Точность механической обработки в деревообработке

Под точностью обработки понимают степень соответствия изготовленной детали заданной. Это соответствие может характеризоваться точностью размеров, точностью формы и шероховатости поверхности.

При изготовлении деталей выдержать абсолютно точные размеры и форму невозможно, поэтому уже на стадии проектирования устанавливают их допустимые отклонения. На чертеже деталей конструктор указывает размеры, которые называют номинальными. Они служат началом отсчета отклонений.

Размер детали, полученной после ее изготовления, называется действительным. Он измеряется по допустимой погрешности. Действительный размер обычно не совпадает с номинальным.

Предельные размеры – это два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный. Больший из двух предельных размеров называют наибольшим предельным, а меньший – наименьшим предельным размером.

Разность между действительным и номинальным размерами называются отклонением и представляет собой погрешность обработки.

Предельное отклонение – это алгебраическая разность предельного и номинального размеров. Различают верхние и нижние предельные отклонения.

Верхнее предельное отклонение – это алгебраическая разность наибольшего предельного и номинального размеров. Нижнее предельное отклонение – алгебраическая разность наименьшего предельного и номинального отклонения.

Допуск – это разность наибольшего и наименьшего предельных размеров или абсолютная величина алгебраической разности верхнего и нижнего отклонений.

Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним предельными отклонениями.

Для установки допусков на линейные размеры принято девять квалитетов (степеней точности).

Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

При соединении деталей между собой различают поверхности охватывающие (отверстия) и охватываемые (валы). Соединение деталей выполняется по-разному. Характер соединения определяется посадками, которые могут быть подвижными, т. е. с зазором, неподвижными – с натягом и переходными, допускающие как зазоры, так и натяги.

Зазор – это разность размеров отверстия и вала.

Натяг – разность размеров вала и отверстия.

1. Допуски и посадки в деревообработке

Существует две системы допусков и посадок – отверстия и вала. В системе отверстия предельные размеры отверстий одного номинального размера принимаются постоянными, независимо от вида посадок. В системе вала основным является размер вала, а присоединительным – размер отверстия.

В деревообрабатывающей промышленности принята система допусков и посадок отверстий. Она более экономична и удобна в технологическом отношении. В системе отверстий поле допуска отверстий располагается выше нулевой линии, т. е. направлено в тело детали, а его нижнее отклонение равно нулю.

В соответствии с ГОСТ 6449.1 «Поля допусков для линейных размеров и посадки» установлены два положения полей допусков отверстий и одиннадцать положений полей допусков валов с буквенными обозначениями: отверстий – Н, Js; валов – a, b, c, h, js, k, t, za, zc, ze.

В практике проектирования при выборе допусков пользуются таблицами значений допусков.

Линейные размеры элементов бывают двух видов:

  • определяющие величину и форму детали;
  • координирующие.

К определяющим относятся габаритные размеры деталей и размеры их элементов. Координирующие размеры определяют правильное взаимное расположение ответственных элементов или их положение относительно баз.

Поля допусков определяющих размеров устанавливают по квалитетам. Для выбора допусков и посадок удобно пользоваться табл. 1. Выбор видов допусков формы и расположения поверхностей определяется конструкцией изделия и предъявляемыми к нему требованиями. Численные значения допусков назначают по степеням точности. Установлено 11 степеней точности допусков формы и расположения поверхностей – от 10-й до 20-й.

Таблица 1. Рекомендуемые поля допусков габаритных щитовых деталей

Наименование элементов Параметры Интервал номинальных размеров Рекомендуемое поле допуска
Стенки корпусов изделий и перегородки Длина От 300 до 1000 Js12, js13
Свыше 1000 до 2000 Js11, js12
Ширина До 315 Js13
Свыше 315 до 580 Js
Толщина От 16 до 18 Js12
Двери накладные Высота От 322 до 1250 B12, c12, b13
Свыше 1250 до 1724 B12, c12
Ширина 416, 440, 560, 592 B12, c12, b13
Толщина От 16 до 18 Js14
Полки Длина До 800 Js12, js13
Свыше 800 до 1200 Js11, js12
Ширина До 315 Js14
Свыше 315 до 560 Js13
Толщина Js14
Стенки цокольных коробок* Ширина 92, 108, 140 Js13, js14
Стенки ящиков накладные Длина 416, 440, 560, 592 B12, c12 b13
Ширина До 284 Js13
Толщина От 16 до 18 Js14

*Поля допусков по длине и толщине такие же, как для стенок корпусов изделий.

Условные обозначения допусков на чертежах указывают в прямоугольной рамке, разделенной на три части. В практике проектирования мебели в Респулике Беларусь на чертежах принято указывать только допуски прямолинейности и перпендикулярности.

