Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ tới độ nhám bề mặt gỗ khi gia công trên máy bào cuốn

Sau khi Việt Nam gia nhập WTO, ngành chế biến gỗ xuất khẩu của Việt Nam được giảm thuế nhập khẩu gỗ nguyên liệu cũng như giảm thuế xuất khẩu sản phẩm hàng hóa vào thị trường các nước.. P

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU ẢNH HUỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CÔNG NGHỆ TỚI ÐỘ NHÁM BỀ MẶT GỖ KHI

GIA CÔNG TRÊN MÁY BÀO CUỐN

S KL 0 0 4 8 3 6

GVHD: TS QUÁCH VĂN THIÊM SVTH: HOÀNG NAM MSSV: 12143511 NGUYỄN VĂN LẬP MSSV: 12143103

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU

TỐ CÔNG NGHỆ TỚI ĐỘ NHÁM BỀ MẶT GỖ KHI

GIA CÔNG TRÊN MÁY BÀO CUỐN

Giảng viên hướng dẫn: TS QUÁCH VĂN THIÊM

Sinh viên thực hiện: HOÀNG NAM

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Họ và tên sinh viên: Hoàng Nam MSSV: 12143511

Nguyễn Văn Lập MSSV: 12143103

Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ

tới độ nhám bề mặt gỗ trên máy bào cuốn ”

Ngành đào tạo: Công nghệ Chế tạo máy

Họ và tên GV hướng dẫn: Ts Quách Văn Thiêm

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:

2 Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN: 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

có thể tiếp tục phát triển)

2.3.Kết quả đạt được:

2.4 Những tồn tại (nếu có):

2 Nội dung ĐATN 50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

thuật, khoa học hội

5

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc

quy trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc

thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)

Họ và tên sinh viên: Hoàng Nam MSSV: 12143511

Nguyễn Văn Lập MSSV: 12143103

Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ

tới độ nhám bề mặt trên máy bào cuốn ”

Ngành đào tạo: Công nghệ Chế tạo máy

Họ và tên GV phản biện: Th.S Trần Quốc Hùng

Ý KIẾN NHẬN XÉT 1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:

2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển)

4 Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:

5 Câu hỏi:

2 Nội dung ĐATN 50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

thuật, khoa học hội

5

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc

quy trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc

thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ

tới độ nhám bề mặt trên máy bào cuốn

Họ và tên sinh viên: Hoàng Nam MSSV: 12143511

2 Nội dung ĐATN 50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

thuật, khoa học hội

5

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành ph n, hoặc

quy trình đáp ứng yêu c u đưa ra với những ràng buộc

thực tế

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, ph n mềm chuyên

ngành

5

3 Kỹ năng thuyết trình 30

nhóm,

Trả lời câu hỏi phản biện với kiến thức về các vấn đề liên

quan, hiểu được ảnh hưởng của các giải pháp của mình

C KẾT LUẬN

Ngày tháng năm 20…

Người nhận xét

(Ký và ghi rõ họ tên)

Chương 1 GIỚI THIỆU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Gỗ là nguyên liệu, vật liệu được sử dụng lâu đời và rộng rãi nhất, là một trong những vật tư chủ yếu của nền kinh tế quốc dân Gỗ được dùng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp giao thông vận tải, kiến trúc xây dựng, giao thông vận tải

Ngành gỗ Việt Nam đã vươn lên vị trí thứ 4 trên thế giới (sau Trung Quốc, Đức, Italy) trong cuộc đua chiếm thị phần xuất khẩu đồ gỗ Sản phẩm đồ gỗ của Việt Nam đã xuất khẩu sang 120 nước, trong đó EU, Mỹ, Nhật Bản là những thị trường tiêu thụ sản phẩm lớn nhất, chiếm hơn 70% tổng sản phẩm gỗ xuất khẩu của cả nước Theo

Bộ Công Thương, mặt hàng đồ gỗ XK đã có sự phát triển vượt bậc Hiện đồ gỗ đã trở thành mặt hàng XK chủ lực đứng thứ 5 của Việt Nam sau dầu thô, dệt may, giày dép

và thủy sản Sự phát triển này đã đưa Việt Nam vượt Indonesia và Thái Lan trở thành một trong hai nước xuất khẩu đồ gỗ đứng đầu Đông Nam Á Chất lượng sản phẩm đồ

gỗ Việt Nam luôn được nâng cao, có khả năng cạnh tranh được với các nước trong khu vực và trên thế giới

Sau khi Việt Nam gia nhập WTO, ngành chế biến gỗ xuất khẩu của Việt Nam được giảm thuế nhập khẩu gỗ nguyên liệu cũng như giảm thuế xuất khẩu sản phẩm hàng hóa vào thị trường các nước Đây là những yếu tố tạo ra lợi thế kinh doanh trên thị trường Bên cạnh đó, việc Mỹ đánh thuế chống bán phá giá khá cao đối với Trung Quốc cũng là một trong những lợi thế để các doanh nghiệp tăng cường xuất khẩu vào thị trường này Ngoài những lợi thế nêu trên, theo Hội mỹ nghệ và chế biến gỗ TP HCM (HAWA), Việt Nam còn nhiều thế mạnh khác mà chúng ta chưa tận dụng hết

Đó là Việt Nam có nguồn nhân công dồi dào, có các cảng biển trải dài trên địa bàn cả nước, rất phù hợp cho việc vận chuyển những container cồng kềnh, chiếm nhiều chỗ như đồ gỗ Kim ngạch tăng trưởng xuất khẩu của ngành gỗ cũng đang dẫn đầu trong các mặt hàng xuất khẩu Tính đến nay, lượng doanh nghiệp tham gia sản xuất chế biến

gỗ đã lên đến gần 4000 Con số này vẫn tiếp tục tăng cả doanh nghiệp bản địa lẫn doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài Điều này cho thấy sự hấp dẫn của ngành là không hề nhỏ

Liên tục trong những năm qua, nhóm hàng đồ gỗ xuất khẩu của Việt Nam luôn đứng trong nhóm hàng xuất khẩu có tốc độ tăng trưởng cao nhất, với mức tăng trưởng trung bình 15%/ năm Số liệu mới nhất của Bộ Công Thương cho thấy, trong 5 tháng đầu năm 2016, kim ngạch xuất khẩu của gỗ và sản phẩm gỗ đạt 2.68 tỷ USD, tăng 2,08% so với cùng kỳ 2015 Với tốc độ tăng tưởng như hiện nay, dự báo kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ trong nữa đầu năm 2016 tăng 3,5% so với cùng kỳ năm ngoái Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sẽ vượt trên 7

tỷ USD

Đi cùng với sự phát triển của ngành gỗ, thì thị trường máy gia công gỗ cũng phát triển theo Hiện nay có rất nhiều loại máy để gia công chế biển gỗ nhưng không thể thiếu được các loại máy phải kể đến như: Máy cưa, máy bào cuốn, máy bào thẩm, máy chà nhám, máy tiện, máy phay nhưng quan trọng nhất và hơn cả đó là máy bào cuốn

Để đánh giá chất lượng bề mặt gia công người ta thường dựa vào độ nhám bề mặt Thực tế cho thấy chất lượng bề mặt gia công của chi tiết không chỉ phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu mà còn phụ thuộc vào trạng thái của lớp bề mặt, các chi tiết được chế tạo từ một vật liệu như nhau, nhưng theo các phương pháp công nghệ và chế

độ cắt khác nhau sẽ có độ nhẵn bề mặt khác nhau Hiện nay, nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công trên các máy gia công kim loại đã

có công trình nghiên cứu và đã được đúc kết thành sách, giáo trình, các sổ tay tra cứu, Nhưng bên cạnh đó, để giải quyết vấn đề về độ nhám bề mặt khi gia công gỗ, đặc biệt là trên máy bào cuốn, một trong những yêu cầu quan trọng được đạt ra là chế độ cắt cần được chú trọng, tính toán và lựa chọn một cách hợp lý để đảm bảo tăng năng suất, nâng cao chất lượng của bề mặt, độ chính xác của chi tiết Vấn đề này hiện nay vẫn còn ít công trình nghiên cứu và chưa được phổ biến rộng nên việc khảo sát nó là rất cần thiết giúp cho việc sử dụng máy bào cuốn đạt hiệu quả cao nhất có thể

