Изготовление изделия из древесины и древесных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА

Кафедра технологии мебели и изделий из древесины

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

по дисциплине Технология изделий из древесины

Тема:

«Изготовление изделия из древесины и древесных материалов»

Студент Титлинов Николай Николаевич

Преподаватель Завражнова Ирина Анатольевна

Москва-2013 г.

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование по дисциплине «Технология изделий из древесины»

1. Наименование темы: разработка технологического процесса изготовления изделия из древесины и древесных материалов; подобрать и рассчитать потребное количество основных и вспомогательных материалов и технологического оборудования; составить схему технологического процесса и планировку технологического оборудования цеха.

2. Эскиз изделия

3. Дополнительные сведения

Изделие принимается, разработанное по дисциплине «Основы конструирования изделий из древесины»

Программа выпуска изделий

4. Срок выполнения проекта по частям:

- Разработка технологических карт и

Введение

Древесина - древнейший конструкционный материал, которым человечество стало пользоваться для изготовления орудий охоты и труда уже на самых ранних стадиях своего развития.

В большинстве стран, и особенно в странах богатых лесом, развитие материальной культуры человеческого общества на всех этапах его истории было тяжелейшим образом связано все расширяющимся применением древесины в строительстве, быту, технике и искусстве, с развитием и совершенствованием ее обработки и переработке. Из древесины строили жилища и хозяйственные постройки, сооружали мосты и суда, изготавливали орудия охоты и рыболовства, разнообразный хозяйственный инвентарь, мебель, посуду, транспортные средства, всевозможные емкости, музыкальные инструменты.

Древесина применялась для изготовления разнообразных орудий труда в сельском и домашнем хозяйстве, а с появлением ремесел стала одним из первых конструкционных материалов для изготовления прядильных, ткацких, гончарных и других станков. С развитием промышленного производства древесина применялась в качестве одного из основных конструкционных материалов во многих отраслях машиностроения, особенно транспортного. Еще в первой четверти прошлого столетия древесина широко применялась в вагоностроение, судостроение, автомобилестроение и авиастроение. Из древесины изготавливали многие детали с/х машин, каркасы кабин легковых и грузовых автомобилей, обшивку и винты самолетов, каркас и обшивку пассажирских и товарных вагонов, многие детали конструкций пассажирских и грузовых судов.

Начиная со второй четверти прошлого столетия развитие производства высокопрочных легированных сталей и легких металлов, а также успехи химии полимеров и развитие их производства привели к постепенному вытеснению этими материалами древесины из основных отраслей транспортного машиностроения, и в первую очередь из авиа- и вагоностроения, судостроения и автомобилестроения. Тем не менее большое значение древесины и изделий из неё в народном хозяйстве не снизилось и несомненно сохранится и в будущем. Объясняется это многими причинами, и, прежде всего, рядом ценных свойств древесины как конструкционного материала, а также тем обстоятельством, что успехи химии и химической промышленности приводят не только к созданию новых синтетических материалов, но и расширяют возможности переработки традиционных материалов, в том числе и древесины за счет лучшего ее использования в сочетание с новыми материалами, а во многих случаях и за счет изменения самих свойств древесины в лучших направлениях. В настоящее время из древесины изготавливают изделия тысяч наименований; сюда относится прежде всего мебель всевозможных видов и назначений, разнообразие деталей зданий и сооружений, всевозможные футляры точных приборов, разнообразный хозяйственный инвентарь, чертежные и канцелярские принадлежности, спортивный инвентарь, музыкальные инструменты.

В современной деревообрабатывающей промышленности производство изделий занимает вполне определенное место. Среди всех производств, занятых механической и химико-механической обработкой древесины можно различить две большие группы:

группу производства первичной обработки древесины (производство пиломатериалов, плит, фанеры, шпона) и группу производств вторичной обработки (производство изделий из древесины, а также деталей машин, столярных деталей для строительства).

Характерным для производств первой группы является потребление в качестве сырья продукции лесозаготовительной промышленности, т.е. бревен, кряжей, дров, сучьев и выпуск в качестве продукции полуфабрикатов в виде пиломатериалов, ДСтП, ДВП, лущеного и строганного шпона, фанеры.

Для групп производства вторичной обработки древесины характерно использование в качестве сырья продукции предприятий первичной обработки древесины и выпуск в качестве продукции готовых изделий или законченных механической обработкой деталей машин и зданий. Как правило, из этой группы разнообщих производств по вторичной переработки древесины, в свою очередь по особенностям технологического процесса, принято выделить подгруппу производств, вырабатывающих изделия из древесины, для технологического процесса которых характерно применение в качестве основных способов соединения деталей склеивания и шиповых вязок и как следствие этого повышение требования к точности механической обработки деталей. К таким производствам относятся производство мебели, музыкальных инструментов, спортивного инвентаря, канцелярских принадлежностей.

Настоящий курсовой проект предполагает разработку конструкции изделия; составление схемы технологического процесса изготовления изделия; подбор и расчет потребного количества основных и вспомогательных материалов, деревообрабатывающего оборудования, составление планировки технологического оборудования в цехе.

Предметом проектирования является комод.

1.Техническая характеристика изделия

1.1 Описание конструкции изделия Проектируемое изделие - комод

Комод - разборной щитовой конструкции. Состоит из двух боковых стенок, двух горизонтальных щитов (верхний, нижний), задней стенки, трех ящиков и скамейки.

