Разработка технологического процесса изготовления шкафа для одежды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Сибирский государственный технологический университет

Факультет механической технологии древесины

Кафедра технологии деревообработки

Курсовой проект

Разработка технологического процесса изготовления шкафа для одежды

Руководитель:

Л.В. Пахнутова

Разработал:

Ж.В. Сорокина



Содержание

Введение

1. Разработка конструкции мебели

1.1 Выбор способов крепления сборочных единиц и деталей изделия

1.2 Составление спецификации сборочных единиц и деталей изделия

1.3 Техническое описание изделия

2. Расчет древесных материалов

2.1 Расчет количества древесных материалов на 1000 изделий

2.2 Расчет количества отходов

3. Разработка технологического процесса изготовления мебели

3.1 Обоснование выбора технологии и оборудования

3.2 Разработка технологических карт

3.3 Разработка схемы технологического процесса

3.4 Расчет оборудования

3.5 Расчет трудозатрат через оперативное время

3.6 Расчет годовой программы

4. Описание технологического процесса

Заключение

Библиографический список



Введение

Мебельная отрасль, отпущенная государством в "свободное плавание", потеряла за последнее десятилетие то, без чего выпуск конкурентоспособной продукции практически невозможен. Речь идет о производственной базе, которая изношена до критического уровня. Сегодня у предприятий попросту нет достаточного количества современного оборудования, к тому же отечественные мебельщики не владеют многими новейшими технологиями. Поскольку в стране не развито производство качественных плитных материалов, фурнитуры и других комплектующих, производители вынуждены использовать импортные компоненты, что значительно удорожает производство продукции, а значит, увеличивает цену изделия, что при засилье импорта просто загоняет российского производителя в угол.

Российские мебельщики готовы полностью обеспечить страну своей продукцией, но только если государство поставит на пути импорта заградительные пошлины. На долю мебельной отрасли приходится порядка 10% объема продаж лесопромышленного производства. Сегодня мебель выпускают почти 3,5 тысячи предприятий в 77 регионах страны. За первое полугодие 2002 года мебели изготовлено на сумму $368,1 млн. при росте производства в 10,8% по сравнению с аналогичным периодом 2001 года.

По итогам первых 3 месяцев текущего года на долю Северо-Западного региона пришлось 13,1% от общего объема производства в стране. Несмотря на то, что в Северо-Западном регионе сконцентрировано 54% всех лесных запасов европейской части России, лидером в мебельной отрасли является Центральный федеральный округ, на территории которого расположено самое большое мебельное предприятие не только этого региона, но и всей страны - ОАО "ПМО "Шатура". По данным Ассоциации предприятий мебельной и деревообрабатывающей промышленности, объем производства мебели на этом предприятии в 2001 году составил около $76,7 млн., или 10,6% от общего годового производства мебели в России ($739,2 млн.).

Самым значимым мебельным предприятием Северо-Запада является ОАО МКО "Севзапмебелъ". Его доля в 2001 году составила 2,59% от общего объема производства по России и порядка 56% рынка Петербурга.

Основными задачами выполнения курсового проекта являются:

- систематизация, закрепление и расширение знаний, умений и навыков;

- овладение навыками проектирования изделий из древесины: проведения предпроектных исследований, разработки конструкторских чертежей и конструкторской документации;

- овладение навыками самостоятельной работы со специальной литературой (каталогами, справочниками и др.);

- овладение навыками практического применения полученных теоретических знаний при выборе варианта технологии и разработке рационального технологического процесса и проведения технологических расчетов.

Актуальность проекта очевидна, ввиду многообразия созданных больших и средних мебельных предприятий, мало малых предприятий способных выпускать качественную и недорогую мебель для массового покупателя.

Цель нашего проектирования - разработать конструкцию изделия мебели. Для этого мы разработаем проект, в котором поэтапно распишем технологию изготовления нашего изделия.



1. Разработка конструкции мебели

В соответствии с заданием, исходя из габаритных размеров изделия, определяются расположение его функциональных элементов.

Таблица 1. Спецификация деталей и сборочных единиц

Наименование деталей	Количество деталей, шт.	Габаритные размеры, мм
		длина	ширина	высота
1 Стенка боковая	2	1728	580	16
2 Щит горизонтальный	2	1292	564	16
3 Полка	4	554	440	16
4 Дверь	3	1718	436	16
5 Перегородка	1	1596	564	16
6 Цокольная планка	1	1292	100	16
7 Стенка задняя	1	1716	1320	4

1.1 Выбор способов крепления сборочных единиц и деталей изделия

Способы крепления сборочных единиц и деталей изделия представлены в альбоме чертежей на формате А3 и сопровождаются спецификацией сборочных единиц и деталей.

1.2 Составление спецификации сборочных единиц и деталей изделия

Для составления спецификации деталей, исходя из общего вида изделия, рассчитывают их габаритные размеры, принимая величину технологических свесов, а также зазоров между дверями, равными 2 мм при толщине щита 16 мм. Форма спецификаций установлена ГОСТ 2.108-68, а порядок их заполнения приведен в РТМ 13-0273250-4-85. При записи деталей одного наименования, например, облицовки кромок, выполненных из одного материала, но отличающихся размерами, записывают общую часть наименования этих деталей (заголовка). Под ним записывают для каждой детали их размеры. Изделия, выбранные по каталогам мебельной фурнитуры, допускается вносить в раздел «прочие изделия». В графе «наименование» записывают название каталога, а после него с сокращением - наименование мебельной фурнитуры и ее обозначение.

1.3 Техническое описание изделия

Техническое описание распространяется на шкаф для платья и белья, общие требования к которому установлены ГОСТ 16371-93 «Мебель. Общие технические условия».

1. Описание изделия

Шкаф для платья и белья может входить в состав набора корпусной мебели «Ангара», предназначенного для оборудования комнат в жилых квартирах.

За тремя распашными дверями два отделения, разделённые перегородкой: в левом отделении - полки для белья, в правом - штанга для одежды. На левой двери правого отделения с внутренней стороны устанавливается лоток для мелочей, галстукодержатель, допускается устанавливать зеркало.

