44. Компоновка деталей и сборочных единиц в изделиях корпусной мебели. Основные конструктивные элементы, соединение деталей и сборочных единиц.

Основные конструктивные элементы изделий

В зависимости от сложности изделий из древесины они могут состоять из деталей, сборочных единиц, комплексов и комплектов.

Деталь – это изделие, изготовленное без применения сборочных операций. Но в деревообработке к деталям относятся иногда изделия, которые изготовлены путем склеивания. К ним относятся также и простейшие покупные специфицированные изделия (например, полка из ламинированной древесноволокнистой плиты). Специфицированные – это изделия, содержащие две или более детали.

Сборочная единица – это изделие, составные которого соединены между собой. Это может быть рамка, щит и коробка (рис. 6.1).

Рисунок 1.6.1- Основные конструкторские элементы:

1 - деталь; 2 - рамка; 3-щит;4- коробка

Деталь – это простейшая составная часть изделия, например, брусок.

Деталь могут быть цельными и составными. Ценные детали изготавливают из массивной древесины, а составные склеивают из листов шпона или вырезают из фанеры, столярной плиты, клееных щитов.

Детали соединяют в сборочные единицы, из которых основными являются рамка, щит и коробка.

Рамка – это конструкторский элемент, состоящий из трех и более брусков, связанных между собой угловыми и серединными вязками, высота брусков которой не превышает их двойной толщины. Бруски соединяют между собой чаще всего на одинарный или двойной шип.

Щит – это конструкторский элемент плоскостной формы. Различают щиты: массивные – склееные из брусков древесины на гладкую фугу, в паз и гребень, на рейку и круглый вставной шип; из древесностружечной, древесноволокнистой, столярной плиты; с заполнением пеноматериалами и пустотелые с реберным заполнением. Щиты могут быть облицованы шпоном, пластиком или другими облицовочными материалами.

Коробка – это конструкторский элемент, состоящий из трех и более брусков, связанных между сбой угловыми или серединными вязками, высота брусков которой больше двойной их толщены.

Классификация соединений деталей и сборочных единиц

Все соединения делятся на разъёмные и неразъёмные. Разъёмными называются соединения, которые можно разъединить, не нарушив целостность отдельных деталей. Неразъёмными называются соединения, которые нельзя разъединить, не нарушив целостность материала.

Разъёмные соединения делятся на жёсткие и подвижные. Жёсткими разъёмными называются такие соединения деталей и сборочных единиц, которые не позволяют изменять положение деталей относительно друг друга и допускают разборку. Детали и сборочные единицы в этом случае соединяются между собой с помощью шурупов, стяжек и болтов.

Неразъемные соединения (шиповые, клеевые, на гвоздях, на скобах) делятся на следующие группы: соединения при помощи клея; гвоздевые соединения; заклепочные соединения; соединения при помощи скоб; соединения с помощью литых пластмасс помощью шипов.

Разъемные соединения. Жесткие соединения

Находит применение в конструкциях неразборных столярно-мебельных изделий соединение с помощью шурупов. Сопротивление выдёргиванию шурупов из древесины и столярных плит достаточно высокое, и соединения получаются прочными и долговечными даже в работе при переменных нагрузках. Соединение с помощью шурупов относится к ограниченно разборным соединениям.

Соединения гвоздями, шпильками и скобами применяются реже и используются в неответственных конструкциях как вспомогательный вид крепления.

Подвижные соединения (на направляющих, на шарнирах, на петлях

Подвижными называются соединения, допускающие перемещение одних деталей или сборочных единиц относительно других. Такие соединения допускают перемещение деталей в одной плоскости или в разных плоскостях.

Правила конструирования изделий из древесины

Первое правило: изделия из древесины нужно конструировать так, чтобы неизбежные деформации отдельных деталей и сборочных единиц происходили свободно, без нарушения формы и прочности изделия.

Характерным примером выполнения этого правила является крепление филёнки в филёнчатой двери.

Вставленная в пазы филёнка может при увлажнении расширяться, т. к. она вставлена в пазы обвязки свободно. Зазоры должны быть рассчитаны на максимальное расширение филёнки. С другой стороны филёнка должна быть поставлена так, чтобы при максимальном уменьшении влажности она не выходила из пазов. Такая конструкция двери предохраняет филёнку от коробления и позволяет сохранять практически неизменными габаритные размеры изделия при изменении влажности древесины.

Коробление плоских клееных конструкций из массивной древесины зависит от направления годовых слоев древесины в деталях, из которых изготовлена конструкция, и от размеров делянок. Клееная конструкция из широких делянок тангентальной распиловки с одинаковым расположением годовых слоёв коробится также в одном направлении, но имеет гладкую поверхность.

Второе правило: отдельные детали и сборочные единицы изделий из древесины необходимо конструировать так, чтобы неизбежные изменения размеров и формы (коробление) были наименьшими.

Достигается это тем, что отдельные детали изготавливают не из одного куска древесины, а из нескольких меньших по размеру брусков, подобранных по направлению волокон и годичных слоев, соединённых между собой с помощью клея.

