Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломный проект

Технологическая линия изготовления дверей



Оглавление

• Введение
• 1. Общая часть
• 1.1 Краткая характеристика предприятия
• 1.2 Выпускаемая продукция и ее характеристика
• 1.3 Характеристика применяемых материалов
• 1.4 Описание технологического процесса

1.4.1 Дверь филенчатая

1.4.2 Двери из ДВП с наполнителем

Выводы

2. Исследовательская часть

2.1 Исследование технических характеристик шипорезных станков

2.1.1 Шипорезные станки

2.1.2 Анализ результатов исследования шипорезных станков

2.2 Исследование технических характеристик сборочных вайм

2.2.1 Сборочные ваймы

2.2.2 Анализ результатов исследования сборочных вайм

Выводы

3. Технологическая часть

• 3.1 Краткая характеристика дверей филенчатых и требования к качеству
• 3.2 Описание технологического процесса
• 3.3 Выбор оборудования
• 3.3.1 Четырехсторонний станок Beaver 620
• 3.3.2 Универсальный комбинированный станок К5-400Д
• 3.3.3 Торцовочный станок СТБ 002-01
• 3.3.4 Сверлильно-пазовальный центр с ЧПУ ALFA NC
• 3.3.5 Веерная вайма для склеивания щита RAUTEK МН-1925
• 3.3.6 Шлифовальный широколенточный станок Viet S3 223 ТМ
• 3.3.7 Автоматическая распылительная установка Big Toyo HAC
• 3.4 Определение размера заготовок
• 3.4.1 Вертикальный брус
• 3.4.2 Горизонтальный брус
• 3.4.3 Вертикальный средний брус
• 3.4.4 Горизонтальный средний брус
• 3.4.5 Филенка
• 3.4.6 Горизонтальный брус коробки
• 3.4.7 Вертикальный брус коробки
• 3.5 Расчет годовой программы выпуска дверей
• 3.6 Расчет потребного количества оборудования
• 3.6.1 Торцовочный станок СТБ 002-01
• 3.6.2 Универсальный станок К5-400Д
• 3.6.3 Сборка полотна на вайме ЛОЗА
• 3.6.4 Сборка коробки на вайме ЛОЗА
• 3.6.5 Склеивание филенки на вайме RAUTEK МН-1925
• 3.6.6 Шлифование
• 3.7 Расчет норм расхода материалов
• 3.7.1 Расчет норм расхода пиломатериала
• 3.7.2 Расчет норм расхода клеевых материалов
• Выводы

4. Строительный раздел

4.1 Расчет площади цеха

5. Охрана труда

• 5.1 Общие требования безопасности
• 5.2 Инструкция по охране труда №3-23
• 5.3 Инструкция о мерах пожарной безопасности в столярном производстве
• 5.4 Требования к производственной среде
• 5.4.1 Микроклимат рабочего места в соответствии со СНиП 2.2.4.548 - 96
• 5.4.2 Физические факторы
• 5.4.3 Опасные и вредные производственные факторы - движущиеся и вращающиеся механизмы, подвижные части производственного оборудования; клей
• 5.4.4 Средства индивидуальной защиты
• 5.4.5 Расчет освещения
• Выводы
• 6. Экономическая часть
• 6.1 Расчет текущих эксплуатационных затрат
• 6.1.1 Материальные расходы
• 6.1.2 Расчет затрат на оплату труда
• 6.1.3 Расчет амортизационных отчислений
• 6.1.4 Структура себестоимости продукции (смета затрат) по экономическим элементам
• 6.2 Доходы от коммерческой деятельности по проекту
• 6.3 Расчет балансовой прибыли
• 6.4 Расчет налога на прибыль
• 6.5 Расчет чистой прибыли
• 6.6 Прибыль экономическая по проекту

6.7 Расчет коммерческой эффективности проекта

Выводы

Заключение

Библиографический список



Введение

Древесина как сырье известна очень давно. Первобытный человек использовал ее в качестве топлива и для изготовления орудий. Использованная древесина, разрушаясь на основные элементы, возвращалась в природный цикл, поэтому сведения о практическом ее применении в давние времена скудны. И все же удается находить деревянные предметы возрастом до 300 тыс. лет.

Уже в доисторические времена древесину использовали не только в качестве строительного материала. Постепенно возрастало ее значение как химического сырья. Из древесины получали уголь, используемый в металлургии, смолу и деготь для смоления канатов и деревянных судов, поташ, применявшийся при изготовлении стекла и отбелке льняных и хлопчатобумажных тканей.

Древесина и самое современное сырье. Ее широко используют в производстве пиломатериалов, фанеры, древесностружечных и древесноволокнистых плит. И, наконец, древесина -- основное сырье для производства целлюлозы, бумаги, волокон, пленок, вспомогательных веществ и многих других ценных продуктов.

Без преувеличения можно сказать что древесина -- это один из наиболее важных природных материалов. Примерно третья часть поверхности земной суши покрыта лесами с общим запасом древесины около 300 000 млн. м3. Ежегодные заготовки составляют 2600 млн. м3, или 1300 млн. т древесины, что примерно равно мировому производству зерна (1500 млн. т), вдвое превосходит производство стали и цемента (по 700 млн. т) и в 27 раз производство пластиков (48 млн. т).

В течение нашего столетия мировое потребление древесины значительно возросло; предсказывают его дальнейший быстрый рост. Мировую потребность в круглых лесоматериалах в 2000 г. оценивают от 3800 до 6200 млн. м³. Использование круглых лесоматериалов за последние 20 лет текущего столетия должно примерно удвоиться, а балансов -- утроиться. Применение древесины в качестве топлива возрастет, по-видимому, незначительно.