Пласты и кромки щитов облицованы шпоном синтетическим.

2. Общий вид, внутреннее устройство, функциональные и габаритные размеры.

Габаритные размеры должны соответствовать указанным в чертежах.

Предельные отклонения от номинальных размеров должны быть выполнены в соответствии с конструкторской документацией и ГОСТ 6449-82.

3. Конструкция и материалы.

Изделие разборной конструкции, сборка производится на стяжках и шкантах, также конструктивно есть возможность изготавливать комплекты для сборки «евро болтами».

Распашные двери устанавливаются на специальные крепления, конструктивно расположенные в местах, не мешающих установки полок и регулировки самих дверок.

Рисунок 1. Шкаф для платья и белья

В изделии могут, применяется ручка-скоба 1.2-И-18 или другая типовая и специальная фурнитура на одной ножке согласно ОСТ 13-40-89 «Фурнитура мебельная. Общие технические условия».

Полка устанавливается на полкодержателях.

Задняя стенка устанавливается в «накладку» и крепится шурупами или скобами.

Декоративные профильные раскладки из древесины хвойных и лиственных пород, пластмасс или ППУ крепятся гвоздями или шпильками.

Щитовые элементы выполнены из плиты древесностружечной по ГОСТ 10632-89.

Задняя стенка выполняется из твердой древесноволокнистой плиты по ГОСТ 8904-81 или по ГОСТ 4598-86 с последующим лакокрасочным покрытием.

Штанга для одежды - из древесины твердых лиственных пород, полимерных материалов или металлическая.

Шканты изготавливаются из древесины твердых лиственных пород.

Пласти щитов облицованы материалом облицовочным по ТУ 13-160-84; кромки -- материалом кромочным на основе бумаг, пропитанных термореактивными полимерами по ТУ 13-771-90.

Фурнитура должна соответствовать требованиям ОСТ 13-40-89 «Фурнитура мебельная. Общие технические условия».

Фасадные поверхности имеют защитно-декоративное покрытие лаками: МЛ-2111.А1.П.М.; «Пуроляйт» А1.П.М.; 24.10-3.А1.П.М.; лаками УФ-сушки ПЭ-2137; ПЭ-2136. При прозрачном покрытии внутренние видимые поверхности имеют защитно-декоративное покрытие лаками: НЦ-218.А2.П.ПГ.; «Пуроляйт» А2.П.М.; МЛ-2111.А2.П.М.; 24.10-3.А2.П.М.; грунтовками ПЭ-0211; ПЭ-0243.

Кромки облицовываются материалом кромочным. Допускается облицовывание кромок шпоном строганым с защитно-декоративным покрытием лаками: НЦ-218.А1.П.ПГ.; МЛ-2111.А1.П.М.; 24.10-3.А1.П.М.

Декор, выполненный из массива древесины, имеет защитно-декоративное покрытие лаками: НЦ-218.А1.П.Г.; МЛ-2111.А1.П.М.; 24.10-3.А1.П.М. Допускается отделывать эмалями: НЦ-25.Б1.Н.ПГ.; ПФ- 155.Б1.Н.Г.

Допускается замена лакокрасочных материалов на другие, разрешенные Минздравом, равноценные по качеству, без внесения изменения в техническое описание.

Защитно-декоративные покрытия выполняются в соответствии с ост 13-27-82 «Покрытия защитно-декоративные на мебели из древесины и древесных материалов. Классификация и обозначение» с сохранением натурального цвета древесины или с предварительным крашением.

Все остальные показатели должны соответствовать требованиям ГОСТ 16371-93, стандартам на функциональные размеры, конструкторской документации и образцу-эталону, утвержденному в установленном порядке.

4. Маркировка и упаковка.

Каждое изделие должно иметь маркировку в виде штампа, нанесенного несмываемой краской, или приклеенные к изделию мебели бумажные ярлыки, отпечатанные типографским способом.

Маркировка должна быть четкой и содержать:

- изображение товарного знака предприятия-изготовителя;

- наименование корпорации; наименование объединения;

- наименование и местонахождение предприятия-изготовителя;

- наименование изделия мебели;

- цена изделия;

- дата выпуска;

- обозначение стандарта;

- отметка ОТК.

Упаковка и транспортировка изделия производится в соответствии с ГОСТ 16371-93. Изделия мебели в собранном виде, транспортируемые в пределах города в закрытом автотранспорте, обеспечивающем их сохранность, допускается не упаковывать.

5. Требования к мебели, поставляемой в торговую сеть в разобранном виде

Конструкция изделия предусматривает возможность сборки его на дому у покупателя без применения специального инструмента, оборудования и приспособлений.

Гайки стяжек, втулки полкодержателей устанавливаются на соответствующие элементы изделия на предприятии-изготовителе.

Отверстия под установку стяжек и фурнитуры сверлятся на предприятии-изготовителе. В задних стенках просверливаются отверстия под шурупы.

Крепежная фурнитура, не установленная на основные элементы изделия, упаковывается в пакет или коробку.

Упаковку следует производить в обрешетки дощатые неразборные, изготовленные по ТУ 13-533-83, или другие виды упаковок, отвечающих требованиям нормативно-технической документации и обеспечивающих сохранность изделия от повреждений и загрязнений.

Схемы и способ упаковки разрабатывает предприятие-изготовитель и согласовывает с местной торговой организацией.

На упаковку каждого изделия наносится маркировка согласно «Порядку маркировки бытовой мебели, реализуемой через торговую сеть».

К каждому изделию прилагается инструкция по сборке и эксплуатации мебели.

Упаковка должна обеспечивать неподвижность, сохранность углов, кромок и пластей деталей при транспортировке и хранении.

Упаковочные средства не должны загрязнять продукцию.

Масса одной упаковки в гофрокартоне не более 50 кг.