Наружные поверхности облицованы строганным шпоном из древесины ясеня с прозрачной отделкой древесины. Внутренние поверхности облицованы лущёным шпоном из древесины берёзы и отделаны согласно проекту.

Рис. 1. Схема изделия

1. Стенки боковые

2. Щиты верхний и нижний

3. Ящики

Размеры элементов комода, представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Наименование деталей	Размеры, мм	Кол-во в изделии
Щит боковой (правый, левый)	812x437x18	2
Щит горизонтальный (верхний, нижний)	886x437x18	2
Передний щит ящиков	848x419x18	1
Боковой щит ящиков (правый, левый)	419x242x18	2
Задний щит ящиков	812x242x18	1
Передний щит ящиков	848x419x18	3
Боковой щит ящиков (правый, левый)	418x160x18	6
Задний щит ящиков	812x160x18	6
Стенка задняя	886x812x4	1

Боковые стенки, щиты горизонтальные (верхний, нижний), дверцы изготавливают из ДСтП марки П-2Т, облицованных строганным шпоном из древесины ясеня и лущенным шпоном из древесины березы; кромки облицовывают кромочным пластиком.

Средние щиты, щит вертикальный, полки, стенки и щиты ящиков облицовывают лущенным шпоном из древесины березы, а кромки - кромочным пластиком.

Боковые стенки и горизонтальные щиты (верхний, нижний) соединены стяжками. Заднюю стенку изготавливают из ДВП и крепят к задним кромкам горизонтальных щитов и боковых стенок шурупами. Две полки устанавливают в верхнее и одну полку - в нижнее отделение шкафа на полкодержатели. Средние щиты также крепятся на полкодержателях. Вертикальный щит соединен стяжками. Дверки навешивают на четырёх шарнирные петли к верхнему и нижнему отделению шкафа. Дверки имеют ручки.

Ящики состоят из передней, задней, двух боковых стенок и дна. Стенки ящика (переднюю, заднюю, боковые) изготавливают из ДСтП и соединяют шипами на клею. Дно изготавливают из ДВП и устанавливают в пазы передней и боковых стенок, крепят к нижней кромке задней стенки гвоздями. Ящик устанавливают на металлические направляющие, которые прикреплены шурупами к боковым стенкам.

1.2 Материалы, используемые при изготовлении изделия

Одним из основных решений проблемы снижения материалоемкости выпускаемой продукции является внедрение безотходной технологии, предусматривающей оптимизацию раскроя плитных материалов на детали и заготовки, а также использование менее дорогих материалов.

В нашем случае, проектируемое изделие предпочтительнее изготавливать из следующих материалов:

1. В качестве основного конструкционного материала использовать плиты древесностружечные (марка П-2Т).

2. Пласти древесностружечных плит должны быть облицованы натуральным шпоном из древесины ясеня. В целях экономии дорогостоящего строганного шпона внутренние (нелицевые) поверхности наиболее целесообразно облицовывать березовым лущеным шпоном. Кромки щитовых деталей изделия облицовываются кромочным пластиком.

3. Внутренние детали комода (ящики, вертикальные перегородки) целесообразно облицовывать с двух сторон лущенным шпоном из древесины березы, это позволит снизить себестоимость изделия и не повлияет на внешний вид и эстетические качества изделия.

4. Задняя стенка комода и донья ящиков выполняются из древесноволокнистой плиты, это обеспечивает достаточную прочность корпуса изделия, затраты на выработку одной детали будут минимальными, поскольку эти детали не требуют операций облицовывания и отделки.

2. Разработка технологического процесса изготовления изделия

2.1 Основные положения, используемые при разработке схемы технологического процесса

Производственный процесс представляет собой совокупность всех процессов, связанных с превращением сырья и материалов в готовую продукцию. Технологический процесс - это та часть производственного процесса, которая непосредственно связана с изменением размеров. Формы и свойства древесины.

Технологией данного производства называют научно и практически обоснованную систему методов и приемов, применяемых для превращения сырья в готовую продукцию.

Для наглядного изображения последовательности операций при изготовлении изделия прибегают к составлению схемы технологического процесса. К основным принципам построения схемы технологического процесса относятся:

- изготовление изделия следует проектировать с применением новейших методов и техники производства; последовательность операций механической обработки заготовок, деталей, узлов должна отвечать условиям точного базирования;

- в массовом и серийном производстве следует стремиться к широкому применению автоматических и механизированных линий как более производительному виду современного оборудования; назначить последовательность обработки каждой детали, образование узлов и последовательности их обработки, сборки узлов в группы и сборки узлов и деталей в изделие;

- схема технологического процесса должна быть составлена так, чтобы маршруты движения деталей не пересекались, а тем более не образовывали возвратных потоков и петель;

- проводимые над деталями технологические операции обозначаются на технологической схеме кружками или прямоугольниками, а линии, соединяющие технологические операции, обозначают транспортные перевозки деталей или партий деталей от одного рабочего места к другому;

правильно составленная технологическая схема должна давать представление обо всем технологическом процессе изготовления изделия и показывать в каком порядке необходимо располагать оборудование в цехах для прямоточного движения деталей от станка к станку в процессе их обработки.

2.2 Особенности изготовления отдельных узлов и деталей изделия

Общую структуру технологического процесса можно представить в следующем виде (Рис.2):

Рис.2. Общая структура технологического процесса

Из схемы видно, что в некоторых случаях первые две операции могут меняться местами, то есть иногда в технологическом процессе сначала ведется раскрой древесины на заготовки, а затем их сушка. Аналогично может быть изменен порядок последних двух операций, отделка может производиться уже собранного изделия.