Количество потребляемой древесины возмещается ее ежегодным приростом 7000--9000 млн. м³. Прирост древесины значительно колеблется в зависимости от почвенных и климатических условий. Если в умеренной климатической зоне годовой прирост составляет около 3--5 м³ на 1 га, то тропические плантации эвкалипта и сосны могут давать от 15 до 20 м³ на 1 га. В среднем ежегодный прирост древесины в мире составляет от 1 до 2 м³ на 1 га. В оптимальных условиях за день быстрорастущая сосна может продуцировать 13,7 г целлюлозы, 8,2 лигнина, 6,5 полиоз и 0,3 г экстрактивных веществ, что в общем составляет 27,7 г, или около 56 см³, древесинного вещества, вырабатываемого одним деревом. Относительное ее снижение достигнет в среднем 31%, а в развивающихся странах 40%. Ожидается, что положение стабилизируется к 2020 г., так как к этому времени все доступные леса в развивающихся странах будут уничтожены. Их уничтожение тесно связано с проблемой топлива, которое в развивающихся странах в основном складывается из древесины и сельскохозяйственных отходов, причем в некоторых странах доля не промышленного топлива доходит до 90% его общего количества, чему способствует рост цен на нефть. [8]

Также дерево с давних пор представляет собой традиционный материал для изготовления дверных и оконных переплетов. Благодаря своим тепло- и звукоизолирующим свойствам, благодаря гибкости в применении и простоте в обслуживании, большому разнообразию цветовых оттенков и текстуры различных пород древесины, дерево стало и остается наиболее применяемым материалом при производстве окон и межкомнатных дверей. Благодаря современным технологиям (сушка, пропитка, тонировка, лакировка и т.д.), применяемым промышленными деревообрабатывающими предприятиями, межкомнатные двери из дерева имеют высокое качество, долговечность при эксплуатации и красоту.

Двери являются важным элементом интерьера, а от того, насколько совершенны их эксплуатационные характеристики, в немалой степени зависит комфорт нахождения в помещении.

Межкомнатные двери должны обеспечивать изоляцию помещений от вредных воздействий внешней среды: охлаждения, перегрева, проникновения влаги, пыли, ветра, запахов, звуков и пр. При этом межкомнатные двери должны быть надежными в эксплуатации, обладать необходимой прочностью, так как имеют подвижные элементы, воспринимающие силовые нагрузки. Традиционным материалом для изготовления межкомнатных дверей издавна является дерево. Это связано с его доступностью, легкостью обработки, ремонтопригодностью, прочностью и высокой долговечностью. Кроме того, оно обладает хорошими звукоизоляционными качествами, высоким сопротивлением теплопередаче. С этим связана популярность и широкое применение дерева при производстве дверей для жилых сооружений. [5]

Целью дипломного проекта является разработка технологической линии по производству дверей.



1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика предприятия

Цех деревообработки, находящийся на территории лаборатории Сыктывкарского лесного института на Лесопарковой, производит столярные изделия для нужд института. Учебно-лабораторный центр координирует работу и обеспечивает развитие материальной базы учебно-лабораторных структур института. Осуществляет свою деятельность как в едином учебно-образовательном и инновационном комплексе. Технический износ окон, балконных дверей в учебных корпусах лесного института, а так же в жилых помещениях общежития поставил вопрос о их замене, ремонте. Поэтому целесообразно в учебных целях производство столярных изделий в этой лаборатории. Лаборатория занимается производством деревянных окон, филенчатых дверей, балконных дверей из ДВП с наполнителем, который получают из низкосортовой доски и отходов производства, погонажные изделия. Погонажные изделия: плинтус, штапик, багет, притворная планка. Так же лаборатория может выполнить заказ на производство различных столярных изделий для нужд СЛИ. Например: рейки, ремонт стульев, стенды, стеллажи, шкафы. Сырье, поступающее на территорию лаборатории помещается на специально отведенную площадку открытого типа. Склад сырья прикрыт брезентом. Сырьем являются пиломатериалы в виде необрезных досок сечением 150х50 мм длиной 4 метра. Сортовой состав пиломатериалов: 1-3 сорта. Хвойная порода древесины - сосна. Влажность около 15%. В лаборатории трудятся три человека -- два рабочих и один учебный мастер. Персонал производит обработку продукции на различных станках, перемещение материала на территории цеха в ручную, сборку изделия, обработку сырья, а так же продукции вспомогательными материалами.



1.2 Выпускаемая продукция и ее характеристика

Балконные двери

Многие окна имеют выход на балкон, который осуществляется через балконную дверь. В лесном институте заказ на балконные двери в основном поступает для общежития. В основном производство балконных дверей повторяется с изготовлением окон. Отличия заключаются в том, что дверь имеет вставку, выполненную из ДВП и наполнителя. ДВП поступает в листовом виде. Раскрой ДВП осуществляется на дисковом станке Тюменского станкостроительного завода путем настройки станка под различные размеры. Регулируется прижимная линейка и высота диска над столом.

В качестве наполнителя выступает низкосортная доска и отходы производства. Используется также технологическая щепа.

Двери филенчатые

Дверное полотно -- это отворяющаяся часть двери филенчатой. Филенками называются отдельные щиты, заполняющие пространство между обвязками и средниками. Полотно филенчатой двери представляет собой деревянную раму, которая состоит из брусков древесины сосны. Боковые элементы конструкции всего дверного полотна представлены боковыми брусьями. Они служат для крепления замков и петель.

Поперечины скрепляются со средниками шипами. Филенки располагаются между средниками, поперечинами и брусьями (см. рисунок 1.1).



Рисунок 1.1-- двери филенчатые

Двери из ДВП с наполнителем

Схема технологического процесса изготовления дверей из ДВП схожа со схемой изготовления балконных дверей. Дверь имеет вставку, выполненную из ДВП и наполнителя. ДВП поступает в листовом виде (см. рисунок 1.2.). Раскрой ДВП осуществляется на дисковом станке Тюменского станкостроительного завода путем настройки станка под различные размеры. Регулируется прижимная линейка и высота диска над столом. В качестве наполнителя выступает низкосортная доска и отходы производства. Используется также технологическая щепа. Такие двери дешевле, чем филенчатые, поэтому нашли наибольшее применение между комнат.

Рисунок 1.2 -- двери из ДВП с наполнителем



Деревянные окна

Современные деревянные окна обладают отличными технологическими качествами - низкая теплопроводность, хорошая звукоизоляция, низкий коэффициент температурного линейного расширения, экологичность, ремонтопригодность. Деревянные окна столярный цех изготавливает для помещений лесного института. Окна имеют различную конструкцию. На производственной практике изготавливались окна, имеющие шесть створок. Оконная рама состоит из двух коробок: наружной и внутренней. Внутреннюю коробку получают из необрезной доски путем чернового раскроя, поперечного раскроя, фугования, параллельного строгания сырья. Таким же образом получают наружную коробку. Она имеет такое же сечение получаемой доски, как и внутренняя коробка 100х43 мм. Отличается наружная коробка расположением при сборке и размерами фрезерования профиля. Сборку осуществляют с помощью нарезания шипов и проушин на фрезерном станке К5-400. При сборке используют столярный клей марки Д-3.