2. Расчет древесных материалов

2.1 Расчет количества древесных материалов на 1000 изделий

Расчет потребного количества материалов является необходимой частью технологической подготовки производства мебели. Расчет количества древесных материалов осуществляют с целью установления норм расхода на единицу продукции, на тысячу изделий и на годовую программу. При этом должны быть учтены все потери материалов на различных стадиях технологического процесса: при раскрое материалов на заготовки; при обработке черновых и чистовых заготовок, а также технологические потери.

Исходные данные для расчета принимаются в конструкторской документации на изделие. При расчете следует руководствоваться утвержденными справочными данными по нормам расхода сырья и материалов, приведенными в приложениях Г настоящих методических указаний. Кроме того, необходимо учитывать намеченную схему технологического процесса и входящие в его состав операции. Общее количество древесных материалов на изделие слагается из их потребности на изготовление деталей, входящих в данное изделие. Поэтому расчет материалов ведут подетально, то есть определяют вид и количество материала, необходимого для изготовления деталей каждого вида и типоразмера с учетом их количества в изделии.

Количество и нормы расхода древесных материалов устанавливают в м³ и в м². Пиломатериалы и древесностружечные плиты рассчитывают в м³, а древесноволокнистые плиты и фанеру, синтетический облицовочный материал, кромочный пластик, строганый и лущеный шпон, а также рулонные пленки - в м². Расчет ведется последовательно по всем сборочным единицам и деталям изделия. Сборочные единицы включают основу из древесностружечной плиты, облицовки пластов, облицовки кромок. Вид облицовочных материалов назначается студентом в соответствии с его творческим замыслом или (для студентов заочной формы обучения) в соответствии с вариантом задания по Учебному пособию. Расчет потребного количества материалов ведется на 1000 изделий и оформляется в виде ведомости расчета древесных материалов.

Графы таблицы 1 с первой по девятую заполняют на основании сборочных и рабочих чертежей и спецификаций на изделие и сборочные единицы. Объем деталей, изготовляемых из древесностружечных плит или пиломатериалов, определяют путем умножения количества деталей на изделие на длину, ширину и толщину. Количество листовых материалов определяют по площади - произведением данных граф 6, 7, 8. Результаты расчетов в м³ или в м² записывают в графу 10.

После определения объема или площади деталей на изделие по таблицам 1-3 приложения Г находят припуски на механическую обработку по длине и ширине и записывают их в графы 11 и 12 ведомости расчета материалов. Величина припуска должна учитывать все операции, определяющие габаритные размеры заготовки в процессе превращения ее в деталь. Без припусков на обработку выпиливают детали из древесноволокнистых плит и фанеры, не подлежащих склеиванию и облицовыванию, а также щиты из древесностружечных и столярных плит, которые не подлежат облицовыванию и обрамляют раскладками и брусками. Затем путем суммирования размеров основы в чистоте с припусками на механическую работку с учетом принятой кратности, вычисляют размеры заготовок основы по длине, ширине и толщине и записывают их в графы 14, 15 и 16. Размеры заготовок облицовок пластов и продольных кромок определяют исходя из размеров заготовок основы и установленных припусков на строганый шпон или другой облицовочный материал, то есть для определения размеров заготовки облицовки припуск на облицовочный материал прибавляют к размерам заготовки основы. Объём (м³) или площадь (м²) комплекта заготовок на изделие определяют путём умножения чисел, приведенных в графах 6, 14, 15, и (если определяется объем) 16 и записывают в графу 17. В графе 18 записывают объём или площадь комплекта заготовок на 1000 изделий.

Далее необходимо определить превышение количества материала в заготовках против действительной потребности с учетом того, что часть заготовок будет отбракована в процессе производства вследствие возможных дефектов материала, при настройке станков и т.п. В связи с этим устанавливается нормативный процент запаса на технологические потери и определяется объем или площадь заготовок с учетом технологических потерь. В графе 19 проставляют процент производственных и технологических потерь, который определяют по таблице 4 приложения Г. В графе 20 указывают объем или площадь заготовок с учетом производственных и технологических потерь (К_т), то есть данные графы 18 умножают на (100 + К_т) и делят на 100.

Общий объем или площадь древесных материалов, расходуемых на 1000 изделий (графа 22), определяют делением объема или площади заготовок (графа 20) на процент выхода заготовок при раскрое (графа 21) и умножением результата на 100. Коэффициент полезного выхода при раскрое по каждому виду материала определяется составлением карт раскроя (для древесностружечных плит) или по таблице 5 приложения Г.

Рациональный расход плитных и листовых материалов представляет собой математическую задачу, которую решают графически, составляя карты раскроя. Карта представляет собой эскиз плана раскроя древесностружечной плиты стандартного формата (например, наиболее широко используемые форматы: 3500 Ч 1750 мм; 3660 Ч 1830 мм) на заготовки требуемых размеров. При составлении карт необходимо найти такой вариант раскроя, который можно выполнить на оборудовании (технически осуществимый) и который обеспечивал бы наиболее рациональное использование материала. Раскрой может быть индивидуальным (один типоразмер) или смешанным (несколько типоразмеров). В данном курсовом проекте предлагается составить возможные варианты карт индивидуального раскроя для получения одной крупногабаритной заготовки (боковой стенки). В данном случае заготовка детали боковой стенки из древесностружечной плиты имеет габаритные размеры 1728 Ч 580 мм, и, следовательно, рационально раскраивать плиты наибольших габаритных размеров, а именно 3660 Ч 1830 мм. При составлении карт раскроя необходимо учитывать ширину пропила, которая равна 4 мм.

В соответствии с данными карт раскроя определяют полезный выход заготовок П, %, по формуле:

где S_заг - площадь заготовки, м²;

S_пл - площадь древесностружечной плиты, м²;

n - количество заготовок, получаемых из одной плиты.

.