Xuất phát từ những yêu cầu như vậy nên nhóm đồ án chúng tôi đã chọn đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ ảnh hướng tới độ nhám bề mặt gỗ khi gia công trên máy bào cuốn”

1.2 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ sung và hoàn thiện hệ thống

nghiên cứu lý luận về nguyên liệu gỗ, khoa học cắt gọt gỗ cũng như các yếu tố công

nghệ ảnh hướng tới quá trình cắt gọt gỗ Nghiên cứu này sẽ là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu mới về hình thức gia công này đầy tiềm năng hơn

Đề tài có thể giúp người vận hành máy bào gia công các chi tiết nhanh hơn với

độ chính xác cao từ đó giúp tăng năng suất lao động và nâng cao giá trị cho ngành gia công chế biến gỗ

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài nghiên cứu nhằm mục tiêu sau:

 Tìm hiểu về máy bào cuốn: Tìm hiểu tổng quan về máy bào cuốn

 Nghiên cứu lý thuyết độ nhám bề mặt nhằm để xác định: Xác định ảnh hưởng

của loại gỗ tới độ nhám bề mặt gỗ; ảnh hưởng của độ nhô của lưới dao tới độ nhám bề mặt gỗ; ảnh hưởng của chiều dày phoi tới độ nhám bề mặt gỗ

1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu: Trong thời gian có hạn của một đồ án tốt nghiệp cũng

như kinh phí không cho phép nên nhóm đồ án chỉ nghiên cứu trên 3 loại gỗ: gỗ Keo,

Bằng Lăng, Thông

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng của yếu tố công nghệ tới độ nhám

bề mặt có nội dung rất lớn cần có thời gian dài cũng như kinh khí, vì thế trong nội dung của đồ án chỉ giới hạn phạm vi nghiên cứu như sau:

- Về nội dung nghiên cứu: Đồ án chỉ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của của một số yếu tố công nghệ: độ nhô của lưới dao, chiều dày phoi, ảnh hưởng của một số loại gỗ tới độ nhám bề mặt gỗ khi gia công trên máy bào cuốn trên máy bào

- Về thiết bị nghiên cứu: Để phục vụ cho quá trình nhiên cứu của đề tài cần có các thiết bị nghiên cứu sau: Máy bào cuốn tại xưởng gỗ trường ĐH SPKT TP.HCM, thước kẹp, đồng hồ so và máy đo độ nhám Mitutoyo SJ-210

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm

- Nghiên cứu lý thuyết về khoa học gỗ, cơ sở cắt gọt gỗ, máy bào cuốn và lý thuyết nhám bề mặt

- Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành bào và đo độ nhám bề mặt, sau đó xử lý

số liệu (sử dụng phương pháp bình phương bé nhất) để tìm ra ảnh hưởng của các yếu tố: loại gỗ, đô nhô lưới dao, chiều dày phoi đến độ nhám bề mặt gỗ khi gia công trên máy bào cuốn

f (x) = a 1 f 1 (x) + a 2 f 2 (x) + + a k f k (x)

Trong đó fi(x) là những hàm số ta chọn

Việc chọn fi(x) thực hiện trên cơ sở đặc điểm hàm f(x) mà ta biết Và hơn nữa,

đó là những hàm số đơn giản, đử tính chất để giúp ta xử lý vấn đề

Khi đó, chúng ta cần đến phương pháp bình phương bé nhất

Nội dung phương pháp: Đặt

S = ( f (x 1 ) – y 1 ) 2 + + ( f (x n ) – y n ) 2 = ∑ ( ( ) – )

S được hiểu là tổng bình phương sai số i tại các nút (xi, yi) Do đó chúng ta cần tìm các hệ số ai sao cho S nhỏ nhất có thể tìm được Khi đó, đường cong tìm được có thể hiểu là gần nhất với các số liệu so với các đường cong khác cùng dạng

Người ta chứng minh được rằng S nhỏ nhất với các giá trị ai là nghiệm hệ phương trình:

Xét với trường hợp tuyến tính y = a1 + a2x

Áp dụng hệ phương trình ta (1.1)có kết quả sau

a 1 n + a 2∑ i = ∑ i

a 1∑ i +a 2∑ i 2 =∑ i x i (1.2)

Tính các tổng trong hệ trên và giải hệ ta được a 1, a 2 cần tìm

Để đánh giá mức độ phụ thuộc tuyến tính của hai biến ngẫu nhiên X và Y người ta dùng hệ số hồi quy (rxy), và được xác định bởi công thức:

(1.3)

Trong đó: x , y là độ lệch chuẩn mẫu của x, y

Trong thực hành, người ta phân loại |rxy| đối với mối liên hệ tuyến tính như sau:

0.8 1: Sự liên hệ rất cao, rất đáng tin cậy

0.6 0.79: Sự liên hệ từ vừa phải đến rõ rệt

0.4 0.59: Sự liên hệ ở mức trung bình

0.2 0.39: Sự liên hệ ở mức thấp

0 0.19: Sự liên hệ không đảng kể, có thể do ngấu nhiên

1.6 KẾT CẤU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đồ án tôt nghiệp gồm 5 chương

Chương 1: Giới thiệu

 Tính cấp thiết của đề tài

 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu

 Ý nghĩa của đề tài

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

 Tổng quan về

 Tổng quan về khoa học cắt gọt gỗ

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

 Tìm hiểu về đặc điểm của gỗ

 Cách đo độ nhám bề mặt

 Nguyên lý cắt gọt gỗ

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

 Máy gia công và dụng cụ thí ngiệm

 Nghiên cứu ảnh hưởng của loại gỗ tới độ nhấp nhô bề mặt

 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nhô lưới dao tới độ nhấp nhô bề mặt

 Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều dày phoi tới độ nhấp nhô bề mặt

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

 Kết luận

 Kiến nghị

Chương 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP GỖ

2.1.1 Tình hình phát triển của ngành công nghiệp gỗ trên thế giới

Gỗ là mặt hàng nguyên liệu có quy mô buôn bán lớn thứ ba thế giới chỉ sau dầu lửa và than đá Có khoảng 12.000 dạng sản phẩm gỗ được trao đổi, buôn bán trên thị trường thế giới Sản phẩm gỗ được dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống

xã hội Những năm gần đây, nhu cầu về gỗ trên thế giới rất lớn do thương mại đồ nội thất trên thế giới và nhu cầu xây dựng tăng nhanh Hiện nay nhu cầu tiêu thụ sản phẩm

gỗ trên thế giới tăng đáng kể, với mức tăng tối thiểu 8%/năm Theo thống kê sơ bộ của Tổng cục Thống kê Liên hiệp quốc (Comtrade Data), nhập khẩu các mặt hàng đồ gỗ của thị trường thế giới đã lên đến gần 200 tỉ đô la Mỹ năm 2002 Trong đó, nước nhập khẩu nhiều nhất là Mỹ, kế đến là Đức, Pháp, Anh và Nhật Bản

Trước tình hình đó, ngành công nghiệp chế biến hàng mộc của thế giới cũng đã thay đổi đáng kể, đặc biệt là ở Trung Quốc và một số nước Châu Á khác như Inđonêxia, Thái Lan, Malaysia, Việt Nam… đã phát triển vô cùng nhanh chóng cả về

số lượng và chất lượng Tính đến năm 2009, Thái Lan và Indonexia vẫn là 2 nước xuất khẩu đồ gỗ lớn nhất khu vực Đông Nam Á Nhưng từ đầu năm 2010 đến nay, Việt Nam đã vượt hai quốc gia này và trở thành nước xuất khẩu đồ gỗ đứng đầu Đông Nam

