3. Основы производства мебели

Столярная мебель

Производство столярной мебели, изготавливаемой из брусков или других элементов, имеющих преимущественно прямоугольную форму и прямоугольное сечение, включает следующие операции: конструирование, получение заготовок и деталей, соединение деталей в узлы, облицовку, сборку изделий, отделку.

Конструирование и изготовление опытного образца – начальная стадия производства мебели. Важным требованием конструирования является использование наиболее эффективных материалов с учетом работы входящих в изделие деталей и узлов. Например, неизбежно возникающие деформации древесных материалов при поглощении или отдаче влаги должны происходить свободно и не вызывать коробления; требуется, чтобы сечение деталей и направление волокон древесины обеспечивали прочность деталей. Мебель должна быть технологичной, т.е. должна предусматриваться минимальная трудоемкость ее изготовления. Необходимо, чтобы была соблюдена система унификации деталей и узлов. Унификация приводит, с одной стороны, к сокращению отходов, с другой — способствует организации поточного метода производства.

Чтобы избежать деформации и коробления, древесные материалы перед механической обработкой высушивают. В результате распиловки сухих древесных материалов получают заготовки. Заготовки для изготовления деталей подвергают различным механическим операциям: строганию, торцеванию строганых брусков, нарезанию шипов и проушин, долблению гнезд.

Кромки брусков некоторых заготовок подвергают фигурной обработке. Основными видами фигурной обработки кромок являются: фаска (срез острого ребра кромки под углом примерно 45°); фалец (кромка, обработанная в виде входящего прямого угла для вставки филенок и стекол); четверть (фалец одинаковой ширины и глубины, применяется для сплачивания досок); галтель (полукруглая выемка, предназначенная для украшения); калевка (фигурная обработка кромки). Чистую и гладкую поверхность получают с помощью шлифования и циклевания.

В результате механической обработки получают детали.

Деталь мебельного изделия — это простейшая его часть, изготовленная без применения сборочных операций, имеющая установленные размеры и обработанная по заданной форме.

Наиболее простой деталью столярной мебели является брусок, который применяют для изготовления ножек, проножек, вязки рамок и многих других целей. Бруски могут быть облицованы шпоном или делаться из массива древесины, иметь прямолинейную и криволинейную форму. Криволинейные выпиленные бруски обладают меньшей механической прочностью, чем прямолинейные. Это объясняется тем, что в криволинейных брусках волокна древесины перерезаны и направлены под некоторым углом к оси детали. К таким брускам относятся задние ножки столярных стульев. Для повышения прочности этих брусков увеличивают их толщину.

Для внешнего оформления мебельных изделий используют бруски небольших размеров, которые нередко имеют сложный профиль. К таким профильным брускам относятся:

• обкладка — брусок для обкладывания кромок щита или рамки;

• фриз — широкая обкладка щита или рамки, применяемая для придания мебели красивого внешнего вида;

• раскладка — бруски для обкладывания внутренних кромок рамки; с помощью раскладок закрепляют вставленные в рамки филенки или стекла;

• штапик — брусок, предназначенный для прикрытия клеевых швов и зазоров;

• бортовой штапик - который прикрепляют к нижней кромке наклонного щита; он выступает над поверхностью щита и предохраняет от сползания предметы, расположенные на наклонной поверхности;

• карниз — профильный брусок, прикрепляемый к верхней части корпусного изделия для придания ему красивого внешнего вида, а также для того, чтобы скрыть верхний горизонтальный шов;

• плинтус служит для отделки нижней части корпусных изделий, а также для маскировки нижнего горизонтального шва.

При механической обработке деталей могут возникать различные дефекты: ворсистость, мшистость, шероховатость, волнистость, отщепы, вырывы. Дефектами механической обработки являются также неточности размеров и формы деталей и элементов.

Соединение деталей в узлы. Отдельные детали мебели часто собирают в узлы — соединения деталей любого вида.

Узлы, которые представляют собой обособленную часть мебельного изделия, принято называть конструктивными элементами мебели. Важнейшие из них — рамки, коробки, щиты, скамейки.