В технологическом процессе данного курсового проекта операция сушки предшествует операции раскроя пиломатериалов на заготовки. Осуществляется отделка деталей и узлов.

2.3.Описание схемы технологического процесса

Схема технологического процесса представлена на плакате графической части курсового проекта (приложение №1).

Каждый вид древесных материалов проходит определенные стадии обработки.

а) Древесные плиты проходят следующие стадии технологического процесса:

- необлицованные плиты проходят стадию форматного раскроя на станке ЦТ-ЗФ, где из плит стандартных размеров 1830х2440 мм выкраивают детали необходимых типоразмеров;

- затем пласти плит облицовывают строганным шпоном из древесины ясеня, прошедшим, в свою очередь определенные стадии технологического процесса, облицовывание осуществляется на линии АКДА-4938;

- следом идет технологическая выдержка (24 часа) и снова контроль качества;

- на следующей стадии происходит облицовывание кромок щитов кромочным пластиком;

- процесс технологической выдержки и контроль качества;

- облицованные щиты поступают на операцию сверления: выбираются

отверстия в кромках и пластях щитов под крепеж;

- следующая операция заключается в формировании паза под заднюю стенку на универсальном фрезерном станке;

- далее происходит шлифование пластей щитовых деталей на шлифовальном станке МШП;

- поступление плит в ОТК;

- после этого плиты поступают в отделочный цех, а затем - в сборочный цех.

б) Подготовка облицовочных рубашек ведется следующим образом:

строганный шпон поступает на предприятие в пачках (кнолях) по 24 листа в каждой;

поступивший шпон проходит стадию разметки и сортировки на рабочем месте;

далее производится продольный и поперечный раскрой шпона на гильотинных ножницах;

после получения листов шпона с заданными размерами из них формируют облицовочные рубашки, шпон склеивают по ширине на ребросклеивающем станке для получения единого облицовочного материала. В случае возникновения трещин, подлежащих починке, дефектные облицовочные рубашки поступают на рабочее место, где осуществляется ремонт;

подготовленные облицовочные рубашки подаются на линию облицовывания пластей плит;

в) Лущеный шпон для облицовывания внутренних пластей стенок поступает на предприятие в виде листов шириной 1200 мм. Проходит стадии поперечного и продольного раскроя, полученные листы заданного размера подаются на линию облицовывания пластей щитов.

г)Древесноволокнистые плиты, предназначенные для изготовления задней стенки корпуса и дна полу ящиков, проходят стадию раскроя на форматно раскроечном станке, далее поступают на участок сборки полу ящиков и участок сборки изделия.

д) Для стенок ящика порядок операций следующий: после поперечного раскроя плит детали ящика поступают на контроль качества, затем происходит облицовывание пластей и технологическая выдержка контроль качества. После этого облицовывают кромки щитов, подвергают технологической выдержке и снова отправляют на контроль качества. Далее следует процесс раскроя кратных заготовок. Теперь на фрезерном станке фрезеруют продольные кромки, облицовывают их и шлифуют. Затем сверлят отверстия в пластях и кромках для шипов. Шлифуют пласти. Готовые стенки поступают на контроль качества, потом на участок сборки, где происходит формирование ящика в вайме, далее к ящику крепится дно и накладная стенка, далее ящик отправляется на участок сборки изделия и опять же на контроль качества.

Пример:

последовательность технологических операций при изготовлений боковой стенки ящика:

• раскрой плитных материалов на заготовки;

• контроль качества;

• облицовывание пластей;

• технологическая выдержка;

• контроль качества;

• облицовывание кромок щитов;

• технологическая выдержка;

• контроль качества;

• раскрой кратных заготовок;

• фрезерование продольных кромок;

• облицовывание продольных кромок;

• шлифование продольных кромок;

• сверление отверстий в пластях и кромках;

• шлифование пластей;

• контроль качества;

• отделка;

• контроль качества.

3. Расчет потребного количества сырья, основных и вспомогательных материалов

3.1 Методика расчета материалов

изделие древесина технологический

Целью расчета материалов является установление расхода. Нормой расхода материала называют минимальное, но достаточное его количество для изготовления единицы мебельной продукции установленного качества.

Расчет норм расхода выполняют по следующим номенклатурным группам материалов:

- древесным;

- облицовочным;

- клеевым;

- шлифовальным;

- лакокрасочным;

- вспомогательным материалам;

- стеклу;

- настилочным материалам;

- шнурам крученым, ниткам;

Наиболее сложной для расчета является группа древесных и отчасти, облицовочных материалов.

Группа древесных материалов состоит из следующих номенклатурных разделов:

- пиломатериалы;

- заготовки из древесины;

- плиты;

- фанеры;

- заготовки гнутоклееные и плоскоклееные;

- шпон лущеный, используемый для производства гнутоклееных и плоскоклееных элементов;

- детали мебельные из ДСтП, облицованные шпоном или облицовочным материалом, с глубокой степенью отверждения смолы.

По последнему пункту материал рассчитывается в том случае, когда организуемое в проекте производство использует уже облицованные детали, закупая их на другом предприятии. Черновая облицовка - это слой какого-либо материала, который приклеивается к основе. На черновую облицовку, наклеивается чистовая облицовка. Черновое облицовывание применяется в случае использования основы со значительными неровностями поверхностей. В настоящее время материалы с грубой поверхностью практически не используются при изготовлении мебели в качестве основы под облицовку.