Á Năm 2014 Việt Nam trở thành quốc gia xuất khẩu gỗ đứng thứ 2 châu Á chỉ sau Trung Quốc Tuy nhiên mặt hàng gỗ luôn là thị trường cạnh tranh gay gắt từ các nước Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Malaysia, các nước Đông Âu và Mỹ La Tinh Riêng Trung Quốc đã có trên 50.000 cơ sở sản xuất với hơn 50 triệu công nhân và sản xuất với doanh số gần 20 tỷ USD

2.1.2 Tình hình phát triển của ngành công nghiệp gỗ Việt Nam

Quy mô năng lực sản xuất

Ngành chế biến gỗ Việt Nam đang phát triển với tốc độ rất nhanh trong những năm gần đây, vươn lên là một trong 7 mặt hàng đem lại kim ngạch xuất khẩu hàng gỗ chế biến lớn nhất ở khu vực Đông Nam Á Hiện cả nước có khoảng 2.000 doanh nghiệp

chế biến gỗ với năng lực chế biến 2,2 – 2,5 triệu mét khối gỗ tròng mỗi năm

Các doanh nghiệp sản xuất và chế biến gỗ ở Việt Nam bao gồm các công ty nhà nước (374 doanh nghiệp), các công ty trách nhiệm hữu hạn và do chính sách đầu tư

nước ngoài từ Singapore, Đài Loan, Malayxia, Na Uy, Trung Quốc, Thụy Điển… đang hoạt động trong lĩnh vực sản xuất và chế biến các sản phẩm gỗ tại Việt Nam, với tổng

số vốn đăng ký lên đến 105 triệu USD Đa số các công ty sản xuất và chế biến các sản phẩm gỗ tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền Nam (T.P Hồ Chí Minh, Bình Dương,

Đồng Nai…), các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên (Bình Định, Gia Lai, Đắc Lắc…), một số công ty, thường là các công ty sản xuất và xuất khẩu đồ gỗ mỹ nghệ, tập trung

ở các tỉnh phía Bắc và khu vực đồng bằng sông Hồng như Hà Nội, Bắc Ninh, Hà Tây,

Vĩnh Phúc…

Thị trường

Thị trường xuất khẩu đồ gỗ của Việt Nam đã có nhiều biến chuyển mạnh mẽ trong những năm gần đây, từ chỗ tập trung vào các thị trường trung chuyển như Đài Loan, Singapore, Hàn Quốc… để tái xuất khẩu sang một nước thứ ba, đến nay đã xuất khẩu trực tiếp sang các thị trường của người tiêu dùng

Trong những năm tới, ngoài việc duy trì và phát triển các thị trường truyền thống (cả thị trường trung chuyển và thị trường người tiêu dùng trực tiếp) để thông qua đó uy tín và chất lượng của sản phẩm gỗ xuất khẩu Việt Nam tiếp cận nhanh hơn tới người tiêu dùng, ngành gỗ Việt Nam sẽ tập trung phát triển mạnh một số thị trường mục tiêu,

có nền kinh tế phát triển ổn định, sức mua ổn định và nhu cầu liên tục tăng, các thể chế

về kinh doanh, thương mại hoàn thiện, hệ thống phân phối rộng khắp và năng động, bao gồm: EU, Mỹ, Nhật Bản, và Cộng hòa liên bang Nga

Khách hàng chủ đạo đối với các sản phẩm gỗ Việt Nam được xác định là nhà nhập khẩu và các nhà phân phối Thực tế năng lực tài chính tiếp thị, nghiên cứu thị trường

và phát triển sản phẩm của các doanh nghiệp Việt Nam còn yếu, nên nếu trực tiếp thiết lập các kênh phân phối, mạng lưới tiêu thụ và nghiên cứu nhu cầu phát triển của thị trường sẽ thực sự rất khó khăn đối với mỗi doanh nghiệp Việc sử dụng những kênh phân phối hiện có và khả năng phát triển thị trường của các nhà phân phối và nhập khẩu tại các thị trường lớn và giải pháp hữu hiệu nhất đề tăng sản lượng thâm nhập thị trường đồng thời tiết kiệm chi phí cho công tác tiếp thị

Nhìn chung quy mô của các xí nghiệp sản xuất đồ gỗ xuất khẩu là các xí nghiệp vừa và nhỏ, sản xuất kết hợp giữa thủ công và cơ khí Các doanh nghiệp sản xuất các mặt hàng đồ gỗ công nghiệp thường có sự đầu tư mới về các trang thiết bị và công nghệ tiên tiến phục vụ sản xuất, trong khi đó đại bộ phận các doanh nghiệp sản xuất đồ

gỗ mỹ nghệ có hệ thống thiết bị khá lạc hậu, không đáp ứng được yêu cầu của các đơn hàng lớn hay các thị trường yêu cầu chất lượng cao

Các sản phẩm gỗ xuất khẩu

Sản phẩm gỗ xuất khẩu của Việt Nam từ chỗ chỉ là sản phẩm thô (gỗ tròn, gỗ xẻ)

đã phát triển lên một trình độ gia công cao hơn, áp dụng công nghệ tẩm, sấy, trang trí

bề mặt… xuất khẩu các sản phẩm hoàn chỉnh, sản phẩm có giá trị gia tăng về công nghệ và lao động Có thể chia các sản phẩm gỗ xuât khẩu của Việt Nam thành 4 nhóm chính:

Nhóm thứ nhất: nhóm sản phẩm đồ mộc ngoài tròi bao gồm các loại bàn ghế vườn, ghế băng, dù che nắng, ghế xích đu làm hoàn thành từ gỗ hoặc kết hợp với các vật liệu khác như sắt, nhôm, nhựa

Nhóm thứ hai: Nhóm sản phẩm đồ mộc trong nhà bao gồm các loại bàn ghế, giường tủ, giá kê sách, đồ chơi, ván sàn làm hoàn toàn từ gỗ hay kết hợp với các vật liệu khác như da, vải

Nhóm thứ ba: Nhóm đồ mỹ nghệ chủ yếu từ gỗ rừng tự nhiên bao gồm bàn, nghế,

Nguyên liệu gỗ

Nguồn nguyên liệu cho sản phẩm gỗ xuất khẩu từ chỗ dựa vào rừng tự nhiên là chính đã chuyển sang dựa vào nguồn gỗ nhập khẩu và gỗ rừng trồng Theo số liệu của

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, diện tích rừng tự nhiên hiện có của Việt Nam

là 9.44 triệu ha, trữ lượng 720.9 triệu m3 gỗ Để bảo vệ môi trường và đảm bảo sự

phương chỉ khoảng 300.000m3 mối năm trong giai đoạn 2000 đến 2010, củ yếu để phục vụ cho nhu cầu xây dựng, sản xuất đồ gỗ trong nước (250.000 m3) và sản xuất hàng mỹ nghệ xuất khẩu (50.000 m3) Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cũng đang triển khai chương trình trồng mới 5 triệu rừng và cho đến năm 2010 Việt Nam sẽ

có thêm 2 triệu ha rừng phòng hộ, rừng đặc dụng và 3 triệu ha rừng sản xuất

Để bù đắp sự thiếu hụt về nguyên liệu gỗ rừng tự nhiên, hàng năm Viêt Nam phải nhập khẩu khoảng 250.000 đến 300.000 m3 gỗ từ các nước lân cận và tăng cường sử dụng gỗ rừng trồng, ván nhân tạo để sản xuất hàng xuất khẩu Nguồn gỗ nhập khẩu từ các nước Đông Nam Á như Campuchia, Lào, Indonesia, Malaysia thường không ổn định do chính sách lâm sản của các quốc gia này luôn thay đổi, trong khi nguồn nhập khẩu từ các quốc gia khác như New Zealand, Australia, Thụy Điển, Đan Mạch, Phần Lan, Canada, Mỹ, Châu Phi lại cách xa về địa lý nên giá thành nguyên liệu bị đội lên cao

