отвечает условиям
их взаимозаменяемости, то для повышения точности необхо¬
дима обработка деталей в собранном виде. Для этого следует
предусмотреть соответствующий припуск на размеры деталей,,
который гарантирует превышение размера сборочной единицы
над номинальным его значением для непрерывной обработки
по всей поверхности.
При сборке узлов могут встречаться отклонения размеров'
формы по угловым параметрам. Для повышения точности соби¬
раемых узлов можно воспользоваться ограничительными шаб¬
лонами. Например, при сборке рамок для повышения точности
проема можно применить жесткий металлический шаблон,
вкладываемый в проем рамки при сборке. Угловое отклонение —
перекосы деталей в сборочных единицах — вызвано неточностью
изготовления, ненадежным базированием или неравномерным
обжимом в узлах, образующих сборочную единицу. Для конт¬
роля соответствия размеров сборочных единиц установленным
предельным значениям применяют предельные калибры, а для
контроля формы —обыкновенные калибры (шаблоны).
Настраивают оборудование и контролируют ход технологи¬
ческого процесса сборки измерительными приборами, обеспе¬
чивающими необходимую точность. Точность измерения при
этом должна быть не ниже 7е установленного допуска на раз¬
мер. Обеспечить взаимозаменяемость сборочных единиц можно
двумя способами: изготовлением деталей такой точности, чтобы
формируемый, ими при сборке размер отвечал условиям взаимо¬
заменяемости; изготавливать детали с малой точностью и даже
припуском на размер, но после сборки сборочные единицы до¬
полнительно обрабатывать, обеспечивая требуемую точность их
размера и формы. Выбирать способ обеспечения взаимозаменя¬
емости необходимо с учетом конкретных условий.
Суммарная стоимость обработки деталей, образующих сбо¬
рочные единицы с высокой степенью точности, обычно выше
стоимости обработки сборочных единиц. Если к сборочным еди¬
ницам предъявляют высокие требования по точности, эффек¬
тивнее производить повторную обработку их после сборки.
Обрабатывают сборочные единицы так же, как обрабаты¬
вают заготовки. Начинают обработку с создания чистовых ба¬
зовых поверхностей, которые затем используют для точной об¬
работки. В производстве изделий из древесины сборочные еди¬
ницы обычно имеют форму рамки, щита или коробки. У этих
сборочных единиц создание базовой поверхности в виде плоско¬
сти производят фугованием. Противоположные пласти обраба¬
422

тЫвают в размер на рейсмусовых станках, базируя се фуго¬
ванной поверхностью. Иногда используют обработку на двусто¬
роннем рейсмусовом станке, исключая предварительное фуго¬
вание. Такой прием более производителен, но менее точен. Та¬
кой же эффект может быть получен при обработке рамок за
два прохода на одностороннем рейсмусовом станке.
Сборочные единицы в виде щитов на одностороннем рейсму¬
совом станке обрабатывают обычно за три прохода: первый
проход выполняют для создания промежуточной базы, а два
последующих для придания необходимого качества и точных
Рис. 146. Обработка собранных коробок на фрезерном станке:
I — стол; 2 — коробка; 3— пилы; 4— основщике приспособления
размеров. Если щиты склеивали из делянок, прошедших пред¬
варительное фугование пласти и двух кромок, то достаточная
точность может быть достигнута за два прохода на односто¬
роннем рейсмусовом станке. При обработке рамок на фуго¬
вально-фрезерных станках необходимо подачу производить по
направлению диагонали, чтобы не было сколов при поперечном
фрезеровании поперечных брусков. Кроме рейсмусовых стан¬
ков, для калибрования сборочных единиц в виде щитов и ра¬
мок используют широколенточные и цилиндровые шлифоваль¬
ные станки. Для устранения малых провесов, появляющихся
при сборке рамок, используют узколенточные шлифовальные
станки с подвижным столом ШлПС.
Низкие массивные коробки можно обрабатывать как рамки,
закрепляя на фуганке одну сторону кромок, и последующую
обработку в размер производить на рейсмусовом станке. Вы¬
сокие коробки с тонкими стенками целесообразно обрабатывать
в размер на фрезерном станке по одной из схем, приведенных
на рис. 146, без шаблона или с применением шаблона. Приме¬
нение шаблона обеспечивает более высокую точность по форме
коробки, поскольку она находится внутренними поверхностями
к шаблону. Рамки и щиты в размер по длине и ширине можно
обрабатывать опиливанием на торцовочном станке с кареткой
или двустороннем концеравнителе аналогично обработке
423

брусковых деталей. Для по¬
лучения базовой кромки не¬
обходима предварительная
обработка ее фугованием
на фуговальном или фре¬
зерном станке. Если кромки
рамок и щитов имеют слож¬
ную форму, их обрабаты¬
вают на фрезерном станке
фрезерованием по кольцу и
шаблону. Для обработки
в размер щитов и рамок
могут быть использованы
двусторонние рамные ши¬
порезные станки. При этом
на опиливаемых в размер
сторонах могут быть вы-
фрезерованы пазы и гребни.
Однако для этого необхо¬
дима предварительная об¬
работка одной базовой
кромки фугованием на фре¬
зерном станке. В некото¬
рых случаях в сборочных
единицах необходимо свер¬
ление отверстий различных
размеров, выборки пазов
для соединения нескольких
сборочных единиц в изде¬
лие. Эти работы выпол¬
няют на станках общего
назначения или на устрой¬
ствах, изготовленных как
оснастка при постановке
продукции на производ¬
ство. Обычно такие устрой¬
ства создают в виде агре¬
гатов с унификацией от¬
дельных узлов:	силовых
головок, поворотных суп¬
портов, элементов станины
и т. д. Для обработки сбо¬
рочных единиц при массо¬
вом производстве щитов
для мебельных изделий,
оконных створок, дверных
полотен созданы поточные

автоматизированные и полуавтоматизированные линии. Па
рис. 147 показана автоматическая линия обработки плоских
сборочных единиц в форме щитов или рамок, сформированная
из агрегатных головок.
Работа линии автоматизирована с применением путевого
управления с помощью концевых выключателей. Щиты после
облицовывания подвозят автопогрузчиком к линии и уклады¬
вают стопой на роликовый конпейор 1, периодически переме¬
щающий их на место загрузки 2, с которого вакуумный загруз¬
чик 3 перекладывает их но одному на подающие цени станка
форматной обработки 4. На станке 4 щит опиливается и фре¬
зеруется по длине и далее, после поворота, проходит аналогич¬
ную обработку по ширине на станке 5. Далее по ускоренному
роликовому конвейеру 6 щит передается на сверлильный агре¬
гат 7, для сверления отверстий в плоскости щита. После свер¬
ления отверстий в плоскости щит перемещается в зону действия
стола-перекладчика 8, который переносит его на сверлильный
агрегат 9 для сверления отверстий в кромках. При сверлении
отверстий положение щита относительно осей сверл и фиксиро¬
вание его производится пневмоприжимами. По окончании опе¬
рации сверления отверстий в кромках щита перекладчик 8 воз¬
вращает его на роликовый конвейер, который перемещает его
к автоматическому загрузчику 10 для укладки в стопу 11. Про¬
изводительность линии определяется скоростью подачи 9 м/мин
при опиливании и фрезеровании кромок щита на агрегате 4.
Имеются и другие решения для обработки щитов и рамок.
Приведенная автоматическая линия необходима для того, чтобы
обеспечить взаимозаменяемость щитов по размерам. Такая об¬
работка не потребуется в том случае, если размеры щитов по¬
сле их сборки будут соответствовать условиям взаимозаменяе¬
мости. Форматная обработка щитов для мебельных изделий по
трудоемкости составляет примерно 3 % общей трудоемкости
изделия.
Таким образом, если организовать изготовление взаимоза¬
меняемых деталей такой точности, которая необходима для по¬
лучения взаимозаменяемых сборочных единиц без их обра¬
ботки, то это снизит общую трудоемкость изделий, что даст
значительный эффект. Технологический процесс считают эф¬
фективным, если изготовление изделий из древесины не требует
повторной обработки сборочных единиц.
§ 43. ОБЩАЯ СБОРКА
Общая сборка объединяет работы, связанные с формирова¬
нием изделий путем соединения отдельных сборочных единиц и
деталей в комплексы. Место общей сборки в технологическом
процессе устанавливается в зависимости от конструктивных
4 25

особенностей изделий и технических возможностей производ¬
ства. В технологическом процессе производства изделий общая
сборка может производиться до отделки или после отделки сбо¬
рочных единиц. Отделка деталей и сборочных единиц в произ¬
водстве мебели проще, чем изделий. Они меньше по размерам,
имеют плоскую форму. В производстве строительных изделий,
которые сами по себе представляют плоские конструкции, от¬
делку производят обычно после общей сборки.
Общая сборка является сложной и трудоемкой частью тех¬
нологического процесса. Общая сборка корпусных изделий по
JA
'«я
1
k=Jl—£
4-
X,-	01	01	ОС
Рис. 148. Схема монтажа секции мебельных изделий (цифрами обозначены
номера деталей)
трудоемкости составляет от 20 до 30 %. Наиболее сложными
изделиями из древесины являются изделия мебели. На рис. 148
показана схема изделия, по которой можно представить объем
п сложность работы общей сборки такого изделия. Процесс об¬
щей сборки может дифференцироваться на ряд технологических
операций. Такое расчленение общей сборки может быть последо¬
вательным или параллельным. При последовательном членении
сборки изделие собирается последовательным присоединением
деталей, образуя сначала каркас, и дальнейшим присо¬
единением всех остальных деталей до получения готового изде¬
426

лия. При параллельном' расчленении процесса сборки отдельные
сборочные единицы изделия собираю! независимо друг от друга
затем из них собирают все изделие. Параллельное членение
сборки имеет некоторое преимущество перед последовательным.
При таком членении легче применять специальное оборудова¬
ние, специализировать рабочие места с учетом специфики каж¬
дой операции. Параллельное расчленение сборки возможно
в том случае, если конструкция изделия допускает расчленение
его на сборочные единицы и некоторые отдельные детали. Чи¬
сло, состав и объем работы на операциях общем сборки при ее
членении зависят от сложности конструкции изделия и приме¬
няемых средств соединения.
Весь процесс сборки в общем виде можно разделить на че¬
тыре типовых этапа: образование каркаса изделия; крепление
к каркасу неподвижно закрепляемых сборочных единиц и де¬
талей, усиливающих конструкцию; установка подвижных со¬
ставных частей, закрепляемых в соответствующих устройствах;
крепление второстепенных деталей и комплектующих изделий.
При отделке деталей до сборки иногда крепя г подвижные
части изделия до установки неподвижных элементов и деталей,
обеспечивающих жесткость конструкции. Такой порядок сборки
изделий вызван тем, что возможные угловые отступления со¬
прягаемых подвижных частей могут быть устранены путем ре¬
гулирования нежесткого каркаса при постановке элементов,
фиксирующих его форму. При этом не потребуется подгонки
подвижных частей изделия. При сборке используют разъемные
и неразъемные соединения. Неразъемные соединения выпол¬
няют на клею, разъемные с помощью специальных стяжек без
применения винтов. На рис. 149 показаны эксцентриковые
стяжки, применяемые при сборке мебели. Собираемый объект
может в процессе сборки формироваться на одном рабочем ме¬
сте или на нескольких. Исходя из этого, сборку принято разли¬
чать стационарную, стапельную и подвижную. Стационарная
сборка позволяет сохранить положение базирующей детали и
сборочной единицы неизменным. Это не допускает появления
случайных погрешностей при изменении базирования и разли¬
чия деформации в соединениях из-за изменения действия уси¬
лий обжима или собственного веса изделия. При стационарной
сборке изделие формируется на одном рабочем месте, что огра¬
ничивает возможности применения специализированных средств
и приспособлений. В таком случае обычно используют универ¬
сальные механизмы, которые не позволяют достигнуть высокой
производительности. Стационарную сборку применяют при из¬
готовлении небольшого количества крупных изделий: строитель¬
ных конструкций, оборудования вагонов и т. д.
Подвижная сборка может быть поточной и непоточной. Не¬
поточная сборка характеризуется тем, что собираемый объект
427

Рис. 149. Эксцентриковые стяжки:
а — без хвоспиика; С — с хвостовиком
перемещают с одного рабочего места на другое по мере окон¬
чания работы. Продолжительность каждой операции сборки за¬
висит от объема работ, квалификации рабочих и числа заня¬
тых на каждой операции рабочих. Она будет различной на
каждом рабочем месте. Из-за этого па рабочих местах созда¬
ются заделы собираемых изделий. Такие межоперационные за¬
делы требуют дополнительных производственных площадей и
увеличивают объемы незавершенного производства.
Поточную сборку иногда называют конвейерной сборкой.
При поточной сборке каждая операция выполняется в опреде¬
ленное время ритма. Собираемый объект при этом может пере¬
428

мещаться от одного рабочего места к другому прерывисто или
непрерывно.
Стапельная сборка производится с применением узкоспециа¬
лизированного оборудования — стапеля, позволяющего квали
фицированному рабочему выполнять сборочные работы точно,
с минимальной затратой труда и силы. Па рис. 150 показана
принципиальная схема автоматизированного стапеля для сборки
корпусов мебельных изделий. Наживленные стопки корпуса
пластинчатым конвейером подают п зону сборки. После оста¬
новки конвейера по направляющим 2 на корпус надвигается си-
Рис. 150. Схема автоматического стапеля:
/— шарнирные четырехэсенники; 2—нлфавляющая траверса; 3 — траверсы четырех-
звенников; 4 —станина; 5 — гшепмоприжнмы; 6 — гилроцилиндр; 7 — пластинчатый
конвейер
стема шарнирных четырехзвенников, которые обеспечивают
перпендикулярность сопряжения стенок корпуса. Писвмопри-
жимы 5 фиксируют положение стенок, а гидроцилиндры 6 обес¬
печивают усилие сжатия при сборке. После сборки система шар¬
нирных четырехзвенников отводится в сторону, а корпус конвей¬
ером перемещается из зоны сборки со скоростью 2—12 м/мин.
Размеры собираемых корпусов 2200X1300X600 мм.
Конвейерная сборка позволяет осуществить узкую специали¬
зацию рабочих и настроить ход процесса сборки по определен¬
ному ритму. Для организации конвейерной сборки конструкция
изделия должна допускать расчленение его на ряд последова¬
тельных операций сборки. Это возможно в том случае, если из¬
делие состоит из отдельных сборочных единиц, которые можно
собирать независимо друг от друга и соединять в изделие.
Соединять сборочные единицы и детали в изделие необхо¬
димо без длительных технологических выдержек. Процесс
429

сборки на каждом рабочем месте должен бить регламентиро¬
ван но нормам затрат времени на все рабочие приемы. Не до¬
пускаются такие рабочие приемы, которые могут выполняться
в неопределенное время {подгонки по месту). Все детали и сбо¬
рочные единицы, собираемые в изделие, должны быть взаимо¬
заменяемыми. При конвейерной сборке транспортные устрой¬
ства выбирают в зависимости от массы и размеров собираемых
объектов, объема работ на каждом рабочем месте и других
условий. При разработке технологического процесса сборки из¬
делия необходимо провести анализ его конструкции но техноло¬
гии сборки. Может возникнуть необходимость внесения измене¬
ния в конструкцию изделия, в средства соединения, значения
допусков, возможного членения и т. д. Эти изменения должны
обеспечить наиболее экономичное решение организации сборки
изделий и ее оснастки н конкретных условиях производства.
Основные принципы расчетов при организации поточной сборки
сводятся к следующему. Расчетное количество рабочих мест
для сборки определяется по формуле
n^(T0-Tc){t-tn)K,	(147)
где п—количество рабочих мест или позиций при сборке; Т0 —
трудоемкость всех переходов сборки одного объекта; Тс — тру¬
доемкость переходов, выполнение которых совмещено по вре¬
мени с выполнением других работ; t — расчетный такт сборки;
tn — время, необходимое для перемещения объекта с одной по¬
зиции на другую; К—-количество параллельных потоков, необ¬
ходимых для сборки одинаковых объектов в количестве, преду¬
смотренном в программе.
Значение К определяется в зависимости от длительности са¬
мой трудоемкой операции fmax по формуле
K~{tm3X+tn)ft.	(148)
При поточной сборке с последовательным членением каждая
позиция располагается вдоль одного конвейера. Если использу¬
ется комбинированное членение — параллельно-последователь¬
ное, то некоторые сборочные операции выполняют вне общего
сборочного конвейера. На рис. 151 показаны схемы организа¬
ции конвейерной сборки корпусной мебели. На схеме а пока¬
зано последовательное членение процесса сборки, а на схеме
б — комбинированное. Как видно из схем, в данном случае ком¬
бинированное членение позволяет более рационально организо¬
вать процесс сборки по количеству занятых рабочих и необхо¬
димой производственной площади. Если сборка производится
при непрерывном перемещении объекта, то рабочий перемеща¬
ется вместе с объектом в течение длительности выполнения ра¬
бот, а после окончания своей работы должен возвратиться в ис¬
ходное положение. Если операция сборки может выполняться
430

рабочим в сидячем положении, то можно воспользоваться меха¬
низированным креслом. После окончания работы при совмест¬
ном перемещении объекта сборки и кресла с рабочим послед¬
нее механически возвращается в исходное положение. Скорости
перемещения при этом не должны превосходить предельно до¬
пустимые по условиям техники безопасности. Существенными
преимуществами поточной сборкл являются: высокая произво¬
дительность труда, короткий цикл, сокращение средств неза¬
вершенного производства, высокие показатели по выпуску про¬
дукции на единицу производственной площади, стабильность ка-
/
&
I
е
ЕЭ
3 2
*
37700
1
А
jB ,7
^ 1 ’■ 1 L1 1—I Ln. mi С il
°csa
,31
и '0
Л
Рис. 151. Схемы конвейерной
сборки корпусной мебели:
a — при последовательном члене-
нии изделия; 6 — при комбиниро¬
ванном членении; 1 - - рабочее ме¬
сто загрузки; 2— рабочие места
предварительно»! сборки; 3 —те¬
лежки со сборочными единицами
и комплектующими изделиями; 4 —
стапель; 5 — напольный конвейер;
3—рабочие места окончательной сборки и комплектации изделий.; 7 — пластинчатый
конвейер
70700
£
чества, снижение себестоимости, простота учета. К недостаткам
поточной сборки относится: необходимость неизменности конст¬
рукции длительное время, смена изделий или изменение конст¬
рукции требуют значительных затрат на изготовление оснастки,
режущего инструмента, перестройки и организации потока.
Для устранения этих недостатков в мебельном производстве
применяют параллельно со сборочным конвейером комплекто¬
вочный конвейер. На рис. 152, а показан пример организации
поточной сборки с применением комплектовочного конвейера.
Линия имеет два параллельных конвейера — комплектовочный
/ и сборочный 6. Конвейеры движутся с одинаковой скоростью
синхронно и расположены так, что между ними организованы
рабочие места. Комплектовочный конвейер состоит из теле¬
жек-кассет, перемещаемых цепью, замкнутой в горизонтальной
плоскости. Одна из ветвей комплектовочного конвейера прохо¬
дит через промежуточный склад 5 готовых деталей и комплек¬
тующих изделий. На промежуточном складе 5 готовые детали
и сборочные единицы комплектуют по цвету, изделиям и
431

П ц о,
/ ТГ t+
1	V	1
I	5	I
1 I	I
■	Cl
с: г.; ~; г :с:с n~
Ф +	+	+	+	+	*	t
;.:л ?-i ii n ^rj. i; i i. ?
з e
з e
Й □ CU О □ □ CD
ЯщрЗ I Л) ! щцр l=LB=l 4
V
s
Рис* 152. Схемы организации поточной сборки:
а — на двух конвейерах: б — на одном конвейере; / — комплектовочный конвейер; 2—
рабочие места предварительной сборки сборочных единиц; S — рабочие места сборки
изделий; 4 — комплектовочные тележки; S — промежуточный склад готовых деталей и
комплектующих изделий; € — сборочный конвейер
другим различным признакам. В каждую комплектовочную те¬
лежку 4 укладывают один комплект. На рабочих местах 2 про¬
изводится предварительная сборка — установка крепежных де¬
талей и комплектующих изделий. Далее кассеты с подготов¬
ленными для сборки частями изделия поступают на рабочие
места общей сборки изделий на сборочном конвейере 6. При
такой организации общей сборки можно одновременно произ¬
вести сборку различных изделий на одной поточной линии.
Сборочный конвейер и одна из ветвей комплектовочного кон¬
вейера 1 {рис. 152, б) могут быть при определенных условиях
совмещены. В таком случае комплектование и предваритель¬
ная сборка осуществляются на одной ветви горизонтально¬
замкнутого конвейера, а общая сборка — на другой с использова¬
нием дополнительных рабочих мест 2.
Организация общей сборки на предприятии требует значи¬
тельных производственных площадей, средств незавершенного
производства и трудозатрат, Транспортирование изделий из
432

древесины в собранном виде иа большие расстояния нежела¬
тельно из-за неэффективной загрузки транспорта. Например,
при загрузке в вагон комплектов корпусной мебели в разобран¬
ном виде помещается в 3 раза больше. Следовательно, стои¬
мость транспортирования мебели в разобранном виде соответ¬
ственно в 3 раза ниже, чем в собранном. Организация про¬
изводства мебели без общей сборки изделий на производстве
является резервом возможного увеличения выпуска мебели на
10—12 % без капитальных вложений, только за счет организа¬
ционных мероприятий. При этом повышается производитель¬
ность труда на 4—6 %, высвобождается более 2 % общей про¬
изводственной площади и примерно 50 % складских помещений
на предприятиях и торгующих организациях, потребность в упа¬
ковочных материалах сокращается до 40%.
Для прогрессивной технологии изготовления мебели без
производственной сборки необходимы технологичные конструк¬
ции изделий, применение эффективных методов и механизмов
соединений, высокая точность собираемых элементов, широкое
применение калибров, шаблонов и другой технологической ос¬
настки. При такой форме организации производства мебель со¬
бирают сами покупатели или торговая организация. В порядке
контроля за ходом технологического процесса изготовления ме¬
бели в разобранном виде на предприятии периодически прово¬
дится контрольная сборка обычно от 0,5 до 1,5 % изготовлен¬
ного числа изделий. Изделие, поставляемое потребителю в ра¬
зобранном виде, снабжается инструкцией по сборке и эксплуа¬
тации. В инструкции приводятся наглядные схемы монтажа
изделий с указанием номера детали и узла, которые указаны
также на всех деталях изделия. Даны практические рекоменда¬
ции по монтажу и соединению деталей.
На операциях общей сборки изделий важны организацион¬
ные мероприятия, т. е. научная организация труда. Научная
организация труда должна охватывать вопросы трудового про¬
цесса с учетом организации рабочего места, создания благо¬
приятных условий труда и эффективного обслуживания рабо¬
чих мест. Движения рабочего при выполнении операции сборки
должны быть оптимальными по перемещению масс и физиче¬
ских усилий. Вопросы научной организации труда должны ре¬
шаться с участием рабочего и нормировщика с анализом всех
рабочих приемов. Основные положения научной организации
труда рабочих при сборке: избегать холостых движений, пере¬
ходить от последнего движения одного приема в первое дви¬
жение последующего ритмично, без перерыва; добиваться рав¬
номерной загрузки обеих рук с учетом их возможностей; стре¬
миться использовать ножные педали, высвобождающие руки;
перемещать предметы без подъема и переноса их с поворотом
туловища; размещать предметы в удобном месте, позволяющем
433

брать их без липших движений левой или правой рукой без
перехвата; работа стоя требует на 10 % больше затраты уси¬
лий, чем сидя; высота сиденья должна быть такой, чтобы плечи
рабочего были на 25—35 см над поверхностью рабочего стола;
органы управления устройствами должны быть в одном месте
на расстоянии не более 0,8 м от центра груди рабочего, лучше
ножное педальное управление; при необходимости перемещения
н подъема сборочных единиц рабочее место должно быть осна¬
щено такими устройствами; рабочий должен выработать авто¬
матизм, ритмичность и последовательность исполнения всех ра¬
бочих приемов; расстояние рабочей зоны от груди рабочего
10—14 см, ширина рабочей зоны при работе сидя 26—32 см;
стоя — 36—48 см; площадь рабочего места не должна стеснять
движений рабочего, по не должна быть слишком большой, тре¬
бующей лишних переходов; все перемещения рабочего рацио¬
нально организовать по замкнутой траектории, не допускать
лишних наклонов рабочего (работа в наклонном положении
требует в 2 раза больше усилий, чем работа сидя); рабочее ме¬
сто должно иметь соответствующее освещение, вентиляцию и
свободный подъезд транспорта с деталями.
Важным условием в научной организации труда на участке
общей сборки изделий является создание благоприятных усло¬
вий труда с учетом физиологии, психологии, гигиены и про¬
мышленной эстетики. Необходимо поддержание условий труда
в оптимальных пределах, которые устанавливаются положе¬
ниями и стандартами по технике безопасности и эргоно¬
мике.
Гл ава Н
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ
КОНТРОЛЬ
§ 44. ТЕОРИЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Коренное повышение качества промышленной продукции —
одна из первостепенных проблем развития народного хозяйства.
В пятилетних планах развития народного хозяйства отража¬
ются перспективы повышения качества продукции. Задания по
повышению качества продукции включают в государственные
планы стандартизации. Единые системы комплексных стандар¬
тов и стандарты, начинающиеся с номера 4, 8, а также целая
сеть лабораторий государственного надзора образуют единую
государственную систему управления качеством продукции. По¬
нятие качество многогранно, широко используется в сфере дея¬
тельности человека и общества. В производственной деятельно¬
сти человека качество представляет собой совокупность свойств
434