Рамки состоят из основных продольных и поперечных брусков, образующих обвязку рамки, дополнительных средних брусков (средников), а также филенки, которую вставляют в рамку. Филенки изготовляют из клееной фанеры, древесноволокнистых плит или тонких дощечек.

Коробка представляет собой рамку, поставленную на кромки брусков или дощечек, из которых она состоит. Коробка со вставленным дном представляет собой ящик. Иногда углы рамок и коробок для повышения их жесткости скрепляют с помощью брусков, называемых бобышками.

Щит — это плоский конструктивный элемент, изготовленный из брусков, досок, толстой клееной фанеры, древесностружечных или столярных плит и других материалов и имеющий определенную форму и размеры. В зависимости от конструкции щиты могут быть сплошными и пустотелыми.

Скамейка представляет собой конструктивный элемент, собранный из царг и ножек. На скамейку ставит верхнюю часть изделия, например шкаф.

Агрегат собирается из конструктивных элементов. Агрегаты — это крупные части мебельных изделий, при соединении которых получают готовую мебель. Агрегатами мебельных изде­лий являются, например, тумбы письменных столов, нижние и верхние части буфетов.

Сборка узлов заключается в соединении деталей с помощью столярных вязок и клея, а также металлических крепежных изделий. Столярные соединения предназначены для скрепления древесных деталей под углом, по кромке и по длине. Для этой цели соединяемым частям деталей придают особый вид. Чтобы повысить прочность соединения, соприкасающиеся поверхности деталей склеивают.

Соединения под углом бывают концевые и серединные. Угловые концевые соединения получают с помощью различного вида шипов, их применяют в производстве рамок или ящиков. В таких соединениях выступающая часть одной детали (шип) плотно входит в соответствующее углубление другой детали. Углубления бывают в виде гнезд и проушин. Проушина отличается от гнезда тем, что находится на конце бруска, одна ее сторона открыта. Шипы по форме бывают прямыми круглого или прямоугольного сечения, а также в виде «ласточкиного хвоста». Последние используются главным образом для соединения передней стенки ящика с боковыми. Для увеличения площади склеивания, что обеспечивает вы­сокую прочность соединения, применяют двойные шипы. Часто при соединении мебельных деталей используют вставные круглые шипы, называемые шкантами. Шканты изготовляют из древесины твердых лиственных пород (бука или березы) либо из пластмасс.

При концевом угловом соединении брусков на прямой сквозной шип видны торцы соединяемых брусков. Такой видимый торец трудно поддается отделке и резко выделяется. Этого недостатка можно избежать при использовании для угловых концевых соединений брусков усового соединения. Усовые соединения менее прочны, чем на прямой шип, однако пониженная прочность соединения в данном случае допустима без ущерба для качества изделия и компенсируется красивым внешним видом. Усовые соединения выполняются с цельными и вставными шипами.

К угловым серединным соединениям относятся соединение с врезкой детали на всю толщину, в гребень, в награт, в полдерева.

Соединение деталей по кромке называется сплачиванием. Различают следующие способы сплачивания: на гладкую фугу, в четверть, в шпунт и гребень, на вставную рейку, на вставные шипы (шканты). Сплачивание на гладкую фугу характерно тем, что детали соединяют с помощью клея гладкими кромками. Прочность соединения в этом случае обеспечивается тщательной прифуговкой кромок по всей их длине.

При соединении в четверть в брусках на половину их тол­щины вдоль одной из кромок делают выемку прямоугольной формы.

Высокой формоустойчивостью отличается соединение в шпунт и гребень. В этом случае одна деталь вдоль кромки примерно посередине толщины должна иметь выступ (гребень), а другая — соответствующей ширины и глубины паз (шпунт).

Соединение деталей на рейку является наиболее экономичным, так как рейку можно изготовлять из отходов древесины. Рейку вставляют в пазы, выбранные в кромках деталей.

При соединении на вставные шипы в точно заданных местах деталей сверлят гнезда, в которые вставляют па клею шипы круглого сечения.

Соединение деталей по длине (сращивание) применяется очень редко при изготовлении столярной мебели, в частности для соединения концов гнутых замкнутых деталей. Однако наиболее часто для этой цели используются соединения на клип и на ус.