Nhằm chủ động chuẩn bị nguồn gỗ, bên cạnh việc trồng rừng, Việt Nam cũng đang tích cực phát triển các nhà máy sản xuất ván nhân tạo, đóng một vai trò quan trọng cho ngành chế biến gỗ xuất khẩu: Nhà máy ván sợi MDF Gia Lai công suất 54.000m3 sản phẩm/năm, MDF Sơn La với công suất 15.000 m3 sản phẩm/năm, MDF Bình Thuận với công suất 10.000 m3 sản phẩm/năm, Nhà máy Ván dăm Thái Nguyên với 16.500m3 sản phẩm/năm, Thái Hòa (Nghệ An) 15.000m3 và Hoành Bồ (Quảng Ninh)3.000m3/năm

Hiện nay, ở Việt Nam chưa có khu rừng nào có chứng chỉ rừng (FSC), trong khi

đó nhu cầu sử dụng các sản phẩm có chứng chỉ nguồn gốc xuất xứ ngày càng cao ở hầu hết các thị trường lớn Để phát huy hết tiềm nưang của ngành chế biến gỗ Việt Nam, các cơ quan quản lý nhà nước và các doanh nghiệp cần hết sức chú ý đến xu hướng “môi trường hóa” thương mại đồ gỗ Với 3 xu hướng nguyên liệu chính: gỗ nhân tạo, gỗ có chứng nhận FSC và gỗ tái chế, các tiêu chuẩn về môi trường sẽ được thị trường đặt ra ngày càng nhiều cho thương mại đồ gỗ, kể cả việc xác định tính hợp pháp và khả năng tái sinh của khu vực khai thác Do đó, đối với các sản phẩm gỗ khai thác tại Việt Nam cần mời các tổ chức quốc tế có thẩm quyền kiểm tra việc quản lý, khai thác gỗ và cấp giấy chứng chỉ xác nhận gỗ được khai thác Đặc biệt, việc xây

dựng và các tiêu chí quản lý rừng bền vững cần được tiến hành nhanh chóng, triệt để nhằm đạt được một số lợi thế cho ngành lâm nghiệp Việt Nam

Mặc dù đạt nhiều thành tựu đáng kể trong những năm vừa qua, ngành chế biến

gỗ còn tồn đọng nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được những yêu cầu đặt ra của quốc tế, đặc biệt là sau khi Việt Nam gia nhập WTO Có thể kể đến những hạn chế sau:

Thứ nhất: Nguồn nguyên liệu chưa ổn định, chủ yếu phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu nhập khẩu từ nước ngoài Đây là một trong những hạn chế lớn nhất của ngành gỗ nước ta Lượng nguyên liệu gỗ nhập khẩu hàng năm chiếm 80% tổng nhu cầu gỗ cho chế biến

Thứ hai: Quy mô sản xuất của các doanh nghiệp chế biến gỗ nước ta chủ yếu là nhỏ và vừa Với quy mô này, các doanh nghiệp rất khó thực hiện được các hợp đồng lớn của nước ngoài nên chủ yếu vẫn là gia công, chưa xây dựng được thương hiệu cho mình, sản phẩm vẫn chủ yếu được bán qua các khâu trung gian Công tác đào tạo nguồn nhân lực cho ngành chế biến gỗ chưa được quan tâm và đầu tư đúng mức

Thư ba: Công nghệ chế biến còn thô sơ, mang tính thủ công, đơn lẻ, thiếu sự kết hợp và phát triển đồng bộ Các doanh nghiệp còn chưa chủ động đầu tư thiết bị, công nghệ, thiết kế mẫu mã sản phẩm, tìm kiếm thị trường, thông tin xúc tiến thương mại v v đa số các doanh nghiệp còn ở quy mô nhỏ

Những hạn chế trên làm giảm khả năng phát triển và vị thế ngành chế biến gỗ của nước ta trên thị trường thế giới do đó cần có những giải pháp thích hợp, kịp thời

để ngành chế biến gỗ Việt Nam phát triển trong những năm tới

2.2 TỔNG QUAN VỀ KHOA HỌC CẮT GỌT GỖ

Nguyên lý cắt gọt gỗ là một trong những thành phần quan trọng nhất của cơ sở công nghệ gia công gỗ Nó được xây dựng và phát triển vào thế kỷ XIX ở một số nước công nghiệp phát triển có ngành chế biến gỗ thịnh vượng Trong số các nước đó có Nga, Đức, Mỹ, Nhật Từ cuối nửa thế kỷ XIX và nửa đầu thế kỷ XX xuất hiện một

số nhà khoa học đã nghiên cứu vấn đề này, họ là những người thầy đạt nền móng cho

sự phát triển cho khoa học cắt gọt gỗ và vật liệu gỗ sau này Ở Việt Nam nghiên cứu

về cắt gọt gỗ có TS, Nguyễn Văn Minh (1966) và PGS.TS Hoàng Hữu Nguyên (1967)

Về sau có nhiều nhà khoa học khác đã nghiên cứu, phát triển rộng và sâu lý thuyết cắt

gọt gỗ trong các trường hợp chuyên dùng và vật liệu gỗ Trong lĩnh vực dao cụ, cơ giới hóa và tự động hóa cũng đã xuất hiện nhiều tác giả ở nhiều nước khác nhau

Tổng hợp các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên, chúng ta thấy các học thuyết hiện đại về cắt gọt gỗ đi theo ba hướng sau đây:

- Hướng thứ nhất là dùng phương pháp toán cơ để phân tích, nghiên cứu các

hiện tượng xẩy ra trong quá trình cắt gọt gỗ Giải các bài toán thuận, bài toán nghịch trong công nghệ gia công gỗ cũng trên cơ sở này Đây là một hướng đi khá khó, đòi hỏi kiến thức rộng, nhiều lĩnh vực, nhưng rất phù hợp với các quá trình gia công gỗ

- Hướng thứ hai là xây dựng học thuyết cắt gọt gỗ trên cơ sở phân tích các giá

trị của các hiện tượng lý hóa xẩy ra trong quá trình gia công cắt gọt gỗ và trên cơ sở đó xây dựng các công thức thực nghiệm, áp dụng trong việc xử lý các bài toán thuận và nghịch Trong cắt gọt gỗ, hướng này đòi hỏi hệ thống thiết bị đo rất tinh vi, hiện đại và tốn kém, bởi trong cắt gọt gỗ tốc độ thường rất cao

- Hướng thứ ba là xây dựng lý thuyết cắt gọt gỗ bằng thực nghiệm, nói cách

khác là trên cơ sở các số liệu thu được trong quá trình nghiên cứu, phân tích các hiện tượng xẩy ra trong quá trình cắt gọt, dùng toán xác suất thống kê để xây dựng các công thức thực nghiệm, áp dụng trong việc giải các bài toán của công nghệ và thiết kế Hướng này đơn giản, dễ tiến hành, song thụ động, nhất là trong gia công gỗ nhiều trường hợp phoi là thành phẩm, cần có cơ sở lý thuyết để giải quyết bài toán công nghệ của chúng

Tóm lại, các học giả đã đi theo ba hướng khác nhau nhưng tất cả đều nhằm một mục đích là khám phá bức tranh trung thực nhất của quá trình cắt gọt gỗ, đưa ra những kết luận và công thức chính xác, phù hợp với quy luật khách quan nhất để phục vụ cho việc thực hiện tốt các bước công nghệ , thiết kế dao cụ, máy móc trong việc cơ giới hóa và tự động hóa trong công nghệ gia công gỗ

Trong thực tế, để xách định được quá trình gia công cần giải quyết hai vấn đề thường gọi là hai bài toán: một là cần có những thông số cơ bản ban đầu (lực, công suất, mối liên quan giữa các yếu tố ), dựa trên những thông số cơ bản ban đầu đó để tính toán thiết kế mới, cải thiện công cụ, giải quyết các bài toán gia công, bài toán kinh tế Hai là từ những điều kiện cho trước: máy, thiết bị, dụng cụ, vật liệu gia công cần xác định chế độ cắt hợp lý để đạt được độ bóng bề mặt cũng như năng suất cao nhất có

thể, trên cơ sở chất lượng theo yêu cầu cho trước và để giảm chi phí thấp nhất Hai vấn