продукции, определяющую ее пригодность удовлетворять по¬
требности в соответствии с сс назначением.
Совершенствование производственной деятельности человека
связано с тем, что его мысль опережает действие. Эффектив¬
ность производства определяется обьсмами изготавливаемой
продукции и количеством осмысленных при этом идей. В ку¬
старном примитивном единичном нронгшодегнг мышление и дей¬
ствия сопутствовали друг другу, в ремесленном—с возраста¬
нием объемов производства возникает опережению мысли: де¬
лаются запасы заготовок и т. д. Возросшие потребности на
изделия породили новые идеи организации серийного производ¬
ства. Это усложнило технологию и привело к механизации
труда. Резко возросли объемы производства. Расширилась
сфера торговли. Дальнейший рост потребностей общества при¬
вел к организации массового производства, которое выявило
необходимость получения максимальных прибылей на вклады¬
ваемые в производство затраты. Возникла необходимость ор¬
ганизации сбыта продукции. Сбыт, как и производство, обеспе¬
чивает прибыль.
В период промышленной революции технические возможно¬
сти производства резко возросли. Проблема сбыта стала огра¬
ничивающим фактором расширения производственной деятель¬
ности. Дальнейшее совершенствование производства, т. е. ав¬
томатизация и специализация, повысило требование к качеству
продукции, обеспечению стабильности и взаимозаменяемости.
Появилась проблема оптимизации качества и согласования его
уровня с изготовителем и потребителем. При такой ситуации
понятие качества приобретает двойственный характер: с одной
стороны — свойства изделия, создаваемые изготовителем, сдру-
гой — степень удовлетворения потребностей, которые связаны
с требованиями потребителя. Единство и разобщенность этих
сторон вызывают трудности в оценке качества.
Проблема оценки качества имеет исторические корни. В древ¬
ности в значительных объемах реализовывались продукты пи¬
тания. В этот период появилась необходимость оценки каче¬
ства таких продуктов. Они соответствовали своему назначению
в том случае, если удовлетворяли требования по вкусу, запаху
и цвету. Эти показатели качества пищевых продуктов исполь¬
зуют и сейчас, но они являются субъективными, не поддающи¬
мися количественной оценке.
Рост объемов производства, сложность изделий и их техно¬
логии, расширение сферы специализации и кооперирования
в международных масштабах обострили необходимость един¬
ства в оценке качества продукции во всех отраслях и связан¬
ных между собой странах. Совершенствование технологии, диф¬
ференциация производства, выделение служб исследований, про¬
ектирования и подготовки производства вызвали необходимость
435

согласования между этими службами требовании к качеству.
Качество углубляет свое влияние на современное производство
продукции. Создаются специальные органы контроля качества,
сфера действия которых расширяется до государственного уро¬
вня. Введена аттестация продукции на государственный Знак
качества. Обеспечение установленных уровней качества про¬
мышленной продукции является одной из важнейших задач
шопомики и дальнейшего развития производства в каждой
стране. В период научно-технического прогресса в 1969 г. по¬
явилась новая научная область количественных оценок каче¬
ства — квалиметрия. Количественные оценки качества необхо¬
димы для обоснования решений, принимаемых при стандартиза¬
ции и управлении качеством. Основные принципы квалиметрии
сводятся к следующему:
1. Количественная оценка качества объекта устанавливается
в зависимости от условий и цели оценки.
2. Качество рассматривается как иерархическая совокуп¬
ность свойств, расположенных на различных уровнях. Число
уровней свойств по мере расширения знаний может неограни¬
ченно возрастать.
3. Оценка качества объекта на любом уровне свойств зави¬
сит от принятой системы базовых показателей, определяющих
качество эталона. Выбор эталона является важным фактором
в оценке качества.
4. Каждое свойство объекта, определяющее его качество,
должно характеризоваться на любом уровне количественным
значением и его весомостью по сравнению с другими свойст¬
вами.
Показатели качества разбиваются на два класса: показа¬
тели качества продукции и показатели качества процессов.
Продукция, оцениваемая по качеству, также делится на два
класса: продукция, расходуемая при использовании, и продук¬
ция, расходующая при использовании свой ресурс. Продукция,
расходуемая при использовании, делится на три группы: сырье
и природное топливо; материалы и продукты (смолы, лаки, фа¬
нера и т. п.); расходная продукция (бумага, проволока и т. п.).
Продукция, расходующая свой ресурс, подразделяется на две
группы: перемонтируемые изделия и ремонтируемые. В каж¬
дой группе предусмотрены следующие виды показателей: на¬
значения, надежности и долговечности, технологические, эр¬
гономические, эстетические, стандартизации и унификации,
патентно-правовые, уровня качества. Показатели качества про¬
цессов включают такие группы показателей: качество труда
исполнителей, нормативно-технологической документации, пред¬
метов труда и средств труда. Виды и количество применяемых
для оценки качества показателей устанавливают в зависимо¬
сти от специфики продукции и производства. Среди свойств из-
436

Делия, определяющих качество, имеются решающие и менее
важные. Решающими можно назвать те, кторые предопреде¬
ляют пригодность изделия к использованию по назначению.
Пригодность изделия можно представить математически как
сумму предопределяющих его свойств с учетом их значимости
в обеспечении функциональной пригодности:
т
(149)
где Q — пригодность изделия в количественном представлении;
Wi — свойство изделия; С; — его значимость н обеспечении при¬
годности, насколько важнее это свойство по сравнению с дру¬
гими; т — число свойств-показателей, определяющих пригод¬
ность изделия.
Показатели качества продукции являются функцией пара¬
метров, определяющих свойства. Они могут быть единичные,
относящиеся к одному свойству, комплексные — ко многим
свойствам, и интегральные, отражающие суммарный полезный
эффект от проявления качества продукции. Для анализа каче¬
ства используют базовые показатели, принятые за исходные
меры оценок. В оценке качества используется понятие уровень
качества — относительная количественная характеристика каче¬
ства, основанная на сравнении показателей качества конкрет¬
ной продукции с базовыми показателями эталонов. Уровень ка¬
чества определяется как:
у, = /уяэ.	(150)
где Яэ— показатель качества эталона; Я, — показатель каче¬
ства £-го изделия.
В оценке качества промышленной продукции используют
специфические характеристики: индекс качества — комплексный
показатель качества разнородной продукции; коэффициент де¬
фектности— средневзвешенное количество дефектов в единице
продукции; индекс дефектности продукции — средневзвешенная
величина коэффициентов дефектности по каждому виду продук¬
ции; коэффициент сортности — отношение стоимости продукции
различной сортности к стоимости этой же продукции по ценам
высшего сорта.
Качество как совокупность определенных свойств промыш¬
ленной продукции формируется в производственной деятельно¬
сти людей и проявляется как результат этой деятельности. Ка¬
чество зависит от условий производства и затраченных средств
труда. Оно может быть выражено стоимостью. Установлено,
что затраты труда и средств на повышение конкретного пока¬
зателя качества вначале растут медленно, а когда исчерпаны
организационные и технические возможности производства,
резко увеличиваются, поскольку необходимы затраты на реор¬
437

ганизацию производства, модернизацию оборудования, новые
прогрессивные материалы и т. д. Размер экономии, приходя¬
щейся на единицу повышения показателя качества, с ростом
уровня качества падает. Это объясняется тем, что при дости¬
жении определенного уровня качества дальнейшее повышение
его качества не будет непосредственно связано с удовлетворе¬
нием предъявляемых к нему требований по прямому назначе¬
нию изделия. Затраты и экономия, приходящиеся на повышение
показателя качества, выражаются степенными зависимостями
соответственно:
С--АП* и Ц^БПу,	(151)
где С — затраДы на повышение показателя качества; Ц — эко¬
номия от повышения показателя качества; /7 —повышение по¬
казателя качества; А, Б, X, У — коэффициенты, для которых
справедливо соотношение А<Б\ Х>У. Экономический эффект
от повышения качества выразится уравнением:
Ц-С = £ЯМ—Я*.	(152)
Оптимальность повышения показателя качества определится
из условия:
д (Ц—(1)1 дП = БУП»-' — АХП*-1 - 0.
Решая это уравнение, находим оптимальное значение пока¬
зателя качества:
Па = х~у'БШХ.	(153)
В этом уравнении повышением показателя качества может
быть увеличение сроков службы изделия, снижение материало¬
емкости, увеличение несущей способности клееной конструкции
и т. п. На рис. 153 схематически для примера показаны кри¬
вые, отражающие изменение затрат на повышение уровня ка¬
чества в форме себестоимости и возможной цены изделия. Ха¬
рактерные точки #i и Яг показывают уровни качества, при ко¬
торых затраты не оправдываются. Уровень качества левее точки
Я] слишком низок, не удовлетворяет потребителя, изделие не
пользуется спросом. Оно подлежит реализации с убытком для
предприятия по сниженным цепам. Правее точки Яг уровень
качества слишком высок, потребителю нет необходимости при¬
обретать такое изделие, платить более высокую цену, если его
вполне удовлетворяет изделие с более низким уровнем каче¬
ства по более низкой цене. Оптимальный уровень качества по
эффективности производства лежит в точке Я3, где (Я—С)/С->
-инах, а по мнению потребителя, согласного покрыть макси¬
мальную разницу цены и себестоимости, в точке Я4, где Ц—С->
-нпах.
Различное положение оптимальных уровней качества стиму¬
лирует необходимость решения перманентной проблемы повы-
438

men и я качества постоянным совершенствованием технологии п
производства. Приведенные выше закономерности справедливы
при свободном соответствии спроса и объема выпуска продук¬
ции. При нарушении этого соответствия соотношение цены и
себестоимости с качеством продукции резко изменяется. Появ¬
ляется либо дефицит — цена растет, либо избыток без измене¬
ния качества — цена падает. В таком случае необходимо плано¬
вое регулирование спроса.
Поскольку качество является результатом производственной
деятельности целых коллективов, оно нуждается в управлении.
Рис. 153. Схема выявления оптимального уровня качества продукции:
У— уровень качества продукции; Ц — ценз; С — себестоимость; Э — эффективность
повышения качества; Пх, П2, П%, Т7\ — характерные уровни качества
Управление качеством продукции — это установление, обеспече¬
ние и поддержание оптимального уровня качества продукции
при ее разработке, производстве, эксплуатации и потреблении,
осуществляемое путем систематического контроля и целенаправ¬
ленного воздействия на условия и факторы, влияющие на ка¬
чество продукции.
§ 45. УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ
Система управления качеством продукции — совокупность
управляющих органов и объектов управления, взаимодействую¬
щих с помощью материально-технических и информационных
439

средств (ГОСТ 15467 79). Эта система постоянно совершен¬
ствуется в функциональное организационном, техническом и со¬
циальном направлениях.
Целью системы управления качеством продукции является
повышение качества в соответствии с развитием и возрастанием
потребностей народного хозяйства, населения и экспорта при
имеющихся материальных и трудовых ресурсах. Построение и
функционирование системы управления качеством продукции
полностью соответствует основным принципам. Единой государ¬
ственной системы управления качеством продукции и стандар¬
тизации.
Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР о мерах по корен¬
ному повышению качества продукции (1986 г.) на Госстандарт
возложены функции по усилению роли и ответственности его
в осуществлении единой государственной политики в области
качества продукции. С 1 января 1987 г. введена государствен¬
ная приемка продукции, осуществляемая Госстандартом. Дея¬
тельность органов государственной приемки регулируется ГОСТ
26964—86 и РД 50-612—86. Органы государственной приемки
наделены широким кругом прав и обязанностей. Они проверяют
проектно-конструкторскую и технологическую документацию,
условия поставки по договорам, соблюдение стандартов и ТУ,
эффективность мероприятий по повышению качества продук¬
ции. Государственная приемка не исключает службы техниче¬
ского контроля. Работа службы Государственной приемки имеет
две цели: 1) принимать продукцию на основе строгого соблю¬
дения стандартов, технических условий и другой нормативно¬
технической документации; 2) контролировать деятельность
предприятия по обеспечению повышения качества и его ста¬
бильности. Госприемка осуществляет следующие виды конт¬
роля: входной и приемочный, конструкторской документации,
хода технологического процесса, метрологического обеспечения
и испытания продукции. Госприемка не только контролирует
качество продукции, но и вскрывает и устраняет причины, сни¬
жающие качество, имеет право не принимать продукцию и при¬
останавливать ес отгрузку. Это активизирует работу отдела тех¬
нического контроля, повышает ответственность руководства
предприятия за качество продукции и его стабильность. Про¬
цесс совершенствования системы управления качеством продук¬
ции представляет определенный интерес.
Первый опыт системного подхода к решению проблемы уп¬
равления качеством продукции в СССР был осуществлен
в 1955 г. в г. Саратове. Саратовская система бездефектного из¬
готовления продукции (БИП) совершенствовалась и расширяла
свою сферу влияния на все службы современного производства.
Во Львове бьгла создана система бездефектного труда (СБТ).
С помощью балльных оценок представилась возможность со-
449

Научно-технические достижения
(НИР, публикации)
Единая система государственного управления
качеством продукции ЕСГУКП
Отраслевые системы управления
качеством продукции ОСУКП
о g
«‘I
1-
§ §
&§-
I-с
C> fc
r
Управляющее воздействие
(приказы, социалистическое соревнование)
<S
е
£
§
Qi
1
Cl
§■
I
Заявка на продукцию
Изыскание НИР по Г0СП5.Ю1-8О
Проектирование
Поставка на производство по ГОСТ!5 001-73
Производство
Реализация продукции
Эксплуатация
Гарантийный ремонт
t
I
tD
1
Г
КСУКП
Рис. 154. Схема построения комплексной системы управления качеством про-
дукцип
поставлять качество труда работников всех служб производ¬
ства, их трудовую дисциплину и инициативу. Взаимообогаще-
ние этих систем и дальнейшее совершенствование создали во
Львове систему УКТП — управления качеством труда п про¬
дукции. Широкое внедрение единых систем стандартизации
(ЕСКД, ЕСТПП и т. д.) коренным образом изменило принципы
организации производства, обеспечив жесткую связь проекти¬
рования с производством.
В сферу качества продукции включены новые показатели и
принципы прогнозирования качества. Используются методы се¬
тевого планирования, которое концентрирует внимание на кри¬
тические ситуации. Управление качеством стало основываться
на комплексе управляющих воздействий на процессы форми-
441

ровайия качества продукции. Появилась комплексная система
управления качеством продукции (КСУКГ1), которая создана
на основе государстпенной системы стандартизации. На рис. 154
показана структурная схема КСУКП. КСУКП непрерывно со¬
вершенствуется с учетом достижений научно-технического про¬
гресса и возникающих с этим новых проблем. Проблема эффек¬
тивного использования ресурсов была включена в сферу дей¬
ствия КСУК.П и появилась Комплексная система повышения
качества продукции и эффективного использования ресурсов
(КСУКПиЭР).
В 1976 г. в Краснодаре была создана комплексная система
повышения эффективности производства, которая состоит из
ряда подсистем, включающих управление производством и ка¬
чеством продукции, эффективное использование материальных,
финансовых и трудовых ресурсов, основных фондов, управле¬
ние научно-техническим прогрессом. Основой КСПЭП явля¬
ются стандарты предприятия. Проблема повышения эффектив¬
ности производства является многогранной и носит социальный,
экономический и организационно-технический аспекты. Полити¬
ческий аспект состоит в том, что высокое качество продукции
и высокая эффективность производства является закономерно¬
стью развитого социализма и отражает успехи отечественного
производства. Создание комплекса стандартов «Управление про¬
изводственным объединением и промышленным предприятием»
(ГОСТ 24525.0—80, ГОСТ 24525.5—81) является дальнейшим
совершенствованием КСУКП. Конкретная эффективность дей¬
ствия системы управления качеством продукции выразилась
в следующих показателях: сократились сроки освоения про¬
дукции с заданными показателями в 2—3 раза; повысилось
время безотказной работы изделий в 1,5—2 раза; повысился
ресурс изделий в 2 раза; снизилась трудоемкость изделий
в 1,3—2 раза.
Вопросы управления качеством продукции во всех отраслях
разработаны детально на уровне стандартов предприятия. Дей¬
ственность и эффективность систем управления качеством обес¬
печиваются падежным производственным контролем.
Аттестация промышленной продукции дает полную и объек¬
тивную оценку технического уровня и качества продукции, спо¬
собствует расширению и совершенствованию производства си¬
стематически обновляемой продукции. Аттестация продукции
проводится министерствами и ведомствами СССР и союзных
республик в соответствии с постановлением ЦК КПСС и Соиета
Министров СССР № 695 от 12 июля 1979 г. Аттестация явля¬
ется действенным средством повышения технического уровня и
качества изделий. Аттестуется промышленная продукция, по¬
стоянно выпускаемая предприятиями, по перечню отраслевых
министерств, согласованному с Госстандартом СССР. Не под
442

лежат аттестации книги, упаковка, произведения искусств, из¬
делия художественных промыслов и т. п. Промышленная про¬
дукция аттестуется по категориям качества, число которых оп¬
ределяется методикой аттестации.
К высшей категории качества относится продукция, которая
по показателям технического уровня п качества превосходит
лучшие отечественные и зарубежные достижения или соответ¬
ствует им. Продукция высшей категории качества определяет
технический прогресс в народном хозяйстве, обеспечивает зна¬
чительное повышение производительности труда, экономию ма¬
териалов, топлива и электроэнергии, удовлетворяет потребно¬
сти населения страны и конкурентоспособна па внешнем рынке.
Эта продукция характеризуется стабильностью показателей тех¬
нического уровня и качества благодаря строгой технологиче¬
ской дисциплине и высокой культуре производства. Продукция
высшей категории качества должна обозначаться государствен¬
ным Знаком качества в соответствии с ГОСТ 1.9 -72.
К первой категории качества относится продукция, которая
по показателям технического уровня и качества соответствует
современным требованиям стандартов, удовлетворяет потребно¬
сти народного хозяйства и населения страны, характеризуется
стабильностью показателей качества.
Продукция, которая по техническому уровню и показателям
качества не соответствует современным возросшим требованиям
народного хозяйства, пользуется ограниченным спросом, подле¬
жит модернизации или снятию с производства.
Аттестуемая продукция относится к установленной катего¬
рии качества на определенный период: к высшей категории —
до 3 лет, к первой — до 2—3 лет. За месяц до истечения срока
продукция может быть переаттестована. При переаттестации
продукции высшей категории может быть присвоена первая или
вторая категория. При аттестации продукции по категориям ка¬
чества учитываются художественно-эстетические показатели и
характеристики, а продукции легкой промышленности — требо¬
вания моды и соответствие образцам. На аттестуемые изделия
заполняется карта технического уровня и качества продукции
по ГОСТ 2.116—84. Аттестацию проводит аттестационная ко¬
миссия, утвержденная министерством. Председателем комиссии
является представитель Госстандарта СССР или основного по¬
требителя.
Аттестация изделий из древесины обычно проводится на
предприятии-нзготовителе. Комиссия осуществляет проверку со¬
ответствия продукции всем требованиям, установленным для
данной категории качества, и принимает решение об отнесении
изделия к этой категории качества. При аттестации по высшей
категории качества решение комиссии регистрируется в Гос¬
стандарте, после чего выдается свидетельство об аттестации
443

продукции по высшей категории качества. При отнесении изде¬
лий к соответствующей категории качества руководствуются
результатами оценки: технического уровня; экономической эф¬
фективности; стабильности качества; нормативно-технической
докумеи гацик.
При оценке технического уровня изделий сопоставляют его
характеристики с базовыми, учитывают современные и перспек¬
тивные тенденции развития техники и повышения качества
с учетом отечественных и зарубежных достижений. Техниче¬
ский уровень изделия оценивается совокупностью следующих
показателей: комфортабельности; эстетичности; технологично¬
сти; патентно-правовыми; уровня унификации.
Оценка экономической эффективности учитывает мероприя¬
тия по повышению качества изделий и экономические показа¬
тели, имеющие важное социальное значение. Экономическая
эффективность определяется себестоимостью п оптовой ценой
изделия, В оценке, кроме того, учитывается ряд показателей по
улучшению использования сырья, производственных мощностей,
увеличение валютных поступлений и т. п.
Оценка стабильности качества складывается из оценок
уровня исполнения, надежности, срока гарантии, отделки лице¬
вых поверхностей. Уровень исполнения характеризуется соот¬
ветствием изделия требованиям нормативно-технической доку¬
ментации. Надежность — результатом испытаний, предусмотрен¬
ных стандартами. Оценка нормативно-технической документации
проводится сопоставлением ее с требованиями государственной
системы стандартизации и отраслевой нормативно-технической
документацией. Все документы должны быть надлежащим
образом оформлены. Срок действия категории качества не
должен превышать срока действия нормативно-технической до¬
кументации на эту продукцию. Все оценки аттестуемого изде¬
лия должны соответствовать одной и той же категории. Ре¬
зультаты оценки технического уровня и качества изделия
оформляют в карте технического уровня и качества. В карте
технического уровня указывают: общие данные об изделии,
уровне качества, патентную чистоту и планируемое изменение
показателей качества изделия, источники информации, выводы
и предложения.
Порядок аттестации промышленной продукции регламенти¬
руется отраслевой методикой. Изделия из древесины аттестуют
по методикам Минлеспрома СССР.
§ 46. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ
Контроль является одним из важных элементов управления.
В науке, технике и производстве применяется технический кон¬
троль. В его функции входит проверка соответствия техничс-
444

ских параметров объекта контроля предписанным значениям.
Основные понятия и определения в области контроля качества
и испытания продукции приведены в ГОСТ 16504—81. Объек¬
том технического контроля могут быть продукция и процессы.
Технический контроль различают по сфере его осуществления
в цикле промышленной продукции; контроль проектирования,
производственный и эксплуатационный контроль. Контроль
проектирования осуществляет проверку параметров на стадии
проектирования. Производственный контроль охватывает про¬
верку производственного процесса н его результатов на стадии
изготовления продукции. Эксплуатационный — на стадии экс¬
плуатации продукции. Сущность технического контроля со¬
стоит в том, что он должен получить информацию об объекте
контроля, сопоставляя контролируемые величины с заданными
нормами и требованиями. Целью технического контроля явля¬
ется обеспечение оптимального уровня качества и постоянное
повышение эффективности общественного труда.
Технологию производства изделий контролирует производ¬
ственный контроль. Основной задачей производственного конт¬
роля является активное воздействие па производственный про¬
цесс во избежание потерь из-за брака и низкого качества про¬
дукции. Организация производственного контроля основана на
строгом соблюдении требований нормативно-технической доку¬
ментации и независимости органов контроля от исполнителей
технологических операций. Операции технического контроля
являются частью производственного процесса, обеспечивающей
нормальный процесс технологических операций.
Выбор методов н средств контроля является важным эта¬
пом в организации и проведении производственного контроля.
Затраты, которые идут на проведение контроля, зависят от вы¬
бора его средств и методов. По методам контроля — совокуп¬
ности правил и принципов осуществления — контроль может
быть сплошным или выборочным, непрерывным или периодиче¬
ским, разрушающим или неразрушающим, измерительным или
органолептическим (с помощью чувств без численных оценок
контролируемых признаков). В зависимости от места в техно¬
логическом процессе различают входной, операционный и при¬
емочный контроль. По технической оснащенности различают
ручной и механизированный контроль, автоматизированные си¬
стемы контроля с частичным участием человека и автоматиче¬
ские системы контроля. Контроль называют активным, если
результаты его непосредственно используют для управления
процессами изготовления продукции.
Методы контроля разрабатываются технологом и устанав¬
ливаются в период технической подготовки производства, со¬
гласуются со службами контроля и фиксируются в технологи¬
ческой документации. Организация технического контроля на
445

предприятии, изготавливающем изделия из древесины, может
быть представлена структурной схемой (рис. 155). Инспекци¬
онный контроль проводят периодически по плану для система¬
тической оценки фактического уровня качества изделий и про¬
верки эффективности работы всех служб контроля. При этом
проверяют правильность организации контроля, состояния
контрольно-измерительных средств, соблюдение сроков и ме¬
тодов контроля. По результатам инспекционного контроля оп¬
ределяют недостатки и причины, их порождающие. Надежность
контроля зависит от достоверности измерительной информации,
Рис. 155. Структурная схема организации технического контроля
на основе которой принимают решения. Достоверность обеспе¬
чивается единством измерений, создаваемым комплексом пра¬
вил, определяющих организацию и методику измерений на
уровне государственных стандартов.
Метрологическая служба обеспечивает единство измерений
путем организационно-технических мероприятий при подготовке
и функционировании производства. Предусмотренная государ¬
ственными стандартами метрологическая экспертиза и метроло¬
гический надзор по ГОСТ 8.002—86 обеспечивают эффектив¬
ность производственного контроля. Заводская лаборатория и
лаборатория государственного надзора организовывают техни¬
ческий контроль и его работу в конкретных условиях произ¬
446

водства. Поступающая на предприятие для изготовления мзде
лнй продукция проходит через входной контроль. Служба вход
ного контроля должна располагать перечнем поступающей на
предприятие продукции с указанием параметров и допусков
контролируемых параметров, средствами и методами контроля
по каждому параметру.
Операционный контроль направлен на определение величины
приближения действительных показа гелей технологического
процесса к их номинальным значениям для их регулирования.
Выбор средств контроля, оценка точности и стабильности конт¬
ролируемых параметров регламентируются государственными
стандартами. Приемочный контроль осуществляет проверку
готовой продукции. По результатам проверки принимается ре¬
шение о пригодности к поставке и использованию готовой про¬
дукции. При приемочном контроле оценивают качество продук¬
ции по качественным и количественным характеристикам основ¬
ных свойств в соответствии с назначением и нормативной
документацией. В зависимости от требований к готовой продук¬
ции контроль принято различать по четырем категориям.
Первая категория контроля проводится для ответственных
изделий, которые должны испытывать по всем видам внешних
воздействий при сплошном контроле, Результаты такого конт¬
роля должны обеспечиваться высокой степенью вероятности.
Вторая категория контроля назначается для изделий, гаран¬
тирующих безопасность людей. Сплошной контроль применяют
для первых изготовленных объектов, а выборочный —для по¬
следующих с учетом результатов сплошного контроля.
Третья категория контроля применяется в производстве из¬
делий массового потребления, к которым предъявляют требо¬
вания оптимального качества с точки зрения экономики и
техники. При этом проводят выборочный контроль изделий
с испытанием внешних воздействий, близких к условиям экс¬
плуатации.
Четвертая категория контроля предусматривает только вы¬
борочный контроль продукции, которая не подлежит обязатель¬
ному контролю. При этом основное назначение контроля на¬
правлено на регулирование технологического процесса поточ¬
ного производства.
Строительные несущие конструкции из древесины подлежат
контролю по второй категории, мебель — по третьей, изделия
культурно-бытового назначения — по четвертой.
В зависимости от требований к необходимости обеспечения
надежности результатов и тщательности проведения контроль
принято различать по трем уровням: усиленный, нормальный и
облегченный. Усиленный контроль проводят в начальный мо¬
мент внедрения новых принципов контроля, при освоении но¬
вых видов продукции, смене поставщиков материалов и коми-
447