Прочность склеивания — важнейший фактор качества столярных изделий. Прочность склеивания зависит от качества клея, формы поверхности склеиваемых деталей, влажности дре­весины и других факторов.

Поверхности склеиваемых деталей должны быть гладкими, что обеспечивает их плотное прилегание и дает клеевой шов равномерной толщины.

После склеивания детали и узлы выдерживают в сжатом состоянии до затвердевания клея.

Внешнее оформление соединяемых деталей может быть разным. Собирают детали заподлицо, если лицевые поверхности соединяемых деталей находятся на одном уровне, а также с образованием платика или свеса.

Платик — это преднамеренно допущенный выступ одной детали над другой. С помощью платика скрывают клеевые швы. Ширина платика от 2 до 6 мм. Свесом называется платик большой ширины— от 7 до 150 мм, например свес крышки стола, свес сиденья стула.

Пороками сборки узлов являются: провесы — неровности, образовавшиеся при соединении деталей заподлицо, просветы (щели) в стыковых швах, неравномерная ширина платиков и свесов; перекосы; коробление; следы клея.

С помощью металлических крепежных деталей можно получить неподвижные и подвижные соединения. В свою очередь неподвижные соединения могут быть неразборными — с помощью шурупов, глухарей и (значительно реже) гвоздей и разборными — с помощью стяжек (шкафных и кроватных), болтов. Подвижные соединения образуются при использовании петель (полушарнирных, шарнирных, ломберных, пятниковых), а также шарнирных кронштейнов для откидных дверок.

Облицовке подвергают отдельные детали, а также щиты для придания красивого вида мебели, изготовленной из древесины малоценных пород. Процесс облицовки шпоном состоит из подготовки поверхности основы, подготовки шпона и наклейки его на основу.

При подготовке поверхности из основы удаляют сучки и заделывают образовавшиеся отверстия пробками, устраняют неровности поверхности и трещины шпаклевкой. Для облицовки больших плоскостей листы шпона, предварительно нарезанные по размерам, подбирают по породе, текстуре и цвету. Эти листы плотно склеивают полосками проклеенной бумаги для получения необходимого набора.

Основу (щит) проклеивают, накладывают на ее поверхность набор шпона и прессуют, чтобы увеличить прочность соединения шпона с основой.

При облицовке шпоном могут образоваться следующие пороки: клеевые пузыри (местные выпуклости от сгустков клея); воздушные пузыри (небольшие участки шпона, не связанные с основой и заполненные воздухом); местное выпучивание или проседание шпона от неудаленного из основы сучка; волнистость (волнистость основы после строгания); просачивание (пробой) клея; вмятины (попадание при прессовании на поверхность шпона постороннего тела); отставание шпона по кромкам и сплошное отставание; образование нахлестки (накладки) по шву; расхождение фуг (листы шпона расходятся и между ними образуется щель).

Порядок сборки определяется видом изделия и его конструкцией. Сборка готового изделия заключается в соединении конструктивных элементов и деталей с помощью шиповой вязки, а также с помощью болтов и различных стяжек. Наиболее часто для сборки изделий применяется соединение на шкантах.

При изготовлении корпусного изделия, например, шкафа, вначале собирают его низ, состоящий обычно из скамейки и щита основания. На щит основания с помощью шкантов или стяжек ставят боковые стенки и перегородку. Верхнюю часть шкафа (колпак) соединяют со стенками и перегородкой также шкантами или стяжками. После того как собран каркас, закрепляют на шурупах заднюю стенку. Затем следует навеска дверок, ящиков, крепление лицевой фурнитуры. Если сборка изделия связана с соединением узлов на клею, то необходим обжим корпуса изделия в специальных станках.

Дефектами сборки изделий могут быть превышающие нормы допуски, зазоры в проемах для дверей и ящиков, перекосы, недостаточная жесткость изделия, шатание изделия, установленного на горизонтальной площадке, неплотное прилегание дверок к притвору.

Защитно-декоративные покрытия часто наносятся на предварительно обработанную поверхность древесины. При этом применяют шпатлевку неровностей, заполнение открытых пор порозаполнителем, иногда окрашивание для усиления естественного цвета древесины или для имитации цвета древесины ценных пород.

