Трудове навчання (для хлопців). 7 клас. Терещук

Розділ 3. Основи техніки, технологій і проектування

§ 9. Сучасні методи обробки деревини

Пригадай...

  • Які машини для обробки деревини ти знаєш?
  • У чому їх переваги і недоліки?

Які методи і прийоми обробки деревини використовують сьогодні

Незважаючи на велике розмаїття виробів із деревини та можливі варіанти їх конструкцій, технологія виготовлення, тобто обробки деревини, має певні закономірності, які втілені в узагальнених технологічних процесах - розпилюванні, струганні, свердлінні, точінні, шліфуванні тощо. Зазначені основні процеси обробки деревини залишаються незмінними вже тривалий час. Іншими стали хіба що способи і методи обробки деревини: на зміну ручним прийшли механічні засоби виробництва. З’явилися інструменти для обробки деревини, які приводяться в дію електроенергією, що значно скорочує час обробки, істотно підвищує продуктивність праці та якість виробів.

Крім того, розвиток науки - технології конструкційних матеріалів, теорії різання, електротехніки і т. ін. - дає змогу створювати нові способи обробки деревини. Завдяки вдосконаленню науковцями різних конструкційних матеріалів, зокрема металів та їх сплавів, з’являються нові різальні інструменти. Збільшення швидкостей і конструктивних особливостей подачі робочої частини на поверхню оброблюваної заготовки дає змогу створювати механізовані знаряддя праці.

Механізовані знаряддя - це переважно малогабаритні, іноді багатофункціональні стаціонарні чи переносні машини, які виконують усі необхідні види механічної обробки деревини.

Електричний двигун - пристрій для перетворення електричної енергії у механічну та приведення в рух машин і механізмів. Він є головним і обов’язковим (але не єдиним) елементом електроприводу. Перші електричні двигуни були винайдені ще у першій половині XIX ст.

Історія електричного двигуна починається з винайдення електрогенератора, який перетворював механічну енергію в електричну, тобто навпаки, ніж сучасний електродвигун - з електричної у механічну.

Ім’я винахідника електричного генератора достеменно невідомо. Через деякий час після публікації доповіді, проголошеної в Королівському товаристві, в якій Фарадей виклав теорію електромагнітної індукції, він знайшов у своїй поштовій скриньці листа, підписаного латинськими буквами Р. М., і прикладений до нього кресленик. Він містив опис синхронного генератора зі збудженням від постійних магнітів. Уважно розібравшись у цьому проекті, Фарадей надіслав листа і кресленик у той самий журнал, в якому була надрукована його доповідь. Він сподівався, що невідомий автор побачить публікацію свого проекту й коментар Фарадея, який високо оцінив цей винахід. Майже через півроку Р. М. надіслав до редакції журналу додаткові роз’яснення і опис запропонованої ним конструкції електрогенератора, але і цього разу побажав залишитися невідомим. Людство й досі, попри багаторічні пошуки істориків, не знає, кому ж воно зобов’язане одним із найважливіших технічних винаходів.

Рис. 87. Дизельний генератор перетворює механічну енергію в електричну

Рис. 88. Електродвигун перетворює електричну енергію у механічну

Які електричні інструменти застосовують для обробки деревини

Рис. 89. Ручний електричний дриль

Рис. 90. Ручна дискова електропилка

Для обробки деревини широко застосовують електрифіковані інструменти (електричні машини):

  • дискові електропилки;
  • електрорубанки;
  • електродрилі;
  • електрофрези;
  • електровикрутки тощо.

Усі електрифіковані інструменти для обробки деревини мають такі основні частини:

  • 1. Корпус, у якому розміщуються основні елементи інструмента.
  • 2. Електродвигун для приведення в рух різального інструмента.
  • 3. Робочий (різальний) інструмент.
  • 4. Механізм передачі для зміни швидкості руху інструмента.
  • 5. Механізм для керування та регулювання інструмента.

Розглянемо деякі електрифіковані інструменти для обробки деревини.

Електродриль (рис. 89) широко використовується під час обробки деревини - для свердління отворів різного діаметра. Завдяки значно більшій потужності, ніж у ручного коловорота чи дриля, електродриль використовують для свердління отворів не тільки у деревині, а й у багатьох інших матеріалах - металах, пластмасі, пластику тощо.

Ручна дискова електропилка (ручна циркулярна пилка) (рис. 90) - пилка з робочим органом у вигляді диска з ріжучими зубцями.

Електропилка може бути встановлена на стаціонарний (непереносний) верстат: для цього у неї є рама і кріплення.

Рис. 91. Електрорубанок

Ручний електрорубанок (рис. 91) складається з рами (основи), на якій змонтовано електродвигун. Ротор обертається у шарикових підшипниках, запресованих у кришці двигуна. Ротор одночасно виконує роботу аналогічну функції ножів у ручних рубанках - у його конструкції вмонтовано два або чотири ножі.

Опорні панелі - передня і задня - забезпечують прямолінійність стругання. Обидві панелі рухомі, вони регулюють товщину стружки.

Рубанок має дві рукоятки - передню і задню, в яку встановлено вимикач. Для швидкої зупинки ротора з ножами після вимкнення електродвигуна використовується гальмо, розташоване біля задньої рукоятки.

Стружка виходить через спеціальний патрубок, до якого може бути приєднаний будівельний пилосос чи мішок для збирання пилу. Ширина стругання може регулюватися за допомогою спеціального бокового упора, що входить у комплект до рубанка.

Електрофрезер (фрезер) (рис. 92) - ручний електроінструмент для фрезерування - фігурної обробки торців, вирізання пазів та свердління отворів. Фрезер поєднує функції фігурного рубанка, ножівки і дриля.