đề này có liên quan mật thiết với nhau và là một thể thống nhất của quá trình chế tạo

và sử dụng máy Giải quyết vấn đề thứ nhất là bài toán thuận, giải quyết vấn đề thứ hai

là bài toán nghịch Cả hai bài toán đó đều xuất phát từ lý thuyết cắt gọt gỗ Như vậy, từ những vấn đề nêu trên cho thấy khoa học cắt gọt gỗ có nhiệm vụ cụ thể: xác định một cách khoa học và chính xác mối tương quan của các yếu tố thuộc ba đối tượng tham gia vào quá trình gia công cắt gọt gồm: vật liệu gia công (gỗ, vật liệu gỗ), dao và máy

để đưa ra các thông số nhằm giải quyết hai bài toán thuận và nghịch nêu trên

Tất nhiên, ngoài việc phục vụ cho sự thay đổi nguyên nhiên liệu và sản phẩm mới, khoa học cắt gọt gỗ còn có nhiệm vụ tìm các phương pháp gia công mới, tiến bộ hơn để nâng cao năng suất, chất lượng, hạ giá thành sản phẩm

Giải quyết tốt đối với khoa học cắt gọt gỗ, vật liệu gỗ sẽ tạo ra khả năng to lớn trong gia công sản xuất, đẩy mạnh sản xuất và đáp ứng được nhu cầu kinh tế cho đất nước trước mắt và lâu dài mãi mãi về sau

Chương 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI

3.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA GỖ

Cấu tạo gỗ là nhân tố ảnh hưởng đến tính chất của gỗ Cấu tạo và tính chất của gỗ

quan hệ mật thiết với nhau Cấu tạo có thể xem là biểu hiện bên ngoài tính chất Những hiểu biết về cấu tạo là cơ sở để giải thích bản chất các hiện tượng sản sinh trong quá trình gia công chế biến và sử dụng gỗ Muốn nhận mặt gỗ, xác định tên để buôn bán và

sử dụng cho thích hơp, trước hết cần nắm vững những kiến thức cơ bản về cấu tạo Trong thực tế có rất nhiều loại gỗ rất giống nhau cần đi sâu phân loại một cách chính xác, phải tiến hành khảo sát cấu tạo hiển vi của gỗ Mặt khác do ảnh hưởng của hoàn cảnh bên ngoài, không những các loại gỗ khác nhau mà từng cây trong cùng một loài và ngay cả từng bộ phận khác nhau trong cùng một cây cũng có sự khác nhau Muốn phân tích được những hiện tượng đó, cần có những kiến thức sâu sắc và toàn diện về cấu tạo

hiển vi của gỗ

Tóm lại muốn nhận biết được tên gỗ cho chính xác, muốn tìm hiểu về tính chất gỗ, muốn áp dụng các biện pháp kỹ thuật thích hợp cho quá trình gia công chế biến, muốn

sử dụng hợp lý và tiết kiệm gỗ Trước hết cần phải hiểu biết về cấu tạo của gỗ; Đây là

một trong những biện pháp cơ bản để nâng cao chất lượng sử dụng gỗ

3.1.1 Ưu nhược điểm của gỗ

 Ưu điểm

 Nhẹ, khối lượng thể tính trung bình từ 0,5-0,7 g/cm3 nên rất thuận tiện cho việc

vận chuyển nhất là vận chuyển đường thủy

 So với sắt, thép, xi măng và một số vật liệu khác, gỗ là loại vật liệu có hệ số

phẩm chất cao

 Cách điện, cách nhiệt, ngăn âm tốt, nhiệt dãn nở bé

 Mền, nên có thể dùng các máy móc, công cụ để cưa xẻ, bào, khoan, tách chẻ với

vận tốc cao

 Dễ nối gép bằng đinh, mộng, keo dán

 Gỗ có vân thớ đẹp, dễ nhuộm màu, dễ trang sức bề mặt

 Dễ phân ly bằng điện hóa chất dùng sản xuất giấy và tơ nhân tạo

 Gỗ là nguyên liệu thiên nhiên, chỉ cần trồng, chăm sóc và sử dụng máy móc đơn

giản để khai thác nó

 Nhược điểm

 Sinh trưởng chậm, đường kính có hạn và có nhiều khuyết tật tự nhiên

 Dễ mục, dễ biến màu và dễ cháy

 So với kim loại thì đây là loại vật liệu mềm, môdun đàn hồi thấp

 Trong quá trình phơi sấy thường dễ bị nứt nẻ, cong vênh, biến hình

 Tính chất bị biến động tùy theo điều kiện sinh trưởng Ngay trong cùng một cây cũng có sự thay đổi về tính chất

 Do cấu tạo không đều theo các chiều nên cường độ và sức co dãn theo theo các phương dọc thớ, xuyên tâm và tiếp tuyến khác nhau

 Hút ẩm và thoát hơi nước mạnh nên dễ bị cong vênh, biến hình, nứt nẻ, cường độ

và các tính chất khác thay đổi

3.1.2 Cấu tạo của gỗ

Hình 3.1: Mặt cắt ngang thân cây

 Cấu tạo của thân cây

 Vỏ cây

 Sợi vỏ cây

 Mặt cắt ngang là mặt cắt thẳng góc với trục dọc thân cây và đi ngang thân cây

Biểu hiện của vòng năm trên mặt cắt là những vòng tròn đồng tâm vây quanh tủy cây

 Mặt cắt xuyên tâm là mặt cắt song song với trục dọc thân cây và đi qua tủy cây

Biểu hiện của vòng tròn năm trên mặt cắt là những đường thẳng song song trục dọc thân cây

 Mặt cắt tiếp tuyến là mặt cắt song song với trục dọc thân cây và tiếp tuyến với

vòng năm Biểu hiện của vòng năm trên mặt cắt tiếp tuyển là hình chữ v

 Cấu tạo gỗ sinh nhựa (Lá kim )

Hình 3.3: Cấu tạo gỗ lá kim

 Tế bào đạo quản (quản bào ) là loại tế bào vách dày, sắp xếp theo chiều dọc thân cây Là thành phần chủ yếu, chiếm 90% thể tích

 Tế bào đạo quản có 2 loại:

+ Đạo quản gỗ sớm

+ Đạo quản gỗ muộn

 Tế bào mô mền (nhu mô ) là loại tế bào vách mỏng, hình trụ ngắn, xếp theo chiều dọc thân cây Tế bào mô mền gỗ lá kim ít, chiến khoảng 1% thể tích cây

 Tia gỗ (tua lõi ) là tổ chức của tế bào mô mềm xếp theo chiều ngang thân cây Tia gỗ chiếm khoảng 5 – 6% thể tích cây

 Ống dẫn nhựa là tổ chức của tế bào mô mềm

 Có 2 loại ống dẫn nhựa:

+ Ống dẫn nhựa dọc

+ Ống dẫn nhựa ngang

 Cấu tạo của gỗ rậm lá (Lá rộng )

Hình 3.4: cấu tạo gỗ lá rộng

 Mạch gỗ là loại tế bào dày, có kích thước lớn, có dạng hình trống hoặc hình trụ, xếp theo chiều dọc thân cây Mạch gỗ chỉ có ở gỗ lá rậm chiếm khoảng 20 – 30% thể tích cây và là thành phần quan trọng để nhận mặt gỗ

 Quản bào là loại tế bào vách dày xếp theo chiều dọc thân cây Quản bào gỗ rậm

lá ít, không có vai trò quan trọng

 Tế bào sợi là loại tế bào vách dày xếp theo chiều dọc thân cây Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ lá rộng chiếm khoảng 50% thể tích gỗ

 Tế bào mô mềm là loại tế bào vách mỏng, làm nhiệm vụ dự trữ chất dinh dưỡng nuôi cây Tế bào mô mềm chiếm từ 2-15% thể tích cây Tế bào mô mềm có màu trắng nhạt nên dễ phân biệt

 Tua lõi là tổ chức của tế bào mô mềm xếp theo chiều ngang thân cây Tia gỗ ở cây lá rộng chiếm từ 10-15% thể tích cây, có loại tới 20-30% Tia gỗ ở cây lá rộng lớn hơn gỗ lá kim, ,một số loại tia có hiện tượng tụ hợp

3.1.3 Tính chất vật lý của gỗ

 Độ ẩm của gỗ

Độ ẩm tương đối của gỗ: Độ ấm tương đối của gỗ là tỷ lệ % giữa lượng nước

có trong gỗ so với khối lượng gỗ tươi

Độ ẩm tuyệt đối của gỗ: Độ ấm tuyệt đối của gỗ là tỷ lệ % giữa lượng nước có

trong gỗ so với khối lượng gỗ khô kiệt

Độ ẩm bão hòa thớ gỗ: nếu đặt gỗ tươi, gỗ ướt trong môi trường nào đó (môi

trường không khí) có nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí, nước trong gỗ sẽ thoát ra ngoài Khi nước tự do thoát hết, nước thẩm còn bão hòa trong vách tế bào Điểm đó gọi là điểm bão hòa thớ gỗ và độ ẩm của gỗ lúc này gọi là độ ẩm bão hòa của thớ gỗ Ngược lại nếu đặt gỗ khô kiệt hoặc gỗ khô trong môi trường nào đó ( môi trường nhân tạo ) với nhiệt độ và độ ẩm nhất định của môi trường, gỗ sẽ hút hơi nước Khi nước thấm bão hòa trong vách tế bào và nước tự do bắt đầu xuất hiện thì điểm đó gọi là điểm bão hòa thớ gỗ và độ ẩm đó gọi là độ ẩm bão hòa thớ gỗ Nói cách khác: Điểm bão hòa thớ gỗ là ranh giới giữa nước thấm và nước tự do Độ ẩm bão hòa là độ ẩm xách định bởi nước lượng nước thấm tối đa trong gỗ

Gỗ Việt Nam, phạm vi biến động của độ ẩm bão hòa thớ gỗ từ 20-38%, bình quân số học là 27,5%, nhiệt độ không khí lúc thí nghiệm là 26 0C, nếu nhiệt độ không khí ở 200C thì độ ẩm bão hòa thớ gỗ bình quân của các loại gỗ nước ta cũng gần 30%

Độ ẩm thăng bằng: Trong không khí với nhiệt độ và độ ẩm nhất định, gỗ để lâu

trong môi trường này sẽ hút hoặc thoát hơi nước cho đến khi độ ẩm tương đối ổn định Nghĩa là quá trình trao đổi hơi nước giữa gỗ và không khí trong điều kiện như vậy sẽ tiến hành mãi cho đến khi áp suất hơi nước của không khí và áp suất hơi nước trên bề mặt gỗ cân bằng nhau Độ ẩm của gỗ lúc này là độ ẩm thăng bằng của gỗ

Nếu để trong môi trường không khí có nhiệt độ và độ ẩm không đổi (0%<φ<100% ) 2 mẫu gỗ: một mẫu có độ ẩm lớn hơn 30% và một mẫu khác có độ ẩm

dưới 30% Trong quá trình theo dõi sẽ thấy mẫu gỗ có độ ẩm cao dần dần khô đi và mẫu khô bị ẩm dần lên Quá trình đó gọi là quá trình cân bằng độ ẩm của gỗ

Độ ẩm của gỗ nằm trong giới hạn W2<Wtb<W1 là độ ẩm thăng bằng của gỗ Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 356-70) quy định độ ẩm thăng bằng của khu vực miền Bắc Việt Nam là 18% Từ Đà Nẵng trở vào do điều kiện thời tiết nóng và khô cạn hơn, độ ẩm thăng bằng có thể trong khoảng 15%

 Quá trình co dãn của gỗ

Co rút: khi phơi, sấy gỗ, nước từ gỗ từ từ bốc hơi ra, kích thước gỗ thu nhỏ

lại, hiện tượng đó gọi là hiện tượng co rút

Dãn nở: Khi gỗ khô kiệt hút hơi nước làm cho kích thước của gỗ tăng lên,

hiện tượng đó gọi là sự dãn nở

 Sức co dãn

Chiều dọc thớ thường rất nhỏ, không quá 1%

Chiều xuyên tâm từ 2-7%

Chiều tiếp tuyến từ 2-4%

Co, dãn thể tích là sự tổng hợp co, dãn theo 3 chiều

 Tính dẫn điện, dẫn nhiệt của gỗ

Tính dẫn điện: Gỗ là chất cách điện nhưng nếu đó là gỗ thật khô Nếu gỗ bị ẩm

ướt thì sức cản điện sẽ bị yếu đi Sức dẫn điện càng mạnh thì mức ẩm càng cao, và đến lúc ẩm độ bão hòa thì bất biến Vì vậy gỗ tươi là chất dẫn điện Sức dẫn điện còn tùy thuộc vào thớ gỗ:

 Chiều doc thớ gỗ lớn chiều ngang thớ gỗ

 Chiều tiếp tuyến lớn hơn chiều xuyên tâm

Tính dẫn nhiệt: Gỗ dẫn nhiệt rất kém vì cấu trúc của gỗ xốp và trong tế bào có

nhiều khí trời li ti làm gỗ cản nhiệt Tính dẫn nhiệt thay đổi theo sắc mộc, ẩm độ và

hướng thớ gỗ Dẫn nhiệt mạnh theo chiều dọc thớ và ít nhất là chiều ngang thớ

3.1.4 Độ cứng vững và đàn hồi của gỗ

Nói đến tính chất cơ học của gỗ là nói đến khả năng chống lại ngoại lực Trong đó đáng chú ý nhất là độ cứng, độ bền vững theo kéo, nén, uốn, tách

Gỗ là hợp chất tự nhiên mang 3 tính chất: Đàn hồi, dẻo và dai Vì vậy dưới tác dụng của ngoại lực gỗ sẽ bị biến dạng Song khi ngoại lực thôi tác dụng gỗ có xu hướng trở lại trạng thái ban đầu, nhưng do tính dẽo nên sau khi thôi tác dụng gỗ vẫn

bị biến dạng Tuy nhiên do tính không đồng nhất, nên hiện tượng biến dạng ko đều nhau ở các chiều thới gỗ, đặc trưng là tỉ số:

ε =

là lượng biến dạng (mm)

L kích thước ban đâu

ε biến dạng tương đối

3.1.5 Ứng suất nén

Gỗ có cấu tạo xốp, lúc bị nén lại gỗ có hiện tượng co lại theo chiều của lực nén, mặt khác theo chiều vuông góc với lực nén gỗ có xu hướng dãn ra Nếu chúng ta tìm ra cách khống chế sự dãn ra đó thì quá trình biến dạng của gỗ lúc đó sẽ khác đi,

đó là đặc điểm của quá trình nén gỗ, có hai loại quá trình:

Nén cục bộ: là quá trình được thực hiện theo hai mặt đối diện của vật, còn

cách mặt khác hoàn toàn tự do Biến dạng tăng từ lúc có lực tác dụng đến lúc ứng suất phá hủy Tất nhiên biến dạng này khác nhau khi ta nén các chiều thớ gỗ khác nhau: Nén dọc thớ, nén tiếp tuyến và nén xuyên tâm Khi nén gỗ, gỗ co lại theo chiều lực nén, song lại có xu hướng nở ra theo chiều vuông góc với lực nén

Nén toàn bộ: là quá trình nén mà các phía khác nhau của vật nén đều bị giới

hạn Trong quá trình cắt gọt, tùy từng dạng, hiện tượng nén kín toàn phần, môt phần hoặc hở đều có thể xảy ra

3.1.6 Hiện tượng trượt của gỗ

Dưới tác dụng của ngoại lực, các lớp gỗ thường bị trượt hoặc xê dịch lẫn

nhau Đặc trưng là ứng suất trượt [t] ứng suất trượt của gỗ biểu thị khả năng chống lại

sự xê dịch hoặc trượt giữa các lớp gỗ dưới tác dụng của ngoại lực theo 1 tiết diện nào