Погонажные изделия

а) Плинтус - это планка, закрывающая щель между стеной и полом (см. рисунок 1.3). Плинтус, выполненный из массива дерева и шпона применяется для обрамления паркетных и ламинатных полов, основа конструкции обычно выполняется из елового или соснового массива, которая сверху покрыта шпоном из ценных пород дерева. Кроме того, возможно изготовление целиком из массива (дуба, ясеня, вишни и др.).Некоторые модели могут быть снабжены каналом под кабель. У деревянного плинтуса имеются как достоинства, так и недостатки. Неоспоримым и самым очевидным достоинством деревянного плинтуса является его "благородное" происхождение и экологическая чистота. Так же не маловажным плюсом являются долговечность и прочность деревянных изделий. Что же касается недостатков, то наибольшей критики деревянный плинтус удостоился за свою высокую цену, которая делает рациональным его использование с только с дорогим напольным покрытием, например, штучным паркетом. Деревянные плинтусы (шпоночные и массивные) чаще всего просто приклеиваются к ровной, чистой и сухой стене.

б) Штапик - это узкая рейка, которая крепит стекло с внешней стороны конструкции (см. рисунок 1.4). Несмотря на небольшие размеры, он, в частности, определяет характеристики окна. Неплотно прилегающий штапик способен серьезно ухудшить теплосбережение, ведь между ним и стеклом не должен проникать воздух. Чаще всего штапики используются не только в оконном, но дверном и мебельном производстве. Их высокая прочность, долговечность и эстетические свойства крайне важны, так как они находятся всегда на виду, несмотря на свою кажущуюся незначительность. В муниципальном и частном строительстве больше всего используются деревянные штапики, которые производятся из хвойных пород дерева. Штапики могут быть разной длины, но у деревянных штапиков менее разнообразный профиль. Резка штапика происходит при помощи специальной пилы.

в) Притворная планка - это рельефные профильные рейки, предназначенные для прикрытия притвора двустворчатых дверей (см. рисунок 1. 5). Притворная планка корректно будет установлена лишь в случае вертикального монтирования вдоль края распашной двери; допускается монтирование нащельника изнутри и снаружи двери соответственно с выносом или свесом конструкции. Планка притворная должна иметь небольшой выступ за выходящую дверь, таким образом, полностью прикрывая щель. Притворная планка может быть прикреплена с помощью обыкновенных гвоздей.



Рисунок 1.3 -- Плинтус

Рисунок 1.4 -- Штапик

Рисунок 1.5 -- Притворная планка

1.3 Характеристика применяемых материалов

Сырье, поступающее на территорию лаборатории помещается на специально отведенную площадку открытого типа. Склад сырья прикрыт брезентом.

Сырьем является пиломатериалы в виде необрезных досок сечением 150х50 мм длиной 4 метра (см. рисунок 1.6). Сортовой состав пиломатериалов: 1-3 сорта. Хвойная порода древесины - сосна. Влажность около 12%.

Рисунок 1.6 -- Доска необрезная

1.4 Описание технологического процесса

1.4.1 Дверь филенчатая

Производство дверей филенчатых схожа с производством окон. Дверная коробка состоит из одной части. Дверное полотно имеет каркас выполненный из досок различных размеров. Соединен каркас с помощью шипов и проушин. В каркасе выполняют пазование для перегородок. Сперва ставят горизонтальные перегородки с помощью шкантов и клея, затем вертикальные. Между перегородками в пазы вставляют филенки.

Филенки изготавливают из коротких обрезных досок. Их склеивают с предварительным фугованием. Для склеивания используют столярный клей марки Д-3. После нанесения на две склеиваемых поверхностей заготовки помещают в пресс-ваймы. В них при помощи резьбовой подачи равномерно прессуют филенку соблюдая технологию склеивания и направление волокон. После выдержки в несколько часов пресс снимают и производят чистовую торцовку, строжку. После на фрезерном станке производят обгонку филенки. Сборку готовых деталей двери производят в горизонтальном прессе. Наносят клей в места соединения и производят прессование. Далее забивают шканты. Производят установку фурнитуры.



1.4.2 Двери из ДВП с наполнителем

Схема технологического процесса изготовления дверей из ДВП схожа со схемой изготовления балконных дверей. Дверь имеет вставку, выполненную из ДВП и наполнителя. ДВП поступает в листовом виде. Раскрой ДВП осуществляется на дисковом станке Тюменского станкостроительного завода путем настройки станка под различные размеры. Регулируется прижимная линейка и высота диска над столом. В качестве наполнителя выступает низкосортная доска и отходы производства. Используется также технологическая щепа. Такие двери дешевле, чем филенчатые, поэтому нашли наибольшее применение между комнат.



Выводы

В настоящее время в лаборатории лесного института используется устаревшее позиционное оборудование и ручные инструменты. Наблюдается большая загруженность универсального станка К5-400Д, что сказывается на качестве выпускаемой продукции и простаивании других станков.



2. Исследовательская часть

2.1 Исследование технических характеристик шипорезных станков

Цель: Выбор оптимального оборудования для формирования шипов на деталях массивных дверей.

Задачи: Исследовать технические характеристики шипорезных станков.

2.1.1 Шипорезные станки

Шипорезный станок предназначен для формирования шипов и проушин в деталях рамочных и каркасных конструкций из древесины.

Различают шипорезный станок для рамного и для ящичного шипа. Шипорезные станки бывают односторонние (за один цикл шипы нарезаются на одном конце детали) и двусторонние (шипы нарезают одновременно с обеих концов детали за один рабочий цикл).

На шипорезном станке для ящичных типов могут формироваться как прямые шипы, так и шипы типа "ласточкин хвост". Прямые шипы формируются обычными фрезами, установленными на рабочем шпинделе, а шипы типа "ласточкин хвост" -- концевыми фрезами, закрепленными в вертикальных шпинделях.