Лакирование заключается в нанесении слоя лака в один или несколько приемов. Из различных способов нанесения лака наиболее распространены пульверизация и лаконаливной (применяется для лакирования плоских поверхностей тонкой пленкой лака, вытекающей из лаконаливной машины). Для отделки деталей или изделий сложной формы используют лакирование в электростатическом поле высокого напряжения. Вследствие разности электрических зарядов изделия и распыленного лака последний оседает на изделии тонким слоем.

Располирование используется для сглаживания лаковой пленки и придания ей блеска. Сущность этого процесса состоит в сглаживании покрытия разравнивающей жидкостью и обработке полировочной водой.

Полирование заключается в нанесении нескольких слоев лака, каждый из которых подвергают шлифованию. Последний слой лака, кроме того, полируют специальной пастой с помощью мягких щеток на полировальных станках. Толщина лаковой пленки для полирования находится в пределах 180 – 250 мкм.

Отделка пленками щитовых деталей заключается в напрессовании на основу синтетических пленок с помощью стальных полировальных листов, которые придают им высокую степень блеска.

Окраска выполняется чаще пульверизатором. Применяется как для отделки кухонной и детской мебели, так и комнатной.

Защитно-декоративные покрытия в зависимости от рода основного пленкообразующего материала подразделяют на полиэфирные, полиуретановые, мочевиноалкидные кислотного отверждения, нитроцеллюлозные, пленочные на основе термореактивных полимеров, пленочные на основе термопластичных полимеров, мочевиноформальдегидные и др.; в зависимости от оптических свойств — на прозрачные и непрозрачные (пигмен­тированные), на блестящие и матовые.

Имитация под текстуру ценной породы древесины осуществляется разными способами: печатанием, аэрографией, нанесением текстурной бумаги.

Печать наносится на щитовые детали с помощью печатного валика, на поверхности которого выгравирован или вытравлен рисунок ценной породы древесины. Для закрепления рисунка поверхность детали покрывают лаком.

Аэрография — это способ нанесения рисунка ценной породы древесины с помощью аэрографа. Краску наносят через трафарет или свободным движением аэрографа.

Резьба бывает плоской, рельефной и ажурной. Для декорирования мебели обычно применяется плоская резьба с рисунками по мотивам народного творчества. Рисунок такой резьбы углубляется в декорируемую деталь.

Инкрустация - получается врезанием в поверхность древесных деталей кусков металла, пластмассы или других материалов для получения определенного рисунка.

Интарсия представляет собой разновидность инкрустации. Рисунок образуется врезанием в поверхность древесины разноцветных кусков древесины.

Маркетри — украшение, выполненное наклеиванием на подготовленную поверхность кусков разноцветной древесины для получения определенного рисунка.

Накладной декор — это деревянный, металлический или пластмассовый накладной профильный элемент, накладной точеный элемент, высокорельефный накладной резной элемент с растительным орнаментом, элемент из жесткого пенополиуретана, имитирующий резьбу (уголки, розетки и др.).

Технологический процесс производства мягкой мебели включает изготовление деревянных каркасов, их облицовку, отделку и изготовление мягких элементов.

Мягкие элементы состоят из основания, упругой части и обивочного слоя. Основания мягких элементов могут быть жесткими, гибкими и эластичными. К жестким основаниям относят рамы и коробки с заглушинами из клееной фанеры и древесноволокнистых плит. Гибкие основания — это рамы и коробки с проволочной сеткой, полотнищами или лентами из ткани. Эластичные основания состоят из рамы или коробки с сеткой из пружины, резиновых лент. Схема получения мягких элементов с пружинным блоком, настилом, на жестком основании состоит в следующем. Для устранения возможного шума, который могут издавать пружины при их нагрузке или разгрузке, на жесткое основание кладут настил из эластичных материалов. К жесткому основанию с помощью металлических скобок крепят пружинный блок за нижние витки пружин. Настил в виде ватника помещают непосредственно на пружинный блок и прикрепляют его к окантовочной рамке блока. Покровные ткани прикрепляют гвоздями к жесткому основанию. Затем простегивают нитками борта мягкого пастила. Заключительной операцией является натяжка облицовочной ткани.