лектующих изДслип, сомнении в стабильности Качества полу¬
чаемых материалов.
Переход от усиленного к нормальному контролю производят
после того, как пять последовательных партий или периодов
контроля подтверждают устойчивость качества по контролируе¬
мым показателям. От нормального контроля к облегченному
переходят в том случае, если технологический процесс стаби¬
лен, а выпуск продукции ритмичен и уровень качества ее выше
установленного значения приемочного уровня. Методы и сред¬
ства контроля выбирают на основе заданных показателей про¬
цесса контроля и затрат на него. К показателям процесса конт¬
роля относятся: точность, достоверность, трудоемкость, стои¬
мость контроля. Предпочтение отдается тем методам контроля,
которые даюг достаточную достоверность при минимальных за¬
тратах. Уместно рассмотреть преимущества и недостатки раз¬
рушающего и неразрушающего контроля.
При разрушающем контроле контролируемые объекты не мо¬
гут быть использованы. Преимущество этого вида контроля
в том, что он дает конкретную количественную характеристику
для принятия решений. Для достоверности этих характеристик
необходимо условие взаимозаменяемости испытуемых объектов.
В противном случае полученные результаты не могут быть пе¬
ренесены на неиспытанные объекты. При этом нет возможности
в партии отличить годные объекты от негодных. Решение при¬
нимается относительно всей партии по результатам испытания
ограниченного количества контрольных объектов. Методы раз¬
рушающего контроля являются выборочными, они не гаранти¬
руют эксплуатационную надежность изделий.
Методы контроля без разрушения объектов по ГОСТ
18353—79 принято называть неразрушающим контролем. Он
имеет ряд преимуществ. Неразрушающий контроль позволяет
проверить качество объектов до эксплуатации и предотвращает
приемку дефектных объектов. Дефекты могут быть выявлены
в самодо начале технологического процесса, что предотвратит
необходимость затрат труда и средств на обработку бракован¬
ных объектов. Данные неразрушающего контроля дают возмож¬
ность улучшить технологию и получить значительный эффект.
К неразрушающим методам контроля относятся осмотры, конт¬
роль. размеров, формы и качества поверхности деталей, ультра¬
звуковой контроль качества склеивания и т. п.
Целью операционного контроля является получение инфор¬
мации о ходе технологического процесса по контролируемым
факторам. Обычно контролируют факторы, влияющие на фор¬
мирование качества продукции. Представление о ходе техноло¬
гического процесса можно получить как по результатам изме¬
рений параметров процесса, так и по показателям качества
продукции, которые формируются в этом процессе. По резуль-
448

тэтам контроля устанавливают момент необходимого позлей -
ствия на ход технологического процесса для приведения сю
в норму. Как показатели качества продукции, так и формирую
щие их параметры технологического процесса в реальных усло¬
виях производства изменяются в некоторых пределах. Область
возможных значений контролируемого параметра определяется
полем рассеяния. Поле рассеяния выявляется предельными зна¬
чениями контролируемых параметров технологического про¬
цесса или пределами суммарных погрешностей показателей ка¬
чества продукции. Точность технологического процесса харак¬
теризуется величиной отклонения действительного значения
контролируемого параметра Хл от номинального его значения
ХЕ и выражается в единицах измерения этого параметра. При
несимметричном допуске на контролируемый параметр вместо
номинального значения при контроле принимают его значение
в центре поля допуска. Коэффициент точности исполнения вы¬
ражается процентным отношением отклонения (погрешности)
к номинальному значению контролируемого параметра и вы¬
числяется по формуле
= хдаюо, %,	(154)
где Кт — коэффициент точности; Хд — действительное значение
параметра; Хш — номинальное значение или соответствующее
середине поля допуска.
Точность технологического процесса в целом по отношению
контролируемого показателя качества продукции оценивается
коэффициентом его рассеяния Яр, определяемым по формуле
(138).
При Кр<1 технологический процесс имеет запас точности;
при Кр= 1 — точность технологического процесса соответствует
требованиям; при Кр> 1 — технологический процесс не соответ¬
ствует требованиям по точности, имеется брак. Поле рассея¬
ния контролируемого параметра в зависимости от закона рас¬
пределения определяется по ГОСТ 16467—70. Если погрешности
технологического процесса носят случайный характер, то рас¬
пределение показателя качества подчиняется закону нормаль¬
ного распределения. В массовом и поточном производствах важ¬
ной характеристикой технологического процесса является его
стабильность во времени. Она оценивается коэффициентом ста¬
бильности Кс, определяемым по формуле
Кс — КР aJKp {(,),	(155)
где Кр ((,) и Кр ц,) — коэффициенты рассеяния, определен¬
ные в период времени между Я и U- Стабильность технологиче¬
ского процесса в период между настройками оценивается коэф¬
фициентом межнастроечной стабильности Ям. с, который вычис¬
ляют по формуле: Ям. c=S2/Si, где Si и S2 — среднеквадратиче¬
ские отклонения в выборках контролируемого параметра после
15 Заказ № 2177
449

первой и второй настроек процесса. Приведенные коэффициенты
позволяют статистически анализировать и контролировать тех¬
нологический процесс или отдельные технологические операции.
Контроль па основе статистического анализа может быть про¬
веден на малых или больших выборках. Малая, мгновенная,
выборка составляется из контролируемых единиц продукции,
отобранных из потока в количестве 3—10 шт. за короткий про¬
межуток времени их изготовления. Объем большой выборки
составляет более 50 единиц.
Метод статистического анализа по малым выборкам позво¬
ляет с минимальными затратами труда представить полную ин¬
формацию о ходе технологического процесса на определенный
промежуток времени. На основе результатов статистического
анализа контроля малых выборок строят точностные диа¬
граммы, отражающие точность и стабильность технологиче¬
ского процесса и динамику изменения их во времени. При по¬
строении точностных диаграмм по оси абсцисс показывают но¬
мера последовательно взятых малых выборок или время их
взятия. По оси ординат наносят среднее значение контролируе¬
мого признака и пределы его рассеяния. По изменению среднего
значения контролируемого параметра судят о стабильности на¬
стройки технологического процесса, а по изменению рассея¬
ния — о стабильности рассеяния.
На рис. 156 показаны точностные диаграммы хода техноло¬
гической операции механической обработки заготовок при фор¬
мировании размера. Технологическая операция устойчива по
настройке и рассеянию, если среднее значение контролируемого
параметра колеблется около общего среднего значения, а сред¬
ние квадратические отклонения у всех выборок одинаковы
(рис. 156, а). На рис. 156, б дана характеристика технологиче¬
ской операции, которая обусловливает тенденцию среднего зна¬
чения параметра X к уменьшению от выборки к выборке. В та¬
ком случае можно выявить влияние систематической погрешно¬
сти и установить закон ее влияния на точность. В показанном
примере она проявляется в функции прямой линии. На рис.
156, в представлена диаграмма технологической операции, ко¬
торая полностью разлажена неполадками во всех звеньях тех¬
нологической цепи оборудование — режим — приспособление—■
инструмент — заготовка. Технологическая операция неустойчива
по величине X и по среднему квадратическому отклонению. Ана¬
лиз хода и статистическое регулирование технологической опе¬
рации удобнее вести с помощью контрольных карт. Контроль¬
ную карту строят на координатной сетке, аналогично точностной
диаграмме. На контрольной карте в общем виде указывают до¬
полнительные данные: средняя линия Ср верхняя и нижняя
внешние границы регулирования и внутренние предупредитель-
450

 L I I I L., L I ji - -
J 2 3 4 5 6 7^6 №аы5фкц '
1 2i 4 5 6 7
ЖбыЬфки
1 fi¬
ll*
М-В,%г
И
| М'Вг%п
1 {м-ег%тт
п-
s/vn
Б-
J £i=3-2,25 r-j-9
Вг-1,75*?,0П
Рис. 156. Точностные ди¬
аграммы хода техноло¬
гической операции:
а — технологическая one-
рация устойчива; б —
уменьшение среднего зна¬
чения параметра; в — one-
рацнл разлажена; г—дву-
стороннее ограничение па¬
раметра
Pg верхняя внешняя граница
Tg верхняя Внутренняя громи
Ср=М середина поля допуска
ТИ нижняя Внутренняя граница
Рн нижняя внешняя граница
ные границы регулирования. Контролируемые параметры могут
иметь одностороннее или двустороннее ограничение. Например,
температуру плит пресса при облицовывании достаточно огра¬
ничить минимальным значением, если по максимуму, ограни¬
ченному давлением пара магистрали, она допустима по режиму
облицовывания.
Размеры брусковых заготовок должны иметь двустороннее
ограничение по верхнему и нижнему отклонениям. При двусто¬
роннем ограничении контролируемого параметра предусматри¬
вается при исполнении технологических операций пять групп
качества (рис. 156, г). Группа качества Н ограничена внутрен¬
ними границами и соответствует среднему значению контроли¬
руемого параметра. Группы /7+ и П— ограничены внутрен-
15*
451

ними и внешними границами регулировании. Группы Б-f и Б—
соответствуют значению контролируемого параметра за внеш¬
ними границами регулирования. При статистическом регулиро¬
вании технологической операции с помощью контрольной карты
отбирают малые пробы через заранее установленные проме¬
жутки времени в объеме п единиц с последовательным измере¬
нием контролируемых параметров и вычислением принятого
дли контроля критерия. Полученные таким образом значения
критерия наносят на контрольную карту. Если полученное зна¬
чение критерия попадает в зону Н, процесс идет нормально,
регулирование не требуется. Если значение критерия попадает
в зоны П± подряд несколько раз или хотя бы один раз в зоны
Б±, процесс требует регулирования:	возможно	появление
брака.
Номинальную величину контролируемого параметра и до¬
пустимые пределы его значений определяют, исходя из требо¬
ваний к изделиям с учетом устойчивости технологического
процесса, характеризуемого средним квадратическим отклоне¬
нием контролируемого параметра S и значениями и В2, оп¬
ределяемыми при разработке плана контроля. Они устанавли¬
ваются по соответствующим рекомендациям отрасли. Для раз¬
работки плана контроля технологических процессов необходимо
предварительное обследование его с определением приведенных
выше статистических характеристик. В производстве изделий из
древесины значения коэффициентов Bt и Д2 для определения
границ групп качества технологических операций на контроль¬
ных картах принимают в следующих пределах: Bi = 3...3,25;
й2= 1,75... 2,0; n=3...9.
В зависимости от вида контроля контрольные карты могут
быть двух групп: контрольные карты по количественным или
по качественным признакам. В качестве количественных при¬
знаков для ведения контрольных карт используются значения
измеряемых параметров, определяемых в виде: X, — индивиду¬
ального текущего значения; ^ — среднего арифметического зна¬
чения из выборки; X — медианы среднего из текущих значений;
5 — среднего квадратического отклонения; R = Хтах—XmIn—
размаха значений в выборке.
Если контрольная карта строится по одному параметру, то
она является простой, по двум — комбинированной. Контроль¬
ные карты по медианам и индивидуальному значению не тре¬
буют расчетов. Они проще других. Выбор типа контрольной
карты зависит от особенностей технологической операции и ха¬
рактера ожидаемых погрешностей. Для контроля смещения
центра настройки лучше карта средних значений X. Она дает
более точный результат, чем карта медиан X. Для оценки ста¬
бильности по рассеянию параметров лучше карта размахов R.
452
4

Правила статистического регулирования технологических про¬
цессов определены по ГОСТ 15893—77. Контрольные карты по
качественным признакам (альтернативным) строятся по значе¬
ниям доли дефектных изделий в выборке, числа дефектных из¬
делий в определенной выборке, количества дефектов в изделии
и т. д.
Основной целью приемочного контроля готовой продукции
является защита интересов потребителя путем выявления де¬
фектной продукции. При нормальном ходе технологического
процесса засоренность готовой продукции дефектными издели¬
ями незначительна. При нарушении технологии и недостаточной
надежности приемочного и операционного контроля дефектность
продукции резко возрастает. При сплошном приемочном конт¬
роле потребителю поставляется бездефектная продукция. При
этом контроль должен быть неразрушающим. Продукция не
должна терять свои потребительские свойства. При массовом
производстве сплошной контроль экономически не оправдан.
Опыт показывает, что при изготовлении продукции сериями нет
необходимости осуществлять сплошной контроль. Достаточно
проконтролировать часть изделий и на основании результатов
этого контроля по предварительно установленным правилам
строить суждение о качестве всех изделий. Правила, по кото¬
рым строят суждение о качестве всей предъявленной к приемке
продукции по данным выборочного контроля, называют планом
контроля.
План контроля должен обеспечивать надежность такого вы¬
борочного контроля. Существует три плана приемочного конт¬
роля: одноступенчатый, многоступенчатый и непрерывный. При
одноступенчатом плане решение о приемке продукции основы¬
вается на результатах проверки одной выборки, при многосту¬
пенчатом решение принимается на основании проверки более
двух выборок. При многоступенчатом плане приемочного конт¬
роля количество выборок заранее ограничено. При непрерыв¬
ном плане решение принимается при определенных условиях
после оценки каждого проверяемого изделия. Число подвергае¬
мых контролю изделий не ограничено. Планы одноступенча¬
того контроля проще и дешевле. Процедура их доступна конт¬
ролерам. Но они менее достоверны, чем многоступенчатые. При
этом могут быть ошибки первого и второго рода: забракованы
годные изделия или приняты бракованные. Вероятность этих
ошибок оценивается риском изготовителя а и риском потреби¬
теля р. Установление этих характеристик контроля определяет
требования к организации приемочного контроля и его эффек¬
тивности. Обычно величины аир принимаются равными 0,1;
0,05; 0,01.
На рис. 157 показаны схемы процедуры приёмочного конт¬
роля по различным планам. Принцип одноступенчатого плана
453
i

контроля ясен из схемы. Осуществление многоступенчатого
плана контроля заключается в следующем: из предъявленной
партии объемом N изделий случайным образом отбираются П\
изделий для сплошного контроля. Если число дефектных изде¬
лий в этой выборке di не превышает приемочного числа Ci, то
партия принимается. Если d} больше браковочного уровня С2,
партию бракуют на первой ступени контроля. Если d 1 попадает
в интервал между Сi и С2, как Ct<d<C2, то берут вторую
выборку объемом п2, для которой также устанавливают норма¬
тивы С3 и С4, с которыми сравнивают результаты контроля.
рракобка
■Сг
Рис. 157, Схемы процедуры приемочного контроля:
а — одноступенчатого; б — двухступенчатого; в — последовательного
При di + d2<Ci партию принимают, при d]+d2'^Ci — бракуют.
Если С3< (Й1+^2)<С* берут третью выборку, и т. д. Последо¬
вательный, непрерывный план контроля строится на основе ус¬
тановленных границ приема и браковки в зависимости от ко¬
личества контролируемых изделий. По одной оси диаграммы di
откладывают число бракуемых, а по другой п — число прове¬
ренных изделий. Граничные линии Cj называют линией при¬
емки, a Ti — браковки. Граничные линии должны быть лома¬
ными, отражающими целые числа изделий по осям d и п, но
для удобства могут аппроксимироваться, как показано, парал¬
лельными прямыми. Последовательный план контроля позво¬
ляет сократить объем контролируемых изделий, но требует бо¬
лее сложного обоснования по установлению граничных линий
Ci и Гг. Если контроль осуществляют путем разрушения изде¬
лий, то план эффективен. Недостатком последовательного плана
контроля является неопределенность объема контроля. Для
устранения этого иногда устанавливают ограничение на объем
выборки, используя усиленные планы последовательного конт¬
роля, которые ограничивают предел числа контролируемых из¬
делий, после чего принимается окончательное решение, как при
одноступенчатом плане контроля. Планы и порядок контроля
качества продукции в установившемся производстве приведены
в ГОСТ 18242—72. Контрольные испытания промышленной
454

продукции могут быть предварительными, приемочными, госу¬
дарственными, периодическими и эксплуатационными.
Предварительные испытания проводятся для принятия реше¬
ния о возможности предъявления продукции на приемочные, го¬
сударственные, межведомственные и ведомственные испытания.
Приемочные испытания проводятся на опытной партии про¬
дукции для решения вопроса о целесообразности поставки про¬
дукции на производство или передаче продукции в эксплуата¬
цию.
Государственные приемочные испытания проводятся Госу¬
дарственной комиссией для решения вопроса о целесообразно¬
сти производства проверенной продукции при присвоении про¬
дукции государственного Знака качества.
Периодические испытания проводятся в сроки, установлен¬
ные соответствующей документацией.
Эксплуатационные испытания проводятся после внесения
изменений в конструкцию или технологию изделий для оценки
их эффективности.
Автоматизация контроля. Успешная работа современного
производства обеспечивается соответствующей ему системой
производственного контроля. Методы осуществления техноло¬
гических операций и операционного контроля взаимно увязаны.
Для автоматизированного массового производства нужна соот¬
ветствующая ему автоматизированная система контроля. Авто¬
матизация контроля основывается на автоматических средствах
измерения контролируемых параметров. В общем виде средства
автоматического контроля формируются из четырех основных
элементов: воспринимающих изменения контролируемого пара¬
метра— датчики; усиливающие сигналы—усилители; передаю¬
щие сигналы -связь; исполнительные.
Автоматические средства контроля в зависимости от орга¬
низационной формы системы производственного контроля мо¬
гут решать три комплекса задач по обеспечению: информации
и регистрации; сортировки продукции; управления ходом тех¬
нологических процессов.
Информация и регистрация контролируемых параметров
осуществляется контрольно-измерительными, указывающими и
регистрирующими приборами. Решение по этим данным прини¬
мает рабочий. Система только информирует о состоянии кон¬
тролируемых параметров.
При сортировке используют более сложные схемы автома¬
тического контроля, в которых регистрирующие элементы свя¬
заны с исполнительными устройствами, распределяющими
контролируемые объекты по группам в соответствии с их ка¬
чественными показателями. В менее сложных схемах такая ав¬
томатическая система осуществляет защиту технологических
объектов при выходе контролируемого параметра за допусти¬
455

мые пределы. При управлении автоматическая система целена¬
правленно действует через исполнительные элементы. При этом
можно использовать логические элементы, электронно-вычисли¬
тельные машины и микропроцессоры, позволяющие регулиро¬
вать ход технологического процесса в зоне оптимальных режи¬
мов. Такие устройства имеют прямую связь с производствен¬
ными комплексами и осуществляют активную форму производ¬
ственного контроля и управления технологическим процессом.
В автоматических системах управления технологическим
процессом контроль имеет жесткую связь через исполнительный
Рис. 158. Структурные схемы систем автоматизированного контроля.
а — автоматический контроль, б — автоматическое управление; в — автоматическое ре¬
гулирование; О — объект; Д —датчик; У— усилитель; // — источник питания; С — сиг¬
нализирующий прибор; УП — указывающий прибор; РП — регистрирующий прибор;
СП — сортирующий прибор; ЗЭ— задающий элемент: ИВ — исполнительный элемент;
ЭС — элемент сравнения
элемент с объектом регулирования, который оказывает влияние
на контролируемый показатель качества. Каждый из элементов
автоматического контроля состоит из звеньев, которые харак¬
теризуются статическими и динамическими свойствами. На
рис. 158 показаны принципиальные структурные схемы систем
автоматизированного контроля в соответствии с комплексом ре¬
шаемых ими задач. В деревообработке используют автоматиче¬
ские системы контроля и управления технологическими про¬
цессами сушки, облицовывания и др.
456

Глава 12
ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
§ 47. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
Подготовка производства обеспечивает полную готовность
предприятий к производству определенных изделий высшей и
первой категорий качества на высоком техническом уровне
с минимальными затратами труда и средств. Технологическая
подготовка производства представляет собой совокупность ме¬
роприятий, обеспечивающих технологическую готовность про¬
изводства (ГОСТ 14.004—83). Современному производству свой¬
ственно планомерное расширение ассортимента изделий с при¬
менением новых, прогрессивных материалов и эффективных
технологических процессов, постоянное совершенствование про¬
изводства. Подготовка производства включает: конструктор-
Рис. 159. Структурная схема технологической подготовки производства изде¬
лий из древесины
457

скую подготовку (КП), технологическую подготовку (ТП), ор¬
ганизационно-экономическую подготовку (ОЭП) и материаль¬
но-техническое снабжение {МТС). Иногда организационно-эко¬
номическую подготовку объединяют с материально-техническим
снабжением в один раздел организационно-технической подго¬
товки (ОТГ1).
Па рис. 159 показана структурная схема подготовки произ¬
водства и связи между отдельными ее элементами. Конструк¬
торская подготовка выполняется в полном соответствии с еди¬
ным порядком разработки и постановки продукции на произ-
Рис. 160. Схема процедуры испытания опытных образцов при постановке
продукции на производство
водство, который регламентирован ГОСТ 15.000—82 и ГОСТ
15.001—88. Комплекс этих стандартов устанавливает единую
последовательность и состав работ по организации выпуска
продукции серийного и массового производства, В техническом
задании на конструкторскую разработку изделия указывают:
наименование и область применения, основание для разработки,
цель и назначение, источники разработки, технические требова¬
ния, экономические показатели, стадии и этапы разработки,
порядок контроля и приемки. Техническое задание (ТЗ) согла¬
совывается с заинтересованными организациями и утверждается
458

организацией, отвечающей за выпуск продукции. Разработан
пая конструкторская документация па изделие проходит пред¬
варительные испытания согласно схеме, показанной на рис. НЮ.
При положительных результатах опытный образец представ¬
ляют на приемочные испытания, проводимые в соответствии
с установленной программой и методикой. Результаты приемоч¬
ных испытаний, оформленные актом приемки, определяют воз¬
можность постановки продукции па серийное производство. Акт
приемки формально завершает конструкторскую подготовку
производства.
Технологическая подготовка начинается с анализа конструк¬
торской документации на основе государственных стандартов
Единой системы технологической подготовки производства
(ЕСТПП), которая обеспечивает единый подход технологиче¬
ской подготовки с учетом достижений науки, техники и техно¬
логии. Разработка технологической документации является ос¬
новной задачей технологической подготовки производства.
Кроме того, в функции технологической подготовки входит це¬
лый комплекс мероприятий, обеспечивающих готовность пред¬
приятия к выпуску изделий высшей категории качества в уста¬
новленном количестве. При технологической подготовке произ¬
водства (ТП) решаются следующие вопросы (см. рис. 159):
1. Обеспечение технологичности конструкции изделия: раз¬
работка ведомости технологической оценки конструкции изде¬
лия.
2. Структурный анализ изделия: разработка ведомости клас¬
сификационной структуры изделия; разработка ведомости со¬
става изделия; разработка ведомости заимствованных деталей,
сборочных единиц.
3. Технологический анализ производства: разработка ведо¬
мости производственных характеристик цехов.
4. Организация и управление ТПП: разработка сетевого
графика освоения нового изделия.
5. Проектирование технологических процессов по стадиям
производства: разработка карт технологического процесса, ве¬
домости операции технического контроля, технологических ин¬
струкций, карт раскроя, карт эскизов, комплектовочных карт;
составление ведомости оборудования и оснастки; разработка
технических заданий на специальные средства технологического
оснащения.
6. Проектирование средств технологического оснащения: ка¬
либров, оснастки и т. п.
7. Разработка технологических нормативов: расчет норм
расхода основных и вспомогательных материалов и комплекту¬
ющих изделий; расчет норм выработки, загрузки оборудования.
8. Отладка технологических процессов с корректировкой
конструкторской и технологической документации. Стадии раз¬
459

работки технологических документов, их корректировка с при¬
своением литеры должны соответствовать ГОСТ 3.1102—81. На
рис. 19 показана последовательность работ по организации вы¬
пуска продукции в деревообрабатывающей промышленности.
К технологическим документам относятся также графические и
текстовые документы, определяющие технологический процесс
и методы контроля изделия. Основным технологическим доку¬
ментом на изделие является карта технологического процесса
(КТП), в которой содержится описание технологического про¬
цесса, включая контроль и перемещение по всем операциям од¬
ного вида работ, выполняемых в технологической последова¬
тельности в одном цехе. В К'ГП указываются средства техно¬
логического оснащения, материальные и трудовые нормативы.
В дополнение к К.ТП прилагают следующие технологические до¬
кументы:
ведомость операции технического контроля (ВОТК), в ко¬
торой дан перечень операций контроля по всему технологиче¬
скому процессу;
технологическая инструкция (ТИ), содержащая описание
приемов работы или технологических процессов, правил эксплу¬
атации средств технологического оснащения, физических и хи¬
мических явлений, возникающих при осуществлении операции;
карта раскроя плит и листовых материалов (КРП), иллю¬
стрирующая принятый вариант раскроя листовых материалов;
карта эскизов (КЭ), содержащая эскизы, схемы, таблицы,
необходимые для выполнения разработанного технологического
процесса;
ведомость оснастки оборудования и инструмента (ВООИ),
содержащая перечень технологической оснастки, оборудования
и инструмента, необходимых для предлагаемого технологиче¬
ского процесса;
комплектовочная карта (КК), содержащая данные о дета¬
лях, сборочных единицах и материалах, входящих в данное из¬
делие;
сводные нормы расхода сырья материалов (СНРСМ), содер¬
жащие данные о расходе всех основных и вспомогательных ма¬
териалов;
ведомость технологических документов (ВТД), в которой
дан перечень всех документов, определяющих технологическую
подготовку.
Для организации производства, способного непрерывно со¬
вершенствоваться без значительных затрат времени, труда и
средств, необходимо подготовку производства осуществлять на
принципах преемственности. Конструктивная преемственность —
свойство изделия, заключающееся в том, что при изготовлении
этого изделия возможно применение деталей или сборочных
единиц от изделий, ранее выпускавшихся на данном предприя-
460

гии. Конструктивная преемственность обеспечивается при коп
структорской подготовке производства путем использования
отраслевых систем унификации и методов серийного проекти¬
рования изделий. Технологическая преемственность — свойство
изделия, позволяющее использовать технологию, которая при¬
менялась при изготовлении предшествующих изделий.
Типизация технологических процессов в некоторой степени
способствует технологической преемственности. При технологи¬
ческой преемственности не требуется коренного изменения тех¬
нологического процесса при освоении новых изделий. Техноло¬
гические операции и технологическое оснащение в осиопном ос¬
таются прежними. Это упрощает технологическую подготовку
производства, сокращает сроки освоения новых изделий. Мно¬
гие вопросы технологической подготовки производства в насто¬
ящее время решаются автоматизированными системами управ¬
ления предприятий (АСУП) с широким использованием вычис¬
лительной техники.
Организационную основу автоматизированной системы тех¬
нологической подготовки производства (АСТПП) составляет си¬
стемное использование средств автоматизации инженерно-тех¬
нических работ (рис. 161). Цель АСТПП — совершенствование
технологической подготовки производства на базе математиче¬
ских методов, оптимизации процессов. АСТПП должна модели¬
ровать функции технологической подготовки производства.
В АСТПП входят подсистемы общего и специального назначе¬
ния. Подсистемы общего назначения: информационный поиск,
кодирование, формирование исходных данных, оформление тех¬
нической документации. Подсистемы специального назначения:
обеспечение технологичности, проектирование технологических
процессов, конструирование средств технологического оснаще¬
ния, управление ТПП, изготовление средств технологического
оснащения. Состав подсистем устанавливают с учетом специ¬
фики ТПП и экономической целесообразности. Подсистемы спе¬
циального назначения могут работать на основе САПР, реша¬
ющих задачи управления процессами проектирования. При
этом используют три метода.
1. Программный — метод синтеза, когда весь процесс ре¬
шения технологических задач, включая оптимизацию решений,
полностью автоматизирован и выполняется ЭВМ по программе.
Технолог вводит данные и анализирует результаты.
2. Метод диалога технолога с ЭВМ — интерактивный, когда
ЭВМ подготавливает данные для принятия решений технологом.
Технолог активно участвует в решении задач.
3. Метод заимствованных типовых решений с последующей
доработкой с учетом конкретных условий.
АСТПП сокращает сроки освоения новых моделей на 30—
40% и длительность производственного цикла на 10—15%.
46 Е

АСТПП
Рис. 161. Структура АСТПП

В мебельной промышленности работает система САД/САМ -
автоматизированного проектирования изделий, технологической
подготовки и управления производством. Система САД/САМ со¬
стоит из автоматизированных рабочих мест пяти уровней:
сбора информации, передачи информации, диалога, управления
и ЕС ЭВМ. Математическое моделирование технологических
процессов позволяет находить при этом оптимальные варианты,
обеспечивающие максимальную эффективность производства.
Комплексная автоматизированная система управления произ¬
водством САД/САМ состоит из двух систем: САД и САМ.
Система САД позволяет в интерактивном режиме решать
задачи конструирования изделий: выбор размеров, оформление
конструктивных элементов по типовым решениям, изготовление
чертежей, составление спецификации, калькуляции затрат и
расчет стоимости изделия.
Система САМ обеспечивает автоматизацию технологической
подготовки производства: классификацию деталей по техноло¬
гическим признакам, кодирование деталей и изделий по этим
признакам, уточнение типовых технологических процессов, вы¬
бор материалов и расчет их потребности на каждую операцию,
нормирование технологических операций, составление графика
выпуска продукции с определением загрузки оборудования, уп¬
равление складскими операциями и осуществление оператив¬
ного производственного контроля.
Связь системы технологической подготовки производства
с АСУП обеспечивается единством документации, используемой
как информация для составления программ работы ЭВМ. Ор¬
ганизационно-техническая подготовка обеспечивает ритмичную
работу производства путем рационального соединения всех име¬
ющихся ресурсов предприятия, в соответствии с установлен¬
ными нормативами, технологией и программой, способствует
высокому техническому уровню при максимальной эффектив¬
ности производства. Основными принципами организации про¬
изводства являются:	соответствие	производительности всех
участков (пропорциональность), непрерывность работ, ее рит¬
мичность, параллельность работы участков — возможность осу¬
ществления одновременно нескольких операций или потоков.
Правила оформления технологических документов. Техноло¬
гические документы делятся на графические и текстовые. К гра¬
фическим относятся чертежи на изделие и карты эскизов, ко¬
торые выполняют по правилам ЕСКД. Текстовые документы
могут представлять собой отпечатанные формы, заполненные от
руки или на машинке. При заполнении документов от руки ос¬
новную надпись выполняют по ГОСТ 3.1103—82. Изложение
содержания документа должно быть четким и кратким, исклю¬
чающим субъективность толкования. Сокращение слов допус¬
кается только в общепринятых случаях по ГОСТ 2.316—68.