На двусторонних ящичных шипорезных станках шипы формируются по позиционно-проходной схеме: опиловка торцов заготовок в размер происходит при движении заготовки, а формирование шипов -- при ее неподвижном положении. Рамные шипы нарезают на односторонних и двухсторонних шипорезных станках.

На одностороннем шипорезном станке заготовка крепится на рабочем столе, совершающем возвратно-поступательное движение, а на двустороннем на специальных цепях с упорами, совершающих непрерывное поступательное движение. Заготовка сначала обрезается на нужный размер, а затем формируются шипы или проушины.

Шипорезный станок ШОБ-20

Шипорезный станок односторонний ШОБ-20 (рис. 7) предназначен для фрезерования прямых шипов и проушин деталей рамочных конструкций из древесины.

Нарезает шип для угловых соединений в оконных рамах и дверных блоках. Он состоит из:

- Пильного суппорта, предназначенного для формирования торца заготовки (обработка происходит дисковой пилой 320 мм, работающей от электродвигателя со скоростью 3000 об/мин, который можно поднастроить по оси, перпендикулярной движению каретки;

- Фрезерного суппорта, предназначенного для нарезания шипа на торце заготовки. Фрезерный суппорт представляет собой шпиндельный узел с двумя парами дуплексированных подшипников, плоскоременной передачи и эл. двигателя мощностью 7,5 кВт и частотой вращения 4500 об/мин (частота вращения может быть изменена по желанию заказчика). Высота набора инструмента 112 мм (высота может быть изменена по желанию заказчика), возможно небольшое перемещение по вертикали фрезерного суппорта (поднастройка). Максимальный диаметр фрезы 230 мм.

- Направляющей балки с кареткой, движение которой автоматизировано (осуществляется при помощи цепного контура с приводом от гидромотора). Прижим заготовки - гидравлический. Наибольшая длинна заготовки 2000 мм. [6]

Рисунок 7 - Шипорезный станок ШОБ-20



Шипорезный станок ШО16-4

Шипорезный станок ШО16-4 (рис. 8) предназначен для нарезки шипов и проушин в рамочных и каркасных конструкциях. Применяется в столярно-строительном производстве. На литой массивной станине установлены 4 шпинделя с 4-мя режущими головками в следующей последовательности: Пила, две шипорезные и одна прорезная (проушечная головка). Каждая головка смонтированная на отдельном суппорте и имеет перемещение по горизонтали, вертикали и под углом 20 градусов. Каретка имеет гидравлическую автоподачу, снабжена автоматическим зажимом заготовки и специальным наклонным устройством рабочего стола вниз на 20 градусов (для косого реза и косой зашиповки). [6]

Рисунок 8 - Шипорезный станок ШО16-4

Шипорезный станок ШПК-40

Станок шипорезный односторонний ШПК-40 (рис. 9) предназначен для выработки прямого и клинового шипов на концах заготовки и может быть использован в столярно-строительном, мебельном и других деревообрабатывающих производствах.

На жесткой станине коробчатого сечения установлены горизонтальный фрезерный шпиндель с режущей головкой, состоящий из 25 пазовых фрез с приводом от электродвигателя, и стол с двумя прижимами для заготовки, перемещающийся по вертикальным направляющим.

Базирование заготовок и включение станка - ручные. Закрепление заготовок, рабочая подача стола, фрезерование шипов, возврат стола и открытие прижимов - автоматические. [6]

Рисунок 9 - Шипорезный станок ШПК-40

Шипорезный станок ТМ-105

Шипорезный станок ТМ-105 (рис. 10) предназначен для фрезерования шипов и проушин на торцах деталей в рамочных и каркасных конструкциях из древесины.

Конструктивные особенности:

- пильный узел - узел служит для торцовки заготовки под последующую обработку. Горизонтальное перемещение 150 мм.

- фрезерный узел - узел служит для нарезания шипов и проушин на заготовках. Вертикальный ход 230 мм.

- каретка - Каретка имеет возможность поворота на ± 45o, с размером стола 600х510 мм и направляющей линейкой. Оборудована возможностью механической фиксации заготовки с помощью прижима. [6]

Рисунок 10 - шипорезный станок ТМ-105



Шипорезный станок МХ-2108А

Шипорезный станок МХ-2108А (рис. 11) предназначен для фрезерования шипов и проушин на торцах деталей в рамочных и каркасных конструкциях из древесины.

Рисунок 11 - Шипорезный станок МХ-2108А

Шипорезный станок односторонний модели GT-4S

Шипорезный станок односторонний модели GT-4S Италия (рис. 12) предназначен для фрезерования шипов и проушин на обоих концах деталей в рамочных и каркасных конструкциях из древесины. Полезная длина реза шипорезного блока 160 мм.

При использовании в массовом производстве станок может быть встроен в поточную линию.

Станок имеет: четыре режущих суппорта; каретку с ручной подачей снабжённую автоматическими зажимами заготовки. Машина оборудована двумя электрическими двигателями. Первый двигатель вращает только вертикальное шипорезное устройство, а второй двигатель вращает только дисковую пилу и горизонтальное шипорезное устройство посредством шкивов и кинематического ремня. [6]



Рисунок 12 - Шипорезный станок односторонний модели GT-4S

Техническая характеристика шипорезных станков сведена в таблице 1.

Таблица 1 - техническая характеристика шипорезных станков

Технические характеристики	Наименование оборудования
	ШОБ-20	ТМ-105	MX 2108A	GT-4S	ШО16-4	ШПК-40
Размеры заготовки, мм: Длина Ширина толщина	440-2175 40-120 42-104	- 150 105	Не менее: 100 340 108	-	- 400 150	250 400 120
Диаметр пилы, мм	320	350	250	250	400	-
Максимальный диаметр фрезы, мм	230	350	170	300	236	200
Частота вращения шпинделя об/мин					-	3000
- пильного	2860	3000	4900	4500
- фрезерного	4500	4000	4100	3000	3000
Установленная мощность, кВт	11,6	8	7	5,2	12,5	12,1
Количество шпинделей, шт	2	2	4		4	1
Габаритные размеры, мм	1870 х 2092 х 1405	2000 х 1200х 1400	1950 х 1700 х 1300	1069 х 860 х 1020	2000 х 1450 х 1450	910 х 1050 х 1360
Масса, кг	750	850	450	510	1100	800
Скорость подачи, м/мин	5-8	-	-		2,5-15	6
Цена, руб	390000	377058	142258,50	531900	40000-160000	27000

2.1.2 Анализ результатов исследования шипорезных станков

Шипорезный станок односторонний ШОБ-20 имеет большой диаметр фрезы, большие габариты при высокой стоимости.