Фрезерування - це операція різання пласких та інших фігурних поверхонь за допомогою багатолезових інструментів - фрез.

Рис. 92. Електричний фрезер

Електрофрезер складається з основи та опори, на якій розташовані упорні гвинти для обмеження глибини фрезерування. Обмежувач, призначений для фіксації довжини фрезерування прямолінійних пазів, встановлюється в бічний паз основи та фіксується затискачем.

Фрезер має вимикач із вбудованим регулятором швидкості обертання фрези, який може фіксуватися.

Ручний електролобзик (рис. 93) застосовують для випилювання деталей чи виробів із деревини, фанери, ДВП. Пилка електролобзика, закріплена в скобі, приводиться у зворотно-поступальний рух за допомогою кулісного механізму. Вмикають лобзик натисканням кнопки вимикача, який має вбудований у клавішу регулятор швидкості для встановлення кількості зворотнопоступальних рухів пилки. Положення «увімкнено» можна зафіксувати натисканням на фіксатор, для вимкнення лобзика необхідно повторно натиснути на кнопку вимикача.

Обговоріть у творчих групах

  • Назвіть якомога більшу кількість виробів із деревини.
  • За допомогою яких способів обробки деревини можна виготовити ці вироби?

Рис. 93. Електролобзик

Для остаточної обробки виробів використовують шліфувальні машини (рис. 94). Серед основних шліфувальних пристроїв розрізняють: вібраційні, ексцентрикові, стрічкові.

Вібраційні (рис. 94, а) - шліфують або полірують через здійснення швидких зворотно-поступальних рухів. Робочий інструмент - прямокутна підошва, на якій закріплюється шліфувальний папір. Як правило, шліфувальний папір закріплюється за допомогою притискного механізму з двох сторін підошви, а також можливий варіант кріплення клейовою стрічкою.

Ексцентрикові (рис. 94, б) - шліфують та полірують через здійснення двох видів одночасних рухів - обертання по колу самої машини та обертання шліфувального диска навколо власної осі. Робочим елементом цього інструмента є кругла підошва, на якій кріпиться шліфувальний диск, який за потреби замінюють на інший.

Стрічкові (рис. 94, в) - шліфують постійним рухом в одному напрямку шліфувального паперу у вигляді стрічки, яка натягнута на два ролики. Основне призначення цієї машини - шліфування великих поверхонь.

Рис. 94. Шліфувальні машини: а - вібраційна; б - ексцентрикова; в - стрічкова

Сьогодні роботу з виробництва меблів, сувенірів та інших речей успішно виконують верстати з числовим програмним управлінням (ЧПУ) (рис. 95). Особливістю ЧПУ є те, що програмне забезпечення дозволяє повністю змоделювати і налаштувати процес виготовлення деталі на основі відповідних комп’ютерних програм.

На екрані пульта керування верстатом (комп’ютера) моделюється і відтворюється увесь технологічний процес виготовлення деталі виробу - від кількості деталей і навантаження на робочу (ріжучу) частину до кількості оброблених деталей за одиницю часу (година, день чи місяць). У програмному забезпеченні передбачено автоматичний вибір режиму різання, - у пам’яті комп’ютера реєструються і зберігаються дані про раніше обрані процеси обробки різних деталей, з яких оператор може обрати необхідний режим.

Оператор верстата з ЧПУ повинен уміти читати кресленик, працювати на комп’ютері, мати знання з фізики, математики та геометрії. Представники цієї професії мають можливості для кар’єрного росту - інженера, програміста чи технолога сучасного виробництва.

Рис. 95. Верстати з числовим програмним управлінням

Як можна економити електроенергію та матеріали під час виготовлення виробів з деревини

Для заощадження електричної енергії при обробці деревини потрібно користуватися сучасними інструментами, що мають нижчий рівень споживання електрики та вищу якість обробки заготовок і деталей. Також дедалі більше застосовують комплексні інструменти, які скорочують кількість виконуваних операцій, тим самим забезпечуючи економію електроенергії.

Безвідходне виробництво. Видатний хімік Дмитро Менделєєв стверджував, що чим досконаліше виробництво, тим менше у нього відходів. З розвитком науки і техніки кожне виробництво дедалі більше наближається до безвідходного (хоча цілком безвідходного виробництва бути не може).

Безвідходне виробництво у деревообробній промисловості - це повна переробка лісу на пиломатеріали та вироби з дерева.

Під час виготовлення виробів з деревини часто утворюється багато відходів - обрізків, стружки, тирси тощо. Для скорочення кількості відходів насамперед дбають про уникнення браку та оптимальне розмічання заготовок.

Традиційно відходи деревообробної промисловості є сировиною для виробництва ДСП, ДВП, картону, целюлози. Широко використовуються вони у сільському господарстві (тирса - як підстилковий матеріал на фермах і птахофабриках; подрібнена зелена маса, гілки, кора - для утеплення, захисту ґрунту від пересихання й обвітрювання та ін.). Особливо актуальним сьогодні є виробництво паливних брикетів і гранул для заміщення традиційних джерел енергії.

1. Які ти знаєш ручні електрифіковані знаряддя праці? Назви види робіт, які ними можна виконувати.

2. Які спільні частини є в усіх ручних електрифікованих інструментів?

3. Які переваги електрифікованих знарядь праці?

4. У чому особливість верстатів з числовим програмним управлінням?

5. Поміркуй і порівняй два можливих варіанти виготовлення власного виробу: а) ручним столярним інструментом; б) ручним електрифікованим інструментом. Назви інструмент та послідовність робіт для кожного варіанта.

6. Які спільні процеси обробки деревини будуть застосовані в обох варіантах?

7. Як досягають безвідходного виробництва в сучасній деревообробній промисловості?