Как выбрать деревообрабатывающие инструменты для мебельной производственной линии?

Мы знаем, что производство мебели из плит включает такие процессы, как раскрой, фрезеровка, кромкование, сверление, сборка и упаковка. Для мебели из плит обычно выбирают древесностружечные или MDF-плиты в качестве основы, с меламиновым покрытием. На мебельных фабриках для раскроя обычно используют дисковые пилы с подвижным столом, ленточные пилы и электронные раскройные пилы. Выбор подходящего пильного диска — это эффективный способ обеспечить качество резки, повысить производительность и снизить затраты.

На этапе раскроя пиловочные диски делятся на твердосплавные и алмазные диски.  

(1) Твердосплавные диски благодаря своей низкой стоимости, возможности многократного затачивания и хорошему качеству реза используются почти на всех мебельных фабриках. Однако у них есть явный недостаток — они быстро изнашиваются и требуют частой замены, что снижает производительность.  

(2) Алмазные режущие инструменты обладают крайне высокой твердостью и износостойкостью, коэффициент трения у них ниже, чем у инструментов из других материалов, а ещё у них высокий коэффициент теплопроводности и низкий коэффициент теплового расширения. Их лезвия очень острые, опилки тонкие. Тем не менее, из-за особенностей материала у алмазных инструментов низкая ударная вязкость и плохая тепловая стабильность, и при столкновении с примесями в обрабатываемом материале (гвозди, камни и т. п.) может происходить скалывание зубьев. В целом же по эффективности и соотношению цена/качество алмазные инструменты больше подходят для мебельного производства.  

Кроме того, у обычных раскроечных станков два вала, к которым установлены два диска: передний — разметочный диск с прямым резом, задний — основной диск с обратным резом.  

(1) Ширина реза зависит от самого диска. Обычно из-за глубины погружения разметочного диска 1,5–3 мм его фактическая ширина реза немного больше, чем у основного диска. Основной диск обычно имеет зубья форм FZ, TR (ступенчатые плоские), WZ (лево-правые) или TR (ступенчатые).  

(2) По материалу реза: a) при раскрое высокоплотной MDF, неокрашенных ДСП и меламиновых плит необходимо использовать диски с левыми и правыми зубьями (WZ), чтобы гарантировать разрыв волокон и отсутствие сколов; b) при раскрое меламиновых плит на основе средней и высокой плотности MDF и ДСП из-за высокой клеящей способности и твёрдости лучше подходят диски с прямыми ступенчатыми зубьями (FZ, TR), которые обеспечивают хороший рез и износостойкость; c) при резке более твёрдых цементосодержащих плит и кварцевых плит нужно использовать диски с зубьями типа TR.  

(3) Высота реза определяется диаметром диска и материалом заготовки, а рабочая скорость диска зависит от его диаметра. При использовании диск должен вращаться ровно, резать равномерно, а подача на каждый зуб быть одинаковой. При раскрое меламиновой поверхности древесных плит обычная подача на зуб составляет 0,1–0,15 мм.

Далее мы поговорим о точной подрезке и фрезеровке. На этом этапе мы используем подвесной фрезерный станок для непрямолинейной или точной подрезки плит. Фрезы, используемые на подвесном станке, выбираются в зависимости от профиля фрезы и диаметра шпинделя.

(1) Обычно можно выбрать пять видов фрез: быстрорежущая сталь, цельнокарборидная, сменные твердосплавные пластины, фрезы с покрытием и алмазные фрезы.

(2) Концевые фрезы из быстрорежущей стали имеют широкий диапазон применения и гибкие требования к использованию. Даже если условия резки выбраны немного неправильно, проблем не возникает. Но точность обработки невысокая, а обороты и подача ограничены.

(3) Наиболее часто на рынке используются цельнокарборидные фрезы, так как они недорогие и многообразные по форме. Но главный минус в том, что они быстро изнашиваются, и для массового производства мебели их стоимость может быть высокой. Кроме того, условия резки для карборидных фрез должны строго соответствовать требованиям, что ограничивает их применение.

(4) Сменные твердосплавные фрезы позволяют снизить затраты, просто перетачивая или заменяя пластины. Минус в том, что первоначальные инвестиции выше, чем у цельнокарборидных, к тому же к точности корпуса фрезы предъявляются высокие требования. Ограничения по размерам и формам также ограничивают их рынок.

(5) Фрезы с покрытием имеют на поверхности металлическое износостойкое покрытие, нанесённое на стальной или карборидный корпус. Однако их высокая цена сдерживает популярность.

(6) Для крупных производств наиболее подходят алмазные фрезы: они значительно повышают производительность, снижают общие затраты и обеспечивают идеальное качество обработки. Из-за дороговизны алмазных инструментов их использование в мебельной промышленности ограничено, но в долгосрочной перспективе они имеют большой потенциал.

В плане кромкооблицовочных процессов качество кромки в корпусной мебели является важным показателем качества мебельной продукции.

Поэтому правильная настройка инструментов на кромкооблицовочном станке становится очень важной.

(1) На обычных кромкооблицовочных станках базовыми инструментами являются предрезной нож, отрезная пила, грубая фреза, чистовая фреза, фреза для следящего реза и скребок. В зависимости от реального производства мебельной фабрики могут использоваться разные конфигурации инструментов.

(2) Использование инструментов на кромкооблицовочном станке должно соответствовать обрабатываемым панелям. Обычно можно выбирать из трёх видов: монолитные твердосплавные инструменты, твердосплавные инструменты с заменяемыми пластинами и алмазные инструменты.

(3) Выбор грубой и чистовой фрезы нужно регулировать в зависимости от толщины кромочной ленты. На практике многие мебельные фабрики используют одну и ту же чистовую фрезу R1.5 для обработки кромочных лент толщиной 0.8–2.0 мм, что часто приводит к срезанию кромок панели или ленты и требует дополнительных ручных доработок, серьёзно влияя на качество кромки.

В плане сверлильных процессов чаще всего используют сверление с помощью вырубных сверл, в основном применяются монолитные твердосплавные сверла. При выборе сверла учитывают точность обработки и технические параметры. Рабочая часть инструмента в мебельном производстве отвечает за образование и обработку стружки, включая режущую кромку, структуру для коротких или закрученных стружек, а также пространство для удаления или накопления стружки.

(1) Геометрические параметры режущей части инструмента сильно влияют на эффективность резания и качество обработки. Увеличение переднего угла уменьшает пластическую деформацию при продавливании слоя на передней поверхности и снижает трение стружки при прохождении через переднюю часть. Повышение переднего угла снижает прочность режущей кромки и уменьшает площадь охлаждения режущей части.

(2) При выборе углов инструмента нужно учитывать множество факторов: материал заготовки, материал инструмента, характер обработки (черновая или чистовая) и т.д., исходя из реальных условий. Обычно под углом инструмента понимается обозначенный при изготовлении и измерении угол.

(3) Материал для изготовления инструмента должен обладать высокой твёрдостью при высоких температурах и износостойкостью, необходимой прочностью на изгиб, ударной вязкостью и химической инертностью, хорошими технологическими свойствами (обработка стружки, ковка, термообработка и т.д.) и не деформироваться.

В целом, мебельные предприятия используют большое количество различных деревообрабатывающих инструментов. Правильный выбор инструментов позволяет повысить качество продукции, увеличить эффективность оборудования и одновременно снизить общие затраты.