Шипорезный станок ШО16-4 имеет большие габариты и вес станка, достаточно большой диаметр фрезы, но стоимость значительно меньше по сравнению с другими станками.

Станок шипорезный односторонний ШПК-40 может фрезеровать не только прямее шипы, но и клиновые и ящичные шипы. Имеет средний диаметр фрезы, маленькие габариты, и самый дешевый станок.

Шипорезный станок ТМ-105 имеет самый большой диаметр фрезы, большие габариты и высокую стоимость.

Шипорезный станок МХ-2108А легкий станок при средних габаритах, но максимальный диаметр фрезы очень маленький, а стоимость станка не высокая. Шипорезный станок односторонний модели GT-4S тоже легкий станок, габариты средние, имеет значительно большой диаметр фрезы, но стоимость очень велика по сравнению с другими шипорезными станками.

Из всего выше сказанного, делаем выводы: Самым оптимальным оборудованием для нарезания шипов на деталях массивных дверей является односторонний шипорезный станок модели ТМ-105. Он имеет наибольший диаметр фрезы, высокую частоту вращения и невысокую стоимость.

2.2 Исследование технических характеристик сборочных вайм

Цель: Выбор оптимального оборудования для сборки дверных блоков.

Задача: Исследовать технические характеристики сборочных вайм.

2.2.1 Сборочные ваймы

Назначение любой сборочной ваймы - создать давление, необходимое для исключения зазора в шиповых или в формируемых с их помощью винтовых соединениях и обеспечить правильность взаимного пространственного положения заготовок, соединяемых в изделие. Для этого сегодня применяются механизмы с пневматическим приводом, реже - электрическим.

Производительность сборочной ваймы главным образом зависит от числа соединяемых между собой деталей, раскладываемых по её ложементам. Время раскладки деталей может составлять от нескольких секунд до полутора минут. Если производится сборка деталей с предварительно наживлёнными соединениями, то время сжатия изделия в вайме - не более 15 секунд. Если изделие требует во время сборки в вайме установки каких-то дополнительных элементов (например привинчивания деталей шурупами), то затрачиваемое на это время используется для выдержки клеевых соединений под давлением.

Однако если точность выполнения шиповых соединений соответствует заданному квалитету, то выдержка изделия под давлением не требуется и оно может сразу же после сжатия (прессования) быть вынуто из ваймы и оставлено без нагрузки до полного отверждения клея, которое обычно должно составлять не менее суток.

Вайма сборочная ВСВ-1

Вайма сборочная ВСВ-1 (рис.13) с механическими прижимами предназначена для сборки рамочных и каркасных изделий, элементов, блоков,

филенчатых дверей. Вайма сборочная обеспечивает высокую точность сборки. Проста в наладке, надежная в эксплуатации и при этом высокопроизводительная. [7]

Рисунок 13 - Вайма сборочная ВСВ-1



Вайма сборочная вертикальная (пневматическая) ВСВ-2

Вайма ВСВ-2 (рис.14) предназначена для сборки деталей оконных блоков и других рамочных и каркасных изделий, а также для сборки филенчатых дверей.

Рисунок 14 - Вайма сборочная вертикальная (пневматическая) ВСВ-2

Пресс - вайма пневматическая "ЛОЗА" тип В

Пневматическая двусторонняя вайма "ЛОЗА" типа В (рис. 15) предназначена для сборки дверей, оконных блоков, прочих рамных и каркасных конструкций, производства мебельного щита, склеивания фасадов. Блочная поэлементная схема конструкции ваймы позволяет со временем расширить ее возможности в зависимости от потребностей производства.

Быстрая перенастройка на любой типоразмер изделия позволяет эффективно использовать рабочее время.

Горизонтальная компоновка позволяет экономить производственную площадь.

Изготовленная на высокоточном оборудовании, разборная конструкция ваймы точно сохраняет геометрические параметры, устанавливаемые при монтаже с помощью множества регулировок.

Пресс-вайма обеспечивает высокую точность сборки, высокую производительность и надежность в работе.

Обе стороны ваймы могут использоваться для вертикального и (или) горизонтального прижима. [7]



Рисунок 15 - Пресс - вайма пневматическая "ЛОЗА" тип В

Вайма пневматическая координатная модели "ИУ-11"

Координатная вайма "ИУ-11" (рис.16) позволяет быстро и качественно осуществлять сборку оконных и дверных блоков, других изделий. Благодаря наличию большого числа отверстий на рабочей поверхности возможна сборка изделий любых размеров, на превышающих 2775х1770 мм. Рабочая поверхность выполнена из листового текстолита, что значительно увеличивает срок службы ваймы из-за отсутствия коррозии. Ориентация рабочей поверхности позволяет сэкономить производственные площади и увеличить производительность труда.

Рисунок 16- Вайма пневматическая координатная модели "ИУ-11"

Техническая характеристика сборочныхвайм сведена в таблице 2.