2. Взаимозаменяемость деталей в изделиях

Под взаимозаменяемостью понимают такое свойство одинаковых деталей, узлов и других конструкций, которое позволяет производить их сборку или замену без последующей подгонки. Взаимозаменяемость является необходимым условием выпуска изделий без предварительной сборки. Для достижения взаимозаменяемости необходимо обеспечить требуемую точность детали. Ее устанавливает конструктор на стадии проектирования, что рассмотрено выше.

Взаимозаменяемость деталей и узлов достигается на основе:

  • обеспечения стабильности исходных материалов;
  • применения оптимальных методов обработки и сборки;
  • обеспечения точности изготовления деталей, правильного выбора оборудования, позволяющего изготавливать детали с предписанной точностью;
  • системы допусков и посадок;
  • рационального конструирования изделий;
  • правильной организации технического контроля, создания и применения контрольно-измерительных средств, обеспечивающих эффективный и надежный контроль точности деталей, узлов.

Достижению взаимозаменяемости деталей мешают анизотропия свойств древесины и наличие в ней природных дефектов. Механическая обработка древесины связана с ее упругим восстановлением после прекращения действия сил резания. Величина упругого восстановления зависит от твердости древесины, состояния режущего инструмента и режимов обработки.

Гигроскопичность древесины, т. е. способность сохнуть и увлажняться, приводит к изменению размеров деталей в результате изменения их влажности. Таким образом, исходя из свойств материала, необходимо выполнять следующие правила:

  • строго соблюдать режимы сушки древесины, обеспечивая равновесную влажность заготовок;
  • обеспечивать постоянную температуру воздуха в произвольных помещениях – (20 ±2)°С и относительную влажность воздуха (не более 65%);
  • после сушки, склеивания и облицовывания заготовок и деталей давать технологическую выдержку с целью выравнивания внутренних напряжений;
  • настройку станков для внутренних заготовок выполнять с учетом породы древесины.

3. Шероховатость поверхности после различных видов обработки и требования к ней

Поверхности древесины и древесных материалов имеют макро- и микронеровности. К макронеровностям относят единичные неровности, вызываемые короблением, геометрической неточностью станков и неправильным базированием заготовок при обработке.

Микронеровности характеризуют шероховатость поверхности. Из различают от факторов, которые вызывают появление. Микронеровности могут быть результатом анатомического строения древесины.

Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться указанием одного или нескольких параметров шероховатости независимо от происхождения неровностей (за исключением анатомических). ГОСТ 7016 «Древесина. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» устанавливает следующие параметры шероховатости поверхности: Rmmax – среднее арифметическое высот отдельных наибольших поверхностей;

Ra – среднее арифметическое абсолютных отклонений профиля;

Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам;

Sz – средний шаг неровностей профиля по впадинам.

Параметр Sz является вспомогательным и применяется с одним из параметров – Rz или Ra.

Рекомендуемые пределы значения параметров шероховатости в зависимости от материала и способа обработки приведены в табл. 2.

Таблица 2. Рекомендуемые пределы значения параметров шероховатости в зависимости от материала и способа обработки

Материал, изделие, способ обработки Значения параметров
Rmmax, мкм профиля
Rm, мкм Rz, мкм Ra, мкм Sz, мкм
Пиломатериалы после рамного распила:

– хвойных пород

500–1600
– лиственных пород 320–1000
Пиломатериалы после пиления дисковыми пилами 40–800
Шпон лущеный 50–320
Шпон строганый 32–500
Древесина массивная продольного фрезерования 16–250 16–250 2,5–12,5
Древесина и шпон шлифованные 12,5–250,0 10–160 2,5–16,0
Древнестружечные плиты:

– шлифованные

12,5–600,0 10–400 2,2–16,0
– нешлифованные 12,5–900,0 10–400 2,2–12,5 0,1–2,5
Древесноволокнистые плиты:

– шлифованные

10–40 8–20 0,6–3,2
– нешлифованные 8–32 6,3–16,0 0,1–56,0 0,125–3,200

Значения допускаемой величины параметра Rm следует принимать:

  • не более 16 мкм – для пластей и кромок под отделку лицевых поверхностей и нелицевых внутренних, видимых при нормальной эксплуатации (кроме отделываемых полиэфирных лаками);
  • не более 63 мкм – для поверхностей отделываемых, видимых при эксплуатации поверхностей, а также невидимых, с которыми соприкасается человек или предметы;
  • не более 200 мкм – для остальных неотделываемых невидимых при эксплуатации поверхностей;
  • не более 600 мкм – для поверхностей основы под облицовывание пленочными материалами;
  • не более 2000 мкм – для поверхностей склеиваемых заготовок, поверхностей основы под облицовывание шпоном из древесины и декоративным бумажно-слоистым пластиком.

Нормируемые значения параметров шероховатости указывают на чертежах на всех поверхностях.

Для определения параметров шероховатости могут применяться различные приборы. Но они используются, как правило, при выполнении исследовательских работ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *