* Khái niệm chung về pha phôi
Trong công nghệ mộc, công đoạn đầu tiên là công đoạn pha phôi (sau khi gỗ được sấy), tức là công đoạn cắt tạo ra các phôi thô cho chi tiết mộc.
Trong công nghệ mộc, công đoạn đầu tiên là công đoạn pha phôi (sau khi gỗ được sấy), tức là công đoạn cắt tạo ra các phôi thô cho chi tiết mộc.
Theo qui cách kích thước chi tiết và yêu cầu chất lượng, quá trình cắt gỗ xẻ thành các phôi thô có các loại qui cách, hình dạng gọi là pha phôi gỗ xẻ.
Trình độ của công tác pha phôi ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, tỷ lệ lợi dụng vật liệu và năng suất lao động, vì thế, phải được coi trọng.
Khi pha phôi phải nắm vững một số điểm sau đây:
Căn cứ vào yêu cầu của chất lượng sản phẩm chọn vật liệu hợp lý, xác định hợp lý lượng dư gia công và yêu cầu độ ẩm của gỗ xẻ, chọn chính xác phương thức pha phôi và phương pháp gia công.
Chọn vật liệu hợp lý theo yêu cầu chất lượng sản phẩm
Sản phẩm yêu cầu kỹ thuật khác nhau, chi tiết ở các vị trí khác nhau trong cùng 1 sản phẩm, yêu cầu đối với vật liệu thường không hoàn toàn giống nhau, mà phải căn cứ vào yêu cầu chất lượng sản phẩm để chọn loại gỗ, cấp, độ ẩm và chiều thớ... mới tạo tiền đề đảm bảo chất lượng, sử dụng hợp lý, tiết kiệm vật liệu, nâng cao tỷ lệ tạo phôi thô (tỷ lệ pha phôi) và năng suất lao động, đạt được chất lượng sản phẩm cao, tiêu hao nguyên liệu thấp.
Pha phôi gỗ xẻ có thể dùng ván còn bìa, cũng có thể dùng ván đã rọc cạnh. Dùng ván còn bìa tạo tăng tỷ lệ lợi dụng gỗ. Căn cứ vào yêu cầu chất lượng sản phẩm, cụm chi tiết cho đến toàn bộ sản phẩm. Đồ mộc cao cấp thường dùng cùng 1 loại gỗ để tạo phôi. Đối với sản phẩm bình thường, phôi phân theo gỗ cứng và gỗ mềm, loài cây có chất gỗ gần nhau, màu sắc và vân thớ giống nhau, pha phôi hỗn hợp, để đạt được mục tiêu sử dụng thay thế, lợi dụng triệt để và tiết kiệm gỗ quí hiếm. Ngoài ra, khi chọn vật liệu còn cần phải xem xét đến việc chịu lực của chi tiết, cụm chi tiết, cường độ của sản phẩm và yêu cầu đặc biệt của một số sản phẩm. Phôi thô có đầu mộng, vị trí kết hợp của nó không cho phép có các khuyết tật, mắt, mục, nứt...các tấm cộng hưởng âm trong nhạc cụ, không chỉ yêu cầu vân thớ gỗ thẳng phẳng, mà mật độ của vòng năm cũng được qui định. Trong các tiêu chuẩn sản phẩm của các ngành khác, yêu cầu đối với vật liệu dùng cho sản phẩm đồ mộc đều có qui định tương ứng.
- Độ ẩm của gỗ xẻ :
Độ ẩm của gỗ xẻ không ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm, song về lâu dài trực tiếp liên quan đến chất lượng, cường độ và nhất là độ bền vững của các mối ghép trong sản phẩm. Vì thế, khi pha phôi gỗ để sử dụng phải tiến hành sấy, độ ẩm phải đồng đều trong và ngoài, loại bỏ nội ứng suất, ngăn ngừa hiện tượng cong vênh, nứt... gây ra trong quá trình gia công và sử dụng.