В рассмотренном примере полезный выход заготовок по обеим картам раскроя составляет 90 %. Следовательно, необходимо провести оптимизацию карт раскроя для повышения рационального раскроя древесностружечных плит на заготовки. Показателем эффективности использования древесных материалов является процент чистого выхода, который определяют для каждого вида материала отношением объема или площади деталей на 1000 изделий к объему или площади требуемых древесных материалов и умножением на 100. В итоге подсчитывают общий расход материалов по видам (ДСтП, шпона, кромочного материала, ДВП) для граф 10, 20, 22 и определяют средний процент чистого выхода (графа 23). Итоговые значения проставляются в последних строках ведомости. При изготовлении деталей небольших размеров должны использоваться кратные заготовки, которые позволяют более экономно расходовать материалы, улучшить условия механической обработки, погрузочно-разгрузочных работ и транспортных операций. В кратных заготовках рассчитываются детали, хотя бы один из размеров которых меньше 245 мм (в соответствии с технической характеристикой оборудования для раскроя ДСтП).

Расход материалов на такие заготовки приводится в общей ведомости. Вначале приводятся размеры детали и их количество в одном изделии. Ниже приводятся размеры основы с увеличением (обычно одного из размеров) в целое число раз с учетом ширины пропилов (не менее 4 мм на один пропил для последующего дораскроя в размер). Кратность указывается в знаменателе числа деталей в изделии. По аналогии с материалом основы рассчитывается облицовка пласти. Облицовки кромок рассчитываются как для самостоятельных деталей. Например, в конструкцию изделия входит ящик, лицевая стенка которого имеет размеры 440Ч150 мм. Размер двукратной основы в чистоте с учетом ширины пропила будет равен 440Ч304 мм. На эти размеры определяется величина припуска. Количество таких основ на изделие равно 1/2. Далее все расчеты ведутся по рассмотренной методике и заносятся в ведомость.

2.2 Расчет количества отходов

В процессе раскроя материалов на заготовки и последующей механической обработки заготовок до чистовых размеров деталей изделия мебели образуются производственные отходы. Количество отходов по стадиям обработки определяют, используя итоговые данные расчета древесных материалов. Результаты расчета количества отходов сводят в ведомость «Баланс перерабатываемой древесины и расчет количества отходов». В графе 1 записывают наименования материалов и указывают единицы физических величин. Затем записывают расход материала на 1000 изделий: в графе 2 - количество материала в сырье; в графе 3 - в заготовках с учетом технологических потерь; в графе 4 - в чистоте. Количество отходов при раскрое равно разности объема древесных материалов и объема заготовок с учетом технологических потерь. При раскрое материалов отходы получаются в виде обрезков, опилок и пыли. Далее приведенное в расчетах процентное распределение видов отходов принято усреднено.

Количество обрезков древесностружечных плит составляет 90 %; количество опилок и пыли - 10 % от всего количества отходов ДСтП при раскрое. Количество обрезков древесноволокнистых плит составляет 95 %; количество опилок и пыли - 5 %. При безопилочном раскрое облицовочных материалов (шпона, материала кромочного) на заготовки все 100 % отходов составляют обрезки; отходы в виде опилок и пыли отсутствуют.

Количество отходов при механической обработке заготовок равно разности объема заготовок с учетом технологических потерь и объема деталей в чистоте. При механической обработке заготовок образуются отходы в виде обрезков, опилок и пыли. Отходы в виде стружек при форматной обработке заготовок из древесностружечных плит не образуются. Кроме того, в данные отходы заложены технологические потери, необходимые для технологической подготовки производства. Они относятся к кусковым отходам.

В связи с тем, что заготовки из древесноволокнистых плит не подлежат обработке, графы с 10 по 16 не заполняются. Все количество отходов определяется как разница между количеством материала в сырье и в заготовках. Технологические потери ДВП образуются на стадии раскроя в виде кусковых отходов. Количество обрезков материала кромочного составляет 8 % отходов при механической обработке. Они образуются как технологические потери. Остальные отходы по фракции соответствуют опилкам и пыли. Механическая обработка заготовок осуществляется на стадии облицовывания кромок щитов и заключается в форматной обрезке заготовок из древесностружечных плит, облицованных по пластям строганым шпоном. Опиливание припусков по длине и ширине производится дисковыми пилами, причем на одном валу с основной пилой установлена пила-дробилка, которая измельчает часть припуска до фракции опилок и пыли. Поэтому для обоих видов материалов при обработке образуется отходы только в виде опилок и пыли - 70 %. Заложенные технологические потери при обработке заготовок представляют собой кусковые отходы - и принимаются 30 % от всего количества отходов как для материала основы, так и для материала облицовки пласта.

Для определения общего количества потерь материалов по видам отходов суммируется количество обрезков, опилок и пыли, которые получаются при раскрое и при обработке заготовок, итоги записываются в графы 17 и 19. Отходы в виде обрезков суммируют и записывают в графу 17, в виде опилок и пыли - данные граф 9 и 16 суммируют и записывают в графу 19. Суммы обрезков определяются по видам материалов, количество опилок и пыли определяется общей суммой, выраженной в м³. В производстве деталей мебели существуют безвозвратные отходы. Потери обрезков в среднем составляют 2 % от общего их количества, поэтому в графу 20 записывают данные графы 17, умноженные на 0,98. Потери опилок и пыли составляют 10 % от их количества, поэтому в графу 22 записывают суммированные данные графы 19, умноженные на 0,90.

Полученные отходы могут быть деловыми, то есть возвращенными в производство в качестве вторичного сырья, и топливными. После расчета количества отходов разработчик курсового проекта должен наметить пути использования отходов. Рекомендации должны быть приведены в нижней свободной части ведомости «Баланс перерабатываемой древесины и расчет количества отходов» с указанием количества и области применения отходов, полученных при изготовлении изделия мебели. Для изготовления товаров народного потребления (ТНП) или сращивания может быть пригодно 80 % обрезков древесностружечных плит, 30 % обрезков строганого шпона и 90 % обрезков древесноволокнистых плит, полученных при раскрое. Для изготовления древесностружечных плит могут быть использованы практически все измельченные отходы, полученные при раскрое и в результате механической обработки заготовок из древесностружечных плит, облицованных по пласту строганым шпоном. Это направление использования тем целесообразнее, чем больше производственная программа выпуска изделий. Использование таких отходов в качестве топлива не желательно в связи с их токсичностью. Для технологической подготовки производственного процесса предусматриваются технологические потери древесностружечных и древесноволокнистых плит, строганого шпона. Как правило, количество топливных отходов составляет разность между общим количеством отходами и деловыми. Расчет древесных материалов на годовую программу выполняется после определения производственной программы. Расход материала на одно изделие (единицу продукции) рассчитывается на основе результатов расчета древесных материалов на 1000 изделий.

3. Разработка технологического процесса изготовления мебели

3.1 Обоснование выбора технологии и оборудования

При выборе оборудования необходимо учитывать масштаб производства. Для крупносерийного и массового производства технологический процесс целесообразно строить по принципу поточного производства с использованием автоматических и полуавтоматических линий. При небольших объемах выпуска и быстро меняющемся ассортименте изделий, в частности, при работе предприятия по заказам, целесообразно использовать универсальное оборудование, которое не отличается высокой производительностью, но легко может быть перенастроено для выполнения различных технологических операций.

Основные этапы изготовления сборочных единиц мебели на основе ДСтП включают следующие операции:

- раскрой плитных материалов;

- калибрование заготовок основы;

- раскрой шпона;

- кромкофугование;

- формирование заготовок облицовок;

- ребросклеивание и упрочнение кромок;

- облицовывание пластов;

- выдержка после прессования;

- форматная обработка черновых заготовок в размер;

- облицовывание кромок;

- шлифование пластов щитовых заготовок;

- сверление отверстий и выборка гнезд.

Структура технологического процесса принципиально зависит от вида выбранных конструкционных и облицовочных материалов. Если для облицовывания заготовок принят синтетический облицовочный материал, то исключаются технологические операции по подготовке строганого шпона и шлифованию пластей. Если в качестве исходного конструкционного материала приняты ламинированные древесностружечные плиты, то не требуется выполнять операции по подготовке основы и облицовочных материалов и операцию облицовывания пластей. Чтобы произвести выбор оборудования, необходимо проанализировать характеристики применяющегося в настоящее время оборудования для каждой из намеченных операций. Выбор марки станка или линии необходимо согласовать с материалом и размерами деталей или заготовок.

Раскрой древесностружечных плит. Для раскроя древесностружечных плит, заготовки из которых являются основным конструкционных материалом при изготовлении щитовой мебели, используются отечественные станки ЦТЗФ-1, ЦТ4Ф, ЦТМФ-1 и линия МРП -1. Линия МРП-1 создана на базе станка ЦТМФ-1 и укомплектована укладчиком УЩ130 и разгрузочным конвейером, значительно улучшающими условия работы и повышающими производительность. В линии автоматизирована загрузка плит, укладка заготовок в пакет, механизированная уборка отходов. Для раскроя плит можно рекомендовать и импортное оборудование фирм «Антон», «Швабедиссен», «Тим Вуд», «Тойтоматик».

Калибрование заготовок основы. При подготовке заготовок основы к облицовыванию для достижения требуемых параметров по разнотолщинности и шероховатости поверхности производится операция калибрования. Калибрование плит может производиться на автоматических линиях МКШ-1, линиях фирм «Эльмаг», «Беттхер-Гесснер», «Бизон-Верке»; на небольших предприятиях - на двусторонних широколенточных шлифовальных станках.

Раскрой облицовочных материалов. Пачки строганого шпона могут раскраиваться на круглопильных, ленточнопильных станках и на гильотинных ножницах. Гильотинные ножницы работают по принципу бесстружечного резания, кромки листов шпона получаются прямолинейными, ровными, готовыми к операции ребросклеивания. Применяются гильотинные ножницы НГ-18-1, НГ-28-1, НГ-30-1, фирм «Таглибуе», «Торвего» и др. Раскрой синтетического облицовочного материала производится на бумагорезательных машинах 2БР-136, БРП-4М или на гильотинных ножницах. Выбор марки гильотинных ножниц определяется наибольшим размером облицовки. Если длина облицовки более 1800 мм, то выбираются станки НГ-28-1 или НГ-30-1.

Кромкофугование. Делянки строганого шпона после раскроя на круглопильных или ленточнопильных станках имеют неточные размеры и повышенную шероховатость кромок. Поэтому требуется операция фугования кромок, которая может выполняться на фрезерных, фуговальных и специализированных кромкофуговальных станках (КФ-9, КФ-9М). Технологическая цель операции фугования состоит в придании кромкам прямолинейности и выравнивании до шероховатости не более 32 мкм. В настоящее время на предприятиях более распространен раскрой шпона на гильотинных ножницах, что обеспечивает ровный рез и позволяет исключить операцию кромкофугования.

Ребросклеивание и упрочнение кромок. Ребросклеивание может производиться разными способами: клеевой нитью, клеевой лентой, клеевым швом. Более распространенным является ребросклеивание клеевой нитью на станках типа РС-9, станках фирмы «Купер» и др. Для проклейки торцов используются станки ПТШ, ПТШ2. Ребросклеивание используется при использовании натурального шпона.

Облицовывание пластей. Для облицовывания пластей заготовок шпоном и облицовочными материалами на основе пропитанных бумаг применяются автоматические линии с одноэтажными прессами. Наиболее широко применяются для этой цели отечественные линии МФП-2 (пресс АКДА 4938-1 с размерами плит 3,3Ч1,8 м) и МФП-3 (пресс АКДА 4940-1 с размерами плит 5,2Ч1,8 м), а также линии фирм «Тим-Вуд», «DXPIA-475». Более производительными являются линии МФП-3, фирмы «Вемхёнер» с большими размерами плит пресса. Полуавтоматические линии, имеющие в своем составе многоэтажные пресса, например ПЛФМ1, из-за целого ряда недостатков в настоящее время практически не используются. Облицовывание пластей заготовок декоративным бумажно-слоистым пластиком производится на гидравлическом восьмицилиндровом прессе модели АПО82МА.