Общий принцип расчета любых материалов, входящих в состав готового изделия, заключается в достижении от готового изделия к сырью. Поэтому, прежде всего нужно установить количество каждого конкретного материала, входящее в состав проектируемого изделия.

При выполнении ориентировочного прогнозного расчета, когда полный комплект чертежей изделия еще не создан, можно воспользоваться предварительным компоновочным решением изделия и техническим описанием изделия, по которым нужно точно установить следующие показатели:

- габаритные размеры всех сборочных единиц и деталей, входящих в изделие;

- количество деталей каждого вида в изделии;

- наименование материала, из которого изготавливается каждая деталь.

Имея такие показатели, можно определить количество всех видов материалов, входящих в состав отдельных деталей и всего изделия. После определения этих - исходных для расчета сырья - данных необходимо перейти к технологическому процессу изготовления изделия, двигаясь от конца к началу. При этом нужно выделять те операции, на которых происходит изменение габаритных размеров обработанных заготовок. Величины изменения габаритных размеров существенно отличаются в зависимости от вида обрабатываемого материала, вида технологической операции и вида применяемого оборудования. Однако для этого нужно знать не только вид обрабатываемого материала и размеры деталей, но и последовательность обработки, а также виды применяемого оборудования.

Выявив последнюю операцию технологического процесса, на которой происходит изменение одного или нескольких габаритных размеров изготавливаемой детали, необходимо к чистовым габаритным размерам детали прибавить припуски, которые удаляются на данной операции. В результате мы получим размер заготовки перед обработкой на рассматриваемой операции. Установив следующую (против хода технологического процесса) операцию, на которой меняются габаритные размеры заготовки, следует поступить аналогично. То есть нужно прибавить припуски, удаляемые на этой «следующей» операции, к размерам заготовки, полученным ранее.

Описанную процедуру необходимо повторять до тех пор, пока мы не доберемся почти до начала технологического процесса, а именно - до операций раскроя полуфабрикатов. В результате мы решим две задачи:

1) установим размеры заготовок, обрабатываемых на каждом виде оборудования, что необходимо для расчета оборудования;

2) определим размеры заготовок с учетом всех припусков на обработку.

Как указано выше, рассматривая технологический процесс в обратном порядке, мы дошли не до самого начала технологического процесса, а до стадии раскроя полуфабрикатов. Припуски на операциях раскроя могут быть рассчитаны для одних материалов точно или укрупнено, для других материалов - только укрупнено. К первым относятся различные плитные и листовые материалы (древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фанера, декоративный бумажнослоистый пластик, синтетический шпон), ко вторым - пиломатериалы и натуральный шпон. Для точного определения припусков на операциях раскроя нужно составить комплект карт раскроя на все детали, входящие в состав изделия. В реальном производстве с целью уменьшения припусков карты раскроя составляются обычно сразу на несколько изделий, т.е. в одну карту раскроя могут входить детали из разных изделий. Для составления карт раскроя при этом применяются специализированные компьютерные программы. Поэтому в курсовом проекте при расчете материалов принято определять припуски на раскрой укрупнено, используя нормативные данные по полезному выходу при раскрое различных материалов. Если все же, по заданию руководителя курсового проектирования, карты раскроя разрабатываются, то следует помнить, что при составлении карт используются не чистовые размеры деталей, а размеры заготовок, которые мы определили, пройдя по технологическому процессу от конца до стадии раскроя.

Все назначаемые нами припуски превращаются в отходы и потери при обработке заготовок. Поэтому расчет материалов представляет собой, в сущности, определение различного рода потерь и отходов материалов при их обработке. Норма расхода материала получается путем сложения объема материала, находящегося в готовом изделии, и рассчитанных нами отходов и потерь.

Кроме отходов и потерь, связанных с удалением припусков, а также с усушкой и прессовкой материалов, существует еще один вид отходов - так называемые технологические отходы. В процессе производства часть заготовок по различным причинам уходит в брак (например, при настройке станков или при вскрытии внутренних дефектов и т.п.), т.е. переходит в категорию отходов. Такого рода отходы называются технологическими и их нужно также учитывать при расчете материала. Учет технологических отходов осуществляется укрупнено, с использованием нормативных данных для различных видов материалов.

Итак, определив размеры заготовок с учетом припусков и приняв во внимание технологические отходы и полезный выход заготовок при раскрое материалов, мы решим поставленную задачу - определим количества различных материалов, необходимые для изготовления проектируемого изделия.

3.2 Расчет древесных и облицовочных материалов

Направление составления схемы технологического процесса можно показать следующим образом:

где V_c - объем сырья;

V_з.п - объем заготовки с учетом технологических отходов;

V₃ - объем заготовки;

V_д - объем детали (без учета припусков).

Для определения объема сырья, необходимого для производства, необходимо поэтапно рассчитать значения всех составляющих схемы, начиная с объема деталей, который нам известен из задания.

1.Объем детали определяется по формуле:

V_д =l_{д *} b_{д *} h_д /10 ⁹, (м³) (1)

где l_д, b_д, h_д - длина, ширина и толщина детали соответственно, мм.

Для деталей стандартной толщины (ДСтП, шпон) находим площадь детали:

S_д= l_{д *} b_д /10 ^9, (м²) (2)

2.Объем заготовки определяем следующим образом:

Vзґ = (lд + ?l)·(bд + ?b)·(hд + ?h)/ 10 9, (м3) (3)

где ?l, ?b, ?h - припуски на механическую обработку по длине, ширине, толщине соответственно, мм.