Do chủng loại và khu vực sử dụng sản phẩm khác nhau, độ ẩm của gỗ xẻ có thể có chênh lệch, tức là phôi cho cùng một loại sản phẩm, do khu vực khác nhau yêu cầu độ ẩm cũng khác nhau. Vì thế, ngoài căn cứ yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, điều kiện sử dụng, chất lượng, còn phải kết hợp với độ ẩm thăng bằng theo vùng miền, để xác định hợp lý yêu cầu độ ẩm đối với gỗ xẻ.Độ ẩm của gỗ xẻ không ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm, song về lâu dài trực tiếp liên quan đến chất lượng, cường độ và nhất là độ bền vững của các mối ghép trong sản phẩm. Vì thế, khi pha phôi gỗ để sử dụng phải tiến hành sấy, độ ẩm phải đồng đều trong và ngoài, loại bỏ nội ứng suất, ngăn ngừa hiện tượng cong vênh, nứt... gây ra trong quá trình gia công và sử dụng.
- Qui cách gỗ xẻ :
Muốn chi tiết, cụm chi tiết có bề mặt phẳng nhẵn, bóng lại phù hợp yêu cầu kích thước, phải căn cứ vào giá trị lượng dư gia công để chọn qui cách gỗ xẻ, bố trí qui cách gỗ xẻ và qui cách phôi thô có những tình huống sau: Kích thước mặt cắt ngang gỗ xẻ phù hợp với kích thước mặt cắt ngang phôi thô; chiều rộng gỗ xẻ bằng chiều rộng phôi thô, còn chiều dày là bội số chiều dày của phôi thô hoặc lớn hơn chiều dày của phôi thô; chiều dày của gỗ xẻ phù hợp với chiều dày của phôi thô, còn chiều rộng là bội số của chiều rộng của phôi thô hoặc lớn hơn phôi thô; chiều rộng, dày của gỗ xẻ đều lớn hơn kích thước của mặt cắt ngang của phôi thô hoặc là bội số của nó. Nếu qui cách kích thước của gỗ xẻ và phôi thô không nối tiếp, sẽ làm cho số mạch cưa và pha phôi tăng lên, ảnh hưởng đến tỷ lệ lợi dụng gỗ và năng suất, ngoài ra, trên chiều dài của gỗ xẻ cần chú ý ghép nối phôi thô dài ngắn, để gỗ được lợi dụng hợp lý và giảm tổn thất.
- Phương án pha phôi và phương pháp gia công
Khi cắt gỗ xẻ, cần căn cứ loại hình gỗ xẻ, loại gỗ và kích thước phôi thô, theo các phương án khác nhau dưới đây để tiến hành pha phôi.
(1) Cắt ngang ván xẻ thành ván ngắn trước, rồi xẻ dọc thành phôi thô sau hoặc ngược lại xẻ dọc ván trước rồi cắt ngang thành phôi thô.
(2) Trước khi cắt cần tiến hành vạch mực, tự động hoặc bằng chuẩn.
(3) Trước khi cắt cần tiến hành bào thô lớp mặt.
(4) Sau bào hoặc mở mộng gỗ xẻ, dán keo theo chiều dài, chiều rộng, sau đó mới cắt.
Phương án pha phôi thứ 1 (hình 2.1): cắt ngang tạo thành ván ngắn trước, đồng thời cắt bỏ phần khuyết tật không phù hợp yêu cầu kỹ thuật, như nứt vỡ, mục, mắt chết.... dùng máy cưa đĩa xẻ dọc 1 lưỡi, nhiều lưỡi hoặc cưa vòng lượn xẻ ván ngắn thành phôi thô. Phương pháp này do cắt ván dài thành ván ngắn trước, thuận lợi cho việc vận chuyển trong phân xưởng. Khi dùng ván còn bìa pha phôi, có thể lợi dụng triệt để ra ván của phần thót ngọn của gỗ. Có thể phối hợp phôi thô dài, ngắn. Nhưng nhược điểm là khi cắt bỏ phần khuyết tật, thường đồng thời cắt đi một phần gỗ dùng được. Khi lượng phôi thô tương đối lớn, mà kích thước qui cách tương đối đồng nhất có thể theo kích thước chiều rộng của chi tiết xẻ dọc, sau đó căn cứ vào chiều dài của chi tiết cắt thành phôi thô, đồng thời loại bỏ phần khuyết tật (hình 2.2).
Phương án này phù hợp với sản xuất lượng phôi thô lốm có cùng chiều rộng (hoặc chiều dày). Có thể tiến hành trên máy cưa đĩa xẻ dọc một lưỡi hoặc nhiều lưỡi đẩy gỗ cơ giới. Phương pháp này khi cắt bỏ phần khuyết tật, phần gỗ tốt bị cắt bỏ ít. Nhược điểm là chiếm diện tích xưởng lớn hơn, vận chuyển không thuận tiện.
Phương án pha phôi thứ 2 theo mẫu chi tiết: Căn cứ vào qui cách, hình dạng và chất lượng của chi tiết, trước tiên vạch mực bề mặt theo mẫu chi tiết, sau đó cắt, có thể tăng tỷ lệ thành khí 9%, đặc biệt đối với chi tiết cong, vạch mực trước vừa đảm bảo chất lượng, lại có thể nâng cao tỷ lệ pha phôi và năng suất, nhưng phải tăng công vạch mực.
Phương pháp vạch mực song song (hình 2.3). Trước hết theo chiều dài của phôi thô cắt ván thành ván ngắn, đồng thời loại bỏ phần khuyết tật, sau đó dùng tấm mẫu tiến hành vạch mực, phương pháp này gia công thuận tiện, năng suất cao, nhưng tỷ lệ pha phôi ra ván thấp hơn.
Phương án pha phôi thứ 2 theo mẫu chi tiết: Căn cứ vào qui cách, hình dạng và chất lượng của chi tiết, trước tiên vạch mực bề mặt theo mẫu chi tiết, sau đó cắt, có thể tăng tỷ lệ thành khí 9%, đặc biệt đối với chi tiết cong, vạch mực trước vừa đảm bảo chất lượng, lại có thể nâng cao tỷ lệ pha phôi và năng suất, nhưng phải tăng công vạch mực.
Phương pháp vạch mực song song (hình 2.3). Trước hết theo chiều dài của phôi thô cắt ván thành ván ngắn, đồng thời loại bỏ phần khuyết tật, sau đó dùng tấm mẫu tiến hành vạch mực, phương pháp này gia công thuận tiện, năng suất cao, nhưng tỷ lệ pha phôi ra ván thấp hơn.
Phương pháp vạch mực đan xen (hình 2.4), đồng thời loại bỏ khuyết tật, lợi dụng triệt để phần gỗ có thể dùng, cắt ra càng nhiều phôi thô, cho nên tỷ lệ pha phôi tăng lên. Nhưng vạch mực như thế thường làm cho phôi thô sắp xếp trên mặt ván không qui tắc, tương đối khó cưa, năng suất tương đối thấp, không phù hợp tiến hành gia công cơ giới và sản xuất hàng loạt.
Để hiện rõ khuyết tật, vân thớ, màu sắc trên mặt ván, chọn và pha phôi hợp lý, có thể dùng phương pháp pha phôi thứ 3. Ván xẻ trước, qua gia công bào 1 mặt hoặc 2 mặt, sau đó tiến hành cắt ngang hoặc xẻ dọc. Phương pháp này thuận lợi cho người thao tác theo tình huống phân bố của khuyết tật pha phôi hợp lý, và kịp thời cắt bỏ phần không phù hợp. Đối với một số khuyết tật như mắt, nứt... có thể căn cứ vào giới hạn cho phép của vật liệu dùng, khi pha phôi có thể giữ lại hoặc chỉnh sửa, để nâng cao tỷ lệ thành khí. Ngoài ra, do mặt ván đã qua bào, đối với một số chi tiết yêu cầu chất lượng không cao, như các chi tiết bên trong ngăn kéo, khi gia công phôi thô, chỉ cần gia công 2 mặt còn lại, giảm bớt một số công đoạn gia công. Nếu khi pha phôi, dùng bào, cưa cắt có thể được ván tinh 4 mặt đạt độ nhẵn theo yêu cầu, tiếp theo không cần dùng bất kỳ gia công, sẽ nâng tỷ lệ thành khí và năng suất lên rõ rệt.
Nhưng khi ván bào, chưa qua cắt ngang, vận chuyển ván dài trong phân xưởng không thuận tiện, chiếm diện tích lớn. Ngoài ra, ván qua bào cuốn 1 lần, thường không thể loại bỏ toàn bộ các vết cưa và độ cong vênh trên mặt ván, vì thế, không thể thay thế gia công mặt chuẩn gốc, đối với chi tiết yêu cầu độ chính xác kích thước cao. Vì vậy vẫn cần qua bào thẩm gia công mặt chuẩn gốc, bào cuốn hay bào 4 mặt mới có thể tạo hình dạng và kích thước theo qui cách chính xác.
Phương thức pha phôi thứ 4 là ván sau khi qua bào cắt ngắn, đồng thời cắt bỏ khuyết tật, trên chiều dài sau khi gắn keo mộng hình ngón rồi cắt thành phôi thô; hoặc ván đã cắt ngắn, sau khi bào cạnh gắn keo thành ván rộng, sau đó cắt thành phôi thô (hình 2.5), cũng có thể trước hết cắt ván thành thanh, cắt bỏ khuyết tật, các thanh ván ngắn sau khi gắn keo mộng hình ngón thành ván dài, rồi cắt thành phôi thô.
Nhưng khi ván bào, chưa qua cắt ngang, vận chuyển ván dài trong phân xưởng không thuận tiện, chiếm diện tích lớn. Ngoài ra, ván qua bào cuốn 1 lần, thường không thể loại bỏ toàn bộ các vết cưa và độ cong vênh trên mặt ván, vì thế, không thể thay thế gia công mặt chuẩn gốc, đối với chi tiết yêu cầu độ chính xác kích thước cao. Vì vậy vẫn cần qua bào thẩm gia công mặt chuẩn gốc, bào cuốn hay bào 4 mặt mới có thể tạo hình dạng và kích thước theo qui cách chính xác.
Phương thức pha phôi thứ 4 là ván sau khi qua bào cắt ngắn, đồng thời cắt bỏ khuyết tật, trên chiều dài sau khi gắn keo mộng hình ngón rồi cắt thành phôi thô; hoặc ván đã cắt ngắn, sau khi bào cạnh gắn keo thành ván rộng, sau đó cắt thành phôi thô (hình 2.5), cũng có thể trước hết cắt ván thành thanh, cắt bỏ khuyết tật, các thanh ván ngắn sau khi gắn keo mộng hình ngón thành ván dài, rồi cắt thành phôi thô.
Phương pháp này có thể lợi dụng triệt để vật liệu, nâng cao tỷ lệ thành khí và chất lượng của chi tiết. Nhưng nhược điểm là tăng các nguyên công gia công: bào, nối mộng hình ngón, năng suất tương đối thấp. Tuy vậy từ quan điểm tiết kiệm gỗ, nâng cao tỷ lệ pha phôi và chất lượng, có ý nghĩa rất lớn. Phương pháp này phù hợp pha phôi kết cấu kiến trúc có chiều dài tương đối lớn.
Sau khi tìm hiểu ưu, nhược điểm của phương thức pha phôi trên, có thể căn cứ vào yêu cầu của chi tiết, xem xét các nhân tố nâng cao tỷ lệ thành khí pha phôi, năng suất lao động và đảm bảo chất lượng sản phẩm, tiến hành chọn phương án pha phôi. Trong thực tế sản xuất, cần căn cứ vào điều kiện sản xuất khác nhau, yêu cầu kỹ thuật khác nhau để chọn phương án pha phôi hợp lý nhất.
Về thiết bị dùng để cắt ngang ván có cưa cắt ngang có xe đẩy và cưa cắt ngang giá dao chuyển động thẳng... Cưa cắt dọc có cưa đĩa (1 lưỡi hoặc nhiều lưỡi) đẩy gỗ thủ công hoặc đẩy gỗ cơ giới hoặc cưa vòng nhỏ, các phôi cong dùng cưa vòng lượn. Chiều rộng bản lưỡi cưa được xác định, theo công thức dưới đây:
rmin = 0,12.B2/b (2.1)
Trong đó:
rmin - bán kính cong nhỏ nhất của phôi thô (mm);
B - bề rộng của bản lưỡi cưa (mm);
b - lượng mở của răng cưa (mm);
Dùng cưa vòng lượn tạo phôi thô cong, ngoài dùng phương pháp vạch mực cũng có thể dùng khuôn mẫu (hình 2.6).