Таблица 2 - техническая характеристика шипорезных станков

Технические характеристики	Наименование оборудования
	ВСВ-1	ВСВ-2	"ЛОЗА"	"ИУ-11"
Размеры собираемых изделий, мм:
- длина	340-2200	340-2200	До 4500	До 2775
- ширина	200-1500	200-1500	До 2100	До 1770
- толщина	30-104	30-104	До 100	-
Количество рабочих поверхностей, шт	1	2	-	1
Количество механических зажимов, шт:
- вертикальных	3	6	-	-
- горизонтальных	2	4	-	-
Номинальное усилие на подошве механического прижима, Н	8350	11000 ± 100	-	-
Номинальное усилие на рукоятке механического прижима, Н	50	50	-	-
Усилие пневмоцилиндра, кг	-	-	800-1200	-
Давление в системе, атм.	-	-	6-10	6
Ход подошвы механического прижима, мм	330 ± 10	330 ± 10	-	-
Ход поршня цилиндра, мм	-	-	75	-
Объем заливаемого в гидроцилиндр масла, см3	270	270	-	-
Производительность (при сборке оконных блоков серии ОС12-15), створок/час	20	20	-	-
Габариты, мм	3100 х 990 х 1950	3100 х 990 х 1950	-	2775х1770
Масса, кг	362	450	300-1550	-
Цена, тыс. руб	37	-	От 147	-

столярный станок дверь технологический

2.2.2 Анализ результатов исследования сборочных вайм

Вайма сборочная ВСВ-1 имеет одностороннее исполнение, большие габариты, маленькая масса станка.

Вайма сборочная ВСВ-2 имеет 2 рабочие поверхности, большие габариты, маленькая масса станка.

Вайма сборочная "ЛОЗА" имеет двухстороннее исполнение, высокая производительность, размер рабочей зоны 1200х2200; 1500х2500; 2000х3000, масса в зависимости от типа исполнения.

Вайма сборочная "ИУ-11" благодаря наличию большого числа отверстий на рабочей поверхности возможна сборка изделий любых размеров, на превышающих 2775х1770 мм.

Из всего выше сказанного, делаем выводы: Самым оптимальным оборудованием для сборки окон является сборочная вайма "ЛОЗА", за счет двустороннего исполнения имеет достаточно высокую производительность. Также имеет высокую точность сборки и приемлемую цену.



Выводы

В ходе выполнения исследовательской части было выбрано оптимальное оборудование для формирования шипов на деталях массивных дверей, которым является односторонний шипорезный станок модели ТМ-105. Так как он имеет наибольший диаметр фрезы, высокую частоту вращения и невысокую стоимость.

Также было выбрано оптимальное оборудование для сборки дверей, которым является сборочная вайма "ЛОЗА". Так как она имеет высокую производительность.



3. Технологическая часть

3.1 Краткая характеристика дверей филенчатых и требования к качеству

Двери из массива дерева - один из самых дорогих вариантов конструкций. Это обусловлено тем, что для их производства используется натуральный, дорогостоящий материал. Несмотря на это, установка изделий данного типа широко практикуется в помещениях любого предназначения. По своей популярности они не уступают более доступным конструкциям из ДВП, а также прочих, недорогих материалов. Массивные дверные конструкции обладают обширным перечнем преимуществ:

- Длительный срок эксплуатации. Срок службы двери межкомнатной из массива практически не ограничен при условии соблюдения основных правил эксплуатации, регулярном уходе;

- Практичность и надежность. Изделия цельной древесины устойчивы к механическим повреждениям, они легко моются и чистятся обычными средствами;

- Широкий выбор вариантов дизайна. Эстетическая привлекательность массивных дверей не вызывает сомнений. Древесина - материал, легко поддающийся обработке, поэтому любая из дизайнерских идей находит воплощение в дереве;

- Высокая шумоизоляция. [8]

Двери в зависимости от конструкции подразделяют на следующие типы:

Г - с глухими полотнами;

О - с остекленными полотнами;

К - с остекленными качающимися полотнами;

У - со сплошным заполнением полотен, усиленные для входов в квартиры.

Двери типов Г и О изготовляют с одно- и двупольными полотнами с мелкопустотным (решетчатым) заполнением полотен, с порогом и без порога, с наплавом и без наплава, с обкладками и без обкладок, с коробками и без коробок.

Двери типа К изготовляют с двупольными полотнами, с мелкопустотным заполнением полотен, без порога, без наплава, с обкладками и без обкладок, с коробками.

Двери типа У изготовляют с однопольными глухими полотнами, с порогом, без наплава, без обкладок, с усиленными коробками или без коробок. [4]

Двери изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта (ГОСТ 475-78) по стандартам и ТУ на конкретные типы, размеры и конструкцию этих изделий и рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

Отклонения от номинальных размеров изделий и их сборочных единиц устанавливают в соответствии с ГОСТ 6449.1, и их величины должны обеспечивать отклонения от номинальных размеров зазоров в притворах не более +2 мм, а для изделий высшей категории качества - не более +1,5 мм.

Двери, их сборочные единицы и детали должны иметь правильную геометрическую форму. Покоробленность деталей не должна превышать величин предельных отклонений от номинальных размеров деталей по свободным размерам. Отклонение дверных полотен от плоскостности не должно превышать 2 мм по высоте, ширине и диагонали. Отклонение от перпендикулярности сторон дверных полотен не должно превышать 2 мм на 1 м. В угловых шиповых соединениях коробок высота провесов не должна превышать 0,5 мм, а в угловых соединениях обвязок полотен - 0,3 м. Зазоры в заплечиках шиповых соединений коробок не должны быть более 1 мм. Провесы по торцам шиповых соединений в полотнах не допускаются, а в коробках не должны быть более предельных отклонений от номинальной длины деталей.

Двери повышенной влагостойкости следует изготовлять из древесины хвойных пород: сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра. Для изготовления дверей нормальной влагостойкости, кроме древесины перечисленных пород, допускается применять древесину березы, осины, ольхи, липы, тополя и других пород, не уступающих последним по стойкости к загниванию, твердости и прочности при изгибе. Применение древесины разных пород в одной сборочной единице не допускается, за исключением сосны, ели, пихты и кедра под непрозрачное отделочное покрытие и при формировании полотна щитовых дверей.

Влажность коробок внутренних дверей и дверных полотен не должна превышать 9 (+/-3)%. Влажность древесины заделок (пробок, планок), нагелей и шкантов должна быть на 2-3% меньше влажности древесины деталей.

На любой из сторон деталей на участке длиной, равной ее ширине:

- сумма размеров всех сучков, лежащих на линии, пересекающей поверхность стороны детали в любом направлении, не должна превышать максимально допускаемого размера сучка;

- не должно быть более двух учитываемых пороков: сучков, трещин, сердцевины, глубокой червоточины, пробок и планок в нормах их ограничения.