При использовании рулонных облицовочных материалов или пленок целесообразнее выбирать облицовывание методом каширования. Каширование - специальный метод облицовывания поверхности рулонным эластичным материалом путем прикатывания его в вальцовых прессах. Для каширования используют искусственные кожи или бумаги. Чаще всего для этой цели используют полимерные пленки, пленки на основе поливинилхлорида (ПВХ) и термореактивные пленки на основе пропитанных бумаг. Такие пленки имеют защитный слой и не требуют отделки. Все облицовочные материалы, применяемые для каширования, должны обладать высокой эластичностью (например, РПЛЭ, РПТЭ). При облицовывании пластей кашированием значительно сокращаются трудозатраты на подготовку облицовок, исключается операция набора пакетов.

В зависимости от температуры начального склеивания облицовок с основой различают три вида каширования: холодное, теплое, горячее и каширование методом «квикстеп», которое отличается от других видов каширования дополнительной операцией -- прессованием пакетов в одноэтажном короткотактном прессе, что улучшает качество облицованной поверхности. В нашей стране разработаны линии горячего каширования МОП1 и МОП2. Линия МОП1 предназначена для каширования заготовок, а линии МОП2 - для каширования полноформатных плит. Применяются также линии зарубежного производства GFA «Бюркле», НК-2 «Фриц» и др. Номенклатура и технические характеристики оборудования приведены в учебном пособии. Технология и режимы облицовывания пластей заготовок из ДСтП различными облицовочными материалами приведены в справочнике. В качестве способа облицовывания может быть рассмотрено и ламинирование. Ламинирование -- это облицовывание плит пленочными материалами на основе пропитанных бумаг с низкой степени отверждения смолы. Ламинирование может осуществляться тремя способами:

- в многоэтажных прессах с охлаждением плит к концу прессования до 60...70 °С;

- в одноэтажных прессах без охлаждения;

- в многоэтажных и одноэтажных прессах одновременно с прессованием плит.

Способ ламинирования древесностружечных плит, осуществляемый одновременно с их изготовлением, применяется очень редко.

Форматная обработка заготовок и облицовывание кромок. Окончательная обработка мебельных щитов заключается в форматной обработке заготовок до чистовых размеров и облицовывании кромок. Как самостоятельная операция форматная обработка щитов может производиться на линиях ЦФ-2, АЛЩ-1, МФО-1 с последующим облицовыванием кромок на одно- или двусторонних кромкооблицовочных станках: МОК-2, МОК-3, МОК-4, МОК-5, МОК-6 или фирм «Райман», «Окмак», «Стефани», «Хомаг» и т.д. На линиях МФК-2, МФК-3, линиях фирм «Канима», «Ярома» последовательно выполняются операции форматной обработки и облицовывания кромок. На линии фирмы «Тим-Вуд» кроме указанных операций может производиться чистовое шлифование пластей с двух сторон, а фирмы «Окмак» - сверление отверстий в пластях и кромках с последующей забивкой шкантов.

Сверление гнезд и отверстий. Для сверления отверстий под фурнитуру могут быть использованы многошпиндельные горизонтально-вертикальные станки СГВП-1, СГВП-1А, ПС-251С, П700, станки сверлильно-присадочные ССП25, СВП-2, СВА-2, СВА-2М, фрезерно-копировальные ВФК-2, ВФК-3. При обосновании выбора данного оборудования необходимо ориентироваться на назначение, диаметр отверстий и гнезд, их количество, габаритные размеры заготовок.

Шлифование пластей. Детали, облицованные строганым шпоном, необходимо шлифовать по пласти до заданной шероховатости. Для шлифования пластей облицованных щитов применяются узколенточные станки марок ШлПС-9, ШлПС-10, ШлПС-12 и линии на их основе МШП-3, МШП-4. на этом оборудовании за один проход шлифуется одна сторона заготовки, для шлифования второй стороны требуется второй проход. Менее производительными являются станки ШлПС-7, ШлПС-8. Для шлифования рельефных деталей рекомендуется применять станки ШлПС-8МП, ШлПС-Д, ШлПС Комби.

3.2 Разработка технологических карт

Технологический процесс изготовления изделий мебели представляет собой совокупность процессов изготовления отдельных сборочных единиц и деталей. Проектирование технологического процесса изготовления изделия должно начинаться с разработки процессов изготовления отдельных деталей, отражаемых в специальном виде технологической документации - технологических картах.

Исходными материалами для составления технологических карт служат рабочие чертежи изделий и технические условия с указанием требований, предъявляемых к изделиям. Поэтому в верхней части карты всегда приводятся основные сведения о данной детали, которые могут потребоваться при назначении операции и выборе режимов обработки. В частности, в картах процессов механической обработки деталей указывается материал детали, размер в чистоте и заготовке, кратность заготовки и приводится эскиз детали в чистоте с указанием размеров и допусков, расположения гнезд и отверстий. В курсовом проекте технологическая карта составляется на самую трудоемкую сборочную единицу. Состав и последовательность операций, и оборудование для их выполнения должны выбираться с таким расчетом, чтобы необходимая обработка детали была выполнена при наименьших трудозатратах, экономном использовании материалов, с обеспечением требуемой точности и качества обработки. Во всех случаях, где возможно, следует стремиться осуществить необходимую обработку при наименьшем числе планируемых операций. Например, при большом количестве гнезд и отверстий сверление может выполняться за одну операцию на специальных многошпиндельных присадочных станках. Во всех случаях следует выбирать тот станок или агрегат, в котором большая степень механизации и автоматизации, отдавать предпочтение наиболее производительному оборудованию. Однако не следует упускать из вида качественную сторону процесса: точность обработки деталей на выбранном оборудовании должна соответствовать квалитету точности обработки, требующемуся на данном этапе обработки.

Таким образом должны быть использованы каталоги отечественных и зарубежных машиностроительных фирм. Инструмент и приспособление подбираются по таким же принципам. В первую очередь надо стремиться пользоваться стандартизированными, многопозиционными приспособлениями, автоматической загрузкой, базированием, закреплением и разгрузкой деталей. Приводятся размеры заготовок после обработки на различных операциях.

Графу технологической карты «режим работы» целесообразно выполнять лишь после того, как определились оборудование и инструмент для выполнения данной операции, так как технические возможности станка во многом определяют целесообразные скорости подачи и другие параметры режима обработки.