Если используются условные обозначения, то необходимо да¬
вать разъяснения этим обозначениям. В формулах в качестве
символов необходимо использовать общепринятые буквенные
обозначения латинского, греческого или русского алфавита со¬
гласно методическим указаниям РД 50-160—79 по СТ СЭВ
1052- 78. Все формулы в документе нумеруют арабскими циф¬
рами. При необходимости ссылки на формулу в тексте указы¬
вается ее порядковый номер, заключенный в круглые скобки.
Ссылки на стандарты и другие нормативные документы ука¬
зывают в тексте его обозначением. Стандарты указывают без
приведения их наименования. К основному документу могут
быть приложения, которые нумеруют арабскими цифрами после
слова «Приложение».
Нормоконтроль является завершающим этапом создания
технической документации. Целью нормоконтроля является:
обеспечение широкого применения в проектируемых изделиях
стандартных и унифицированных деталей, дальнейшее развитие
стандартизации, унификации и агрегатирования. Осуществление
нормоконтроля обязательно для всех организаций, выполняю¬
щих проектно-конструкторские и технологические разработки.
Нормоконтроль технической документации осуществляется
в два этапа: проверка документов в оригиналах и окон¬
чательно оформленном виде подлинников (кальки, фотопленки
и т. п.). При нормоконтроле проверку рационально проводить
в такой последовательности: комплектность документации; про¬
верка соблюдения норм и требований, установленных стандар¬
тами; качество исполнения документации. Документация счи¬
тается комплектной, если она соответствует перечню или пози¬
циям спецификаций.
При проверке соблюдения норм и требований стандартов
выявляют соответствие стандартам основных параметров соот¬
ветствующих допусков, обозначения марок материалов, воз¬
можность замены выполненных документов уже действующими,
ранее разработанными и т. п. Указания иормоконтролера обя¬
зательны для исполнителей, разногласия разрешает начальник
отдела стандартизации. Нормоконтролср может обжаловать
установленные им нарушения стандартов в Госстандарте СССР.
Нормоконтролср несет ответственность за соблюдение стандар¬
тов в проверенных им технических документах. Нормоконтроль
может быть пассивным и активным. При активном нормоконт¬
роле контролер участвует в исправлении ошибок и ведет ра¬
боту по профилактике ошибок в процессе разработки проектов.
464

§ 48. МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Разработка технологического процесса представляет собой
сложную комплексную задачу, для которой характерна много¬
вариантность возможных решений. Выбор наилучшего решения
для конкретных условий является важным условием повышения
эффективности производства и его совершенствования. Выбран¬
ный оптимальный вариант технологического процесса должен
быть осуществим в конкретных условиях производства в крат¬
чайшие сроки с минимальными потерями материальных и тру¬
довых ресурсов. Он должен обеспечить в дальнейшем мини¬
мальную трудоемкость и себестоимость при стабильном высо¬
ком уровне качества продукции. Выбранный вариант техноло¬
гического процесса должен соответствовать высокой категории
с технически обоснованными средствами автоматизированных
систем управления производством. При разработке технологи¬
ческого процесса на изделия используют следующие данные:
рабочие чертежи изделия и его деталей;
технические условия, нормы точности и другие данные, ха¬
рактеризующие служебное назначение деталей, требования
к деталям и их поверхностям;
программы, количество деталей, изготавливаемых в единицу
времени;
условия, в которых будет осуществляться разрабатываемый
технологический процесс (имеющееся оборудование, площади,
транспортные средства, контрольные приборы и т. п.);
стандарты и нормали на полуфабрикаты, материалы и комп¬
лектующие изделия;
типовые технологические процессы и режимы на детали и
аналогичные изделия;
технические характеристики оборудования, режущего ин¬
струмента и оснастки;
справочные и руководящие материалы по перспективной
технологии и новым материалам.
Разработку технологического процесса на изделие можно
представить в следующей последовательности действий;
по рабочим чертежам и техническим условиям изучить тре¬
бования, предъявляемые к деталям и изделию в целом;
установить количество деталей, подлежащих изготовлению
в единицу времени по каждому виду, представленных одним
чертежом;
установить целесообразные формы организации производ¬
ства: индивидуальное, поточное, вид потока, его форму осу¬
ществления;
выбрать наиболее подходящие полуфабрикаты для изготов¬
ления деталей из имеющихся или возможных для приобрете¬
ния по стандартам;
465

выбрать вариант типового технологического процесса полу¬
чения заготовок или деталей;
разработать индивидуальный технологический процесс изго¬
товления деталей из заготовок в нескольких возможных вари¬
антах;
проанализировать варианты и обосновать выбор оптималь¬
ного;
составить соответствующую технологическую документацию
на выбранный вариант.
При разработке технологических процессов на механиче¬
скую обработку заготовок рационально руководствоваться сле¬
дующим:
наметить рациональную последовательность обработки по¬
верхностей заготовок, выявить возможность одновременной их
обработки, установить технологические базы, оценить возмож¬
ности их использования;
определить вид оборудования, обеспечивающего получение
детали из заготовки требуемой точности с минимальной затра¬
той труда;
определить количество необходимых проходов и переходов;
выяснить возможность совмещения переходов;
уточнить технологические базы, намеченные для использова¬
ния на каждом виде оборудования;
определить необходимую оснастку для выполнения каждой
технологической операции, установить требования к оснастке и
возможность использования имеющейся;
рассчитать межпереходные размеры и допуски заготовок по
всем показателям точности для самоконтроля рабочего;
разработать другие возможные варианты механической об¬
работки заготовок или получения детали другими методами, со¬
ставить калькуляцию технологической себестоимости по укруп¬
ненным данным для каждого варианта; обосновать выбор опти¬
мального варианта;
оформить технологическую документацию;
разработать техническое задание на конструирование нети¬
повых приспособлений и режущего инструмента и т. п.
Выбор оборудования производят по основному параметру,
выявляющему назначение и технические возможности механи¬
зации и автоматизации, исходя из следующих условий: приве¬
денные затраты на выполнение технологического процесса и
период окупаемости оборудования минимальны. Выбор обосно¬
вывается анализом формирования типовых деталей с целью
выявления наиболее эффективных методов обработки. При этом
необходимо сопоставить отношение основного времени и вре¬
мени, потребного на изготовление единицы изделия и приведен¬
ных затрат. Необходимо строго соблюдать требования техники
безопасности и охраны окружающей среды.
466

Типизация и стандартизация технологических процессовпоз-
ноляют сократить сроки технологической подготовки и трудоем¬
кость оформления документации ц 2—3 раза. При этом исклю¬
чаются возможные ошибки технолога и оценке анализируемых
вариантов технологического процесса. Стандартизация техноло¬
гических процессов включает решение комплекса производ¬
ственных задач, связанных с технологией, планированием, орга¬
низацией и экономикой производства. При стандартизации обес¬
печивается единство методики проектировании технологических
процессов, сокращается многообразие возможных вариантов,
создаются условия для механизации н автомл гпзпцнн, гаранти¬
руется стабильность качества продукции.
Исходной основой стандартизации и типизации технологиче¬
ских процессов является классификация объектов производства,
технологических операций и средств технологического оснаще¬
ния и методов контроля. Основные элементы технологии, кото¬
рые подлежат стандартизации: виды заготовок; межоперацион-
ные требования к заготовкам; состав и последовательность тех¬
нологических операций; технологическая операция; средства
технологического оснащения; режимы обработки и условия их
осуществления; специальные термины и определения; техноло¬
гическая документация.
Стандартизация технологических процессов может быть осу¬
ществлена по соответствующим методикам на различных уров¬
нях; в зависимости от этого определяются объекты стандарти¬
зации. На уровне государственных стандартов устанавливается
единство на термины, правила проектирования, технологиче¬
скую документацию, средства технологического оснащения, кон¬
троль. Отраслевыми стандартами регламентируются: типовые
технологические процессы и операции отраслевого применения;
схемы базирования, режимы обработки, нормы.
Стандарты предприятий устанавливают: конкретные типо¬
вые, технологические процессы и операции, средства технологи¬
ческого оснащения. Типизация технологических процессов явля¬
ется начальной стадией стандартизации. При типизации техно¬
логических процессов могут использоваться различные под¬
ходы. В некоторых случаях за основу типизации принимают
сходство деталей по геометрическим и технологическим пара¬
метрам. Общим для таких деталей является технологический
процесс, имеющий единый план последовательности обработки
по основным технологическим операциям на одинаковом обору¬
довании с применением одинаковой оснастки. Такой подход эф¬
фективен для тех случаев, когда технологический процесс опре¬
деляется особенностью формы детали или составом сборочных
единиц.
В деревообработке структура технологического процесса
в основном определяется особенностью свойств древесных
467

материалов. Технологические операции и оборудование в произ¬
водстве изделий изменяются в меньшей степени, чем ассорти¬
мент продукции. В таком случае наиболее приемлем маршрут¬
ный метод типизации технологического процесса, при котором
устанавливают наиболее рациональную последовательность вы¬
полнения операции по оптимальным режимам. В результате
такой типизации составляют схемы стадийных маршрутов для
конкретных условий предприятия. Количество стадийных марш¬
рутов устанавливается с учетом ассортимента и перспективы
развития производства. Каждый маршрут должен быть опти¬
мальным по техническому и экономическому осуществлению.
В производстве изделий типизацию технологических процессов
осуществляют по следующим стадиям: производство черновых
заготовок, чистовых заготовок, брусковых заготовок, щитов,
сборка, повторная обработка сборочных единиц, окончательная
обработка сборочных единиц, сборка изделий.
Разработке типовых технологических процессов предшест¬
вует создание оперативных и перспективных технологических
процессов. Оперативные технологические процессы отражают
наиболее прогрессивное состояние технологии в данный момент.
Они предусматривают применение в производстве нового, но
проверенного высопроизводительного оборудования. Перспек¬
тивные технологические процессы представляют собой образец
технологии, которая основывается на более совершенных мето¬
дах с учетом последних достижений науки и техники, с исполь¬
зованием изобретений.
Схема типовых технологических процессов приведена в при¬
ложении 3.
При разработке типовых технологических процессов следует
стремиться к специализации технологических операций и от¬
дельных участков производства. Это расширяет возможности
применения эффективного оборудования и высокого уровня тех¬
нологии. Количественным критерием оценки внутренней специа¬
лизации производства является коэффициент закрепления опе¬
рации за рабочими местами Кв.о, который определяется как от¬
ношение числа различных технологических операций, выполняе¬
мых за календарный период времени, к числу рабочих мест,
предусмотренных технологическим процессом. В производстве
изделий из древесины коэффициент закрепления операций со¬
ставляет от 1 до 50. Для единичных производств Кв. о>40;
у мелкосерийных Кэ.о>30; у среднесерийных Кз. о>10; у круп¬
носерийных К3.о>1; у массового производства /Са.о=1. Доку¬
ментация на типовой технологический процесс представляют
в следующей структурной форме:
1. Название процесса.
2. Номер технологического процесса.
3. Номер и название стадии.
468

4. Назначение процесса.
5. Применяемые материалы: название, ГОСТ, наименование
режима и основные показатели материала.
6. Технологический процесс: операция (название); приме¬
няемый материал; оборудование; индекс режима; основные па¬
раметры режима; примечание.
7. Контролирование качества и точности.
8. Требования к безопасности.
Типизация технологических процессов включает типизацию
технологических режимов, которые составляют на основании
обобщения результатов научных исследований и передового
опыта. Типовые технологические режимы оформляются но сле¬
дующей структурной схеме.
1. Название режима.
2. Номер.
3. Группа режима.
4. Назначение режима.
5. Требования к поступающим материалам, заготовкам и по¬
верхности.
6. Применяемые материалы, ГОСТ.
7. Подготовительные работы к осуществлению режима
(приготовление растворов, подготовка инструмента и т. п.).
8. Оборудование и приспособления.
9. Режим с указанием основных параметров и их до¬
пусков.
10. Контролирование режима.
11. Требования к заготовкам и деталям, подвергнутым ре¬
жиму.
12. Требования к безопасности.
При оптимизации технологических процессов и режимов по
их осуществлению находят экстремальные значения целевой
функции, которая связывает многие ограничения. Из множе¬
ства ограничений выбирают наиболее важные и устанавливают
критерии оптимизации. Следует иметь в виду, что оптималь¬
ность по одному критерию не означает абсолютную оптималь¬
ность процесса; по другим критериям процесс может быть и не
оптимальным. В таком случае следует найти компромиссное ре¬
шение. К критериям оптимизации предъявляют определенные
требования: наличие численного выражения, простота расчета,
малая дисперсия, эффективность (отражать малейшие измене¬
ния параметров процесса). Критерии могут быть: экономиче¬
ские— прибыль, себестоимость, рентабельность, минимальные
затраты и т. п.; технико-экономические - производительность,
КПД, стабильность, надежность, объем ассортимента и т. д.;
технологические — выход продукции, длительность технологиче¬
ского цикла; трудоемкость и т. д.; прочие — эстетические, эрго¬
номические и т. д.
469

Для оптимизации технологических щтоцессов важнейшими
эффективными критериями являются технологическая себестои¬
мость С и производительность П.
При выборе варианта технологического процесса без реше¬
ния задачи на оптимизацию можно руководствоваться крите¬
рием технологической себестоимости изготовления деталей или
изделий, которая определяется укрупненно без учета стоимости
материалов по формуле
Ст = С1 + С2+С3-}-С4 + Сь,	(156)
где С1! — зарплата; С2 — амортизационные отчисления от капи¬
тальных затрат на оборудование; Сз — амортизация производ-
4	ственных	площадей;	С4	—	стоимость	энергии; С5— потери от
технологии. Все затраты определяются в расчете на единицу
продукции. Эти составляющие технологической себестоимости
определяются по следующим формулам
Су = (3„+За)!П\	Сг = QI(pZnny,
C„ = (?S)/(pZn/7); Cjy = NTKin-,
Сь = (1—К)Ц,	(157)
где 30, З3 — фонд зарплаты основных и вспомогательных рабо¬
чих; П — выработка в единицах изделий за год; Q — стоимость
оборудования с учетом монтажа, p.; Z — число рабочих смен
в сутки; р — срок погашения кредитов (5—7 лет); п — число ра¬
бочих	дней	в	году; q — стоимость 1 м2 производственной	пло¬
щади,	p.;	S	— площадь, занятая оборудованием	и	промежуточ¬
ными складами, м2; N — установленная мощность, кВт; Т —
продолжительность работы оборудования за время выпуска П
изделий, ч; к — тариф за 1 кВт-ч электроэнергии; К — техноло¬
гические потери; Ц — стоимость одного изделия, р.
В производстве изделий из древесины решающими в техно¬
логической себестоимости являются зарплата и амортизацион¬
ные отчисления. Они почти не зависят от количества нзготоь
ленного продукта. Технологический процесс следует строить та¬
ким образом, чтобы в имеющихся условиях производства полу-
11 чать максимум готовых изделий. Это достигается хозрасчетом
и самофинансированием.
В общем виде себестоимость продукции можно представить
из двух частей: зависимой от объема выработки продукции и
независимой. В зависимую часть входит стоимость материалов,
470

электроэнергии, частично заработная плата, в независимую
часть — амортизационные отчисления. Исходя из этого, полную
общую себестоимость всей продукции можно представить в виде
Сх = п*к + Н,	(158)
где Сх — общая себестоимость продукции; Г/* — изменяющийся
объем выпуска; К — коэффициент, учитывающий влияние объ¬
ема выпуска на общую себестоимость; И — неизменная часть
общей себестоимости. Себестоимость единицы изделия опреде¬
лится как
Cjn^K + Hin*.	(159)
Получено уравнение себестоимости единицы продукции
в виде формулы гиперболы, форма которой зависит от значений
К, Н. Увеличение выпуска продукции в единичном производстве
оказывает резкое влияние на себестоимость. Увеличение вы¬
пуска продукции в массовом производстве не оказывает сущест¬
венного влияния на ее себестоимость.
Аттестация технологических процессов. Технологический про¬
цесс — это сложная система, совокупность свойств которой оп¬
ределяет пригодность ее для обеспечения высоких показателей
эффективности производства. Соответствие технологического
процесса современным требованиям по совершенствованию тех¬
ники и технологии, повышению эффективности производства и
качества продукции определяется аттестацией его уровня. Ат¬
тестация технологических процессов выявляет внутренние ре¬
зервы по реализации конкретных мероприятий, повышающих
эффективность производства и качество продукции при сниже¬
нии всех материальных затрат. Под уровнем технологического
процесса понимают совокупность численных показателей, ха¬
рактеризующих прогрессивность методов и средств осуществле¬
ния технологического процесса. Прогрессивность технологиче¬
ского процесса характеризуется высшей производительностью
труда при максимальном использовании средств автоматизации
и механизации производства, а также обеспечении при этом вы¬
сокого качества и стабильности параметров изготавливаемых
изделий.
В основу аттестации технологии заложены параметры, кото¬
рые установлены положениями Единой системы технологиче¬
ской подготовки производства. При оценке уровня технологи¬
ческого процесса используют основные и дополнительные по¬
казатели. К основным относятся такие показатели, которые
непосредственно влияю- на производительность труда, эффек¬
471

тивность производства и качество продукции. К дополнитель¬
ным показателям относят факторы, которые оказывают влияние
на прогрессивность технологии косвенно. Аттестация технологии
проводится периодически на различных ступенях от единичной
операции до системы типовых технологических процессов, вы¬
полняемых в пределах отрасли. Виды и значения показателей
уровня технологии устанавливают с учетом особенностей произ¬
водства по соответствующим отраслевым инструкциям. В на¬
стоящее время действует указание РД 50-532—85, по которому
установлено четыре показателя оценки уровня технологии:
1) производительность труда /7j; 2) прогрессивность технологи¬
ческого оборудования /72; 3) охват рабочих механизированным
и автоматизированным трудом Я3; 4) использование материа¬
лов /74. Расчет этих показателей ведут по формулам:
П1 = П1ЧВ;	Пг = Т прпг/Р;
/1з=ч»А;	П1--М/Н,	(160)
где /7 — объем выпуска продукции; Чп — численность производ¬
ственно-промышленного персонала; ТпРог — трудоемкость еди¬
ницы продукции на прогрессивном оборудовании; Т — общая
трудоемкость единицы продукции на имеющемся оборудовании;
Чм- а — число рабочих, занятых механизированным и автомати¬
зированным трудом; М — масса единицы продукции; Н—норма
расхода материала по массе.
Комплексный показатель уровня технологии на t-участке оп¬
ределяется по формуле
yt=iKi(n,mf),	(i6i)
где Кз — коэффициент весомости / показателя (/=1, 2... 4),
значения этих коэффициентов Ki=0,3; Я2=0,3; Кз=0,2; К4=
=0,2; Ilf — нормативное значение показателя; / — характери¬
стики технологического процесса.
Установлено три категории уровня: при У,>0,92 — высшая;
при 92>У4>0,7— первая; при У,<0,7 — вторая. Методика ат¬
тестации технологии периодически совершенствуется с учетом
специфики производств. Для производства мебели действует ме¬
тодика ВПКТИМ.
Оценка уровня технологии проводится аттестационными ко¬
миссиями. По результатам оценки составляется карта уровня
технологии (КУТ) и определяются мероприятия по ее совер¬
шенствованию.
К мероприятиям, повышающим уровень технологии, отно¬
472

сятся: повышение коэффициента загрузки оборудования; уве¬
личение объемов кооперированных поставок; снижение про¬
стоев оборудования; внедрение более прогрессивного оборудо¬
вания; снижение потерь материалов; снижение припусков на
обработку, оптимизация раскроя; использование отходов, при¬
менение прогрессивных материалов; использование инструмента
повышенной износостойкости; механизация ручных работ; над-
лежащий операционный контроль.
При подготовке производства используют принципы системы
автоматизированного проектирования (САШ1). САПР обеспе¬
чивает автоматизацию действий проектировщиков, разрабаты¬
вающих изделие, технологический процесс и оформляющих кон¬
структорско-технологическую документацию. Основные понятия
и сущность САПР установлены в комплексе ГОСТ 23501.0—79
до ГОСТ 23501.601—83. САПР является подсистемой АСУП.
Оценка технико-экономической эффективности САПР прово¬
дится по «Отраслевым и методическим материалам по опреде¬
лению экономической эффективности использования систем ав¬
томатизированного проектирования в проектных, проектно-кон¬
структорских и технологических организациях, в основном про¬
изводстве и капитальном строительстве».
САПР — сложная арготическая (человеко-машинная) си¬
стема. Она может работать в двух режимах: автоматическом,
без прямой связи человека с ЭВМ, и в диалоговом — с непо¬
средственной связью человека с ЭВМ. В основу САПР заложен
комплекс моделей, математических методов, алгоритмов, прог¬
рамм, технических средств и организационных форм. При этом
обеспечивается высокая точность, всесторонний глубокий ана¬
лиз исходной информации с выбором оптимальных вариантов,
обеспечивающих максимальный эффект. Информация в ней си¬
стематизируется:
по объектам моделирования (изделие, технологический про¬
цесс и т. п.), функциональному назначению (нормативная, спра¬
вочная, моделирующая), изменяемости (постоянная, перемен¬
ная), форме (цифровая, битовая, символьная, графическая),
типу данных (константы, переменные, функции).
САПР включает семь подсистем обеспечения:
1. Техническую — технические средства.
2. Методическую — комплекс документов и правил.
3. Математическую — совокупность методов, моделей, алго¬
ритмов.
4. Лингвинистическую — совокупность языков.
5. Программную--комплекс программ и документов.
6. Информационную — информация для анализа и принятия
решений.
7. Организационную — комплект документов о порядке и
правилах САПР.
473

При автоматизированном проектировании технологических
процессов используются табличные, сетевые и перестановоч¬
ные модели, определяемые строками булевой матрицы:
[5( X F (S)] =
Fа
1
Ft
1
FB
1
FT
1
s*
1
1
1
0
s2
1
1
0
1
S3
1
1
0
0
S4
1
0
I
0
S6
1
0
0
0
0
1
1
1
S7
1
1
0
^8
0
1
0
1
Sg
0
1
0
0
Sio
0
0
1
0
Sn
0
0
0
0
S12
(162)
где Si — класс моделей; F(S) — набор условий; Fa — условие,
что технологический процесс простая цепь; Ft, — условие, опре¬
деляющее число операции или переходов; FB — условие, учиты¬
вающее переходы элементов маршрута; Fr — условие, учиты¬
вающее состав технологического маршрута. Модели класса Si —
табличные, они используются при поиске типовых решений. Мо¬
дели S2, S6, S7, SB, Sn — сетевые, они описываются ориентиро¬
ванным графом. Модели S3, Sn, S5, S9, S10, S12 — перестановоч¬
ные, задаются графом с ориентированными циклами. Алгоритм
проектирования технологического процесса показан на рис, 162.
САПР основывается на отраслевых принципах проектирова¬
ния. В деревообработке САПР может быть принята на основе
типизации технологических процессов или на многоуровневом
синтезе технологического процесса из элементов типовых реше¬
ний. Второй принцип более эффективен. Он основан на много¬
шаговом поэлементном формировании технологического про¬
цесса, который образно можно представить в форме дерева,
474

с
Начало
Рис. 162. Алгоритм разработки технологи¬
ческого процесса для станков с ЧПУ
Конструктор¬
ская 'докумен¬
тация
г'2 Кодирова¬
ние исходных
данных
г3 I ■	-
I Первичная
I обработка
I информации j
Анализ
загрузки
оборудования
Выбор
варианта
типового Т П
г-6—
Типовые
ТП
1C 1
Разработка ш
управляющей
программы
1*7 1
Формирование
операционной
кпргт^^
.Да
Проекти¬
рование принци¬
пиальной
схемы Т П
Проекти¬
рование
маршрутной
технологии
Проекти¬
рование
операционной
технологии
т,
Проекти¬
рование
инструмента
и оснастки
,Л
Анализ
загрузки
оборудования
< ка рацио-
Нет
альна,
Да
Конец