Для заготовок стандартной толщины (ДСтП, шпон) находим площадь заготовки:

Sґ_д = (l_д + ?l)·(b_д + ?b) / 10 ⁹, (м²) (4)

3.Объем заготовок на программу рассчитывается по формуле:

V_з = А· V_зґ (5)

S_з = А· S_зґ (6)

где А - годовая программа цеха, 70'000 м³ в год

4.Объем заготовок с учетом технологических отходов определяется следующей формулой:

V_з.п. (7)

S_з.п.= (8)

где П - процент технологических отходов.

5.Объем сырья рассчитываем по формуле:

Vс = · 100 (9)

Sс = · 100 (10)

6.Чистый выход определяем пол формуле:

Сс = · А ·100 (11)

Сс = · А ·100 (12)

Результаты расчетов количества используемых древесных материалов заносим в таблицу 3 (приложение №2).

В результате расчета древесных материалов и заполнения таблицы 3 (приложение №2), необходимо составить спецификацию на древесные материалы (таблица 3) с указанием объемов и количества материалов, необходимых для выполнения производственной программы.

Таблица 3 Спецификация потребных древесных материалов

№	Вид древесного материала	Сорт, ГОСТ	Порода, марка	Размеры по ГОСТ, мм	Объем Единицы сырья по ГОСТ, м, м2,м3	Кол-во материала на программу
				Длина	Ширина	Толщина		м, м2,м3	шт.
1	Плиты древесностружечные	ГОСТ 10632- 89	П-2Т	3660	1830	16	0,1071648	3909,4489	36480,7
2	Шпон строганный	ГОСТ 2977- 82	Ясень	1700	90	0,8	0,0001224	317,322	2592500
3	Шпон лущеный	ГОСТ 9975	Береза	1700	700	1,15	0,001385	538,42	388751
4	Материал кромочный на основе бумаг, пропитанной полимерами	ТУ 13771- 84	МКР	500	50	0,35	2153	20065	9,31955

3.3 Расчет отходов древесных и облицовочных материалов

Значительная часть материалов уходит в потери и отходы.

Отходами принято считать различного вида остатки исходного материала, которые можно использовать каким-либо образом. К отходам относятся: кусковые отходы (обрезки, технологические отходы), стружка и опилки.

Потери - это объемы исходного материала, которые безвозвратно теряются в процессе изготовления продукции. Расчет отходов основывается на результатах расчета норм расхода материала табл. 4 (приложение №2).

Для составления баланса отходов необходимо предварительно просуммировать (пользуясь спецификацией на древесные материалы) по каждому виду материалов следующие объемы:

? V_c -объем сырья;

? V_3n - объем заготовок с учетом технологических отходов;

? V₃ - объем заготовок;

?V_д - объем деталей (без учета припусков).

Отходы рассчитываются по следующим формулам:

1. Отходы, возникающие при раскрое:

Q_раск. = ?V_c - ?V_3n (13)

2. Технологические отходы:

Q_бр. = ?V_з.п. - ?V_з. (14)

3. Отходы при обработке заготовок:

Q_заг. = ?V_з - ?V_д (15)

4. Отходы, возникающие при чистовой обработке заготовок:

Q_дет. = (0,02-0,05) ·?V_с (16)

Таблица 4

№	Наименование материала, сорт, марка	Объемы древесных материалов на различных стадиях технологического процесса, м2, м3	Количество отходов на различных стадиях технологического процесса, м2, м3
		Vд, м3	V3, м3	Vзп, м3	Vc, м3	Qдет., м3	Qзаг., м3	Qбр, м3	Qраск., м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1.	ДСтП	0,077958	0,078523	3596.693	3909.45	195,4725	0.000565	3596.614	312,757
2.	Шпон строганный, ясень	0,003262	0,003747	196.739	317,322	15.8661	0.000485	196.7353	120.583
3.	Шпон лущенный, береза	0.004689	0,005333	279.976	538.421	26.92105	0.000644	279.9737	258.442
4.	Материал облицовочный кромочный, МКР	0,000248	0,000378	19.46	20.065	1.00325	0.00013	19.45962	0.605
	Итого:	239,2629	0,001824	4092.783	692,387

Усредненные объемы образования отходов от древесины и древесных материалов по основному производству приведены в таблице 5.

Таблица 5

№ п/п	Стадия обработки	Количество отходов, % от общего количества отходов	Количество отходов на программу, тыс. м3
		обрезки	стружка	опилки и пыль	обрезки	стружка	опилки и пыль
1	2	3	4	5	6	7	8
2	Раскрой материалов	75		25	519,2903	-	173,0968
3	Обработка черновых заготовок	100	-	-	4092,783	-	-
4	Обработка чистовых заготовок	20	70	10	0,000365	0,001277	0,000182
5	Отбраковка деталей	8	82	10	19,14103	196,1956	23,92629
Итого:	4631,215	196,1969	23,92647

3.4 Пути использования отходов

Отходы основного производства следует рассматривать по ГОСТ 25916-83, как ресурсы материальные, вторичные для дальнейшего использования. При комплексной переработке тонны сухих древесных отходов можно получить: 30 кг дрожжей, 120 кг этилового спирта, 25 кг жидкой углекислоты, 6кг фурфурола и 6 кг других химических веществ. Необходимо организовать переработку этих материалов. В первую очередь, следует использовать кусковые отходы путем склеивания их по длине, пластям и кромкам. Мягкие отходы (стружка, опилки) можно использовать в качестве наполнителя при изготовлении древесностружечных плит, древесных строительных композиционных материалов.