Учитываемые пороки (трещины, частично сросшиеся сучки, червоточины, смоляные кармашки, механические повреждения) должны быть зашпатлеваны. Смоляные кармашки предварительно должны быть очищены от смолы. На лицевых поверхностях сучки диаметром более 10 мм (кроме здоровых, сросшихся и частично сросшихся) должны быть вырезаны и заделаны пробками.

Заделка пороков и дефектов обработки пробками и планками должна производиться на клею. Пробки и планки должны быть изготовлены из древесины без пороков, одной породы с деталью и установлены плотно, без зазоров, заподлицо с поверхностью детали.

Сучки учитываемых размеров, смоляные кармашки, червоточина, пробки и планки не допускаются в шиповых соединениях и в местах расположения врезных приборов и крепежных деталей (шурупов, винтов, нагелей, скрепок и др.).

На лицевых поверхностях деталей дверей под прозрачные отделочные покрытия не допускаются пороки и дефекты обработки древесины, за исключением завитков, крени, наклона волокон, глазков, сросшихся и частично сросшихся сучков и трещин шириной до 0,1 мм, допускаемых нормами ограничения.

Детали дверей допускается изготовлять клееными по толщине, ширине и длине. Склеивание древесины по толщине и ширине должно производиться на гладкую фугу по ГОСТ 9330, а по длине - на зубчатые шипы по ГОСТ 19414.

Угловые соединения деталей должны выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 9330.

Детали каркаса щитовых полотен должны быть соединены по углам на шипы или скрепки, скобки.

Для склеивания древесины, угловых соединений, приклеивания облицовок, обшивок, обкладок, нащельников, пробок, планок, деревянных нагелей и других деталей следует применять клеи средней водостойкости.

Шероховатость (Rm) лицевых поверхностей дверей по ГОСТ 7016 не должна быть более:

- под непрозрачное отделочное покрытие 200 мкм;

- под прозрачное отделочное покрытие 60 мкм.

Двери, как правило, должны изготовляться с непрозрачным покрытием. Прозрачное отделочное покрытие может применяться только при изготовлении дверей из древесины твердых лиственных, хвойных и ценных пород, подобранной по качеству, цвету и текстуре, а также дверей, облицованных рейками, обшивками или строганым шпоном.

Непрозрачное законченное отделочное покрытие должно выполняться масляными или синтетическими красками и эмалями, в том числе водоэмульсионными. Прозрачное отделочное покрытие должно производиться прозрачными лаками.

Лицевые поверхности дверей с непрозрачными и прозрачными законченными отделочными покрытиями должны быть глянцевыми или матовыми. Лицевые поверхности дверей с незаконченными лакокрасочными покрытиями и нелицевые поверхности могут быть полуглянцевыми или матовыми.

Качество лицевых деревянных поверхностей дверей с законченным отделочным покрытием должно соответствовать III классу по ГОСТ 24404, а с незаконченным отделочным покрытием - IV классу. На нелицевых поверхностях дефекты отделочных покрытий не ограничиваются, за исключением допусков лакокрасочного слоя.

Типы, размеры, отделка и качество изготовления приборов и крепежных деталей, применяемых для дверей, должны удовлетворять требованиям стандартов на эти изделия и детали и указываться в спецификации заказчика.

Остекление должно производиться с нанесением замазки с обеих сторон стекла или с применением эластичных прокладок, с дополнительным креплением стекла раскладками. Стекло, применяемое для остекления дверей, должно соответствовать ГОСТ 111, ГОСТ 5533 и ГОСТ 7481. [3]

3.2 Описание технологического процесса

1. Торцовка заготовок



1) Получение брусков необходимой длины для изготовления вертикальных брусков двери

2) Получение брусков необходимой длины с учетом припуска для обработки на шипорезном станке.

2. Строгание дверных заготовок

Чистовое продольное фрезерование вертикальных и горизонтальных брусков дверных коробок и дверей с целью получения базовой поверхности, бокового профиля и высокой чистоты поверхности заготовок.

3. Нарезание шипов и проушин на заготовках

1) Нарезание шипов и проушин на торцах вертикальных и горизонтальных брусков дверных коробок;

2) Обработка профиля на торцах горизонтальных брусков дверного полотна;

3) Нарезание пазов на вертикальных брусках дверного полотна.

4. Раскрой клееного щита на заготовки для филёнок



Получение точных размеров длины и ширины дверных филенок с исключением сколов на лицевых поверхностях.

5. Калибрование заготовок для филёнок

Калибрование с последующим шлифованием с целью получения точных размеров толщины дверных заготовок и чистоты обработанных поверхностей дверей высокого класса.

6. Профильное фрезерование заготовок

1)Профильное фрезерование филенок по контуру;

2) Профильное фрезерование брусков дверей.

7. Сборка дверей из заготовок



Сборка полотна и коробки.

9. Выборка пазов в дверях

Выборка паза под замок и под петли на дверном полотне.

10. Шлифование дверного полотна

Шлифовка: необходима для придания поверхности полотна и коробки высокой гладкости для достижения высоких эстетических результатов. Обычно процесс шлифовки это многостадийный процесс, комбинируемый с процессом грунтовки полотен перед последующей тонировкой и финишной лакировкой компонентов двери.

11. Покраска дверного полотна в сборе



Тонировка и лакировка дверной поверхности - также весьма важный процесс, неудачные результаты которых могут быть заметны с первого взгляда. На поверхность наносится лак (в два или более слоя), таким образом все поры древесины закрываются, и снижается проникновение влаги. Существует четыре основных типа лакировки: прозрачный (достигается путем нанесения тонкого слоя особо стойкого лака); тонированный (достигается путем нанесения цветного красителя); крашенный (достигается путем нанесения нескольких слоев матового или блестящего лака); крашенный на полиуретановой основе с блестящей отделкой (достигается путем нанесения нескольких слоев лака на полиуретановой основе).

3.3 Выбор оборудования

3.3.1 Четырехсторонний станок Beaver 620

Четырехсторонний станок Beaver 620 представлен на рисунке 3.1. Станок предназначен для четырехсторонней плоскостной и профильной обработки заготовок за один проход с целью получения изделий точной геометрической формы. Нарезание профиля может выполняться боковыми, верхним и нижним шпинделями. [9]

Рисунок 3.1 - Четырехсторонний станок Beaver 620

Технические характеристики станка приведены в таблице 3.1.