вершинами которого являются операции, а ветвями — методы
их совмещения. Это позволяет из простых операций нижнего
уровня образовывать операции более сложной структуры. Диф¬
ференциация и систематизация технологических операций при
этом играют важную роль. При недостаточности исходных дан¬
ных используются экспертные оценки. Для надежности эксперт¬
ного метода необходима база знаний и способы их представле¬
ния. Знания могут быть декларативными и процедурными. Дек¬
ларативные знания — множество утверждений, не зависящих от
использования данных. Процедурные знания связаны с проце¬
дурой получения данных. Это упрощает хранение описаний воз¬
можных состояний и решения поставленных задач.
§ 49. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОТРЕБНОГО СЫРЬЯ
И МАТЕРИАЛОВ
В себестоимости изделий из древесины стоимость материа¬
лов имеет главное значение. Рациональное использование ма¬
териалов является важным фактором в повышении эффективно¬
сти производства. Запасы многих материалов ограничены. Рас¬
ход таких материалов планируется фондами. Они распределя¬
ются по заявкам предприятий. При технологической подготовке
производства составляется заявка на потребное количество ма¬
териалов. Используемые в производстве материалы принято
разбивать на две группы: основные и вспомогательные. Основ¬
ные материалы входят составной частью в готовое изделие.
Вспомогательные материалы используются в производстве, но
не входят в состав готовых изделий. Исходными данными
при расчете материалов являются размеры деталей, их коли¬
чество и технология их изготовления. На основании чертежей
и спецификаций определяют размеры деталей, их количество
и материалы. По технологическим картам устанавливают по¬
следовательность и характер обработки; связанные с этим
припуски и возможные потери материалов из-за усушки
и т. п.
Обоснованность расчетов обеспечивается применением уста¬
новленных норм расхода сырья и материалов. Нормой расхода
материала называют минимальное, но достаточное его количе¬
ство для изготовления учетно-плановой единицы продукции ус¬
тановленного качества в конкретных условиях производства.
При изменении условий производства или требований к каче¬
ству продукции и используемым материалам необходимо пере¬
сматривать нормы расхода. Нормы расхода материала в произ¬
водстве мебели обычно пересматривают с учетом изменения тех¬
ники, технологии и стандартов каждые 5 лет. Нормы расхода,
используемые при расчете материалов, классифицируются по
признакам, указанным в табл. 20.
476

20. КЛАССИФИКАЦИЯ НОРМ РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ
Группы норы
Классифи¬
кация
по признаку
для основного
производства
для вспомогательного провэводства
Периоду
действия
Текущие
Перспек¬
тивные
Временные
годовые
кварталь¬
ные
месячные
Назначению
ресурсов
Основным материалам
Вспомогательным ма¬
териалам
Степени де¬
тализации
Специфицированные
Сводные
Степени ук¬
рупнения
объекта
нормирова¬
ния
На изделие
На узлы
изделия
Подетальные
Операцион¬
ные
Уровню
планирова¬
ния
Цеховые
Заводские
Объединения республи¬
канские
Отраслевые
Методу раз¬
работки
Расчетно-
аналитиче¬
ские
Опытные
Отчетно-статистические
Масштабу
применения
Индивидуальные
Г рупповые
Нормы определяют путем сочетания нормообразующих эле¬
ментов. Нормируемое количество основного материала на из¬
делие определяют по формуле
Q » =	(163)
I
где QH — нормируемое количество материала в единицах его
учета (м3, мя, м, кг) — норма расхода материала; QH — количе¬
ство материала в изделии; — количество материала, расхо¬
дуемого в процессе производства при обработке, сушке, хране¬
нии, выявлении дефектов и т. п.; k — количество операций, где
расходуется материал.
477

Соотношение Q„/QK называют чистым выходом материала,
оно характеризует рациональность использования материала по
k
основному назначению. Разность	Q„—Qb = £<7i определяет
k
потери материала в основном производстве. Величина £<?i/QH
характеризует относительные потери материала в основном про¬
изводстве. Сокращение потерь является существенным резервом
повышения эффективности использования материалов. Нормы
расхода материалов рассчитывают на все детали изделия, на
все изделия и программу в соответствии с отраслевыми ин¬
струкциями по нормированию сырья и материалов. В отрас¬
левых инструкциях даны формы для расчета и порядок их
заполнения. Расчет материалов на основное производство вы¬
полняют вычислительные центры с применением ЭВМ. Целесо¬
образность применения средств вычислительной техники при
нормировании расхода материалов должна быть обоснована
правилами выбора объектов автоматизации (ГОСТ 14.403—73).
Исходные данные при автоматизированной системе нормирова¬
ния должны представляться в соответствующей форме, удобной
для кодирования в массивы ЭВМ. Отраслевая система техноло¬
гической документации предусматривает применение таких
форм. При технологической подготовке производства наиболее
трудоемки расчеты по нормированию древесных и клеевых ма¬
териалов.
Первые графы исходных данных заполняют по специфика¬
циям деталей. По размерам деталей и характеру их обработки
согласно технологическим картам определяют размеры загото¬
вок L, В и Т с учетом того, что они должны быть оптималь¬
ными. Оптимальность регламентируется следующими положе¬
ниями. Короткие заготовки неудобны для транспортирования и
при обработке на станках проходного типа. Расстояния между
подающими валиками станков ограничивают минимальные раз¬
меры заготовок. Но с увеличением длины заготовки увеличива¬
ются необходимые припуски на их обработку по толщине и ши¬
рине примерно на 1 мм на каждые 0,5 м увеличения длины.
Припуск на оторцовку концов деталей при этом сокращается.
При раскрое пиломатериалов с увеличением длины заготовок
полезный выход их уменьшается из-за наличия в досках сучков.
Практика показывает, что оптимальная длина заготовок при
раскрое досок находится в пределах 800—1000 мм. Размеры
кратных заготовок устанавливают по следующим формулам:
длина
L = lnn + /i + 4 (пд— !)•
В — Ьпш -р &i -f- f>3 -{- b2 (лш— 1)?
ширина
толщина
Т =	-р/3	"Р	^2	{^Т	“Ь
(164)
478

где L, В и Т — соответственно длина, ширина и толщина крат¬
ной заготовки, мм; /, Ь, / ---длина, ширина и толщина детали,
мм; яд, лш, лт — кратность заготовок, число деталей, получае¬
мых из одной кратной заготовки по длине, ширине и толщине;
h, b 1, /] —припуски на механическую обработку заготовки по
длине, ширине и толщине, мм; I% bi, h — ширина пропила при
делении кратной заготовки по длине, ширине и толщине
(обычно 4 мм), мм; Ьз, /з — припуски на усушку, мм; /*— до¬
полнительный припуск, образующийся из-за несоответствия рас¬
четной толщины заготовки и стандартной толщины пиломате¬
риалов, из которых будет выкраиваться заготовка, мм. Общее
количество деталей, получаемых из одной кратной по всем раз¬
мерам заготовки, определится как
л — ЛдЛшлт.	(165)
Припуски на обработку определяются по ГОСТу или рассчи¬
тываются аналитически, как было показано в главе 6. Опреде¬
ленные таким образом размеры заготовок указываются в соот¬
ветствующих графах формы расчета. Кратность заготовок по
соответствующим размерам показывают в знаменателе как
Т{пл, В[пш, T/nt. Объем материала в кратной заготовке опреде¬
ляют по формуле
VS — LBT■ 10"® [м3].	(166)
Нормируемое количество материала в заготовке, отнесенное
к объему деталей, определяется как
Кд = ГэКт. оКп. В,	(167)
где Кд — объем материала в деталях, м3; V3 — объем заго¬
товки, м3; Кг. о — нормируемый коэффициент технологических
потерь этих заготовок; Кп.в — нормируемый коэффициент по¬
лезного выхода заготовок из стандартных форматов материала.
Норма расхода на одну деталь определяется из соотношения
Яд = Уд/(ЛдЛшпг),	(168)
где Лд, яш, лт — кратность заготовки по длине, ширине и тол¬
щине.
Норма расхода материала на изделие складывается из норм
расхода материала на все его детали
m
Яи-	(169)
1
где Нк--норма расхода материала на изделие, м3; Ищ — норма
расхода материала на i-ю деталь, м3; л,- — количество i-x дета¬
лей в изделии; m — число типоразмеров деталей в изделии, из¬
готавливаемых из данного вида материалов.
479

Коэффициенты технологических потерь и полезного выхода
определяются из следующих соотношений:
Кто= 100/(100—Ято);	Кп.в = Ю0//7,	(170)
где Кто — коэффициент технологических потерь; Кп. в — коэф¬
фициент полезного выхода; У7то — нормируемый процент техно¬
логических потерь заготовок; П — нормируемый процент вы¬
хода заготовок из стандартных форматов и сортов материала.
При раскрое пиломатериалов выход заготовок зависит от
многих факторов: наличия дефектов, несоответствия размеров
раскраиваемых пиломатериалов и заготовок, пропилов, ошибок
рабочего. Усредненный коэффициент выхода заготовок можно
рассматривать как произведения коэффициентов, отражающих
соответствующие потери по основным факторам:
U = Vs/V0 = КдКрКо,	(171)
где П — коэффициент выхода заготовок; У3 — объем годных за¬
готовок; Ус—объем раскраиваемого сырья; Кд — коэффициент,
учитывающий потери древесины за счет вырезки дефектов дре¬
весины из досок; Кр — коэффициент, учитывающий потери из-
за несоответствия размеров раскраиваемых материалов разме¬
рам заготовок по длине, ширине и толщине; Ко— коэффициент,
учитывающий потери древесины на пропилы при раскрое. Ус¬
редненные коэффициенты использования древесины при раскрое
досок следующие.
Вырезка дефектов из досок, Кд	0,95—0,97
Обрезка досок по длине, /Ср 		 0,6—0,95
То же по ширине обрезных /Ср 	0,87—0,9
То же по ширине необрезных Кр 	0,8—0,85
Обобщенный коэффициент при обрезке досок
Кр = КРК'Р = 0,48 -0,81.
Коэффициент, учитывающий потери на пропилы Кош.
Распиловка поперечная	 0,995—0,997
Распиловка продольная 	 0,94—0,96
Распиловка ребровая 	 0,9—0,95
Усредненные коэффициенты выхода заготовок при раскрое
досок:
Обрезные доски разной ширины'	0,42—0,8
Обрезные доски кратной ширины 	0,48—0,89
Необрезные доски 	0,39—0,75
Более точные значения этих коэффициентов определяют на
основании пробных раскроев древесных материалов на конкрет-
480

кые заготовки. Полезный выход и процент технологических по¬
терь заготовок зависит от качества исходного материала. Более
высокие сорта материалов обеспечивают больший полезный вы¬
ход и меньший процент технологических потерь. При расчете
материалов необходимо пользования данными соответствую¬
щей инструкции. При этом нормируемое значение технологиче¬
ских потерь и полезного выхода следует определять дифферен¬
цированно, с учетом сортности материала и требований к ка¬
честву заготовок. При изготовлении древесных материалов из
лесоматериалов из-за наличия в стволе дерева сортообразую¬
щих дефектов получаются определенные соотношения их коли¬
чества по сортам. При изготовлении пиломатериалов из хвой¬
ных пород древесины получают соотношение сортов, %: I — 25;
П —35; 111 — 25; IV— 15.
При изготовлении шпона из твердых лиственных пород по¬
лучают: I сорта 20 %, II — 50 %. Эти соотношения объемов дре¬
весных материалов по сортам следует учитывать при расчетах
потребного количества древесных материалов. Более высокие
сорта следует использовать для изготовления крупных деталей,
низкие — для мелких. На основании расчета индивидуальных
норм расхода древесных материалов путем заполнения формы
ведомости составляется спецификация их на определенное ко¬
личество изделий (100, 1000 или программу). В спецификации
указывают следующие данные: вид материала, на какое коли¬
чество и на какие изделия составлена спецификация, сорт по
ГОСТу, порода, размеры и потребное количество (в м3 илим2).
При раскрое и механической обработке древесных материалов
образуются отходы. Количество и вид образующихся отходов
зависят от особенностей обработки и определяются как раз¬
ность между объемами заготовок до обработки и после. При
раскрое образуются опилки и обрезки досок, при фрезерова¬
нии — стружка, шлифовании — пыль, отбраковке — детали с де¬
фектами. Объем образующихся отходов определится по фор¬
муле
VOTXi = V3ali-KAi,	(172)
где Котxi — объем отходов на i-й операции; КзаГ1 — объем за¬
готовок до осуществления г-й операции; Уд,- — объем заготовок
после осуществления г-й операции.
В зависимости от вида механической обработки древесины
в производстве изделий отходы распределяют в следующем со¬
отношении, %: обрезков 55, стружек 28, опилок и пыли 17. Рас¬
пределение отходов по видам и стадиям технологического про¬
цесса изготовления деталей мебели приведено в табл. 21.
Усредненные объемы образования отходов древесины по ос¬
новному производству приведены в табл.-22.
16 Заказ №2177
481

21. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ МЕБЕЛИ
Стадил обработки
Раскрой пиломатериалов
Обработка заготовок
Обработка чистовых заго¬
товок
Отбраковка деталей
Итого, м3
Распределение по виду. %
Общий объем
отходов
Обрезки
Стружка
Опилки,
пыль
<
п
1
II
о
0
75
25
iv-v4.3= va.0
20
70
10
IV з /0,02—0,05)
8
82
10
HroVa
1/с-Рд4- 0,02 l/c
100
-
—
В формулах: Vc — объем сырья; V3 — объем заготовок; V0.p — объем от¬
ходов при раскрое; IV 3 — объем чистовых заготовок; V0. 0 — объем отходов
при обработке; Пго — коэффициент технологических потерь; Уд — объем де¬
талей.
Отходы основного производства следует рассматривать по
ГОСТ 25916—83 как ресурсы материальные вторичные для
дальнейшего использования. Для оценки ресурсов древесных
отходов используют три метода: нормативный, балансовый и
нормативно-балансовый. По нормативному методу объем отхо¬
дов определяют, исходя из установленных нормативов по фор¬
муле
Уотх= Vctf/ЮО,
(173)
где 1/0тх — объем отходов; Vc — объем использованного сырья;
Я — норматив.
При балансовом методе определяют разность между объ¬
емами переработанного сырья и материалов в готовой про¬
дукции:
Уот* - Ус -Упрод — VV (1-1 I/Я) = У„род (1 -Я),	(174)
22. УСРЕДНЕННЫЕ ОБЪЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ДРЕВЕСИНЫ
ПО ОСНОВНОМУ ПРОИЗВОДСТВУ к СЫРЬЮ, %
Наименование производства
Деревянное домостроение
Столярно-строительные детали
Мебель
Деревянная тара
11арнст
Лыжи
Примечание. Безвозвратные потери в виде пылн О, I % объема сырья.
Отходы основного производства
Всего
с
Кусковые
Мягкие
27
15
12
42
27
15
55
30
25
26
10
16
49
23
26
5,
26
25
482

где Упрод — объем материалов в готовой продукции; Н — удель¬
ный расход сырья на выработку единицы продукции; Ёотх и
Ус — указаны выше.
При нормативно-балансовом методе определяют сумму отхо¬
дов балансовым методом с последующей разбивкой этих объ¬
емов по виду на основе нормативов. При комплексной перера¬
ботке 1 т сухих древесных отходов можно получить: 30 кг
дрожжей, 120 этилового спирта, 25 жидкой углекислоты, 6 фур¬
фурола и 6 кг других химических веществ. Необходимо органи¬
зовать переработку этих материалов. В первую очередь следует
использовать кусковые отходы путем склеивании их по длине,
пластям и кромкам. Мягкие отходы (стружка, опилки) можно
использовать для изготовления строительного материала арбо¬
лита (ГОСТ 19222—84), в котором измельченная древесина яв¬
ляется наполнителем, а связующим цемент с хлористым каль¬
цием. Из арболита изготавливают плиты, блоки и панели Из
одних опилок с добавлением магнезита н хлористого магния из¬
готавливают ксилолит, применяемый для облицовки стен и по¬
толков.
Из станочной стружки можно изготавливать паркелит,
плитки для настила пола. Из смеси стружек и опилок с синте¬
тическим клеем можно изготавливать цельнопрессованные де¬
тали и изделия. Осуществление комплексного использования
древесных отходов позволит организовать безотходную техно¬
логию производства изделий. Возможности использования отхо¬
дов основного производства определяются не только техниче¬
скими, но и организационными возможностями: сбором, тран¬
спортом, использованием отходов. Организация производства
арболита, паркелита, ксилолита и цельнопрессованных деталей
требует дополнительных капитальных вложений, производ¬
ственных площадей и специалистов. Для бесперебойной работы
такого производства необходимо иметь достаточное количество
отходов. Если количество образующихся отходов недостаточно
для организации их переработки на месте, то целесообразно ор¬
ганизовать их транспортирование на имеющиеся предприятия,
для которых они являются сырьем. Из него изготавливают дре¬
весную муку, картон, древесноволокнистые и древесностружеч¬
ные плиты и т. п. В таком случае стоимость транспортиро¬
вания древесных отходов является ограничительным фактором.
Технологическую щепу целесообразно перевозить для пере¬
работки на бумагу не далее 3 тыс. км по железной дороге
и до 10 км автотранспортом; для переработки на древесно¬
стружечные плиты по железной дороге не далее 650 км, кар¬
тона — 1400 км. В каждом отдельном случае необходимо
найти оптимальный вариант полного и комплексного исполь¬
зования отходов, обеспечивающий максимальную эффектив¬
ность.
16*
483

Нормативы
расхода
материалов
на единицу
 С
Проектиро¬
вание техно¬
логических
процессов
I Классификатор
изделий
и поверхностей
Классификатор
материалов
Классификатор
единиц
измерений
Расчет подетальных норм
расхода материалов
Ведомость
подетальных норм
■ '■
Проектироаа-
ние изделий.
Спецификация
ПОГ0СТ2Ю8-6В
Расчет специфицированных
норм расхода материалов
Ведомость специфици¬
рованных норм расхода
Директивные
документы
i Технико¬
экономическое
планирование
X
Расчет и>&£йдуальных(сВод-
ных) норм расхода материалов
\
(Ведомость индивидуаль¬
ных норм расхода
Г
шенных норм расхода наюериолод
X
Цехи
основного
производства
Ведомость групповых
средневзвешенных норм
Материально-
техническое
снаБжение
Технике-
экономиче¬
	1
ское плани¬
рование
Рис. 163. Блок-схема расчета норм материалов при технологической подго¬
товке производства
Расчет клеевых материалов. Расчет норм расхода клеевых
материалов производят по каждому виду клея с учетом метода
нанесения, размеров и группы сложности склеиваемых поверх¬
ностей. Норму расхода клеевых материалов на изделие опреде¬
ляют как сумму норм расхода на склеиваемые поверхности
отдельных деталей и сборочных единиц, входящих в состав из¬
делия. Норму расхода жидкого клея определяют по массе рабо¬
чего раствора, расход компонентов — по рецептуре приготовле¬
ния клея. Клеи-расплавы и клеевые нити нормируют по массе
на 1 м2 склеиваемых поверхностей. Пленочные клеи нормируют
по массе на I м2 склеиваемых поверхностей. Расход клея для
получения качественного склеивания зависит от метода нанесе¬
ния, свойств склеиваемых материалов, сложности склеиваемых
поверхностей. При ручном нанесении требуется больший расход
клея, чем при нанесении вальцами. Применение клеевых валь-
484

Рис. 164. Факторы, влияющие на эффективность использования материалов
в производстве изделий из древесины
цов с дозирующим устройством уменьшает расход клея на
22 %. При холодном склеивании вязкость клея должна быть
выше, чем при горячем, что скажется на расходе материалов.
Пористые поверхности впитывают клей в большей степени и
требуют большего расхода. Пиленые поверхности требуют боль¬
шего расход клея, чем фрезерованные. Форма и размеры склеи¬
ваемых поверхностей влияют на расход клея.
По сложности склеиваемые поверхности принято делить на
три группы. К группе первой сложности относят пласти щитов;
ко второй—кромки щитов, пласти и кромки брусков; к тре¬
тьей — поверхности торцовых, полуторцовых и шиповых клее¬
вых соединений. Соотношение расхода рабочих растворов син¬
тетических клеев для поверхностей I, II и III групп сложности
соответствует 1 : 1,3 : 2,2. Для определения потребного количе¬
ства клеевых материалов необходимо произвести расчет склеи¬
ваемых поверхностей по группам сложности. ■
485

Наименование клеевых материалов, способ склеивания, спо¬
соб нанесения определяют по технологическим картам. Слож¬
ность поверхности и площадь склеивания определяют по черте¬
жам деталей. Формы расчетных ведомостей, нормы расхода
клея и других основных и вспомогательных материалов даны
в инструкции по нормированию материалов. Результаты расче¬
тов обобщают в сводные нормы расхода сырья и материалов,
форма которых дана в отраслевой системе технологической до¬
кументации. Блок-схема расчета норм материалов при техноло¬
гической подготовке производства показана на рис. 163. На
рис. 164 показаны факторы, влияющие на расход материалов.
§ 50. МЕТОДИКА ВЫБОРА И РАСЧЕТА ПОТРЕБНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Производственное оборудование является важным фактором
организации современного производства. Вид применяемого
оборудования определяет технический уровень производства.
Структура технологического процесса, его организационные
формы, объемы и эффективность производства зависят от при¬
меняемого оборудования. Важнейшей характеристикой произ¬
водственного оборудования является его производительность.
Она оказывает решающее влияние на эффективность использо¬
вания преобладающей доли основных производственных фондов
предприятия.
При выборе оборудования учитывают возможность его мак¬
симального использования по производительности. Производи¬
тельность оборудования определяется количеством продукции,
получаемой при конкретных условиях эксплуатации оборудова¬
ния в единицу времени. Она может выражаться в единицах
учета продукции {числом заготовок, деталей и т. п.) или в еди¬
ницах учета выработки по количеству обработанного материала
(погонные метры, площадь поверхностей, масса и т. п.).
Программа предприятия по объему выпуска промышленной
продукции устанавливается с учетом технической производи¬
тельности имеющегося оборудования и режима его работы. Тех¬
ническую производительность оборудования определяют расче¬
том, исходя из конструктивных характеристик оборудования и
оптимальных технологических режимов. Условия работы обору¬
дования в располагаемом фонде времени учитываются при рас¬
чете производительности универсальных станков общего назна¬
чения соответствующими коэффициентами использования рабо¬
чего и машинного времени Кд и /См для поточных и автомати¬
ческих линий одним общим коэффициентом их использования
/Си. Значения этих коэффициентов принимают по укрупненным
данным или определяют нормированием в конкретных условиях
предприятия. Техническая производительность оборудования,
486

работающего по проходному принципу за нормируемый период
времени Т, определяется по формулам:
Ае = ТитКяКкКсКе',
А„ = ТитКлКиКсКб1П.	(175)
Производительность оборудования, работающего по позици¬
онному принципу, определяется по формуле
Ап — Т КртКбИи.-	(176)
Производительность поточных и автоматических линий опре¬
деляется по формуле
A„ = TKkKcIR.	(177)
В этих формулах Т — период времени, на которое рассчи¬
тывают производительность (час, смена, месяц, год), мин; А,.—
производительность в единицах выработки; Ак — то же в еди¬
ницах' учета изделий; и — скорость подачи, м/мин; m — число
деталей, обрабатываемых одновременно; Кд — коэффициент ис¬
пользования нормируемого времени, учитывающий перерывы
в работе оборудования; Кк — коэффициент машинного времени,
учитывающий особенности работы оборудования и соотношение
затрат времени непосредственно на обработку к общему вре¬
мени работы оборудования; Кс — коэффициент проскальзыва¬
ния в механизме подачи; Кб — коэффициент, учитывающий воз¬
можные потери из-за выхода продукции за пределы допуска;
I — размер заготовки в направлении подачи, мм; i —: число не¬
обходимых проходов на единицу учета производительности;
7ц — длительность цикла обработки позиционным методом, мин;
Ки — коэффициент использования поточной и автоматической
линии; R — ритм линии, обычно дается в технической характе¬
ристике, мин.
Коэффициент использования учитывает простои линии по ор¬
ганизационным и техническим причинам. Скорость подачи ус¬
танавливают, исходя из требуемого качества обработки иди по
данным типовых технологических режимов. Для обеспечения вы¬
соких технико-экономических показателей производства необ¬
ходимо обеспечить максимальную загрузку оборудования. За¬
дача максимальной загрузки оборудования решается методом
математического моделирования. При решении такой задачи
следует учитывать, что в первую очередь необходимо обеспе¬
чить максимальную загрузку наиболее дорогого оборудования,
которое оказывает большое влияние на эффективность произ¬
водства. Постановку задачи и принцип решения ее в общем виде
можно понять из следующих рассуждений: предположим, что
на участке или в цехе установлены станки различных типов: А,
Б,...,К. Количество единиц этих станков обозначим «а, пъ,пк
и соответственно стоимость каждого из них как Сд, С	Ск-
487

23. ИСХОДНАЯ МАТРИЦА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
ПО МАКСИМАЛЬНОЙ ЗАГРУЗКЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Группа
оборудо¬
вания
Количество
единиц
в группе
Стоимость
оборудова¬
ния, тыс, р.
Планируе-
Mbjfl фонд
времени, ч
Нормируем
обработку од
1
ое время на
ного изделия
2
Л
«А
Сапа
Га л а
'lA
fa А
Б
«Б
Сбчб
7б«б
Лб
^аБ
В
«в
Свлв
7в'<в
£iB
К
«к
Ск'ЧС
Гк«к
*iK
Эффективный фонд времени для каждого станка (за сутки,
месяц, год), исходя из условий работы, определим как Та,
ТБ	7к. Расчетом но производительности станков каждой
группы определяем нормируемые затраты времени на обра¬
ботку плановой продукции согласно программе по каждому из¬
делию от 1 до £ как tXA, tlB  £iK, tZA, t2  	 t2к, UA,
tiK. В результате решения задачи необходимо найти
количества изделий X]... Xit которые обеспечат максимальную
загрузку имеющегося оборудования. Для наглядности условие
задачи удобно записать в форму исходной матрицы табл. 23.
Значения располагаемого фонда времени Тк и нормируемое
время г^к, определяют расчетом по технической производитель¬
ности оборудования. На основании данных программы и исход¬
ной матрицы, обозначив величину недоиспользованного фонда
рабочего времени по каждой группе оборудования соответ¬
ственно через Ук, можно записать условие загрузки оборудова¬
ния каждой группы в форме линейных уравнений (178):
^lA-^i'i ^гл-^гЧ' • ■ • Ьа^1~г^а~^'апа<	(178)
^8K-^2~i~ - - -	^	К	“	Т’к^к-
Эти уравнения действительны при условии:
УА 5* 0; Ув > 0;	. . . Ук > 0.
Из уравнения, соответствующего группе оборудования с наи¬
большей стоимостью, например Св, находят значение
Ув — 7 впч ‘— Z	(179)
1
при Xj соответствующем количеству изделий по программе. По
полученному значению Ув находят процент возможного увели¬
чения программы по этой группе станков
ХЕ = Ув/('Гвпв)Ю0.	(180)
488