Hình 2.7. là dây chuyền sản xuất cắt ngang - xẻ dọc, người thao tác sau khi lấy ván từ đống ván xuống đưa lên trục vận chuyển, cho ván chuyển về phía trước, sau khi ván chạm vào tấm chắn, thông qua công tắc hành trình ngắt động cơ, trục vận chuyển ván ngừng chuyển động, lưỡi cưa dịch chuyển về phía trước. Ván cắt ra phù hợp với chiều dài phôi thô, được máy vận chuyển dạng băng, chuyển đến máy cưa đĩa xẻ dọc, xẻ thành phôi thô có chiều rộng theo yêu cầu, lấy phôi thô được chuyển xuống, sau khi xếp thành đống, chuyển đến các bước gia công tiếp theo.
Hình 2.8 và 2.9. là sơ đổ bố trí dây chuyền công nghệ và vị trí làm việc của công đoạn pha phôi theo phương pháp cắt ngang - xẻ dọc và xẻ dọc - cắt ngang của ván xẻ theo phương án pha phôi thứ 1.
Trong gia công pha phôi thường sử dụng lưỡi cưa phổ thông và lưỡi cưa xẻ bào. Lưỡi cưa phổ thông tạo ra bề mặt phôi thô nhấp nhô, lưỡi cưa xẻ bào thu được bề mặt tương đối nhẵn, kích thước đảm bảo yêu cầu, không cần nguyên công bào và để lại lượng gia công cho các khâu tiếp theo. Do đó, sử dụng hợp lý lưỡi cưa xẻ bào để tiến hành gia công, có thể giảm lượng dư gia công, tiết kiệm nhiều gỗ và không cần nguyên công bào, là một trong những giải pháp có hiệu quả để nâng cao hiệu suất gia công và tỷ lệ thành khí pha phôi. Để đảm bảo chất lượng gia công của lưõi cưa xẻ bào, ngoài độ ẩm của gỗ cần phù hợp yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, đường kính của lưỡi cưa xẻ bào phải tính chọn thích hợp để có tính ổn định tốt, ngoài ra, máy cưa phải đảm bảo độ cứng vững, chính xác để chi tiết được gia công đạt chất lượng cần thiết.
Sau khi tìm hiểu ưu, nhược điểm của phương thức pha phôi trên, có thể căn cứ vào yêu cầu của chi tiết, xem xét các nhân tố nâng cao tỷ lệ thành khí pha phôi, năng suất lao động và đảm bảo chất lượng sản phẩm, tiến hành chọn phương án pha phôi. Trong thực tế sản xuất, cần căn cứ vào điều kiện sản xuất khác nhau, yêu cầu kỹ thuật khác nhau để chọn phương án pha phôi hợp lý nhất.
Về thiết bị dùng để cắt ngang ván có cưa cắt ngang có xe đẩy và cưa cắt ngang giá dao chuyển động thẳng... Cưa cắt dọc có cưa đĩa (1 lưỡi hoặc nhiều lưỡi) đẩy gỗ thủ công hoặc đẩy gỗ cơ giới hoặc cưa vòng nhỏ, các phôi cong dùng cưa vòng lượn. Chiều rộng bản lưỡi cưa được xác định, theo công thức dưới đây:
rmin = 0,12.B2/b (2.1)
Trong đó:
rmin - bán kính cong nhỏ nhất của phôi thô (mm);
B - bề rộng của bản lưỡi cưa (mm);
b - lượng mở của răng cưa (mm);
Dùng cưa vòng lượn tạo phôi thô cong, ngoài dùng phương pháp vạch mực cũng có thể dùng khuôn mẫu (hình 2.6).
Nguồn : Sách Công Nghệ Mộc