đó cùng nằm trong phương tác dụng của ngoại lực Vì vậy nó được tính bằng N/cm2 Khi lực tác dụng lên gỗ thì hiện tượng trượt của gỗ xảy ra phức tạp hơn so với một số vật liệu khác Điều này có thể thấy được khi nén gỗ theo hướng xuyên tâm, tách hoặc chẻ

3.1.7 Sự phá hủy của các thớ gỗ

Quá trình cắt gọt là quá trình phân chia phôi theo từng lớp phoi để tạo ra sản phẩm Nói cách khác nó được tiến hành bằng cách phá hủy mối liên kết giữa các thới

gỗ dưới tác dụng của ngoại lực Sự phá hủy này gây ra nhiều hiện tương khác nhau

trong đó có hiên tượng biến dạng của phoi

3.2 NGUYÊN LÝ CẮT GỌT GỖ

3.2.1 Nhiệm vụ và nội dung của khoa học cắt gọt gỗ

Để thực hiện được quá trình gia công gỗ bằng cơ giới, trong thực tiễn cần giải quyết hai vấn đề:

Một là cần có những thông số cơ bản ban đầu như lực, công suất, mối tương quan giữa các yếu tố Dựa trên những thông số cơ bản đó để tính toán thiết kế mới, cải tiến công cụ, máy thiết bị, giải quyết các quá trình gia công, tính toán kinh tế

Hai là từ những điều kiện cho trước, như máy móc thiết bị, công cụ gỗ cần xác định chế độ gia công hợp lý để đạt được năng suất cao nhất, hao tốn ít nhất về nguyên, nhiên liệu Mà thành phẩm đạt được chất lượng cao nhất hoặc theo yêu cầu cho trước Hai vấn đề này có liên quan mật thiết với nhau, là một thể thống nhất của quá trình chế tạo và sử dụng Giải quyết vấn đề thứ nhất là giải quyết bài toán thuận, giải quyết vấn đề thứ hai là giải quyết bài toán nghịch Từ đó chúng ta thấy khoa học cắt gọt gỗ có nhiệm vụ cụ thể sau đây: Xác định mối tương quan giữa các yếu tố của

ba đối tượng vật liệu được gia công, công cụ cắt gọt và máy Ngoài ra khoa học cắt gọt

gỗ phải tìm các biện pháp gia công mới khoa học hơn, đạt kết quả cao hơn về năng suất, chất lượng, ứng dụng vào thực tế sản xuất để tạo ra các sản phẩm mới

Giải quyết đúng đắn đối với khoa học cắt gọt gỗ sẽ tạo ra khả năng lớn cho việc hoàn thiện các quá trình kỹ thuật gia công chế biến gỗ, đẩy mạnh sản xuất đáp ứng được nhiệm vụ của ngành hiện nay cũng như sau này

3.2.2 Các dạng gia công chế biến gỗ

Công nghệ gỗ là tổng quát cả quá trình và cả phương tiện được áp dụng vào sản xuất để tạo ra được những sản phẩm từ gỗ

a) Gia công chế biến hóa học: Là quá trình gia công tạo từ gỗ ra các sản phẩm mà

bản chất của gỗ đã bị thay đổi như sản xuất đường, giấy, rượu

b) Gia công cơ hóa: Là dạng gia công kết hợp giữa hóa học và cơ học như gia

công áp lực có ngâm tẩm

c) Gia công chế biến cơ giới: Là quá trình gia công từ gỗ ra sản phẩm bằng cách

thay đổi hình dạng, kích thước, còn bản chất của gỗ thì cơ bản không thay đổi Dạng này có thể phân ra thành 4 phương pháp chủ yếu: gia công cắt gọt, gia công áp lực, gia công va đập, gia công tách chẽ

Gia công cắt gọt làm phá hủy mối liên hệ giữa các phần tử vật chất gỗ theo một hướng nhất định nhờ công cụ cắt Vật gia công được chia thành hai thành phần cùng với phoi hoặc không có phoi Như cưa, bào bóc, phay, khoan Là cắt gọt có phoi Như đột cắt, xén là cắt gọt không có phoi

Gia công áp lực không làm phá hủy mối liên hệ giữa các phần tử của vật được gia công mà chủ yếu dùng áp lực để làm thay đổi hình dạng, kích thước vật gia công như kéo, nén uốn

Gia công va đập làm phá hủy mối liên kết giữa các phần tử vật chất được gia công thành những phần nhỏ, không theo một dạng kích thướt hình hình học qui định trước, như gia công bọt gỗ làm giấy, thuốc súng,

Gia công tách chẻ làm phá hủy mối liên kết giữa các phần tử gỗ theo các lớp mà không theo một hướng nhất định cho trước, như chẻ củi, tước gỗ,

3.2.3 Gia công cắt gọt cơ bản

Giới thiệu chung về nguyên lý cắt gọt gỗ:

Cắt gọt gỗ là quá trình cắt gọt lấy đi từ vật gia công một lớp hoặc nhiều lớp phoi Quá trình này được thực hiện nhờ một vật rắn nhỏ có dạng hình nêm gọi là dao cắt Phần phôi còn lại với phoi được xác định theo một ranh giới quy định trước

Cắt gọt là một quá trình công nghệ, nhờ tác dụng trực tiếp của dao mà phôi được phân chia để tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước cho trước

Phoi là một phần vật chất, thường rất nhỏ được cắt ra từ phôi sau một lần chuyển động của dao hoặc phôi Phoi được tạo ra phù hợp với khả năng cắt của dao và máy Như vậy, để thực hiện quá trình cắt gọt, phôi có thể đứng yên, dao chuyển động hoặc ngược lại Và sau mỗi lần chuyển động chúng ta sẽ có được một lớp phoi từ phôi Trong quá trình cắt gọt phải có hai chuyển động:

Chuyển động thứ nhất là chuyển động của dao hay phôi để cắt được một lớp phoi Thường chuyển động này có tốc độ rất lớn gọi là chuyển động chính, được gọi là chuyển động cắt gọt Chuyển động tuyệt đối của dao hay phôi cần thiết và đủ để cắt được một phần phoi người ta gọi là chuyển động cắt gọt

Chuyển động thứ hai là chuyển động của phôi hoặc dao để đảm bảo cho lần cắt tiếp theo tạo ra phoi mới Thường chuyển động này có tốc độ rất nhỏ so với chuyển động thứ nhất gọi là chuyển động phụ, hay còn gọi là chuyển động ăn dao Chuyển động tuyệt đối của phôi hay dao để đảm bảo cho lần cắt tiếp theo tạo ra phoi mới gọi là chuyển động ăn dao

Như vậy trong quá trình cắt gọt của dao được tiến hành theo một chu kỳ nhất định, cứ mỗi một chu kỳ chúng ta có được một phoi Trong một chu kỳ dao hoàn thành hai bước, nếu phôi đứng yên và ngược lại nếu dao đứng yên Bước thứ nhất trong chu

kỳ phoi sẽ được cắt ra, ta gọi là bước hữu ích hoặc là bước có công Bước thứ hai dao hoặc phôi trở về vị trí ban đầu để chuẩn bị cắt phoi mới, trong bước này phoi không được tạo ra, người ta gọi là bước vô ích hay còn gọi là bước không công

Nếu trong quá trình cắt gọt ở khoảng thời gian nào đấy không có chuyển động ăn dao mà chỉ có chuyển động cắt gọt, thì đường mũi dao vẽ nên gọi là quỹ đạo cắt gọt Ngược lại, nếu như trong quá trình cắt gọt, ở khoảng thời gian nào đấy không có chuyển động cắt gọt, thì quỹ đạo mũi dao vẽ nên gọi là quỹ đạo cắt gọt tương đối hay còn gọi là quỹ đạo cắt gọt thực