Таким образом, при условии максимальной загрузки наи¬
более дорогого оборудования целесообразно увеличить прог¬
рамму на ДХВ %. Заменим в составленных выше уравнениях
значения X, (количество изделий в программе) на скорректиро¬
ванные по загрузке оборудования. Отрицательные значения
показывают дефицит фонда времени в этой группе станков. По
определенному таким образом значению УБ определяют необ¬
ходимость установки в этой группе дополнительного количества
оборудования как &пБ—УБ11Б. Если Дпв<1, то решают воп¬
рос покрытия этого дефицита времени переводом некоторых
работ в другие группы оборудования, где дефицита времени нет.
Задача может решаться при условии увеличения в прог¬
рамме количества ие всех, а только определенных видов изде¬
лий. Возможное увеличение выпуска таких изделий определится
для принятых выше условий из соотношения
Остальные расчеты ведут применительно только к столбцу
исходной матрицы, соответствующему этому изделию. При этом
дефицит времени по каждой группе оборудования определяют
только по изменению слагаемых, принадлежащих этому столбцу.
При решении задачи следует учитывать, что дефицит фонда
времени в объеме до 12 % может быть покрыт организацион¬
ными мероприятиями за счет перевыполнения норм. При таком
дефиците времени устанавливать дополнительное оборудование
не следует, но необходимо определить конкретные мероприятия,
обеспечивающие перевыполнение принятых норм путем увели¬
чения скоростей, применения более стойкого инструмента, ис¬
пользования кратных заготовок, совершенных методов наст¬
ройки и т. п. Решение таких задач целесообразно вести с по¬
мощью ЭВМ.
При расчете потребного количества оборудования опреде¬
ляют норму времени на каждое изделие по каждому виду стан¬
ков. Для этого по каждой детали или по приведенной детали
каждого изделия определяют технически нормируемое время
в зависимости от производительности оборудования в каждой
группе, как
где Т - - длительность смены, мин; Кя. к — коэффициент исполь¬
зования нормируемого времени оборудованием в группе К',
Ли. к — сменная производительность оборудования в учетных
единицах продукции, шт.
Потребное количество станков по каждой группе определя¬
ется как
ДХ„-УБ/(/,БХ2) 100, %.
(181>
(182)
(183)
489

где яР. к — расчетное число станков группы К, шт.; /,-к — норми¬
руемое время на обработку одной i детали по /(-группе станков,
мин; р — количество деталей в изделии, шт.; / —■ порядковый
номер изделия; i — порядковый номер детали в j-м изделии;
Та. к — эффективный годовой фонд времени работы оборудова¬
ния группы К; X] — количество / изделий в годовой про¬
грамме, шт.
Для удобства расчетов и возможности корректировки про¬
граммы для обеспечения условий максимальной загрузки обо¬
рудования потребное количество единиц оборудования обычно
рассчитывают относительно Х,-= 1000 изделий. Умножая полу¬
ченные данные на соответствующее число, можно определить
количество единиц оборудования, необходимого на любую
скорректированную программу, обеспечивающую желаемую за¬
грузку оборудования. Расчет потребного количества оборудова¬
ния для различных участков производства подробно изучают
в курсе проектирования деревообрабатывающих предприятий
с использованием действующих норм проектирования.
Одним из организационных мероприятий повышения произ¬
водительности труда является увеличение количества единиц
оборудования, обслуживаемого одним рабочим (многостаночное
обслуживание). Количество станков, которое может обслужи¬
вать один рабочий, определяют по формуле
Яр =■	Ф ^х).	(184)
где tm — штучное время обработки на одном станке; tp — время
рабочего на обслуживание одного станка; /х — время перехода
рабочего от станка к станку.
Обычно многостаночное обслуживание возможно при авто¬
матизированной подаче заготовок. При этом важным является
организация рабочего места и расположение обслуживаемых
станков. Переходы рабочего должны быть сведены к минимуму.
Принципы многостаночного обслуживания на основе расшире¬
ния функции автоматизации явились основой создания гибких
автоматизированных производств (ГАП). Создание ГАП явля¬
ется началом коренного совершенствования технической и тех¬
нологической базы производства. ГАП — это комплексная авто¬
матизация всего цикла изготовления продукции. Гибкий произ¬
водственный процесс представляет собой систему материальных
и информационных потоков. ГАП позволяют увеличить коэффи¬
циент использования оборудования на 30 %, снизить стоимость
продукции на 30 %, сократить потребность в рабочей силе на
30 %• При создании ГАП затраты примерно распределяются
так, %: станки — 50; инструмент и приспособления — 25; транс¬
портные системы—10; устройства управления и обслужива¬
ния—15. Гибкий производственный модуль (ГПМ) является
технологической единицей, образующей гибкую производствен-
490

ную систему (ГПС). ГПМ должен быть оснащен устройством
программного управления и средствами автоматизации техно¬
логического процесса. ГПМ может работать автономно или
встраиваться в автоматизированные системы: линию, участок,
которые в свою очередь могут комплектоваться в гибкий авто¬
матизированный цех или завод. На рис. 165 показан станок
с программным управлением с двумя револьверными голов¬
ками. Две заготовки 3 устанавливают на столах 2, которые рас¬
положены по оси X на салазках 1 станины 12. Обрабатываю¬
щий инструмент 5 на револьверных головках 4 может сменяться
поворотом по стрелке С и перемещаться с суппортом 6 по оси
Z. За одну установку заготовка может обрабатываться шестью
инструментами. Механизмы перемещения инструмента 7,8 и 11
управляются с пульта управления 9 программоносителем 10.
Установку н съем заготовок можно также автоматизировать.
491

При разработке программ для станков с программным управ¬
лением необходимо согласовать координаты расположения трех
систем: координаты заготовки, по которым задаются параметры
детали (нуль заготовки); систему координат станка (нуль
станка), определяющую начало отсчета перемещения рабочих
органов станка; систему координат (нуль обработки), начало-
перемещения инструмента по программе. При составлении про¬
граммы следует учитывать форму детали, метод обработки и по¬
следовательность его осуществления, чтобы объем расчетов ко¬
ординат задающих контур детали, был минимальным.
§ 51. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ
ПРОЦЕССОМ
Производство — это сложная организованная система, по¬
средством которой участвующие в ней люди, руководствуясь,
единством цели, используя ресурсы природы и свой труд, со¬
здают нужную обществу продукцию. Производственный про¬
цесс— это функционирование (работа) производства во вре¬
мени. Ритмичная работа производства обеспечивается его-
управлением. Под управлением понимают воздействие управ¬
ляющих органов на соответствующие параметры деятельности
людей и процессы для достижения определенного эффекта. Уп¬
равление осуществляется различными методами: техническими,
экономическими, административными, социально-психологиче¬
скими и идеологическими. В зависимости от решаемых задач
в управлении можно выделить четыре подсистемы, связанные
между собой общей целью.
1. Подсистема целевого управления включает: управление,
выполнения плана производства и поставок продукции; качест¬
вом продукции, ресурсами и затратами, развитием производ¬
ства, социальным развитием коллектива, охраной природы и
окружающей среды.
2. Подсистема функционального управления решает вопросы:
стандартизации, технико-экономического и социального плани¬
рования, технической подготовки производства, организации
производства, управления технологическим процессом, метроло¬
гического обеспечения, технического контроля, управления тру¬
дом и заработной платой, управления кадрами, управления ма¬
териально-техническим снабжением, капитального строитель¬
ства, финансовой деятельности, учета и отчетности, экономиче¬
ского анализа, творческой деятельности коллектива.
3. Подсистема линейного управления включает: директора,,
главного инженера и начальников подсистем.
4. Подсистема обеспечения решает вопросы правового-
обеспечения, информационного, организационного и делопроиз¬
водства.
492

С развитием произьидлльа управление им совершенствуется
и переходит на автоматизированные методы.
Система управления производством имеет иерархический
принцип построения. На первом уровне объектами управления
являются рабочие места, станки, агрегаты, гибкие производ¬
ственные модули, роботы, переместительные механизмы. Цель
управления на этом уровне—максимальное использование обо¬
рудования. Второй уровень управления включает производ¬
ственные комплексы, объединенные единым технологическим
процессом, транспортные системы, склады. Задачей этого
уровня является оптимизация технологического процесса, норма¬
тивная информация программы работ и динамическая инфор¬
мация о состоянии оборудования. На третьем уровне решаются
■организационно-экономические задачи: проектирование изде¬
лий, технологическая подготовка производства, координация ра¬
боты отдельных участков. На верхнем уровне осуществляется
управление производством, технико-экономическое планирова¬
ние и материально-техническое снабжение. Важным моментом
в управлении является принятие правильного решения. В зави¬
симости от состояния управляемого процесса принятие решений
■может быть в условиях определенности, неопределенности с рис¬
ком, в условиях многокритериальности.
В условиях определенности решение находят методом мате¬
матического программирования. В условиях неопределенности
и риска решение должно основываться с учетом вероятности
достижения конечного результата. В таком случае решение на¬
ходят на основе теории игр по критерию получения максималь-
шого выигрыша. Принятие решений в условиях многокритери¬
альное™ обосновывается методами моделирования. При этом
■может быть принято компромиссное решение. Процесс приня¬
тия решений можно представить в следующей последовательно¬
сти: выбор критериев оптимальности и устойчивости; определе¬
ние ограничений на ресурсы; разработка модели; определение
допустимых вариантов на основе исследования модели с учетом
ограничений и принятие решений по субъективным соображе¬
ниям. При этом широко используют имитационные модели, поз¬
воляющие осуществлять эксперименты на ЭВМ. Для этого ис¬
пользуют автоматизированные рабочие места (АРМ), представ¬
ляющие программно-технический комплекс, автоматизирующий
все функции исполнителя. АРМ повышает оперативность, поз¬
воляет учитывать трудноформализуемые факторы экономиче¬
ского значения и находить эффективные решения оптимиза¬
цией. АРМ делятся по назначению на конструкторские, техно¬
логические и управленческие. При осуществлении управления
АРМ используют эвристическое программирование (экспертные
■оценки), аналитический метод на основе математического ис¬
следования операций и теории принятия решений, имитационное
493

моделирование, в котором используются машинные модели. Ав¬
томатизированные рабочие места объединяются в единую си¬
стему автоматизированного управления производством (АСУП).
Для осуществления производственных потоков используют
транспортные и переместительные устройства. К транспортным
устройствам относятся конвейеры, перемещающие грузы на зна¬
чительные расстояния. Их различают по конструкции, харак¬
теру перемещения и назначению. В зависимости от назначения
и характера перемещения предметов переместительные устрой¬
ства разделяют на перекладчики, укладчики, питатели и загруз¬
чики. Эти устройства могут работать с накопителем или без
него. Накопители могут быть бункерные, штабельные и мага¬
зинные. В бункере заготовки ориентируются по одной оси коор¬
динат, в магазине укладываются рядами, в штабеле—пакетами
с прокладками. Эти устройства могут быть встроенными или ав¬
тономными. Встроенные конструктивно привязаны к одному
технологическому модулю.
Перекладчиком называют устройство, перемещающее пред¬
мет с одного места на другое без изменения базы, а изменяю¬
щие базу устройства — кантователем. Устройство, обеспечиваю¬
щее подачу заготовок в технологический модуль, называют пи¬
тателем, а загружающее бункер или магазин — загрузчиком.
Питатели и загрузчики, осуществляющие перемещения предме¬
тов в пространстве аналогично рукам рабочего, называют мани¬
пуляторами. Манипуляторы могут иметь ручное, автоматическое
или комбинированное управление. Манипулятор, управляемый
программой и способный перемещаться, называют промышлен¬
ным роботом. Управление роботом может быть позиционным —
от точки к точке, контурным — по непрерывной траектории, и
комбинированным. По виду информации системы управления
промышленными роботами могут быть электромеханическими,
цикловыми и аналоговыми. Рука рабочего способна осущест¬
вить 27 степеней свободы перемещения, а существующие ро¬
боты могут только 6—7.
Конвейеры, переместительные устройства и манипуляторы
обеспечивают непрерывность и стабильность производственных
процессов. На рис. 166 показаны схемы переместительных
устройств, применяемых в деревообрабатывающей промышлен¬
ности.
Объемы складских работ на деревообрабатывающем пред¬
приятии огромны. Механизация этих работ является важной
проблемой. Использование пакетного способа транспортирова¬
ния грузов позволило решить эту проблему. Для мебельных
фабрик имеется комплекс складской автоматизированный
(КСАМ-1), использующий АСУ.
Доставка грузов выполняется лифтами или электропогрузчи¬
ками ЭП-1008, укладка и отгрузка кранами-штабелерами ОП-1.
494

Грузы хранятся в секциях многоэтажных штабелей на ролико¬
вых опорах. Мелкие упаковки грузов укладывают на поддоны.
Расчет оптимальных объемов серии. При переходе с обра¬
ботки одной партии к другой оборудование необходимо перена¬
страивать. Для высокопроизводительных поточных и автомати¬
ческих линий это связано с потерей времени н производитель¬
ности. Некоторое оборудование не требует переналадки, если
это допускают размеры. Например, облицовочные прессы могут
работать при любых размерах щитовых деталей одной тол¬
щины. Технологической партией деталей называют количество
одинаковых деталей, обрабатываемых на данной технологиче¬
ской операции непрерывно до перехода на другие типоразмеры,
требующие переналадки станков и новых приспособлений. При
прохождении партии деталей от одной технологической опера¬
ции к другой объем ее может изменяться по различным причи¬
нам. Она может разделяться на несколько более мелких партий.
Принято различать партию запуска в производство — коли¬
чество одновременно поступающих деталей на первую операцию
и непрерывно обрабатываемых на этой операции, и передаточ¬
ную партию — количество одновременно передаваемых деталей
на последующие операции. При этом передаточные партии раз¬
личных деталей могут чередоваться между собой в течение оп¬
ределенного времени работы. Величина передаточной партии
зависит от многих причин: от организации производства и осо¬
бенностей технологии. Размеры запускаемой партии определяют
объемы незавершенного производства, которые влияют на его
эффективность.
Для нормальной работы производства необходимы опреде¬
ленные заделы. В производстве изделий из древесины разли¬
чают три формы производственных заделов: цикловой, оборот¬
ный и страховой. Цикловые заделы необходимы для связанных
между собой операций одного технологического цикла. Оборот¬
ные заделы необходимы для комплектования изделий, они хра¬
нятся на специальных складах между цехами. Страховые за¬
делы необходимы для обеспечения непрерывной работы произ¬
водства при возможных нарушениях жесткой связи между
операциями или участками технологического процесса.
Необходимый объем страхового (межоперационного) запаса
можно определить следующим образом. Штучное время обра¬
ботки заготовок на двух смежных станках или участках примем
ti и t2, при этом	При	одновременной	работе этих станков
за смену образуется различие в количестве обработанных за¬
готовок, определяемое по соотношению их производительности.
Если 11 <t2i то разница в производительности этих станков
в штуках заготовок определится как
Nc = тда*,—ГсК А = Тс (КА— КА)НгЬ,	(185)
495

где Nc — различие в производительности станков по количеству
заготовок в смену; Тс — длительность смены; К\ и К2 — коэф¬
фициенты, учитывающие перерывы и потери времени на обслу¬
живание этих станков; /] и /2— штучное время обработки.
Для расположения этих заготовок между смежными стан¬
ками следует предусмотреть место с учетом необходимых про¬
ходов, которые составляют до 40 % площади, занятой страхо¬
вым запасом. Расчет ведут по наиболее крупным заготовкам
с учетом укладки их в штабеля ограниченной высоты. Все за¬
делы образуют незавершенное производство, которое оказывает
непосредственное влияние на экономику предприятия. Недоста¬
точные объемы заделов могут нарушить ритмичность работы
предприятия. Снижение размеров незавершенного производства
повышает его рентабельность. Незавершенное производство
должно быть минимальным, но достаточным для нормальной
работы предприятия. Планируемая величина незавершенного
производства для осуществления технологического цикла может
определяться по формуле
Ze-JVcpQTVC,,	(186)
где Zc — величина незавершенного производства в денежном
выражении; Ncp — среднедневной выпуск изделий; С,- — себе¬
стоимость изделий; Гц—длительность производственного цикла;
Кк — коэффициент нарастания затрат, зависящий от техно¬
логии.
Величина коэффициента нарастания затрат зависит от мате¬
риалоемкости изделия и характера нарастания расходов в тече¬
ние производственного цикла. Он будет максимальным, если
расходы возрастут в начале производственного цикла, и мини¬
мальным при вложении всех расходов в стоимость изделия
в конце цикла.
На основании анализа математической модели коэффици¬
ента нарастания находят его эстремальные значения для дере¬
вообрабатывающих производств по формуле
/Снта*- 1/3(1 +2C„/Q);	X„min=l/2(1+CM/C;),	(187)
где См —стоимость материалов на изделие; С,- — себестоимость
изделия. Учитывая соотношение стоимости материалов в себе¬
стоимости изделий из древесины, можно найти значения коэф¬
фициента нарастания затрат и определить ориентировочно
объем незавершенного производства.
Оптимизация размера технологической серии имеет важное
значение в обеспечении эффективности производства. К реше¬
нию этой задачи имеется три принципиальных подхода.
Рис. 166. Классификация и схемы переместительных устройств, применяемых
в производстве изделий из древесины
17 Заказ № 2177
407

1. Исходными показателями в определении технологической
серии являются себестоимость и потери от объема незавершен¬
ного производства.
2. Исходным показателем в определении серии является за¬
грузка оборудования: стремление сократить соотношение за¬
трат времени на наладку оборудования и его работу на основ¬
ных технологических операциях.
3. Исходными являются показатели хронометража и работы
оборудования в конкретных условиях: используется метод под¬
бора оптимальной серии.
По первому методу условие оптимальности технологической
серии деталей определяется из соотношения
С = СИз + £,2из->ты,	(188)
где С — затраты на изготовление изделия с учетом средств, вло¬
женных в незавершенное производство; Снз — затраты на изго¬
товление; ZH3 — средства незавершенного производства; Е —
норма народнохозяйственной эффективности.
По второму методу размер партии определится из уравне¬
ния
п =-- tuJatm,	(189)
где Ins ■ подготовительно-заключительное время; tm — время на
изготовление штуки деталей; а—коэффициент затрат времени
на наладку оборудования.
Для линий, работающих в мебельном производстве, коэф¬
фициент а принимается равным в пределах от 0,05 до 0,08. Эта
формула не учитывает связи размера партии с программой
предприятия и не способствует сокращению объема незавер¬
шенного производства. Она дает техническое решение, не за¬
трагивая условия максимальной эффективности работы всего
предприятия.
При аналитическом выводе формулы для определения опти¬
мального (наивыгоднейшего) размера технологической серии
рассмотрим возможные характерные случаи производственной
связи между изготовлением деталей и их потреблением. Эти
связи можно установить при наблюдении за состоянием ком¬
плектовочного или буферного склада перед сборкой.
Изготавливать и доставлять детали одной технологической
партии на буферный склад, а также расходовать их можно по
времени непрерывно либо дискретно. В некоторых случаях,
если время изготовления партии деталей по сравнению со вре¬
менем потребления их незначительно, вся изготовленная пар¬
тия деталей может поступить на склад комплектования одно¬
временно или поступать периодически, малыми партиями и
расходоваться также малыми партиями дискретно. Для про¬
стоты решения задачи допустим, что изготовление и расход де¬
498

талей имеется в поточном производстве. На рис. 167 графиче¬
ски показана динамика связи между расходом и изготовлением
партии деталей для периодического равномерного пополнения
склада. На оси абсцисс указано текущее время, по оси орди¬
нат— количество деталей. Пусть в какой-то момент 0 на склад
начнут поступать детали запущенной в производство первой
партии N\. По мере изготовления этих деталей с течением вре¬
мени количество их на складе будет увеличиваться. Если рас¬
сматривать момент 0 функционирующего предприятия, то эти
детали сразу же будут потребляться предприятием для выпол-
Рис. 167. Циклограмма изготовления и расхода деталей при изготовлении их
сериями
нения программы. В момент вся партия в количестве Nx
штук будет доставлена на комплектовочный склад, где при
этом создается запас Nc. После этого количество деталей на
складе будет продолжать плавно убывать по мере их расходо¬
вания. Для обеспечения непрерывности выпуска изделий необ¬
ходимо своевременно предусмотреть пополнение этого запаса.
Если предприятие должно выпускать одинаковые изделия пе¬
риодически, то запуск в производство новой партии таких де¬
талей может быть отнесен на установленный период в точку
Оп. Если изделия поставляются непрерывно, то момент необ¬
ходимости начала изготовления новой партии на графике по¬
казан точкой Ох'. Это время должно быть выбрано с таким
расчетом, чтобы поступление деталей из новой партии могло
начаться до того момента, когда запас деталей на складе упа¬
дет до предельного минимума, гарантирующего нормальную
работу предприятия Na. Это минимальное количество деталей
называют страховым запасом. Наличие страхового запаса
17*
499

исключает влияние причин, которые могут нарушить ритмич¬
ность работы предприятия. В том случае, если будет задержка
в доставке на склад новой партии деталей, то расходование их
пойдет по линии Оо—Оi и проекции Оi—О/ этого отрезка на
ось времени в масштабе покажет длительность возможной ра¬
боты предприятия на страховом запасе. Нормальную работу
предприятия, выполняющего программу в течение года, можно
рассматривать как цепь, составленную из звеньев периодиче¬
ских поставок оптимальных партий изделий в течение времени
tn.
Рис. 168. Зависимость затрат на производ¬
ство от размера серии:
/ — независимая составляющая стоимости С,;
2—стоимость затрат на производство Сс; 5 —
затраты на оборотные средства Ср 4 — общие
затраты С и
i Размер серии, изделии шт. N
Отмеченные на графике отрезки времени соответствуют сле¬
дующим значениям: 1Я — время доставки изготовляемой партии
на склад; £т — период времени от начала изготовления партии
деталей до момента поступления на склад первой детали;
tn' — период расходования запаса деталей со склада; tn — цикл
изготовления и расходования деталей в объеме одной партии!-
Если предположить, что затраты на перестройку производства
для каждой партии деталей в количестве УУШТ составят С0,
а постоянная составляющая себестоимости С (материалы, ра¬
бочая сила, накладные расходы и т. п.), то общая стоимость
производства одной детали в данной партии составит
Cc = C + Co/yV.	(190)
Если принять нормативный коэффициент экономической эф¬
фективности Е, то затраты на оборотные средства составят
СЛС + Со/Л^-^^Е.	(191)
Общие затраты на производство составят
CN = Cc + Ct = (C -f CJN)-I- (С-ЬСо/Л0 [(//-1)/2/7] Е. (192)
500

На рис. 168 схематически показаны графики уравнения за¬
висимости затрат от значения N. Для определения условий це¬
левой функции минимума затрат это уравнение дифференци¬
руют по затратам и производную приравнивают нулю.
C0W4- (C-l CJN) (£/2/7)—CJN2 [(N -1)/2/7] E - 0.
\ dN }
(193)
Решая это уравнение относительно N, найдем
Ne = д/(2П/Е — 1) (С01СУ.
Учитывая, что величина 2П(Е~^>1, получим
No = ^2fIC0/EC.	(194)
Полученное значение N0 отвечает условию, при котором
оборотные средства предприятия будут использованы с макси¬
мальной эффективностью. По значению NB определяют дли¬
тельность цикла работы оборудования до переналадки как
T4=Not0, где t0 — длительность обработки одной детали или
комплекта деталей на изделие. Полученные значения следует
увязывать с режимом работы предприятия так, чтобы наладка
оборудования производилась в обеденные перерывы или в мо¬
мент между сменами.
Приведенный метод аналитического расчета оптимального
объема технологических серий дан в упрощенном варианте для
учебных целей. Имеется много примеров по таким расчетам
с различной детализацией факторов или с учетом конкретных
условий организации производства. Все предложенные рас¬
четы оптимальных размеров технологических серий сложны.
При практическом решении таких задач используют более про¬
стые приемы.
Объем запускаемой в производство серии должен обеспе¬
чить плановый выпуск изделий. Для этого учитывают необхо¬
димые сроки опережения запуска и выпуска готовых составных
частей изделий. Сроки опережения устанавливают в днях ра¬
боты предприятия. Опережением запуска называют период вре¬
мени от момента запуска серии составных частей изделия в про¬
изводство до выпуска готовых изделий.
Опережение выпуска — время между моментом изготовле¬
ния составной части изделия до выпуска готового изделия.
Опережение запуска по каждому участку производства к пла¬
нируемой дате выпуска изделий определяют в зависимости от
длительности производственных циклов по формуле
7'c.8i-Srit;—/=£ITu/,	(195)
1 ч
Б01

Склад
черновых
заготовок
пило¬
материалов
плит
шпана
клеевых и других
материалов
CyWKQ
Раскрой
пило¬
материалов
плит
шпона и других
материалов
Отходы основного
производства
Первичная обработка
брусков
щитов
Окончательная
обработка
\ *
Склеивание .
и облицовывание
Обработка
сборочных
единиц
'-ж 1
Сборка сборочных
единиц
Отделка
Общая
сборка
Комплектация Упаковка
Склад готовой продукции
Рис. 169. Схема потоков материалов и полуфабрикатов в производстве из
делия
где Т0. Si — время опережения запуска в производство на i-м
участке технологического процесса; ТЦ} — длительность цикла
производственного участка; / — последовательный порядковый
номер производственного участка; п — общее число производ¬
ственных участков. Опережение выпуска готовых составных ча¬
стей изделия определяется по формуле
To.Bl-To.3l—Т(196)
где Ти. Bi — время опережения выпуска на i-м участке произ¬
водства; Гц,- — длительность производственного цикла на этом
участке; Т0.3i — указано выше.
Современное производство представляет собой систему,
включающую отдельные элементы технологического процесса,
связанные между собой в пространстве и времени.
Эффективность функционирования этой системы зависит от
технических решений и вида связей между отдельными участ¬
ками производственного процесса. Перемещения предметов
труда в процессе производства образуют производственные по¬
502