Режимные параметры и их значения проставляются по строке (через точку с запятой) в зависимости от особенностей технологической операции. При выполнении технологической части дипломного проекта в технологической карте проставляются разряд станочника и подсобного рабочего, норма выработки. В курсовом проекте эти данные не приводятся.

3.3 Разработка схемы технологического процесса

Для увязки маршрутов обработки всей совокупности деталей, сборочных единиц и расчета необходимого количества оборудования должна быть разработана схема технологического процесса. Схема технологического процесса представляет собой условное графическое изображение технологического процесса изготовления изделия, показывающее последовательность операций и оборудования, на котором они выполняются.

Схема технологического процесса разрабатывается на основании чертежей изделия, номенклатуры выбранного оборудования и технологических карт. Наименование сборочных единиц и деталей, входящих в изделие, вписывают в графу 2. В следующих графах схемы приводится характеристика обрабатываемых деталей и сборочных единиц: указывается материал и порода древесины, размеры деталей в чистоте, количество деталей в изделии. Все детали, собирающиеся в определенную сборочную единицу, пишут под ее наименованием. Графа 8 не подлежит заполнению. Против наименования деталей, вдоль строки, проводится линия, показывающая маршрут обработки. В местах пересечения с колонками, где указаны операции, выполняемые над этими деталями, проставляются кружки (или прямоугольники). Кружки в той же последовательности, что и выполняемые операции, соединяют между собой прямыми линиями, указывающими, на какую операцию перемещается деталь или сборочная единица. Необходимо, чтобы колонок с одноименными операциями было минимальное количество. Кроме того, не должно быть возвратов деталей к станкам, расположенным по потоку раньше. При этом следует обратить внимание на обработку кратных заготовок: облицовывание узких щитовых деталей в кратных щитах, последующей их докраскрой и облицовывание кромок после распиливания.

Для изготовления деталей и сборочных единиц приведенного в примере изделия выбран следующий состав оборудования: линия автоматическая раскроя листовых и плитных материалов МРП-1; линия калибрования щитовых заготовок МКШ-1; линия облицовывания пластов МФП-2; линия обработки и облицовывания кромок МФК-2; ножницы гильотинные НГ-30; станок ребросклеивающий РС-9А; станок круглопильный универсальный Ц6-2; станок односторонний для облицовывания кромок МОК-4 (для нестандартных и штучных деталей); станок горизонтально-вертикальный присадочный СГВП-1А.

На основании схемы технологического процесса должен быть выполнен расчет оборудования. Результаты расчета приводят в нижней части схемы технологического процесса. Нижние шесть строк схемы технологического процесса заполняют по графам 9-19 для каждой операции после расчета трудозатрат на изделие через производительность оборудования или элементы времени. Итоговую строку 1 заполняют по результатам расчета трудозатрат на 1000 изделий через производительность оборудования или элементы времени.

3.4 Расчет оборудования

Расчетное количество (n) станков для выполнения определенной операции определяется по формуле:



где N - годовая программа выпуска изделий, тыс. шт. изделий в год;

Т - трудозатраты на обработку деталей для 1000 изделий по данному виду оборудования, станко-часов;

M - располагаемое время работы оборудования в год, ч.

Величина располагаемого времени работы оборудования рассчитывается исходя из годового фонда рабочего времени. Номинальный годовой фонд времени при пятидневной рабочей неделе с учетом выходных и праздничных дней составляет 250-260 дней. В расчёте также учитываются затраты времени на периодический ремонт оборудования, продолжительность которого различна и зависит от категории сложности ремонта станков, режима их работы и принятого графика проведения ремонта. Таким образом, располагаемое время работы оборудования определяется по формуле:

где Т_см - продолжительность рабочей смены, час;

n - количество рабочих смен в сутки (коэффициент сменности);

K_сл - коэффициент, учитывающий затраты времени на ремонт оборудования в зависимости от его сложности.

Укрупненно все оборудование делится на три группы сложности: легкая группа, средняя и сложная. К лёгким станкам относятся торцовочные, ленточнопильные, фуговальные, фрезерные, ребросклеивающие, клеенаносящие, шлифовальные узколенточные, с диском и бобиной, сверлильные и т.п. К средним станкам можно отнести прирезные, рейсмусовые, односторонние шипорезные, широколенточные шлифовальные и т. п. К сложным - четырехсторонние продольно-фрезерные, двусторонние шипорезные, карусельно-фрезерные, шлифовальные трёхцилиндровые, станки-автоматы, автоматические и полуавтоматические линии. При восьмичасовом рабочем дне и двухсменной работе располагаемое время М (в часах) составит:

для лёгких станков - М = 260 • 8 • 2 • 0,97 = 4035;

для средних станков - М = 260 • 8 • 2 • 0,95 = 3952;

для сложных станков - М = 260 • 8 • 2 • 0,93 = 3869.

Полученное расчетное количество станков n, как правило, не является целым числом, поэтому фактическое число станков принимается как целое число m. Значение числа m принимается, исходя из требования, что процент загрузки оборудования Р, определяемый по формуле:

не должен превышать 120 %.

Значения располагаемого времени работы оборудования в год, трудозатраты на 1000 изделий (Т), трудозатраты на годовую программу (N•Т); расчетное количество оборудования, принятое количество оборудования и процент загрузки проставляют в соответствующих строках схемы технологического процесса по каждому виду оборудования.

Расчет трудозатрат может производиться двумя способами: через производительность оборудования и через элементы времени.

Расчет трудозатрат через производительность оборудования. В технологическом процессе может использоваться оборудование проходной или позиционной схемы обработки. Проходные операции выполняются при непрерывном движении заготовки относительно инструмента. Позиционной обработкой называют такую, которая производится при неподвижном, фиксированном положении заготовки и перемещении обрабатывающего инструмента. Производительность проходного оборудования в общем виде определяется по формуле:



где Т_см - продолжительность рабочей смены, мин;

К_м - коэффициент, учитывающий потери машинного времени; значение коэффициента зависит от различных факторов, в том числе от промежутков между подаваемыми заготовками, поэтому для коротких заготовок коэффициент К_м имеет меньшее значение, для длинных - большее;

К_р - коэффициент, учитывающий потери рабочего времени, Т_пер, на введенные в режим работы перерывы.