Tốc độ chuyển động dao hoặc vật gia công theo quỹ đạo cắt gọt gọi tốc độ cắt gọt Vậy tốc độ cắt gọt là quãng đường đi được của dao hoặc phôi theo quỹ đạo cắt gọt trong một đơn vị thời gian, thường được kí hiệu bằng chữ v, đơn vị là mét/giây (m/s) Tốc độ của dao hoặc phôi theo quỹ đạo ăn dao, người ta gọi là tốc độ ăn dao Vậy tốc

độ ăn dao là quãng đường đi được của dao hoặc phôi theo quỹ đạo ăn dao trong một đơn vị thời gian Thường tốc độ này được kí hiệu bằng chữ U Đơn vị là mét/phút(

ph

m

)

Trong gia công chế biến gỗ, tốc độ ăn dao có thể đạt tới 150 m/phút Nếu cả hai

chuyển động đồng thời tồn tại, thì dao sẽ chuyển động tương quan với phôi theo tốc độ bằng tốc độ tổng hợp hai vectơ tốc độ trên, người ta gọi là tốc độ tương đối hay gọi là tốc độ thực của dao Thường kí hiệu là Vt

Vậy tốc độ tương đối hay tốc độ thực của dao hoặc phôi là quãng đường đi được

của dao hoặc phôi theo quỹ đạo thực trong một đơn vị thời gian

Vt v u





Phân loại cắt gọt gỗ:

So với các quá trình cắt gọt một số nguyên vật liệu khác, quá trình cắt gọt gỗ

phức tạp hơn Vì gỗ có cấu trúc không đồng nhất, hơn thế nữa trong nhiều dạng gia

công gỗ, phoi lại là thành phẩm, để đảm bảo cho phoi trong trường hợp này có chất

lượng thì việc nguyên cứu các quá trình cắt gọt chúng đòi hỏi mức độ cao hơn Do đó

trong quá trình nguyên cứu cắt gọt gỗ người ta chia làm hai bước hay hai giai đoạn:

bước thứ nhất là nghiên cứu cắt gọt cơ bản và bước thứ hai là nghiên cứu cắt gọt

chuyên dùng

Cắt gọt cơ bản: Đặc điểm của cắt gọt này là có hạn chế một số điều kiện của

các yếu tố tham gia vào quá trình cắt gọt, nhằm đưa đến dạng căn bản nhất, để dễ

nghiên cứu chúng Những kiến thức nghiên cứu được về cắt gọt này sẽ làm cơ sở để

nghiên cứu các dạng cắt gọt chuyên dùng

Dạng cắt gọt cơ bản có bốn đặc điểm sau đây: Quá trình cắt gọt được thực hiện ở một cạnh chính của dao cắt, dao phải có dạng

hình nêm, các mặt trước, sau của dao phải là mặt phẳng, góc cắt, góc sau phải cố định,

độ dài của cạnh cắt phải lớn hơn chiều rộng của phôi và chiều rộng của phoi, hình thức

cắt như vậy người ta gọi là cắt hở Nếu quá trình cắt gọt được thực hiện ở hai cạnh cắt,

chiều rộng của dao bằng chiều rộng của phoi, chiều rộng của phôi lớn hơn chiều rộng

của dao người ta gọi là cắt nửa kín Nếu như trong quá cắt gọt được thực hiện ở ba

cạnh của dao và tạo ra ba mặt cắt, chiều rộng phoi bằng chiều rộng dao, chiều rộng

phôi lớn hơn chiều rộng dao người ta gọi là cắt kín Hình thức đầu tiên thuộc cắt cơ

bản, còn hình thức hai và ba thuộc cắt phức tạp

Qũy đạo cắt gọt thực của dao phải là đường thẳng, tốc độ cắt và tốc độ ăn dao cố

định, hướng của các tốc độ cắt phải vuông góc với cạnh cắt và không đổi.Chiều dày

của phoi là một đại lượng cố định

Đặc điểm cuối cùng là mặt phẳng chuyển động và hướng chuyển động của dao

phải vuông góc hoặc song song với chiều của thứ gỗ Từ đặc điểm này trong cắt gọt gỗ

có thể có ba trường hợp cắt gọt cơ bản sau đây: cắt ngang, cắt dọc và cắt bên Chúng ta

sẽ xét kỹ ở chương sau

Cắt gọt chuyên dùng: Tức là các dạng cắt gọt đã được ứng dụng vào những

trường hợp gia công cụ thể, nhằm những mục đích công nghệ nhất định như cưa, bào, lạng, sphay Thường thì các dạng này phức tạp hơn, số lượng yếu tố tác động lên quá rình cắt gọt cũng nhiều hơn

Bd

Bp

Hình 3.7: Cắt kín

3.2.4 Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt

Gỗ là đối tượng gia công của ngành chế biến gỗ bằng cơ giới Gỗ có những tính chất đặc thù của nó Vì vậy để hiểu được các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt gọt

gỗ, chúng ta xét những tính chất chính của gỗ có ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt

Hướng cắt: Theo ba mặt phẳng mặt cắt đầu, cắt xuyên tâm, cắt tiếp tuyến gỗ

có những tính chất khác nhau Vì thế, theo các hướng cắt khác nhau thì trị số cản cắt sẽ khác nhau

Độ ẩm của gỗ: Độ ẩm của gỗ có ảnh hưởng đến quá trình cắt gọ Tăng hay

giảm độ ẩm của gỗ dẫn đến thay đổi tính chất cơ học của gỗ và tất nhiên các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt gọt cũng thay đổi theo Gỗ có độ ẩm càng lớn thì trở lực cản cắt càng nhỏ và cũng dễ bị sơ tướp Đối với trường hợp cắt dọc và ngang thớ thì khi độ ẩm gỗ càng lớn thì công suất cắt sẽ giảm nhưng đối với cắt mặt đầu thì giảm không đáng kể

Khối lượng riêng của gỗ:

Khối lượng riêng tuyệt đối của bất cứ loại gỗ nào cũng gần bằng nhau và bằng 1,54 g/cm3 Song khối lượng riêng của gỗ thì lại khác nhau, gỗ có khối lượng riêng càng cao thì càng khó gia công và ngược lại

Chiều dày phoi:

Chiều dày phoi gỗ trong quá trình cắt gọt là một trong những yếu tố rất quan trọng tác động đến nhiều mặt: năng suất, chất lượng bề mặt gia công, lực cắt Về vấn

đề này còn có nhiều ý kiến chưa được thống nhất Chiều dày phoi ảnh hưởng như thế nào đối với lực cắt? ở đây chúng ta cần phân biệt giữa sự tuyệt đối hóa cạnh cắt và cạnh cắt thực tế Nếu cạnh cắt là một đường thắng tuyệt đối, dễ dàng nhận thấy nếu độ dày phoi bằng không thì lực cắt sẽ bằng không (vì không xảy ra quá trình cắt gọt phân chia phoi và phôi) Độ dày phoi cằng tăng thì lực cắt sẽ càng tăng lên theo một quy luật rất đơn giản (rõ ràng từ 0 đến một giá trị nào đó không có sự nhảy bậc đột biến) Thực tế cạnh cắt không phải là đường thẳng mà là đường cong Đường phân chia ranh giới giữa phôi và phoi đi qua đường tâm mặt cong của cạnh cắt Như vậy ngay khi độ dày phoi bằng không hoặc một giá trị âm nào đó vẫn tồn tại một lực cắt Chiều dày phoi ảnh hưởng tới lực cắt Khi chiều dày cắt của phôi tăng thì công suất cắt sẽ giảm Phoi càng dày thì trị số công suất cắt riêng giảm và ngược lại

Góc cắt , góc sau, và góc mài trước:

Trị số góc cắt tăng lên (khi góc sau không đổi) trị số công suất cắt sẽ tăng lên Khi tăng góc sau trong giới hạn nhất định thì công suất cắt sẽ giảm xuống Nhưng nếu trị số góc sau tiến gần đến 00 thì không được vì cạnh cắt sau của lưỡi dao cắt sẽ tiếp xúc nhiều với gỗ gây nên sự biến dạng