Из станочной стружки можно изготавливать паркелит, плитки для настила пола. Из смеси стружки и опилок с синтетическим клеем можно изготавливать цельно прессованные детали и изделия. Осуществление комплексного использования древесных отходов позволит организовать безотходную технологию производства изделий. Возможности использования отходов основного производства определяются не только техническими, но и организационными возможностями: сбором, транспортом, использованием отходов. Организация производства арболита, паркелита и цельно прессованных деталей требует дополнительных капитальных вложений, производственных площадей и специалистов. Для бесперебойной работы таких производств необходимо иметь достаточное количество отходов, другими словами, предприятие должно быть крупным.

Если количество образующихся отходов недостаточно для организации их переработки на месте, то целесообразно наладить их сбыт на предприятия, перерабатывающие отходы.

Таким образом, в каждом отдельном случае необходимо найти оптимальный вариант полного и комплексного использования отходов, обеспечивающих максимальную эффективность.

4. Расчет потребного количества технологического оборудования

Расчет оборудования осуществляется по следующей методике.

1. Рассчитать часовую производительность данного станка по каждой детали (П).

2. Рассчитать затраты времени (потребное количество станко-часов) на обработку каждой детали (заготовки) для 1000 изделий на данном станке:

t = (17)

Где n - количество деталей в изделии;

i_д, i_ш, i_т - кратности заготовки детали (по длине, ширине и толщине соответственно);

Б - величина технологических отходов (брака) заготовок в процессе их обработки, %;

Полученные результаты t вписываются в кружки схемы технологического процесса.

3. Рассчитать затраты времени (потребное количество станко-часов) ф на обработку всех деталей на данном станке для 1000 изделий:

ф = ? t (18)

4. Рассчитать потребное количество станко-часов для изготовления годовой программы:

Т = ф Q_год. (19)

5. Рассчитать располагаемое количество станко-часов на единицу оборудования. Сначала рассчитывается номинальный годовой фонд рабочего времени:

Т_ном = (Г- (В + П)) · б · в = (365 - (104 + 11)) · 2 · 8,2 = 4100ч. (20)

где Г=365 - количество дней в году,

В=104 - количество субботних и воскресных дней в году,

П=11 - количество праздничных дней в году,

б = 1 - количество смен,

в=8,2 - продолжительность смены.

Далее рассчитывается располагаемое количество станко-часов на единицу оборудования:

Т_р =Т_ном з_рем (21)

где з_рем - коэффициент, учитывающий простои оборудования в связи с его ремонтом. Коэффициент зависит от сложности станка.

6. Определить расчетное количество станков m_расч данного вида:

m_расч = (22)

7. Установить принятое количество станков m_пр округлением величины m_расч в большую сторону до целого значения. При m_расч ? 1,2 можно принимать m_пр =1

8. Рассчитать загрузку 3 (%) оборудования данного вида:

3= (23)

4.1 Расчет производственной программы выпуска изделий

Головным оборудованием при производстве такого рада принято считать линию облицовывания кромок МФК-3.

Запишем размеры и количество деталей, обрабатываемых на линии

МФК-3 в таблицу 6.

Таблица 6

Наименование детали	Кол-во в изд.	Размеры, мм
		длина	ширина	толщина
1. Стенка боковая	2	812	437	18
2. Стенка горизонтальная	2	886	437	18
3.Стенка передняя	1	849	415	16
4. Стенка боковая	2	907	439	16
5. Стенка задняя	1	429	439	16
6. Стенка передняя	3	849	399	16
7. Стенка боковая	6	129	415	16
8. Стенка задняя	3	439	107	16

ВСЕГО: 20

1. Рассчитаем средневзвешенные размеры щитов в чистоте, мм

Lср = l1 n1 + l2 n2 + ………+ li ni + ln nn (24)

n1 + n2 + ……. + ni + nn

Bср = b1 n1 + b2 n2 + ………+ bi ni + bn nn (25)

n1 + n2 + ……. + ni + nn

l_i, b_i - размеры по длине и ширине i-го щита, (м)

n_i - количество щитов i-гo размера.

L_Cp = = 668 (мм) = 0,668 (м)

В_ср = = 279 (мм) = 0,279 (м)

2. Рассчитаем средние размеры щитов с припуском на машинную обработку кромок, мм

L_щ = L_ср+ ?L, (26)

В_щ=В_ср+?В, (27)

?L, ?В = 14 мм - припуски по длине и ширине соответственно.

L_щ = 668+14= 682 мм

В_щ = 279+14 = 293 мм

3. Определим такт работы линии, мин

R = , мин (28)

L_разр - длина разрыва между щитами,

L_разр = 0,5 · L_щ, (29)

U - скорость подачи на линии, U = 32

L_разр = 0,5 · 682 = 341 мм = 0,341 м

R = = 0,032 мин

4. Рассчитаем сменное задание (расчетное), щитов/смену:

Q_{см.расч} = ; штук щитов в смену (30)

Тсм = 480 мин - продолжительность смены,

К_исп = 0,65 -- коэффициент использования рабочего времени.

Qсм.расч = = 9750; штук щитов в смену

5. Рассчитаем сменное задание (заданное), щитов/смену:

Qсм.расч = , штук щитов в смену (31)

П -годовая программа, П= 50 ООО изд.,

n - общее количество щитов в изделии,

Т_ном - номинальный фонд времени, Т_ном = 260 дней,

б - число смен.