Детали по пласти и кромке надо соединять так, чтобы направление волокон в соединяемых брусках совпадало, при несовпадении направления волокон древесины прочность склеивания снижается. Коро6ление будет минимальным, если при склеивании деталей выполнять следующие правила:

а. При склеивании деталей кромками одноимённые пласти соединяемых брусков должны быть обращены в противоположные стороны, а одноимённые кромки – друг к другу.

Б. При склеивании деталей пластями одноимённые пласти соединяемых элементов должны быть обращены друг к другу. В этом случае возникающие напряжения будут взаимно уравновешиваться.

Третье правило: для обеспечения прочности, надёжности и долговечности изделия из древесины его необходимо конструировать так, чтобы направление волокон в отдельных деталях совпадало с направлением сжимающих или растягивающих внешних сил или было перпендикулярным направлению изгибающих сил.

Четвёртое правило: при конструировании изделий из древесины нужно проектировать все детали и сборочные единицы так, чтобы их можно было обрабатывать на станках.

Пятое правило: изделие из древесины необходимо конструировать так, чтобы все его детали были маломатериалоёмкими.

Шестое правило: изделие из древесины необходимо конструировать так, чтобы его детали и сборочные единицы были взаимозаменяемыми.

Седьмое правило: изделия из древесины необходимо конструировать так, чтобы наибольшее число его деталей было унифицировано и стандартизировано. Эти вопросы будут подробно рассмотрены далее

Основные конструктивные единицы изделия

К ним относятся корпус, двери, задние стенки, щики и полуящики, опоры, полки.

В современной мебели для сборки корпусов используются преимущественно винтовые и эксцентриковые стяжки различных конструкций. Разборные устанавливаются с помощью шкантов и стяжек, неразборные – шкантов и клея.

Таблица 1. 8.1 – Типы корпусов и их характеристика

Обозначение схемы (тип корпуса)	Схема сборки корпуса изделия			Характеристика
1				Корпус на проходных вертикальных стенках
2				Корпус на проходных горизонтальных стенках
3				Корпус на проходных опорных вертикальных стенках
4				Корпус на полупроходных вертикальных стенках
5				Корпус на полупроходных опорных вертикальных стенках

45. Теоретические основы взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц в изделиях из древесины. Основные понятия ГОСТа 6449-82 «Древесина и древесные материалы. Допуски и посадки». Номинальный, максимально и минимально допустимый размеры. Допуск, квалитет, посадки. Отклонения формы и расположения поверхностей.

Взаимозаменяемыми являются такие детали или сборочные единицы, сборка которых в узлы или изделия может производиться без дополнительных операций подгонки. Взаимозаменяемые детали имеют одинаковую точность изготовления. Практической базой взаимозаменяемости является технический уровень производства. Теоретической базой взаимозаменяемости служит ГОСТ 6449.1-82 «Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски и посадки». Указанные конструктором на чертежах номинальные размеры деталей не могут быть выполнены при их изготовлении абсолютно точно. Размеры реальных деталей имеют отклонения от размеров, приведенных на чертежах. Эти отклонения в определенных пределах могут допускаться без ущерба для качества изделия. Высокая точность изготовления требует высокой точности исполнения оборудования, его настройки, высокой квалификации рабочего.

Теоретические основы системы допусков и посадок

Величина допуска T при одинаковых размерах характеризует точность изготовления деталей. Чем больше Т, тем меньше точность. Чем меньше допуск, тем выше требования к условиям производства, тем сложнее технология и выше трудоемкость.

Величина допуска Т определяется по формуле:

Т = i а,

где i – единица допуска, зависящая от размера детали;

а - коэффициент, зависящий от квалитета.

Для установления допусков на линейные размеры принята единица допуска i=(0,0045 3√ D+0,001D)*10 -3мм –для размеров D<500мм

i=(0,004 D+2,1)*10 -3мм –для D>500мм

В деревообработке используются квалитеты от 10 до 18. Каждому квалитету соответствует свое значение коэффициента а:

квалитет 10 11 12 13 14 15 16 17 18

коэффициент а 64 100 160 250 400 640 1000 1600 2500

Основные понятия ГОСТа 6449-82 «Древесина и древесные материалы. Допуски и посадки». Номинальный размер, максимально и минимально допустимый размер. Верхнее и нижнее допустимое отклонение. Допуск, поле допуска. Квалитет.

ГОСТ6449.1-82 содержит допустимые отношения валов и отверстий для линейных размеров от 0 до 10.

ГОСТ6449.2-82 изделие из древесины и древесных материалов.Допуски углов устанавливают допуски призматических элементов длинной меньшей стороны угла до 2500мм.Квалитетов в этом ГОСТе нет.Устанавливают 7 степеней точности углов с 11 АТ 11 по 17 АТ 17

ГОСТ6449.3-82 Допуски формы и расположения поверхностей от номинальных размеров и квалитета.

ГОСТ6449.4-82 допуск расположения осей отверстий для крепежных деталей.

Стандартом все размеры делятся на 2 группы:

1. – валы;

2. – отверстия

К валам относятся наружные, охватываемые при сборке размеры: шипы, стенки, размеры дверей … .