токи. Рациональная организация потоков оказывает существен¬
ное влияние на эффективность производства.
На рис. 169 показана примерная схема транспортных пото¬
ков между отдельными производственными участками.
Глава 13
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ
ТЕХНОЛОГИИ ИЗДЕЛИИ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
§ 52. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Наука стала основой решающих изменений в технологии и
непосредственной производительной силой современного произ¬
водства. Технологические процессы являются частной произ¬
водной достижений науки и техники в использовании и пре¬
образовании энергии. Технология деревообработки осущест¬
вляет два принципа обработки древесины — разделение на
части и снятие слоя. Осуществление этих принципов требует
затраты работы.
Перспективной технологии свойственны экономия материа¬
лов, высокая эффективность труда и качества. Прогресс в тех¬
нологии обработки древесины для получения нужных изделий
в упрощенном виде можно представить в следующей последо¬
вательности: отламывание палки для защиты от зверей; выде¬
ление более качественной части изломом палки на части; из¬
готовление более удобной палки раскалыванием, придание бо¬
лее удобной формы обработкой ее каменным топором, то же,
но с большим эффектом обработкой металлическим топором,
обработка стругом для изготовления сохи; строгание рубанком
и склеивание при изготовлении мебели; лущение и склеивание
с прессованием для изготовления фанеры, фрезерование вра¬
щающимися ножами и точение при изготовлении сложных из¬
делий; шлифование абразивным инструментом, измельчение и
склеивание с прессованием при изготовлении плитных мате¬
риалов и цельнопрессованных изделий; то же с добавкой поли¬
мерных материалов. Последние технологические приемы ши¬
роко используются до сих пор.
Если проанализировать эту последовательность совершен¬
ствования технологии, то можно заметить, что чем совершен¬
нее метод обработки древесины, тем более концентрированные
формы энергии используются.
Это можно наглядно видеть на примере сушки древесины:
сушка в ограниченном объеме камеры более интенсивна, чем
на открытом воздухе, а сушка в поле ТВЧ интенсивнее сушки
в обогреваемых калориферами камерах. Исходя из этих зако¬
номерностей, можно утверждать, что для дальнейшей интенси¬
503

фикации телнилогических процессов производства изделий из
древесины необходимым условием является концентрация ис¬
пользуемой энергии в объеме пространства. Последние дости¬
жения науки и техники позволяют создать устройства, способ¬
ные обеспечить необходимую концентрацию энергии. Такие
устройства действуют на принципах высокого давления, радио¬
активного излучения, вибрации, плазмы, лазерного излучения,
ТВЧ, ультразвука и других видов электромагнитных ко¬
лебаний.
Учитывая специфические свойства древесины не все эти
принципы могут быть использованы непосредственно для ее об¬
работки. Дальнейшее изучение таких устройств позволит рас¬
ширить возможности их применения в деревообработке. В не¬
которых технологических процессах используется ТВЧ, элек¬
тронное излучение для отверждения полимеров, высокие
давления для прессования и разделения древесины струей жид¬
кости. Уже имеется опыт применения лазерного резания древе¬
сины. Резание древесины лазером осуществляется без кон¬
такта. Применение автоматизированных лазерных технологиче¬
ских комплексов {АЛТК) создает принципиально новую,
гибкую технологию, позволяющую без затрат времени перехо¬
дить на новые виды изделий сложной конфигурации. Примене¬
ние лазерной технологии в деревообработке сокращает на
50 % число операций по сравнению с современной технологией
механической обработки древесины, экономит материалы.
В деревообработке лазер используют для перфорации древе¬
сины при ее пропитке, резании при раскрое и гравировке, по¬
верхностной обработки для усиления текстуры. При раскрое
листовых и плитных материалов лазером ширина безопилоч-
ного реза составляет 0,3—0,5 мм при скорости до 20 м/мин.
Раскраивать материалы можно по сложной траектории, что
снижает припуски, исключает разметки и последующую обра¬
ботку, исключая вибрацию, шум, сколы. Поверхность реза не¬
много обугливается.
Использование лазера при гравировке позволяет автомати¬
зировать процесс нанесения рисунка на поверхность деталей
со скоростью до 20 м/мин при ширине 1 мм и глубине до 3 мм.
Глубина и ширина обработки лазером взаимосвязаны. Декора¬
тивная поверхностная обработка лазером осуществляется рас¬
фокусированным лучом шириной до 25 мм при глубине до
4 мм. Декорирование можно выполнять с применением наклад¬
ных шаблонов сложной конфигурации, отражающих свет. Ско¬
рость подачи при этом может быть до 30 м/мин.
Перспективная технология механической обработки древе¬
сины предусматривает безопилочное резание под давлением
(вырубка) или виброрезание, накалывание отверстий под шу¬
рупы взамен сверления, обработку шлифованием взамен фрезе¬
504

рования. Непрерывное облицовывание профильных брусковых
заготовок, применение гибких производственных систем на ос¬
нове промышленных роботов при механической обработке за¬
готовок, сборке и упаковывании комплектов изделий с исполь¬
зованием автоматизированных складов являются элементами
перспективной технологии. Современным технологическим про¬
цессам деревообработки свойственны противоречащие дей¬
ствия, которые вызывают дополнительные затраты труда, ма¬
териалов и энергии. В настоящее время плиты изготавливают
больших форматов, которые затем раскраивают на заготовки,
калибруют, облицовывают, отделывают. Щитовые детали с та¬
кими результатами можно получить прессованием с одновре¬
менным облицовыванием и отделкой. Это позволит уменьшить
размеры цехов, отходы, трудозатраты и расход энергии. Для
перспективной технологии характерны безотходность, осуще¬
ствление технологических операций при высоком качестве про¬
дукции, получаемой без участия человека. Прогрессивность
технологических процессов оценивается объективно при ат¬
тестации уровня технологии по специальным отраслевым мето¬
дикам.
§ 53. ПЕРСПЕКТИВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Перспективное оборудование для производства изделий из
древесины формируют из технологических модулей, представ¬
ляющих собой сочетание агрегатных унифицированных меха¬
низмов, способных работать в автоматическом режиме без
участия человека. Группа модулей, связанных между собой
функциональной связью, последовательно выполняющих ряд
технологических операций, образует технологический комплекс.
Технологический комплекс может осуществлять операции це¬
лой стадии технологического процесса: раскроя, механической
обработки, отделки и т. п. Оборудование совершенствуется по
принципу действия и методу управления. Управление производ¬
ственным оборудованием совершенствуется от простейших ана¬
логовых механических систем (кулачки, копиры) до числового
управления (ЧПУ) с использованием ЭВМ и микропроцессор¬
ной техники. Это позволяет хранить и перерабатывать большие
объемы информации, вести параллельно вычисления, формируя
программы управления ходом процессов в оптимальных режи¬
мах. Автоматизация производственных процессов, в дальней¬
шем полная замена человека роботом, ставит специфические
задачи синтеза двигательных и управляющих систем. Задачи
усложняются тем, что необходимо обеспечить управление и ис¬
полнение операции в определенный период времени с учетом
динамики механических систем. Блок-схема промышленного
робота включает связанные между собой три системы: двига¬
505

тельную, информационную и управляющую. В производстве ис¬
пользуются три поколения роботов, которые различают по сле¬
дующим характеристикам:
1-е поколение—движение задается программой или опера¬
тором;
2-е поколение — преобразование принятой информации и
управляющих импульсов с помощью сенсоров (чувствительных
устройств);
3-е поколение — воспроизводит движение рук и ног чело¬
века; сенсорная система позволяет накапливать в памяти боль¬
шое количество информации и оперативно принимать решения
без предварительного программирования.
Роботы третьего поколения способны приспосабливаться
к простейшим изменениям условий — адаптироваться и обеспе¬
чивать оптимальное протекание технологического процесса.
В производстве изделий из древесины робототехнические си¬
стемы необходимы в качестве локальных средств загрузки обо¬
рудования, укладки и транспортирования заготовок, сборки
сборочных единиц и обслуживания складов. На этих участках
пока преобладает ручной труд. Роботизация этих участков спо¬
собствует организации безлюдного производства — предприя¬
тия, на котором полностью исключен ручной труд благодаря
комплексной автоматизации основного технологического цикла
изготовления продукции. На таком производстве будет занято
в 10—100 раз меньше работающих, чем на современном произ¬
водстве. На основании анализа роботизации мебельного произ¬
водства выявлены типы роботов по их назначению: роботы-за¬
грузчики плит; роботы-штабелсры плит; роботы-штабелеры
щитовых заготовок; робот-формировщик пакетов в линиях об¬
лицовывания; робот-загрузчик брусковых заготовок; робот-
штабелер брусков; робот-штабелер пакетов; робот для окраски
распылением сложных изделий; транспортная робокара с авто¬
матическим адресованием; робот-комплектовщик. В отечествен¬
ной мебельной промышленности робототехнические принципы
используют только для автоматизации загрузки и выгрузки за¬
готовок (МОБ-2). Необходимо создание робототехнических си¬
стем для сборочных работ. Один робот в мебельном производ¬
стве заменяет 15 рабочих. В перспективе предусматривается
создание оборудования для обработки материалов новыми, бо¬
лее прогрессивными методами: лазером, струей, ультразвуком
и т. п. Некоторые виды оборудования создаются в содруже¬
стве стран СЭВ. В Японии формируются автоматизированные
комплексы предприятий, работающих по гибкой технологии
в сочетании с системами УСУП, САПР, АТПП и АСУТП. Соз¬
даются автоматизированные системы настройки станков и ли¬
ний, управления ходом технологического процесса с адапта¬
цией технологических модулей и комплексов к оптимальным
506

технологическим режимам. Имеются автоматизированные си¬
стемы испытания и контроля качества фанеры, плит, брусков,
строительных конструкции. Имеется оборудование, действую¬
щее на принципах лазера. Слово лазер образуется из началь¬
ных букв английских слов, означающих усиление света в ре¬
зультате вынужденного излучения. Для представления о воз¬
можностях использования лазерной техники в деревообработке
рассмотрим принцип се действия.
Вынужденное световое излучение происходит при столкно¬
вении кванта с электроном, находящимся па верхнем энергети¬
ческом уровне и отдающим дополнительный квант энергии при
переходе на нижний уровень. Усиление света получается за
счет того, что первый квант — возбудитель вместе с проявлен¬
ным квантом сталкивается последовательно с 2п атомами пути
в активном веществе. Чем длиннее этот путь, тем более мощ¬
ный луч излучает лазер. Лазеры бывают твердотельные и газо¬
вые. В твердотельных лазерах активным веществом являются
кристаллы рубина, граната, в газовых — углекислый газ С02.
Фокусирование светового потока Ди размеров 10-4 см2 поз¬
воляет сосредоточить мощность до 1 МВТ/см2, которой доста¬
точно для создания условий образования плазмы. В настоящее
время создаются автоматизированные лазерные технологиче¬
ские комплексы (АЛТК), которые могут использоваться при
раскрое плитных материалов, изготовлении декоративных эле¬
ментов, включая резьбу. В деревообработке целесообразно ис¬
пользовать импульсные лазеры с частотой до 500 Гц, мощ¬
ностью 350—450 Вт. При обработке древесины АЛТК не ис¬
пользуют традиционные режущие инструменты. Это позволяет
создать гибкую технологическую систему, при которой можно
без затрат времени переходить на новые виды изделий.
Автоматизированный лазерный технологический комплекс
включает лазерный излучатель, внешнюю оптическую систему,
системы перемещения луча лазера, управления лазером, управ¬
ления ходом технологического процесса с математическим обе¬
спечением. На рис. 170 показана схема АЛТК для раскроя ли¬
стовых материалов. В США разработана лазерная система для
лесопильных заводов. Она обеспечивает безопилочное резание
со скоростью 24 м/мин с точностью ±0,05 мм. Имеются искус¬
ственные излучатели упругих колебаний от вибрации до
ультразвуковых. Упругие колебания способны распростра¬
няться в материальной среде, неся с собой энергию, которую
с помощью концентратора можно сосредоточить в малом объ¬
еме. В зависимости от частоты упругие колебания принято
условно дифференцировать на следующие виды: инфразвук при
частоте до 20 Гц, звуковые — от 20 до 20 кГц; ультразвуко¬
вые— от 20 кГц до 100 МГц; гиперзвуковые — выше 100 МГц.
Как установлено, на свойства твердых материалов оказывают

сильное воздействие ультразвуковые колебания с частотой
80 кГц. При этом снижается модуль упругости материала: ма¬
териал становится пластичным. Чем выше частота упругих ко¬
лебаний, тем более глубокое воздействие она оказывает на
свойства материалов. С помощью ультразвука легче обрабаты¬
ваются хрупкие материалы. Ультразвуковые установки могут
использоваться для пробивки отверстий сложной формы, сме¬
шивания и пропитки древесины, интенсификации склеивания,
распыления, впрессовывания фурнитуры, выравнивания поко¬
робленных деталей безопилочного резания, вырубки сложных
Рис, 170. Схема автоматизированного лазерного технологического комплекса
(АЛТК)
профилей. Ультразвуковые установки могут работать с преоб¬
разователями различных принципов действия: электромагнит¬
ных, пьезоэлектрических, гидродинамических газовых сирен и
механических вибраторов. Ультразвуковые устройства широко
используются для контроля качества и свойств материалов.
Предполагается использовать ультразвуковые колебания в ав¬
томатизированном контроле фанеры, досок, древесностружеч¬
ных плит, клееных строительных конструкций, для приготовле¬
ния клеевых композиций, разжижения лаков. В деревообра¬
ботке широко используются переместительные механизмы,
обеспечивающие поточность в виде роликовых конвейеров с
приводными секциями. Эта задача может решаться проще. Ме¬
ханический привод секции заменяется пневмо- или гидроцилин¬
дром, приподнимающим одну сторону секции с грузом. Благо¬
даря возникающему наклону груз под действием гравитации
508

перемещается к началу следующей секции и т. д. Варианты
переместительных устройств для организации поточного произ¬
водства в деревообработке показаны па рис. 166. Оборудование
для установки бесшурупной фурнитуры в мебельном производ¬
стве тип МУФ является перспективным, но требует дальней¬
шего совершенствования.
§ 54. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ФОРМЫ
ПРОИЗВОДСТВА
Постановления ЦК КПСС и СМ СССР от 12 июля 1985 г.
направлены на усиление воздействия хозяйственного расчета
на развитие производства, улучшение показателей хозяйствен¬
ной деятельности предприятий. Хозяйственный расчет предпо¬
лагает самостоятельность коллективов в разработке и примене¬
нии мероприятий по совершенствованию производства, воз¬
можность заключать хозяйственные договоры, по своему
усмотрению использовать имеющиеся ресурсы при условии вы¬
полнения государственного плана и соблюдения социалистиче¬
ской законности.
При хозяйственном расчете в большей степени проявляются
экономические стимулы и материальная заинтересованность
каждого члена производственного коллектива в результатах
своей работы. Основной источник материального поощрения —
прибыль, которая растет в результате расширения производ¬
ства и совершенствования его организационных форм и новей¬
шей техники и технологии. Хозрасчет требует высокой ответ¬
ственности коллектива за безупречное выполнение своих обяза¬
тельств и качественное исполнение работ. При этом учет и
контроль приобретает свою высокую значимость. Внутри пред¬
приятия хозяйственный расчет базируется на системе сквозных
взаимосвязанных показателей, которые устанавливаются по це¬
хам и бригадам. Система показателей основывается на учете
функций, возложенных на каждое подразделение предприятия.
Система поощрения тесно увязана с конечным результатом
деятельности всего предприятия. Материальная ответственность
между структурными подразделениями регламентируется систе¬
мой санкций, предъявляемых подразделениям, по вине которых
допущены потери. Подразделениям, виновным в нанесении
ущерба, предъявляются акты-претензии. Для решения кон¬
фликтных претензий образуются арбитражные комиссии.
Для управления предприятием создаются автоматизирован¬
ные системы управления производством (АСУП), представля¬
ющие собой совокупность административных и экономико-тех¬
нических методов управления с использованием средств вы¬
числительной техники. АСУП обеспечивает сбор, обработку и
передачу информации, принятие и исполнение решений с эф¬
509

фективным контролем. АСУП включает две группы подси¬
стем— обеспечивающие и функциональные. В состав обеспечи¬
вающих входят подсистемы обеспечения: организационного,
информационного, программного, технического и лингвистиче¬
ского. В состав группы функциональных подсистем входят уп¬
равление ТПП, технико-экономическое планирование, управле¬
ние материально-техническим 'обеспечением и сбытом продук¬
ции, бухгалтерский учет и финансовая деятельность, оператив¬
ные управления производством и качеством продукции.
Для решения задач АСУП необходимы информационно-вы¬
числительный центр на базе ЭВМ и диспетчерская служба по
всем участкам производства, включая автоматизированный
склад и отгрузку готовой продукции. Для лучшего использова¬
ния техники, сокращения потерь времени, повышения произ¬
водительности труда и раскрытия творческой инициативы ра¬
бочих создается бригадная форма организации труда. Наибо¬
лее прогрессивными являются комплексные и специализирован¬
ные сквозные бригады. Комплексная бригада включает рабо¬
чих различных профессий, выполняющих комплекс технологи¬
чески разнородных, но взаимосвязанных работ, охватывающих
законченную часть производственного цикла. Специализиро¬
ванные бригады объединяют рабочих одной профессии на одно¬
родных технологических процессах. Если в бригады включены
рабочие всех смен, они считаются сквозными. Количественный
состав бригад устанавливается на основе трудоемкости, пла¬
ново-учетных единиц продукции и работ. Используются комп¬
лексные нормы и расценки, нормированные задания, поопера¬
ционные нормы, которые необходимы для точного учета лич¬
ного вклада рабочего и рациональной организации труда.
Численность по каждой профессии и разряду определяется рас¬
четом
^ = Т£100/(КгВ),	(197)
где 4i — численность рабочих бригады данной i-й профессии;
Т, — общая трудоемкость работ, выполняемых рабочими дан¬
ной £-й профессии; Ki — процент выполнения норм по данному
i-му виду работ; В — бюджет времени одного рабочего на день,
мес, год, ч. Суммируя необходимые числа рабочих по каждой
профессии, находим общую численность бригады. В производ¬
стве мебели численность бригад практически определилась сле¬
дующим образом, чел.:
Раскрой листовых и плитных материалов	 5—S
Облицовывание щитов .		12—18
Раскрой и обработка брусковых	заготовок 	 8—12
Сборочные работы	 	15—20
Обойные работы .  	15—20
Отделка 	 	15—20
510

Для характеристики работы бригады, учета ее деятельности
используют трудовой паспорт бригады. Эффективным методом
регулирования деятельности бригад является хозрасчет. При
этом повышается ответственность бригад, снижаются расходы
на материалы, инструмент, сокращаются сроки выполнения ра¬
бот, снижается себестоимость, повышается гибкость производ¬
ства. Важным организационным фактором в повышении эф¬
фективности производства является научная организация труда
(НОТ). НОТ вскрывает резервы каждого рабочего места на ос¬
нове его аттестации. Аттестация рабочих мест проводится по
определенным методикам, учитывающим специфику производ¬
ства. Алгоритм аттестации рабочих мест приведен на рис. 171.
Важным организационным направлением совершенствова¬
ния производства изделий из древесины является также спе¬
циализация. Высшей формой технологической специализации
является межотраслевая и международная специализация.
В мебельной промышленности специализация проводится в три
этапа:
концентрация заготовительного производства, первичной ма¬
шинной обработки и клеильно-облицовочных работ на пред¬
приятии;
подетальная специализация, т. е. создание базовых цехов,
участков, производств по изготовлению отдельных деталей и
узлов с различной степенью готовности и поставкой их различ¬
ным предприятиям;
постадийная специализация, выделение отдельных стадий
технологического процесса в самостоятельные производства
(комбинаты), работающие на принципах кооперации.
Предметная специализация — каждое предприятие специа¬
лизируется на выпуске определенных предметов, комплектация
наборов — на общем складе.
Дальнейшее углубление специализации идет по трем схе¬
мам. Первая схема специализации должна применяться в тех
случаях, если в регионе имеется крупное мебельное предприя¬
тие и несколько мелких. На передовых предприятиях создается
отделочно-сборочное производство. Остальные являются филиа¬
лами, специализирующимися на выпуске заготовок. Вторая
схема специализации приемлема для региона, где имеются мел¬
кие предприятия и производство древесностружечных плит. На
этом предприятии организуется изготовление щитовых деталей
полной готовности. Мелкие предприятия переоборудуются
в монтажно-сборочные производства по определенным видам
продукции. В этом комплексе специализации могут быть лесо¬
пильные предприятия. При этом специализация охватывает
смежные отрасли региона. По третьей схеме специализации
промышленные предприятия не зависят от рынка. Создается
автоматизированный склад промышленной продукции вмести-
511

—2—
Оценка
по типовому
проекту
m-lk—
Продолжить
эксплуата¬
цию рабочего
места
г-10-
Рационали¬
зация рабочего
места
по у родню
г-17
Замена
новым рабочим
местом
Повышение
уровня
технологии
-15-
Рационализация
планировки
и использо¬
вания
г-16-
Категория
тяжести
и техника
безопасности
г—/8-
Осуществление
мероприятии
и проверка
исполнения
т—20-
Составление
паспорта
рабочего места
Рис. 171. Алгоритм аттестации рабочих мест в производстве изделий из дре¬
весины

мостью 450—600 вагонов меоели. специализированные пред¬
приятия располагаются в радиусе 400 км от склада, не имеют
своих складов. При этом площади складов дают возможность
увеличить производственную мощность на 12—13 % и сокра¬
тить штаты ИТР. Во всех перспективных формах организации
производства решающее значение имеют принципы автомати¬
зированных систем управления. Функциональная модель про¬
цесса управления может быть представлена в общем виде,
как входная информация->-учст->-анализ->-контроль->-планиро-
вание-э-регулирование-^-выходная информация-»-принятие реше¬
ний.
§ 55. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ВЫБРОСОВ
Охрана среды обитания человека является важной пробле¬
мой человечества. Решение этой проблемы требуют условия и
перспективы существования человеческого общества на земле.
Эта проблема приобретает особое значение в период научно-
технической революции, концентрации промышленных пред¬
приятий и бурного роста масштабов производства с использо¬
ванием интенсивных технологических процессов с широким
применением полимерных материалов и мощных источников
энергии.
На всех стадиях технологического процесса изготовления
изделий образуются технологические отходы, возможны вы¬
бросы их в атмосферу. Они способны загрязнять окружающую
среду. На третьей сессии Верховного Совета Союза ССР деся¬
того созыва принят закон об охране атмосферного воздуха.
При разработке технологического процесса следует руко¬
водствоваться этим законом. Необходимы конкретные практи¬
ческие решения этой проблемы с учетом условий работы пред¬
приятия. Вопросы охраны окружающей среды могут решаться
самостоятельно, либо включаться в технологический процесс,
как его завершающий этап. При решении этих вопросов сле¬
дует определить объемы и виды технологических отходов, об¬
разующихся в процессе изготовления основной продукции. Не¬
обходимо привести классификацию выбросов по составу в ус¬
ловном обозначении по ГОСТ 17.2.1.01—76 «Охрана природы.
Атмосфера. Классификация выбросов по составу». Кроме того,
следует установить предельно допустимый выброс (ПДВ) от
основных источников их образования по ГОСТ 17.2.3.02—78
«Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допусти¬
мых выбросов вредных веществ промышленными предприя¬
тиями». Определение объемов образующихся технологических
отходов, которые могут загрязнить среду обитания, произво¬
дится расчетами с учетом их вида, способа и места образова¬
513

ния. В производстве изделий из древесины технологические от¬
ходы в основном загрязняют атмосферу. Они классифициру¬
ются по четырем признакам и указываются в условном
обозначении в нормативно-технической документации: по агре¬
гатному состоянию; по химическому составу; размеру частиц,
мкм; массе выбрасываемого вещества, кг/ч. Технологические
отходы кодируются цифровым кодом по следующей схеме:
I I
Буквенный индекс агрегатного состояния
Цифровой индекс химического состава —
Цифровой индекс размера частиц
Цифровой индекс массы выброса, кг/ч —
По агрегатному состоянию выбросы кодируются соответ¬
ственно буквами: (А) — газообразные; (К) — жидкие; (Т) —
твердые. По химическому составу выбросы кодируются дву¬
значным числом: (01)—сернистый ангидрид; (02)—окись уг¬
лерода; (03)—окись азота; (10)—аммиак; (12)—углеводо¬
роды; (13)—углеводороды предельные; (14)—то же непре¬
дельные; (15)—то же ароматические, (16)—кислородосодер¬
жащие органические соединения; (17)—азотосодержащие
органические соединения; (18) - -фенол; (19)—смолы; (20) —
кислоты; (21)—щелочи; (25)—пыль; (26)—прочие. По раз¬
меру частиц, мкм: (1) —до 0,5; (2) —от 0,5 до 3,0; (3) —от 3
до 10; (4) —до 50; (5) —свыше 50 мкм. По массе выбрасывае¬
мого вещества, кг/ч: (1) менее 1; (2)—до 10; (3)—от 10 до
100;	(4)—от 100 до 1000; (5)—от 1000 до 10000; (6)—
свыше 10 000.
Выброс технологических отходов может быть по содержа¬
нию сложным, включающим различные фракции, вещества
в различном соотношении. Предельно допустимый выброс
(ПДВ) следует установить для каждого источника по указан¬
ному выше ГОСТ 17.2.3.02—78. Необходимо определить пре¬
дельно допустимые концентрации выбросов (ПДК) по СН
369—74 (санитарные нормы) и обеспечить условия	^ 1-
Объемы выбросов, образующиеся при осуществлении тех¬
нологической операции, следует определять вычислением, ис¬
ходя из объема или массы заготовок до обработки Vi и после
обработки—1^2, как А V = \\—V2. Растворители и другие жид¬
кие компоненты лакокрасочных составов и клеев образуют
514

газообразные выбросы, масса (кг/ч) которых может быть опре¬
делена расчетами по такой формуле:
где т — масса возможного технологического выброса, кг/ч;
И — норма расхода исходного материала, кг/м2; К — коэффици¬
ент полезного использования с учетом потерь; С — сухой оста¬
ток, %; h — толщина покрытия, м; у —-объемная плотность су¬
хого вещества, кг/м3; 5 — сменная программа, м2.
Необходимые данные для определения объемов образования
возможных технологических выбросов устанавливают по спра¬
вочникам или принимают, исходя из условий работы участка,
используемых на предприятии материалов. Выбор средств для
очистки воздуха от технологических выбросов следует провести
по результатам проведенного анализа, используя соответствую¬
щие источники.
Очистка технологических выбросов от пыли осуществляется
пылеулавливающими устройствами с помощью фильтров и
циклонов. Для улавливания газообразных выбросов исполь¬
зуют специальные системы, действие которых основывается на
различных принципах. В деревообработке применяются устрой¬
ства адсорбционной очистки, сжигание органических веществ и
каталитическая очистка. Метод адсорбционной очистки эффек¬
тивен при содержании в выбросах органических веществ более
2—3 г/м3. Сжигают их в специальных печах при температуре
1200° С. Такое устройство эффективно при непрерывной ра¬
боте. Каталитическую очистку производят в реакторах с реку¬
перацией тепла. Такие установки компактны, экономичны, ис¬
пользуют природный газ в качестве топлива. Но они должны
работать также непрерывно. Очистные установки проектирует
государственный институт «Гипрогазочистка». Имеются типо¬
вые проекты очистных сооружений с различным объемом обра¬
батываемых компонентов.
Решения XXVII съезда КПСС и последующие постановле¬
ния партии и правительства определили основные направления
перестройки и совершенствования деревообрабатывающей про¬
мышленности. Основное внимание уделяется проблемам по¬
вышения эффективности производства и качества продукции,
охраны окружающей среды и научной организации труда. Эти
проблемы решаются автоматизацией производства, внедрением
безлюдных и безотходных технологий на основе использования
новейших достижений науки и техники.
Важная роль в решении этих проблем на каждом предприя¬
тии принадлежит инженеру — созидателю техники и техноло¬
кг/ч,
(198)
* * *
515