Q_{см.расч} = = 192,3

6. Рассчитаем необходимое количество линий:

Nлиний = Qcm. зад./ Qcm. расч. (32)

Nлиний = 192,3/ 9750 = 0, 02

7. Принятое количество линий:

N' = 1

8. Процент загрузки:

Р = (N_линий /N') · 100,% (33)

Р = (0,02/ 1) · 100 = 2%

4.2 Расчет потребного количества линий АКДА-4938 (облицовывание пластей)

По паспортным данным размеры плит пресса в линии 3300x1800 мм. Определим количество плит со средневзвешенными размерами (см. выше), которое возможно уложить на плиты пресса:

- количество плит, укладываемых по длине

n_L = ; n_L==8,6шт. (34)

- количество плит, укладываемых по ширине

n_B = , (35)

nB = = 2,4 шт.

- общее количество щитов со средневзвешенными размерами, помещаемое между плитами пресса:

n_общ.= n_L · n_B (36)

n_общ. = 8,6 · 2.4 = 20,64 шт.

Далее определяем сменную производительность линии:

Qсм.расч = (37)

где Т_см - время смены, мин, Т_см =480 мин;

К_исп - коэффициент использования рабочего времени, К_исп=0,65;

t_ц - продолжительность цикла прессования, мин;

t_u = t₁ + t₂ + t₃ (38)

t₁ - время смыкания плит пресса и установления давления, 20 сек;

t₂ - продолжительность прессования, 1 мин на 1мм облицовки, t₂=l мин;

t₃ - время размыкания плит пресса и разгрузки щитов, 10 сек;

t_ц = 0,33 + l + 0,16 = l,5 мин;

Q_{см.расч} = = 4293 щита/см.

Сменное задание рассчитываем по формуле:

Q_{см.расч} = (39)

где, П - годовая программа по выпуску мебели, П=50000 шт.

n_LB - общее количество щитов со средневзвешенными размерами, помещаемое в пресс;

Т_ном. - номинальный фонд рабочего времени, дни;

б - число смен работы, б = 2.

Qсм.расч = = 1985 щитов/смену

Потребное количество линий найдем из соотношения:

nлин. = (40)

Принимаем 1 линию АКДА-4938.

Определяем процент загрузки линии:

Р = · 100 (41)

где, m - количество линии, принятых при расчете.

Р = · 100 = 46%

4.3 Методика расчета технологического оборудования

Расчет технологического оборудования проводим по этапам:

1. Определяем часовую производительность станка или линии, А_час.

2. Находим величину затрат времени на выполнение операций по обработке 1000 изделий:

Т = (42)

где, n - количество деталей данного вида в изделии.

3. Находим суммарные затраты времени на данную операцию по всем деталям

4. Определяем суммарные затраты времени на выполнение операций на годовую программу,

где, К_п - коэффициент, учитывающий программу выпуска изделий.

К_п = (43)

5. Определяем располагаемое количество станко-часов в год:

М = Т_ном. · 8 · б · k_рем.? 4000 часов (44)

где k_рем - коэффициент, учитывающий простой оборудования в виду ремонтных работ, k_рем =0,921,0.

6. Определяем расчетное количество станков, линий, рабочих мест:

n = (45)

7. Принимаем целое число станков, рабочих мест, линий (m).

8. Рассчитываем процент загрузки оборудования по формуле:

P = 100% (46)

4.4 Расчет технологического оборудования

4.4.1Расчет станка для раскроя плит ЦТ-ЗФ

1. Раскрой плитных материалов осуществляется на станке для раскроя плит с программным управлением ЦТ-ЗФ. Часовая производительность данного станка определяется следующим образом:

А час = (47)

где n - число одновременно раскраиваемых плит (листов) шт.;

Т_ст - оперативное время на раскрой n штук заготовок из листовых или плитных материалов, часы.

Таким образом получаем:

Таблица 7

	,стхчас	n, шт.	m, шт.	Р,%
56,54	2827	0,7	1	70

2. Продольный раскрой шпона осуществляется на гильотинных ножницах НГ-18, часовая производительность которых определяется по формуле:

А _час = (48)

где п - число полос шпона в пакете, шт;

z - количество резов по периметру;

t_o - цикл обрезки одной стороны пакета (исходя из паспортных данных станка), t_o= t_п+t_p+t_П.Д., здесь t_п - время прижима пакета, t_п =0,07мин; t_P - время обрезки одной стороны пакета, t_P=0,42 мин; t_П.Д - время подъема прижимной балки, 0,07мин; t₀ = 0,07 + 0,42 + 0,07 = 0,56 мин.

К_д - коэффициент использования рабочего времени, К_д = 0,9;

К_т - коэффициент использования машинного времени, К_т = 0,8;

Для облицовки лицевой пласти:

А _час = = 4860 полос/час

Для облицовки внутренней пласти:

3. Поперечный раскрой шпона осуществляется на НГ-30, часовая производительность которых определяется по формуле:

А _час = (49)

где п - число полос шпона в пакете, шт.;

z - количество резов по периметру;

t_o - цикл обрезки одной стороны пакета (исходя из паспортных данных станка),

t_o= t_п+t_p+t_П.Д., здесь t_n - время прижима пакета, t_n = 0,1 мин;

t_P - время обрезки одной стороны пакета, t_P = 0,42 мин;

t_П.Д. - время подъема прижимной балки, t_П.Д. = 0,1 мин;

t₀= 0,1+ 0,42 + 0,1 = 0,62 мин.