К отверстиям относятся внутренние, охватывающие при сборке размеры.

Плотность соединения отверстия и вала характеризуется посадкой, которые могут быть: с зазором, с натягом и переходные.

Зазор образуется когда размер отверстия больше размера вала.

Натяг – когда размер вала до сборки больше чем размер отверстия.

Переходная посадка – это посадка, при которой возможно получение как зазора, так и натяга.

Размер - это числовое значение линейной величины в выбранных единицах измерения.

Действительный размер- размер, установленный измерением обработанной детали с допустимой погрешностью.

Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться действительный размер.

Номинальный размер - размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений (он проставляется на чертеже).

es – верхнее отклонение вала;

ei - нижнее отклонение вала;

es+ei=T

dmin – минимально допустимый размер;

dmax – максимально допустимый размер;

D – номинальный размер отверстия;

D=d.

Допуск, поле допуска, квалитет.

Допуск - разность между наибольшим и наименьшим предельным размерами или алгебраическая сумма верхнего и нижнего предельного отклонения.

Поле допуска - поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Квалитет - совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Схема расположения полей допусков.

Для линейных размеров до 500 мм рекомендуется принимать квалитеты 11и12.

12-й, 13-й квалитеты для деталей мебели, шиповые соединения окон и некоторых дверей.

14-й и15-й квалитеты - менее ответственные соединения строительных деталей и свободные размеры мебели высокого качества.

16-18-й квалитеты – несопрягаемые линейные размеры.

Для размеров свыше 500 мм допуски назначаются на один квалитет точнее.

Допуски назначают в зависимости от типа или назначения деталей:

1. тип «А» - зазоры для крепёжных деталей – предусмотрены в обеих соединяемых деталях

2. тип «Б» - зазоры для прохода крепёжной детали – предусматриваются только в одной из соединяемых деталей. Соединения типа «Б» могут быть также без резьбовой втулки или с резьбовой втулкой, например соединение винтами.

Кроме того назначение допуска зависит от вида расположения осей отверстий под крепёжные детали от базы.

Поля допусков для линейных размеров и посадки

Стандартом установлено девять квалитетов: 10, II,... 18, допуски по которым обозначаются соответственно 1Т10, 1Т11, ... 1Т18.

Установлены два основных отклонения отверстий H, J_s и одиннадцать основных отклонений валов - а, b, с,h, j_s, k, t, у, z_a, z_c, z_e.

Основное отклонение отверстий H всегда равно нулю, а J_s симметрично и равно половине допуска соответствующего квалитета, т.е. 1Т/2.

Поля допусков и числовые значения отклонений для отверстий и вала определяют по таблицам, приведенным в стандарте. При обозначении поля допуска отверстия или вала указывают размер, основное отклонение и квалитет, например, 12Н13, 12J_s15. При числовых обозначениях верхнее и нижнее предельные отклонения пишут одно под другим, например, 12^0,27 или 12_-0,42^-0,15 . Отклонение равное нулю, на чертеже не проставляют..

Оптимальная прочность соединений достигается при клеевой посадке в пределах ± 0,2 мм, при плотной бесклеевой посадке в пределах натягов от+0,1до+0,3 мм.

С целью наиболее легкой обрабатываемости древесины и с целью сокращения количества допусков, что облегчает их применение и сокращает затраты на изготовление предельных калибров, нео6ходимо учитывать свойство допусков, которые с увеличением А_nom растут медленнее. Из этих же соображений 10 и 11 квалитеты вследствие малых допусков использовать в исключительных случаях. Обозначаются верхние отклонения отверстия - ES, вала - es и нижние отклонения отверстия – EI, вала - ei, а также максимальный натяг –

Н _max максимальный зазор 3 _max.

А_max = A_о + ES, B_max = Bо + es, А_min=A_о и В_min = Во- ei.

Натяг будет равен:

Н _maх = В _maх - А _min = В_о+ еs – А_о = В_о + еs – В_о + ei = ES + ei.

Зазор будет равен:

3 _mах = А _mах – В _min = А_о + ЕS – В_о + еi = В_о +ЕS – В_о + еi = ЕS + еi.

Допуски формы и расположения поверхностей

Допуски формы и расположения поверхностей устанавливают по

ГОСТ6449.3-82. Отклонения и допуски формы и расположения поверхности делятся на три группы:

отклонения и допуски формы;

отклонения и допуски расположения;

суммарные отклонения и допуски формы и расположения.

Отклонения и допуски формы включают в себя:

отклонения от прямолинейности (в плоскости, оси, в пространстве) (— );

отклонения от плоскостности ( );

отклонение от цилиндричности - допуск цилиндричности ()

Отклонения и допуски расположения включают в себя:

отклонения от параллельности - допуск параллельности ( //);

отклонения от перпендикулярности - допуск перпендикулярности (_]_);

отклонения от соосности - допуск соосности ( © );

отклонения от симметричности - допуск симметричности (-^-);

отклонения от пересечения осей - допуск пересечения осей ( X ).

Суммарные отклонения и допуски формы и расположения включают:

отклонения формы заданного профиля;

отклонения формы заданной поверхности.