гии в сочетании с наукой. Деятельность инженера на современ¬
ном производстве — научно-творческая, связанная с решением
конкретных инженерных задач методом динамического анализа
информации и принятием оптимальных решений. Успех в этом
возможен благодаря глубоким знаниям в области своей специ¬
альности и широкой технической эрудиции в смежных обла¬
стях науки. Учитывая ускоренные темпы развития науки и тех¬
ники, инженер должен постоянно совершенствовать и углуб¬
лять свои знания. При этом знания должны приобретаться
усилиями мышления, а не только запоминанием. Знания рас¬
ширяются логическим мышлением, анализом фактов и модели¬
рованием процессов. Учебник поможет студенту сформировать
основу знаний, необходимых инженеру-технологу.
Лабораторные работы и проработка рекомендуемой литера¬
туры расширяют знания, а курсовое и дипломное проектирова¬
ние их закрепляют. Производственные практики позволяют
приобрести практический опыт в решении конкретных инженер¬
ных задач. Глубокие знания по своей специальности, техниче¬
ская эрудиция и активная деятельность определят место инже¬
нера в современном производстве.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Пояснения терминов
художественного конструирования изделий
из древесины
Акант (греч.)—элемент орнамента d виде зубчатых листьев растения,
собранных в розетку
Арабеска — сложный орнамент переплетения геометрических и расти¬
тельных элементов, включающий знаки арабской письменности
Архитектоника (греч.)—художественное выражение закономерности
строения скульптуры или сооружения, видимое соотношение нагрузки и опоры
Архитрав (греч.) —горизонтальная балка непосредственно над колоннами,
несущая фриз
Атланты (греч.) — гиганты, держащие на своих плечах перекрытие зда¬
ния и т. п.
Антаблемент (франц.)—верхняя часть сооружения, лежащая на колон¬
нах, несомый элемент архитектурного ордера, включающий архитрав, фриз,
карниз
Волюта (итал.) — архитектурная деталь карнизов, порталов, дверей и
окон в форме завитка
Герма (греч.) —четырехгранный столб, завершенный головой или бюстом
Гобелен — ковер-картина, вытканная из цветных ниток
Гротеск (франц.)—причудливый орнамент, в котором сочетаются эле¬
менты растений, животных, человека, маски с декоративными формами
Интарсия (итал.) — фигурные изображения из пластинок дерева различ¬
ных пород, текстуры и цвета
Инкрустация (лат.) — украшение узорами из кусочков различных мате¬
риалов, врезанных в поверхность изделий
Иллюзии (лат.) — ошибки восприятия объектов
Кабриоль — изогнутые ножки-опоры в форме ног животных и птиц
Капитель (лат.) — венчающая часть колонны, столба или пилястры
Кариатида (греч.) —скульптурное изображение стоящей женской фигуры,
которая служит опорой
Карниз (нем.) — горизонтальный выступ на стене, поддерживающий
крышу, верхняя часть антаблемента
Кессоны — квадратные или многоугольные углубления, играющие декора¬
тивную роль на поверхности потолка
Консоль (франц.) — выступ в стене или заделанная одним концом в стену
балка
Канон (греч.)—система стилистических норм, служащая в определенный
период нормативным образцом в искусстве
Мозаика (франц.) — изображение или узор, выполненный из цветных
камней, стекла, смальты и т. п.
Маркетри (франц.) —вид мозаики из тонких слоев древесины различных
цветов и текстуры, наклеенных на основу
Меандр — геометрический орнамент из ломанных под прямым углом ли¬
ний, образующих спирали
Медальон (франц.) — изображение или орнамент, заключенный в рамку
517

Ордер (франц.) архитектурный — определенное сочетание частей конст¬
рукции и их художественное оформление. Ордер включает несущие части (ко¬
лонну с капителью п пьедесталом) и несомые (архитрав, фриз и карниз, со¬
ставляющие антаблемент)
Орнамент (лат.) — узор, состоящий из упорядоченных элементов для укра¬
шения изделий
Паз — выемка в деталях для соединения
Пилястра (итал.) — плоский вертикальный выступ на поверхности стены
Портал (лат.) — дверь, художественно оформленная орнаментом
Стиль (франн.)—совокупность признаков искусства, характерных для
определенного исторического периода по идейному и художественному
оформлению	i't
Фальц (нем.) — выемка или углубление в детали изделия для соединения
Филенка — элемент столярной конструкции, заполняющий проем рамки
Фриз trpe4.) —средняя часть антаблемента в форме орнаментальных по¬
лос между карннзим и архитравом
Фронтон (франц.) — завершение фасада, портика, колоннады
Фурнитура (франц.) — вспомогательные элементы практического и худо¬
жественного назначения
Химера (греч.) — чудовище с головой и шеей льва, туловищем козы и
хвостом дракона
Царга — рама, поставленная на кромку, деталь стола, стула
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Исторические периоды, основные стили и их признаки
в оформлении изделий из древесины
Период, стиль, место	|	Характерные	признаки	стиля
V—IV тыс, лет до и. э., Древ¬
ний Египет
III тыс. лет до н. э., Античность
Греции
Рим
X—XII век, Романский, Евро¬
па
XII—XV век, Готический, За¬
падная Европа
Рамочные конструкции с филенками, обте¬
каемые формы, символика с изображением
людей и животных, формы удобные для чело¬
века — ясная логика и практическое чутье
Рамочные конструкции, сложные формы де¬
талей, гнутье, строгание рубанком, резьба,
используются свойства древесины
Обильный декор, сложные формы деталей,
точение, строгание, строганый шпон, приме¬
няется интарсия
Громоздкие тяжелые массивные формы, ме¬
таллические кованые накладки, замки, точе¬
ние, резьба; используются замазки и краски
Тонкие ажурные рамки с резьбой и филенка¬
ми, ленточный из листьев, широкий ассорти¬
мент изделий по назначению. В различных
странах проявлялись специфические призна¬
ки этого стиля
518

Продолжение приложения 2
Период, стиль, место
XIV—XVI век. Ренессанс, Ита¬
лия, Европа
XVI—XVIII век. Барокко, Ев¬
ропа
XVIII век, Рококо, Европа
XVII—XIX век, Классицизм,
Европа
1804—1830 гг.. Ампир, Европа
1815—1850 гг.,	Бидермайер,
Германия
1850—1890 гг.. Эклектика, Ев¬
ропа
1890 г.. Модерн, Европа
Характерные прнзнакв стиля
Спокойные уравновешенные пропорции, чет-
кая форма, отражается радость жизни, тон¬
кая резьба, используются различные мате¬
риалы, мозаика, облицовывание шпоном цен¬
ных пород древесины
Сложные изогнутые и пластичные контуры,
резные и крученые колонны, резьба, облицо¬
вывание сложным набором, интарсия. В раз¬
личных странах проявлялись характерные
черты
Причудливо изогнутые формы, асимметрия,
волнистые поверхности, сложные рисунки
обрамления филенок, украшения из броизы,
золочение, инкрустация, маркетри, мрамор
и т. п.
Строгие рациональные формы, тонкая резьба
гирлянд из цветов, аллегории, цветные лаки
и краски, маркетри, узоры из бронзы на фи¬
ленках
Строгие формы, обилие украшений из позо¬
лоченной бронзы, опорные элементы в виде
фигур грифонов, атлантов, кариатид. Мозаи¬
ка из мрамора, фарфора, керамики. В декоре
копья, мечи, ружья, венки, факелы
Простота, практичность и удобство с элемен¬
тами стиля Ампир, плавно прогнутые эле¬
менты изделий, широкое использование об¬
лицовывания и склеивания
Противоречивость формы и назначения, со¬
четание элементов различных стилей. Формы
затейливы и декоративны
Сочетание затейливых форм с простотой кон¬
струкции. Скромные украшения. Формы со¬
гласуются с технологией, стандартизация,
гнутоклееиые детали. Используются поли¬
мерные материалы, зеркала

Схема типовых технологических процессов
ш
SS
X
ш
*
о
S
а.
с:
| Стадии и операции технологических процессов \
mdogo Hoingo
i
Р
Dxwoqndqo
нпияиэитинохо
<
#
4
>
<
1
4
>
«
»
4
>
<
4
4
1
(>
i
»
1
<
!
»
44
эпнюд/чдоЬт/дд
г
Т
доээдови эпшинд
< >
I
xogmt/xqo эпнодпзютВц
4»
f
godoNEud Dxdagodu п
EDg Dxwogvdqo
4
1
4
1
о
1
golfed Dxdoqo
(
4
i
1
4 1
Торцевание и
Формирова¬
ние шипов
доипт хтнипУпь
зптродпмЬоф
4
4
доипт a'teumd
эпнпровпиОосЬ
4
•
ompgabdqi
4
>
I
►
<
►
1
►
<
4
<
4
4
1
4
►
<
>
T
(дооэдэ нзпнзиодБз)
зпнвдпдоУтудо
(
>
<
1
4
4
отнэьзо ои dowcodд зон
-DQodaegddi п edq пхоэдмд
<
»
(
4
4
1
и
л
Е
I5
mrnfig
4
Р
изчшЯиз з nxdpuodu
4
>
1
S
<L3
а
мэяшИнг о зтвдпэихд
i
»
44
goxm/q эпнпдпэухд
<
►
дошпУп s/uiDgnstfX'j
<
•
4
>
tOQ
IS.ll
Kli
doHCod д
gmmgodscadcj)
4
1
(
>
i
>
4
4
(зпцрдог/ТФ)
epq mdspmg
4
1
1
>
i
4
1
mrhfiQ
»
•
4
о
<Е
xogohnt/qon DHOufj]
I
Ыонсф
п штгц
>
i
позор1
1
1
4
1
i
»
из
и
''Сз со
1!
Б оэ
1 §
£ §
Бруски клееные оБлицованные \
Sj
1
1
■§
о
£
о
0
5
1
«г
43
1
0
гг
1
4
v§-
43
'S
и
1
1
43
1
I
Gi
а:
1
с8
3
1
43
1
&
>§
0
I
со
3
5
1
зг
51
сз
t
43
Л
е
сз
43
§-
1
<£
со
§■
£
0
^5
£
1
-а
о
1
!
I
1
1
к
со
I
§
1
| Щиты из готовых плит о&1ицоданные\
1
0
§
CL5
3
1
СО
0
1
О
03
jj
a;
о
§
c;
0
8-
gj
5
1
CO
§
1
*=t
43
Л
5
43
43
S
95
*0
1
со
53
§
1
■ч
1
a
>5
Л
§
CO
C>
t

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Барташевич А. А. Конструирование мебели: Учебное пособие для ву¬
зов.— Минск: Высшая школа, 1988.— 256 с.
2. Бобиков П. Д. Конструирование столярно-мебельных изделий.— М.:
Высшая школа, 1984.— 176 с.
3. Бухтияров В. П. Технология производства мебели: Учебник для техни¬
кумов.— М.: Леси, промышленность, 1987.— 246 с.
4. Гарин В. А., Михайлов И. А. Технология изделий из древесины.— Во¬
ронеж: Изд. ВГУ, 1985.— 224 с.
5. Кес Д. Стили мебели.— Будапешт: Изд-во АН Венгрия, 1979.— 272 с.
6. Кряков М. В. и др. Современное производство мебели.— М.: Лесная
промышленность, 1986.— 246 с.
7. Методика художественного конструирования.— М.: ВНИИТЭ, 1983.—
166 с.
8. Пижурин А. А., Розенблит М. С. Основы моделирования и оптимизация
процессов деревообработки: Учебник для вузов.—М.: Лесная промышлен¬
ность, 1988.— 296 с.
9. Погребений М. П. Пособие конструктору мебели.— М.: Лесная про¬
мышленность, 1986.— 112 с.
10. Потемкин Л. В. Деревообрабатывающие станки и автоматические ли¬
нии.— М.: Лесная промышленность, 1987.— 368 с.
11. Свиткин М. 3. Управление качеством продукции в лесной и дерево¬
обрабатывающей промышленности.— М.: Лесная промышленность, 1988.—
224 с.
12. Справочник мебельщика/(Под ред. В. П. Бухтиярова) Конструкции
и функциональные размеры.—М.: Лесная промышленность, 1985.—-371 с.
13. Справочник мебелыцика/Под ред. В. П. Бухтиярова/Организация про¬
изводства.— М.: Лесная промышленность, 1985.— 371 с.
14. Стовгюк Ф. С. Технология изделий из древесины. Расчет допусков:
Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию.— Л.: ЛТА,
1986.— 80 с.
15. Циц Г. Производство оконных и дверных блоков: Пер. с нем.— М.:
Лесная промышленность, 1981.— 224 с.
16. Черепахина А. Н. История художественной обработки изделий из
древесины: Учебник для ПТУ.— М.: Высшая школа, 1987.—191 с.
17. Чубинский А. Н., Иванов Б. А. Технология изделий из древесины.
Выбор оборудования и организации рабочих мест: Учебное пособие.— Л.:
ЛТА, 1984,— 84 с.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
АБС 73
Агрегатирование 56
Адгезия 73, 310
Алмазы синтетические 293
АЛТК 508
Анизотропия 61
Арболит 71
АРМ 50, 493
АСТПП 462
АСУП 461
АСУТП 215
Аттестация продукции 442
— рабочих мест 512
— технологии 471
Базирование 159, 258
Бригада 510
Брусок 120
Велафикс 91
Взаимозаменяемость 56, 153, 180
Волнистость 192
ГАЛ 225
ГАП 225, 490
ГАУ 225
Гвоздь 112
Гигроскопичность 59
Гнездо 384
Гиутье 296
ГПМ 225
Дизайнер 12
Дифференциация операции 214
Допуск 167, 170
Единица допуска 170
ЕСДП 51
ЕСКД 51, 97
ЕСКК и ТЭИ 11
ЕСТПП 51, 103
Жесткость 58, 162 :
Заготовка 227, 257
Закон распределения 164
Звено размерной цепи 186
Зернистость шлифовальных шкурок
398
Золотое сечение 19
Изделие 8, 97
Измерения прямые 411
— косвенные 411
Интенсификация 324
Калибрование 288
Калибры 413
Каннелюры 26
Карбид 397
Карниз 137
Карты раскроя 251
Категории контроля 447
Качество 434
Кашироваиие 352
Квалитет 170
Квалиметрия 436
Квикстеп 352
Когезия 310
Комплекты 97
Комплексы 97
Конвейер сборочный 432
— рабочий 221
Контроль 357, 444
Концентрация операции 214
Коробка 520
Корпус 130
Корунд 397
Классификация изделий 9
Клей 83, 313
КСУКП 441
Лазар 508
Линия автоматическая 221
— конвейерная 221
— поточная 215
Манипулятор 494
Масштабность 20
Материалы 56
522

Материалоемкость 93, 101
Метизы 136
Модель базовая 132
Модификация клея 87
Настройка комплексов 406, 410
Натяг 172
Нормоконтроль 464
Облицовывание 81, 310, 348
Обработка заготовок 257, 365
Объем серии 501
ОКП 14
Олигомеры 72
Операция технологическая 211
Оптимизация 497
ОСУ 130
Отверстие 171
Отклонения 168
— основные 175
— предельные 175
Отходы 482
Охрана среды 513
Параметры шероховатости 196, 206
Паркелит 483
ПВАД 88
ПДК 514
Пенопласты 75
Переход 212
Петли 136
Пиломатериалы 62
Пилястра 137
Пленки декоративные 82
Плинтус 137
Плиты 69
Погрешность 153
— аддитивная 164
—мультипликативная 164
— систематическая 163
— случайная 163
Подготовка производства 457
Позиция 213
Поле допуска 114, 177
Почимеры 71, 76
Поливинилхлорид 76
Поликонденсация 73, 80
Полимеризация 72
Плиты 69	•	•	_
Полки 143
Поропласты 74
Посадка 172, 176
Потоки производственные 221,
502
Правила конструирования 101
Прессование 307
Припуск 227
Программа 488, 492
Проектирование изделий 45
Производственный процесс 206
Производство 207
Процесс производственный 207
Профилометры 204
Проход 212
Рабочее место 216
Рабочий прием 214
Размер номинальный 168
Раскрой 234, 243, 251
Рассеяние размеров 165, 449
Реакция гетероцепная 72
—карбоцепвая 72
— конденсации 72
— полимеризации 72
Ребросклеивание 348
Режимы типовые 469
Робот 505
САПР 48, 473
Сборка 415
Сверла 389
Серия технологическая 132, 501
Симплификация 56
Система допусков 168
Скамейка 136
Склеивание 112, 310, 326, 337
Скоба 414
Специализация 511
Стабильность настройки 408
Стандартизация 50
Стекло 92
Степень точности 449
Стиль 25, 518
— Ампир 38, 518
— Барокко 33, 518
— Бидермайер 518
— Буля 34

— Готический 30, 518
— Модерн 42, 519
— Ренессанс 31, 518
— Романский 29, 518
— Рококо 35, 518
— Чиппендейл 35, 518
ТВЧ 318
Тектоничность 19
Технология 207
Технологичность 106, 147
Технологический процесс 210, 41
Типизация 56, 520
Типы производства 222
Торцевание 279
Точность 153, 404, 421, 449
Точность оборудования 404
Унификация 56, 126
Упаковывание 502
Управление адаптивное 415, 506
— качеством 439
— производством 492
Упрессовка 307
Уровень качества 437
Уровень технологии 471
Установка 213
Установочная база 260
Фанера 67
Фенол 86, 363
Фибролит 71
Фиксатор 135
Фольдинг метод 108, 110
Формальдегид 86, 363
Формирование шипов 368
Формование 339
Фреза 389
Фрезерование 373
ФСА 139
Фугование 264
Функциональные размеры 13, 98
Химизация 95
Шаблон 297, 376
Шероховатость 192
Шипы 109, 141
Шкурка шлифовальная 398
Шлифование 400
Шпон 64
Шуруп 115
Щиты 120, 287
Цепи размерные 186
— технологические 186
Цвет 21
Циклевание 396
Цулага 376
Эргономика 12
Эстетика техническая 12
Эффективность производства 485, 500
Ящики 136

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие	d
Введение 	4
Раздел I	8
ИЗДЕЛИЕ	8
Глава 1.	Основы художественного конструирования	8
§ 1. Изделия из древесины — объект эксплуатации	8
§ 2. Техническая эстетика и ее задачи	12
§ 3. Влияние различных факторов на образование промышленных
форм и конструкций изделий	13
§ 4. Основные принципы, закономерности и средства художественного
конструирования	:	:	1®
Единство формы и содержания, образность	18
Цвет и цветовое оформление изделия	21
§ 5. Историческая эволюция формы в архитектуре. Понятие о стилях.
Основные черты и характеристики стилей на примере мебели ...	25
§ 6. Особенности проектирования современных форм и конструкций
мебели	 43
§ 7.	Стадии проектирования системы «изделие»	45
§ 8.	Понятие о системе автоматизированного проектирования (САПР) 48
§ 9.	Стандартизация и качество изделий из древесины	50
Глава	2. Конструкционные материалы	56
§ 10. Древесина и древесные материалы	57
§ 11. Полимерные материалы	,.	71
§ 12.	Клеи в производстве изделий из древесины	83
§ 13.	Материалы, используемые в производстве мягкой	мебели	,	.	91
§ 14.	Рациональное использование сырья и материалов	92
Глава 3. Изделие — объект конструирования и	массового	производства 97
§ 15.	Исходные данные для конструирования	97
§ 16.	Соединения деталей в изделиях	107
§ 17.	Основные конструктивные элементы	120
§ 18.	Унификация типоразмеров деталей и сборочных единиц	.	.	.	126
§ 19.	Формообразование изделий		 .	.	.	133
§ 20.	Основы рационального конструирования изделий	138
Технологичность изделия	147
Глава 4. Взаимозаменяемость деталей и сборочных	едиииц	153
§ 21. Точность и взаимозаменяемость .	 „	.	,	153
Факторы, влияющие на точность обработки детали . .	...	157
Точность размеров деталей .	.	:	.	163
§ 22.	Стандартизация допусков и геометрических параметров изделий	167
§ 23.	Конструкторское обеспечение взаимозаменяемости	180
§ 24.	Шероховатость поверхности	192:
Неровности обработанных поверхностей .	.	.	 192
Методы определения параметров шероховатости	200
525

Раздел II
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Глава 5. Структура технологического процесса .... 	206
§ 25. Производственный процесс как система	206
Структура н организация рабочего места	216
§ 26. Виды производств и их характеристика	218
Глава 6. Раскрой материалов в производстве изделий	из древесины , 227
§ 27. Припуски	227
§ 28, Раскрой пиломатериалов на заготовки	234
§ 29. Раскрой плитных и листовых древесных	материалов	....	243
Глава 7. Первичная механическая обработка и	гнутье	заготовок	.	.	257
§ 30. Первичная обработка заготовок брусков 	 257
§ 31. Механическая обработка древесных щитов	287
§ 32. Гнутье и прессование древесины .	 296
Глава 8. Склеивание и облицовывание	  310
§ 33. Виды склеивания в производстве изделий из древесины . .	310
§ 34. Склеивание прямолинейных заготовок	326
§ 35. Склеивание с одновременным гнутьем	337
§ 36. Изготовление деталей из измельченной древесины	337
§ 37. Облицовывание	344
§ 38. Контроль качества и режимов склеивания	357
Глава 9. Вторичная механическая обработка заготовок	365
§ 39. Механическая обработка чистовых заготовок	365
§ 40. Подготовка поверхности к отделке	369
§ 41. Технологическое обеспечение взаимозаменяемости	403
Глава 10. Сборка	415
§ 42. Сборка деталей в узлы и сборочные единицы	415
Точность сборочных единиц	421
§ 43. Общая сборка	425
Глава 11. Управление качеством и производственный	контроль . . . 434
§ 44. Теория качества продукции	434
§ 45. Управление качеством продукции .	:	439
§ 46. Производственный контроль ....	 444
Глава 12. Подготовка производства	457
§ 47. Технологическая подготовка производства	457
§ 48. Методика разработки технологического процесса	465
§ 49. Методика расчета потребного сырья и материалов	476
§ 50. Методика выбора и расчета потребного оборудования ....	486
§ 51, Основы управления производственным процессом	492
Глава 13. Перспективные направления развития технологии изделий из
древесины 	503
§ 52. Перспективные технологические процессы		 . 503
| 53. Перспективное оборудование	505
§ 54. Перспективные организационные формы производства	. .	509
§ 55. Охрана окружающей среды от технологических выбросов .	513
Приложение 1	 516
Приложение 2	  518
Приложение 3	  520
Список рекомендуемой литературы	 521
Предметный указатель	 522

Учебное издание
Николай Абрамович Гончаров
Валентин Юшаиович Башинский
Борис Мартынович Буглай
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗДЕЛИИ
ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Редактор издательства Г. В. Васильева
Оформление художника О. А. Кознова
Художественный редактор Н. Г. Глебовский
Технический редактор Е. Б. Капралова
Корректор И. Б. Шеманская
ИБ № 2477
Сдано в набор 27.11.89. Подписано в печать 21.05.90. Т-08700. Формат 60X90/16. Бумага
тип. №	1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Уел. печ. л. 33.0. Уел.
кр.-отт. 33,0. Уч.-изд. л. 34.30. Тираж 12700 экз. Заказ 2177. Цена 1 р. 40 к.
Ордена «Знак Почета» издательство «Лесная промышленность».
101000, Москва, ул. Кирова, 40а.
Ленинградская типография JST® 4 ордена Трудового Красного Знамени Ленинградского
объединения «Техническая книга» нм. Евгении Соколовой Государственного комитета
СССР по печати. 191126. Ленинград, Социалистическая ул., 14.

Производные единицы СИ, наиболее часто употребляемые
в выпускаемой издательством литературе
Величина
Единица
Величина
Единица
Масса
кг
Удельная теплоемкость
Дж/(кг-К)
Вес, сила
Н
Удельная энтропия
Дж/(кг- К)
Плотность
кг/м3
Массовая теплоемкость га¬
зов
Дж/(кг-К)
Удельный вес
Н/ма
Объемная теплоемкость
газов
Дж (м3- К)
Частота вращения
с-1
Тепловой поток
Вт
Момент силы, момент пары
Н-м
Поверхностная плотность
Вт/м2
сил
теплового потока
Момент инерции:
Объемная плотность теп¬
Вт/м3
J динамический (гпг2)
кг-м2
лового потока
■
i маховой (mD2)
кг-м2
Коэффициент теплообмена
Вт/(м®-К)
Я площади плоской фигуры
м
(теплоотдачи), коэффи¬
Изгибающий момент, кру¬
Н-м
циент теплопередачи
тящий момент
Па-Н/м2
Теплопроводность
Вт/(м-К)
Давление, механическое
Темпер атуропроводность
м®/с
напряжение, модуль уп¬
Теплота сгорания топлива
Дж/кг
ругости
Работа, энергия
Дж
Количество электричест¬
Кл
ва, электрический заряд
Электрическое напряже¬
ние, электродвижущая си¬
Динамическая вязкость
Па-с
В
Дж/м®
ла, электрический потен¬
Ударная вязкость
циал
-
Кинематическая вязкость
м2/с
Удельное электрическое
Ом-м ,
Поверхностное натяжение
Н/м
сопротивление
Массовая концентрация
кг/м3
Магнитная индукция
Тл
Молярная концентрация
моль/м3
Активная мощность
Вт
Количество теплоты, эн¬
Дж
Реактивная мощность
вар
тальпия,. теплота химиче¬
ской реакции
Дж/к
Теплоемкость системы
Полная мощность
В-А
Энтропия системы
Дж/К
Звуковая энергия
Энергия излучения
Поток излучения (лучис¬
тый ноток)
Дж
Дж
Вт
Приставки и множители для образования десятичных кратных н дольных единиц
Наименование
Обозначение
Множитель
Наименование
Обозначение
Множитель
экса
э
10й
деци
Д
10-®
пета
п
1015
санти
С
ю-®
тера
т
ю12
МИЛЛИ
м
Ю-3
гига
г
10е
микро
мк
10-®
мега
м
10“
нано
и
10-°
кило
к
10э
пико
п
10-12
гекто
г
ю2
фемто
ф
Ю-гв
дека
да
ю1
атто
а
(0-18