К_д - коэффициент использования рабочего времени, К_д = 0,9;

К_т - коэффициент использования машинного времени, К_т=0,75;

Для облицовки лицевой пласти:

А _час = = 4032 полос/час

Для облицовки внутренней пласти:

4.Ребросклеивание шпона производится на ребросклеивающем станке РС-9, производительность которого определяется по формуле:

А _час = (50)

где u - скорость подачи, u = 20 м/мин;

L - длина облицовки, м;

К_д - коэффициент использования рабочего времени, К_д = 0,9;

К_т - коэффициент использования машинного времени, К_т = 0,85;

n_р - число полос в облицовке, шт.

Таблица 10.

	,стхчас	n, шт.	m, шт.	Р,%
34,62	1731	0,4	1	40

5. 0блицовывание пластей щитов осуществляется на комплексе оборудования модели АКДА-4938, производительность которого определяется по формуле:

А _час = (51)

где Z - количество одновременно загружаемых в пресс щитовых заготовок,(8,6).

= 0,9.

t₀ -- цикл работы пресса, мин; t₀ = 2-3 мин.

Таблица 11

	,стхчас	n, шт.	m, шт.	Р,%
93,5	4675	1,2	2	60

6. Облицовывание кромок щитов проводят на станке МФК-3,

производительность который можно рассчитать:

Пчас. = (52)

где = 0,65

= 10с. - такт линии.

7. Точное торцевание и раскрой кратных заготовок производится на станке Ц-6, его производительность определяется формуле:

П_Час = 60 * (п - т) * K_д, (53)

где п -- число резов в минуту, п = 5.

т -- число дополнительных резов, т = 2.

8. Фрезерование с четырех сторон осуществляется на продольно фрезерном четырехстороннем станке марки ФСШ. Часовая производительность данного станка определяется следующим образом:

Пчас. = , (54)

где u - скорость подачи, u = 20 м/мин;

п - число одновременно обрабатываемых заготовок, шт;

К_д - коэффициент использования рабочего времени, К_д = 0,87;

К_м - коэффициент использования машинного времени, К_м = 0,8;

L - длина заготовки, м;

m - число проходов через станок, m = 1.

Таблица 14

	,стхчас	n, шт.	m, шт.	Р,%
16	800	0,2	1	20

9.Облицовывание кромок накладных стенок производится на одностороннем станке для облицовывания кромок мебельных щитов марки МОК-2. Его часовая производительность определяется по формуле:

А _час = (55)

где, u - скорость подачи, м/мин, u=20 м/мин;

К_д - коэффициент использования рабочего времени, К_д= 0,85;

К_m - коэффициент использования машинного времени, К_m = 0,8;

L - длина детали, м.

t =, станко - часов

Таблица 15

	,стхчас	n, шт.	m, шт.	Р,%
16,3	815	0,2	1	20

10. Сверление отверстий осуществляется на многошпиндельном горизонтально-вертикальном станке СГВП-2М. Его часовая производительность рассчитывается по формуле:

Ачас = (56)

где: К_д= 0,9;

К_м= 0,6;

z - кол-во фрезеруемых пазов или отверстий в детали, шт.

t- машинное время для высверливания одного отверстия, сек

t =, станко - часов

Таблица 16.

	,стхчас	n, шт.	m, шт.	Р,%
123,3	6165	1,5	2	75

10. Шлифование пластей щитовых деталей осуществляется на узколенточном шлифовальном станке марки ШЛПС. Часовая производительность данного вида оборудования рассчитывается по формуле:

А _час = (57)

где, u - скорость подачи детали, u = 20 м/мин;

L - длина детали, м;

К_д - коэффициент использования рабочего времени, К_д=0,9;

К_м - коэффициент использования машинного времени, К_м=0,9.

Таблица 17

	,стхчас	n, шт.	m, шт.	Р,%
10,3	515	0,1	1	10

Заключение

Комод предназначен для эксплуатации внутри помещений с температурой окружающего воздуха 25 ± 2°С. Данное изделие представляет собой корпусную мебель, служащую для хранения различных бытовых (кухонных) принадлежностей.

Программа выпуска данного изделия составляет 50 тысяч штук в год. При проектировании изделия были учтены требования рациональности конструкции, приведённые в отраслевой системе унификации.

Для изготовления комода используется в основном стандартное оборудование, а также автоматизированные линии. Стандартные станки составляют большую часть задействованного оборудования. В качестве примера использования автоматизированных линий можно привести линию по облицовыванию пластей щитовых деталей на базе пресса АКДА, а также линию по облицовыванию кромок щитовых деталей МОК-2.

Важным показателем, характеризующим масштаб предприятия, является площадь непосредственно занятая цеховым помещением. Площадь цеха включает в себя площадь непосредственно занятую оборудованием, площадь под хранение межоперационных запасов и технологическую выдержку, а также площадь бытовых и служебных помещений, размещаемых внутри цеха.

Используемая литература

1. Артамонов Б.И., Бухтияров В.П., и др. Справочник мебельщика. - М.: МГУЛ, 2008.

2. Бухтияров В.П., Левятова А.Э. и др. Справочник мебельщика. - М.: Лесная промышленность, 1976.

3. Гончаров Н.А., Башинский В.Ю., и др. «Технология изделий из древесины». - М.: Лесная промышленность, 1990

4. Мишков С.Н. «Расчет материалов производств изделий из древесины». - М.: МГУЛ, 2007.

5. Радчук Л.И. «Технология изделий из древесины» учеб. пособие. - М. ГОУ ВИН МГУЛ, 2005

Размещено на Allbest.ru