Таблица 3.1 - Технические характеристики четырехстороннего станка Beaver 620

Характеристика	Значение
Ширина обрабатываемой заготовки, мм	20-200
Толщина обрабатываемой заготовки, мм	6-120
Наиб. толщина сним. слоя одним шпинд., мм	5
Длина обраб. заготовки (не менее), мм	240
Скорость подачи (бесступенчатая), м/мин	6-24
Диаметр шпинделей, мм	40
Диаметр фрез наружный, мм - первого нижнего шпинделя - остальных шпинделей	110-145 110-180
Количество рабочих шпинделей, шт.	6
Частота вращения шпинделей, об/мин	6000
Суммарная мощность, кВт	44,1
Габариты, мм	4300х1600х1700
Масса, кг	4200
Цена, руб	1395992

3.3.2 Универсальный комбинированный станок К5-400Д

Универсальный комбинированный станок К5-400Д представлен на рисунке 3.2. Станок предназначен для одностороннего плоскостного строгания в размер по толщине с предварительной обработкой базовой плоскости. [10]

На станке выполняются следующие операции:

- продольная, поперечная и под углом распиловка дисковой пилой;

- строгание (фугование) по плоскости и кромке;

- рейсмусование с автоподачей заготовки;

- фрезерование поверхностей различной конфигурации и зарезание шипов;

- сверление и фрезерование пазов.



Рисунок 3.2 - Универсальный комбинированный станок К5-400Д

Технические характеристики станка приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Технические характеристики Универсального комбинированного станка К5-400Д

Характеристика	Значение
Наиб. ширина фугования и рейсмусования, мм	400
Наиб. толщина при рейсмусовании, мм	220
Наим. длина обрабатываемой заготовки, мм	200
Длина фуговальных столов, мм	2040
Количество ножей на фуговальном вале, шт	3
Скорость подачи при рейсмусовании, м/мин	7
Наиб. глубина (сверления) и длина (паза), мм	100х100
Частота вращения ножевого вала (сверла), об/мин	5200
Наиб. толщина при пилении, мм	85
Диаметр дисковой пилы, мм	315
Частота вращения пильного вала, об/мин	3450
Диаметр фрезерного шпинделя, мм	32
Наиб. диаметр устанавливаемой фрезы, мм	170
Вертикальный ход фрезерного шпинделя, мм	130
Частота вращения фрезерного шпинделя, об/мин	6000
Суммарная мощность, кВт	3+3+3=9
Габариты, мм	2020x1850x1350
Масса, кг	650
Цена, руб	205056

3.3.3 Торцовочный станок СТБ 002-01

Торцовочный станок-полуавтомат предназначен для поперечного раскроя пиломатериалов и вырезки дефектов. Высокая производительность торцовочного станка при чистом перпендикулярном пропиле. Время одного реза 0,9...1,2 сек. Управление торцовочным станком осуществляется двумя кнопками или педалью. Обеспечение безопасности за счет блокировки рабочего цикла при отсутствии заготовки или при открытии дверцы пильного узла. Торцовочный станок рекомендуется для широкого круга предприятий разной производственной мощности и профиля производства. [11]

Рисунок 3.3 - Торцовочный станок СТБ 002-01

Технические характеристики станка приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Технические характеристики торцовочного станка СТБ 002-01

Характеристика	Значение
Время одно реза, сек	0,9-1,2
Высота заготовки, мм	20-100
Ширина заготовки, мм	20-250
Сечение заготовки (максимум при предельной ширине), мм	250х50
Сечение заготовки (максимум при предельной высоте), мм	200х100
Характеристики отрезной пилы (пила в комплекте), мм	D=400, d=30, Z=60 НМ
Частота вращения шпинделя пилы, об/мин	4000
Максимальная потребляемая мощность, кВт	4,2
Рабочее давление воздуха, бар	3-5
Потребление воздуха (максимум), л/мин	70
Габаритные размеры, мм	620 х 700 х 1200
Масса, кг	120
Цена, руб	114154

3.3.4 Сверлильно-пазовальный центр с ЧПУ ALFA NC

Трех-координатный сверлильно-пазовальный центр с ЧПУ предназначен для сверления глухих и сквозных отверстий, а так же выборки пазов в деталях мебели, в оконных блоках, в коробках и дверных полотнах для последующей установки фурнитуры. Двери и детали мебели могут быть изготовлены как из массива древесины, так и из МДФ. Применяется как для эксклюзивного так и для серийного производства окон и дверей на средних и крупных предприятиях, а также в цехах по производству столярно-строительных изделий. Машина является чрезвычайно универсальной и подходящей для выполнения разнообразных операций на оконных рамах или дверных полотнах, а так же как на столярных изделиях и компонентах мебели. Программное обеспечение особенно удобно в использовании и делает переключение между задаваемыми программами очень быстрым и легким. [12]

Рисунок 3.4 - Сверлильно-пазовальный центр с ЧПУ ALFA NC

Технические характеристики станка приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Технические характеристики Сверлильно-пазовального центра с ЧПУ ALFA NC

Характеристика	Значение
Максимальные размеры обработки детали по осям X/Y/Z, мм	2800/180/150
Максимальные размеры заготовки, мм	3000х800
Диаметр инструмента, мм	16
Макс. скорость перемещения шпинделя по осям X-Y-Z, м/мин	35/6/6
Задние передвижные упоры, шт	2
Передние пневматические прижимы, шт	3
Боковые упоры (лев./прав.), шт	2
Расширение стола для поддержки заготовки, шт	2
Мощность двигателя подачи, кВт	3,3
Программируемая частота вращения двигателя, об/мин	0-18000
Угол положения фрезерного узла при фрезеровании, о	0/90о
Частота вращения шпинделя, об/мин	4500
Наклон фрезерного узла, о	-10/+45о
Давление в пневмосистеме, бар	6
Производительность компрессора, л/мин	260
Аспиранционные отверстия,	180мм, 2100мм
Масса, кг	1250
Цена, руб	1416450

3.3.5 Веерная вайма для склеивания щита RAUTEK МН-1925

Оборудование для холодного склеивания деревянных щитов с использовани...