ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая книга имеет целью дать необходимые сведения о методах и приемах гнутья древесины, о применяемом при проварке, пропарке и гнутье оборудовании и приспособлениях. В книге даны также основные сведения о применяемой в самолетостроении древесине, о ее подготовке к гнутью, об организации рабочего места парильщика-гибщика.
Книга может служить пособием при индивидуальном и бригадном обучении рабочих 3—4-го разрядов.
Пособие составлено под методическим руководством Лаборатории подготовки кадров НИИ Оргавиапром.
Специальное редактирование выполнено профессором П. П. Успасским и инженером 3. И. Ицкович.
При составлении пособия использована следующая литература:
П. П. Успасский, Столяр-сборщик. Пособие новому рабочему, Оргавиапром, Обороигиз, 1944.
П. И. Бологов, Древесина и ее обработка в самолетостроении, Оборонгиз, 1941.
Оргавиапром, Руководящие материалы по нормированию — гнутье деревянных изделий.

ПОДГОТОВКА ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ К ГНУТЬЮ

ТРЕБОВАНИЯ К ЗАГОТОВКАМ ДЛЯ ГНУТЬЯ

Древесину широко применяют в качестве материала для изготовления самых разнообразных деталей самолетов. Основными преимуществами ее являются: прочность при малом весе, дешевизна и простота обработки.
Древесина — (материал неоднородный, состоящий из очень мелких клеток, различных по строению и расположению; клетки служат для придания дереву необходимой прочности и для проведения воды и питательных веществ. Большая часть клеток древесины имеет вытянутую вдоль ствола форму и называется волокнами.
Неоднородность строения древесины обусловливает также различие технических свойств ее в разных направлениях: вдоль волокон древесину трудно разорвать, но легко расколоть; поперек волокон трудно перерезать, но легко изогнуть и т. д. Свойства древесины рассматриваются в трех взаимно перпендикулярных разрезах: торцевом, радиальном и тангенциальном.
Торцевым разрезом называется плоскость, получающаяся после распила поперек ствола; в этой плоскости древесина имеет строение в виде перемежающихся темных и светлых колец (годовых слоев).
Радиальным разрезом называется плоскость, получающаяся после распила вдоль ствола через его сердцевину (по радиусу); годовые слои на радиальном разрезе имеют вид тонких ровных полосок.
Тангенциальный разрез — плоскость, получающаяся после распила вдоль ствола, но не через сердцевину, а на некотором расстоянии от нее, параллельно оси ствола; годовые слои на тангенциальном разрезе имеют вид конусообразных полос.
Наиболее существенными техническими свойствами древесины являются: удельный вес, плотность, твердость, вязкость и упругость, пластичность и раскалываемость. Гнутье древесины основано на пластичности ее, т. е. на свойстве изменять, не разрушаясь, форму под действием приложенных усилий и сохранять эту форму после прекращения действия сил.
Технические свойства древесины могут изменяться в зависимости от влажности ее. Под влажностью древесины подразумевается наличие воды внутри клеток древесины и в их стенках. Влажность измеряется отношением веса воды к весу абсолютно сухой древесины (в процентах).
Чаще всего заготовки для гнутья поступают с направлением годовых слоев на торце под углом 15—45° к широкой пласти (фиг. 1).

Подробные сведения о древесине см. в книге П. П. Успасского „Столяр-сборщик", изданной Оборонгизом в серии „Библиотечка нового рабочего авиационной промышленности".
Заготовки тангенциальной распиловки с направлением годовых слоев к сгибаемой пласти менее чем 15° применять не рекомендуется, так как при этом во время гнутья на заготовках часто появляются отлупы и заколы. При направлении волокон заготовки под углом более 75° к пласти (радиальный распил) на вогнутой стороне легко появляются складки.
В отдельных случаях направление распиловки заранее определяется техническими условиями на детали. Например, полки нервюр изготовляются из заготовок строго радиальной распиловки, как и полозья лыж.
Кроме направления распиловки, большое значение для успешного проведения гнутья имеет чистота обработки поверхности изгибаемых деталей. Различные неровности на поверхности заготовок (следы от зубьев пил и др.) являются одной из причин образования складок на вогнутой поверхности гнутой детали.
Как правило, заготовки для гнутья должны поступать после строжки. Грубо обработанные заготовки нельзя допускать в гнутье, так как на большинстве из них в процессе гнутья могут образоваться дефекты.
Заготовки деталей, идущих после гнутья непосредственно в сборку, без промежуточной механической обработки, необходимо обрабатывать особенно тщательно (гладко и ровно), для избежания отбраковки их при сборке.
Древесина заготовок должна быть вполне здоровой. Совершенно недопустимы такие пороки, как косослой, свилеватость, сучки, завитки, волнистость годовых слоев, серницы и др. Не допускаются к гнутью также заготовки с перерезанием годовых слоев. Все указанные дефекты могут вызвать разрушение и повреждение заготовок при гнутье.
Для гнутых деталей допускается использование воздушно-сухой древесины с влажностью до 30%.
Заготовки должны иметь припуск по длине для последующей торцовки гнутых деталей. Детали после загибки торцуют вследствие неточного изгибания концевых частей и появления на них вмятин и царапин от закрепления в шаблонах.

ГИДРОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК

Заготовки перед гнутьем должны быть обработаны паром или горячей водой. Этот процесс называется гидротермической обработкой древесины. Такая обработка придает древесине эластичность и облегчает последующее гнутье. Часто качество гнутых деталей определяется правильностью выбранного режима гидротермообработки.
В авиапромышленности для обработки применяют пропарку и проварку.
Пропарка применяется для заготовок толстых сечений и изгибаемых по всей длине.
Заготовки, изгибаемые только по концам, и заготовки тонких сечений (до 8 — 10 мм) обычно проваривают.
Заготовки лучше пропаривать, так как проварка делает их более хрупкими.

Пропарка

Пропарка заключается в обработке заготовок паром и производится в пропарочных котлах (фиг. 2).

Пропарочный котел должен иметь термометр и манометр, по которым следят за температурой и давлением пара в котле.
Парильное пространство когла не должно сообщаться с атмосферой. Для этого дверцы котла должны плотно закрываться. Для большей плотности прокладывают свинцовые или баббитовые прокладки.
Давление пара в котле поддерживается равным 0,2—0,5 атмосферы (атм), что обеспечивает температуру в парильном пространстве 104 — 110° С.
В котел должен поступать влажный, вполне насыщенный пар. Для этого трубка, через которую поступает пар, располагается в нижней, наполненной водой части котла. Применение сухого пара для пропарки может вызвать пересушку поверхностных слоев древесины и послужить причиной брака при гнутье.
Продолжительность пропаривания заготовок зависит от породы древесины, толщины и начальной влажности заготовок.
Примерная продолжительность пропаривания приведена в табл. 1 для давления пара 0,2 — 0,5 атм. Применять более высокое давление не рекомендуется.

Таблица 1

Длительность пропарки заготовок для гнутья
(средние данные)

Оборудование и принадлежности, применяемые при пропарке

1. Пропарочный котел.
2. Крючки или щипцы для закладки и вынимания заготовок из котла.
3. Лента или шпагат для связки заготовок в пачки или проволочная сетка для комплектовки заготовок.

Рабочие переходы при пропарке

1. Взять заготовки со стеллажа, положить на стол.
2. Просмотреть их качество; отложить в сторону заготовки с ясно выраженными дефектами.
3. Заготовки мелких сечений связать лентой или шпагатом в пачки (в зависимости от размеров в пачке может быть от 5 до 100 заготовок). В случае применения проволочной сетки уложить в нее комплект заготовок.
4. Комплект заготовок поднести к котлу, открыть дверцу и загрузить заготовки в котел.
Прежде чем открывать дверцы котла, надо закрыть паровпускной вентиль — иначе неизбежны ожоги.
5. Закрыть дверцу котла, открыть паровпускной вентиль и записать в журнале время загрузки очередной партии заготовок.

Проварка

Проварка. Длинные заготовки, изгибаемые не на всю длину, или мелкие заготовки с влажностью до 20% проваривают. При проваривании пачку заготовок опускают в ванну (чан) с кипящей водой, причем заготовки, изгибаемые неполностью, погружают в воду подлежащим гибке концом на 100 — 200 мм глубже, чем длина загибаемого конца.
Продолжительность проварки зависит от породы древесины, влажности и толщины заготовки. Для сосновых заготовок (с начальной влажностью 7 — 10%) время проварки можно определить по табл. 2.

Таблица 2

Продолжительность проварки заготовок, с начальной влажностью 7 - 10%
(данные ориентировочные)

При влажности заготовок выше 10% сроки соответственно уменьшаются, в зависимости от процента влажности.
Продолжительность проварки обычно устанавливают опытным путем.

Оборудование и принадлежности, применяемые при проварке

1. Ванна (бак) для проварки.
2. Крючки или щипцы для закладки и вынимания заготовок из ванны.
3. Лента или шпагат для связки заготовок в пачки, или проволочные сетки.

Рабочие переходы при проварке

1. Взять заготовки со стеллажа, положить на стол.
2. Просмотреть их качество; отложить в сторону заготовки с ясно выраженными дефектами.
3. Уложить комплект заготовок в сетку или связать их лентой или шпагатом в пачки (в зависимости от размеров в пачке может быть от 5 до 100 заготовок). Пачку связывай тщательно (фиг. 3)! Рассыпаные в ванне заготовки трудно собрать.

4. Открыть крышку ванны и заложить заготовки в ванну.
Остерегайся ожогов при закладке и выемке заготовок. Обязательно надевай рукавицы и пользуйся щипцами или крючками.
Детали, подлежащие загибке не на всю их длину, следует погружать в воду не более чем на 100—200 мм глубже изгибаемого участка.
5. Закрыть крышку ванны и записать в журнал время закладки очередной партии заготовок.

Подготовка фанеры к гнутью

Перед гнутьем фанеру необходимо проварить в горячей воде при температуре 90 — 100° С. Проваркой придают фанере пластичность, что облегчает ее гнутье. Такая обработка допускается только для фанеры, склеенной смоляными клеями. Другие сорта фанеры после проварки теряют прочность и непригодны к дальнейшему использованию.
Поверхность фанеры, склеенной альбуминовыми или казеиновыми клеями, увлажняют при помощи тряпки, смоченной в горячей воде.
Продолжительность проварки в воде с температурой 90 — 100° для различных размеров бакелитовой фанеры в зависимости от направления изгиба указана в табл. 3.

Таблица 3

Продолжительность проварки бакелитовой фанеры

Приведенные в табл. 3 режимы проварки не снижают прочности бакелитового клеевого соединения и позволяют производить гнутье фанеры с последующей сушкой для сохранения полученной формы.
При понижении температуры воды следует увеличивать продолжительность проварки.
При температуре воды в 60° время проварки, указанное в табл. 3, увеличить в 1,5 — 2 раза.