U - скорость подачи, м/мин;

n - количество одновременно обрабатываемых заготовок;

l_з - длина обрабатываемой стороны заготовки, м;

m - число проходов заготовки через станок.

Производительность позиционного оборудования в общем виде определяется по формуле:

где t_ц - продолжительность цикла выполнения позиционной операции или составной ее части, мин;

z - количество повторений операционного цикла.

В значение продолжительности цикла входят также усредненные затраты времени на вспомогательные приемы работы (взять заготовку из стопы, базировать на столе станка, закрепить, произвести обработку, раскрепить, отложить в стопу обработанных заготовок и т.п.). В зависимости от вида оборудования формулы определения производительности могут уточняться, и для отдельных видов оборудования приведены в методических указаниях. Исходя из данных формул общего вида и знания содержания технологической операции, студент должен уметь самостоятельно составить уточненную формулу производительности конкретного оборудования.

Например, при расчете по формуле производительности линии облицовывания пластов количество одновременно облицовываемых заготовок, n, принимается в зависимости от соотношения размеров плит пресса и размеров заготовок. После определения производительности, штук деталей или заготовок в смену, время обработки одной заготовки, то есть штучное время (t_шт), определяют отношением времени смены (Т_см) к производительности оборудования (А):

Время обработки деталей (трудозатраты) для 1000 изделий (t), которое проставляют в кружок схемы технологического процесса, определяют с учетом количества деталей, входящих в каждое изделие. Значения суммарных трудозатрат на 1000 изделий, полученные по каждому виду оборудования используются при расчете количества оборудования. Все расчеты трудозатрат через производительность оборудования сводятся в таблицу.

3.5 Расчет трудозатрат через оперативное время

Время работы оборудования содержит в себе оперативное время, косвенные затраты и перерывы. Перерывы - это время, в течение которого исполнитель не работает. Оперативное время состоит из технологического и вспомогательного времени. Технологическое время - это время непосредственной обработки заготовок, а вспомогательное - это время, затрачиваемое на перемещение и закрепление заготовки в станке или в приспособлении.

Косвенные затраты - это время, затрачиваемое на подготовку и настройку станка, инструмента и рабочего места. Они учитываются через коэффициент косвенных затрат. Для упрощения расчётов время на перерывы включается в косвенные затраты. Для одного вида оборудования коэффициенты косвенных затрат могут иметь различные значения, зависящие от числа переналадок оборудования. Число переналадок зависит от сложности конструкции изделия, главным образом от числа типоразмеров деталей в изделии. Величины оперативного времени и косвенные затраты для каждого станка и каждой операции являются справочными данными, приведенными в методических указаниях. Оперативное время t_оп, как правило, дают на n = 100 заготовок.

Время t_n, необходимое для обработки n (100) деталей, ч, определяют по формуле:

где ton - оперативное время обработки 100 деталей, час;

К - коэффициент косвенных затрат.

Время на 1000 изделий Т определяют с учётом количества деталей, входящих в изделие. Значения трудозатрат для линии МРП-1 в таблицах методических указаний не приводятся. Их находят, исходя из трудозатрат на ЦТМФ-1, и ввиду большей производительности найденные значения умножают на коэффициент 0.8.



3.6 Расчет годовой программы

Годовая программа может быть заранее заданным значением. В курсовом проекте целесообразнее определять годовую программу расчетным путем. В качестве головного оборудования выбирается наиболее дорогое и сложное оборудование. В цехах изготовления щитовой мебели таким оборудованием являются линии раскроя ДСтП, линии облицовывания пластей, линии форматной обработки и облицовывания кромок и т.п. Важным условием эффективной работы цеха является 100-процентная загрузка оборудования, выбранного в качестве головного.

Расчет годовой программы N, тыс. изделий, осуществляется по формуле:

где n - заранее принятое количество единиц головного оборудования;

Т - трудозатраты на 1000 изделий, ч, по головному оборудованию;

M - располагаемое время работы оборудования в год, ч.

По данной годовой программе рассчитывается количество всего оборудования цеха. В нашем случае годовая производственная программа рассчитана, исходя из 100 %-ной загрузки линии прессования МФП-2 при двухсменной работе:

тыс. комплектов деталей.

Принимается N = 8 тыс. комплектов деталей.

Корректировка производится по тем видам оборудования, коэффициент загрузки которых больше 100 % или меньше 60 %.При анализе загрузки оборудования необходимо руководствоваться следующими соображениями:

- при низкой загрузке станка коэффициент загрузки можно повысить, организуя его работу в одну смену при двусменной работе цеха;

- перегруженные станки можно заменить на более производительные, а недогруженные - на станки менее производительные;

- перегрузку станка можно уменьшить путем передачи части объема работ на другой, менее загруженный станок, технические возможности которого позволяют выполнить данную операцию, если это не нарушает маршрутов движения деталей;

- перегрузку станка можно уменьшить путем увеличения производительности, например, назначая более высокие по сравнению с расчетными скорости подачи на оборудовании проходного типа или, уменьшая потери машинного времени.

Решения по корректировке оборудования приводятся после итоговых данных схемы технологического процесса или самостоятельным пунктом в подразделе «Расчет оборудования» пояснительной записки.

4. Описание технологического процесса

Технологический процесс изготовления шкафа состоит в следующем. Раскрой ДСтП и ДВП, производится на линии МРП-1. Раскрой осуществляется одной продольной и десятью поперечными пилами. Новую программу подготавливают и вводят без остановки станка. Далее осуществляется калибрование древесностружечных плит ГОСТ 10632-96 устанавливается допуск по толщине полноформатных шлифованных ДСтП + 0,2 мм. Применяют автоматическую линию МКШ-1 для одновременного двустороннего калибрования и шлифования заготовок мебельных щитов из ДСтП перед облицовыванием.

...