Точная обработка заготовок может быть достигнута при наличии у них чистовых баз, которые используются для базирования заготовок на станке при последующей обработке.
Обработку начинают с создания установочной чистовой базы. Вначале выравнивают широкую пласть заготовки. Полученная база используется при обработке следующей поверхности — кромки. Имея выверенные по плоскости и под прямым (как правило) углом поверхности, обрабатывают следующие, обеспечивая детали требуемые чистовые размеры.
Для создания базовой поверхности на одной или двух смежных сторонах используют в основном фуговальные станки. Они бывают с ручной (СФ4-2, СФ6-1 и др.) и механической (СФ4-1А, СФ6-1Ф, С2Ф4-1, СФК6-1 и др.) подачей.
На одношпиндельном фуговальном станке с ручной подачей (рис. 8.15) заготовка вначале подается по переднему столу и по мере обработки ножевым валом перемещается дальше обработанной поверхностью по заднему столу. Плоскость заднего стола располагается строго параллельно плоскости переднего стола по касательной к окружности резания. Передний стол опускается относительно образующей окружности резания на толщину снимаемого слоя h (h обычно принимает —
ся 1,5-2,5 мм). Направляющая линейка может перемещаться поперек стола для использования все длины ножей и наклоняться под углом до 45° к вертикальной плоскости — в целях обработки деталей непрямоугольного сечения.
Для обработки смежной поверхности заготовку поворачивают на 90° и операцию повторяют. При этом заготовку базируют по столу и линейке. Сначала обрабатывают более широкую сторону заготовки, т. е. пласть, а за второй проход — узкую, т. е. кромку.
Лучше применять станки с механизированной подачей заготовок, которая может быть вальцевой или конвейерной.
На двусторонних фуговальных станках одновременно обрабатываются две смежные стороны заготовки, расположенные под прямым углом. Кроме горизонтального ножевого вала такие станки имеют вертикальный шпиндель, установленный на заднем столе со стороны направляющей линейки (рис. 8J6). Последняя состоит из двух частей, которые устанавливаются относительно ножей и друг за другом, так же как и плиты горизонтального стола.
Обработку на станках с механизированной подачей ведут при скорости 7-30 м/мин, а при ручной обработке скорость 6— 10 м/мин. Частота вращения ножевого вала у всех станков 5100 мин’1 при диаметре ножевого вала 128 мм. Прямолиней-
Рис. 8.16. Схема двустороннего фуговального станка: 1 — горизонтальный стол; 2 — горизонтальный ножевой вал; 3 — вертикальный стол: 4 — вертикальная ножевая головка; 5 — заготовка |
ность и плоскостность обработанных сопрягаемых деталей должны соответствовать 10-12-й степени точности, несопряга — емых — 13—15-й. Практически достижимый допуск на прямолинейность при фуговании — 0,2 мм/м.
Часовую производительность фуговального станка (загото — вок/ч) можно определить по формуле
Пч = 60 u Кр Км n / 13 т, где и — скорость подачи (механизированной — 7-30 м/мин, ручной — примерно 10 м/мин); Кр = 0,9-0,93; Км — коэффициент использования машинного времени (при длине заготовок до 0,5 м равен 0,7 при длине свыше 1м — 0,9); п — количество одновременно обрабатываемых заготовок; 1а — длина заготовки; m — число проходов заготовки при строгании.
Фуговальные станки, особенно с ручной подачей, являются опасными. Работать можно только при наличии исправного веерного ограждения ножевого вала. Во время подачи заготовки руки должны находиться на безопасном расстоянии от ножевого вала, переносить их через вращающийся вал следует осторожно. При фуговании заготовок длиной 400 мм и меньше необходимо пользоваться колодкой-толкателем.
После создания базовых поверхностей заготовки обрабатывают в размер по сечению. Для этого используют рейсмусовые станки, они бывают односторонние с верхним расположением ножевого вала (СР4-1, СР6-9, СР8-2, СР12-3 и др.) и двусторонние с верхним и нижним расположением ножевых валов (С2Р8-3, С2Р12-3, С2Р12-ЗА).
На всех рейсмусовых станках подача механическая и осуществляется передними и задними вальцами.
В одностороннем станке (рис. 8.17) обрабатываемая заготовка 1 подается по подъемному столу 9 с помощью верхних 3 и 7 и нижних 8 падающих вальцов. Прижимные колодки 4 и 6 закрывают ножевой вал 5, предотвращая вибрации заготовок, образование выколов, и направляют поток стружки в отсасывающий патрубок. Когтевая завеса 2 служит для предотвращения выброса заготовок во время подачи. Для надежного сцепления с заготовками передний подающий валец выполнен рифленым, а остальные, контактирующие с обработанными поверхностями, — гладкими. Кроме того, для одновременного фрезерования заготовок разной толщины (до 6 мм) передний валец делан секционным. Отдельные подпружиненные секции могут самоустанавливаться в зависимости от толщины подаваемых заготовок. Для уменьшения трения подаваемых заготовок о стол нижние подающие вальцы устанавливются выше него на 0,1-0,2 мм в зависимости от породы древесины
5 6 7 |
‘8 /9 Рис. 8.17. Схема одностороннего рейсмусового станка |
и толщины заготовки. Задний верхний подающий валец устанавливают ниже окружности резания на 0,5-1 мм. При более низком его положении может происходить остановка подачи заготовки в момент подхода к вальцу, и в результате на поверхности заготовки образуются поперечные канавки (на расстоянии примерно 150 мм от ее конца).
Рис. 8.18. Схемы двусторонних рейсмусовых станков |
На двусторонних рейсмусовых станках слой древесины снимается последовательно с двух сторон. В зависимости от способа базирования и расположения ножевых валов различают рейсмусовофуговальную, фуговально-рейсмусовую и двухрейсмусовую схемы таких станков, чае
таль сначала подается под верхний рейсмусовый ножевой вал, затем к нижнему фуговальному, который снимает слой заданной тол
щины. Верхняя поверхность обрабатывается при черновом базировании.
При фуговально-рейсмусовой схеме (рис. 8.18, б) вначале фуговальным ножом обрабатывается нижняя поверхность, затем рейсмусовым — верхняя. При двухрейсмусовой схеме черновое базирование заготовки вначале идет по верхней пласти, а обработка — по нижней, затем наоборот. При этом сохраняется определенный припуск на обработку верхней стороны независимо от толщины заготовки. Данную схему применяют в основном для обработки щитов и досок, причем не обязательно одинаковой толщины.
Скорость подачи рейсмусовых станков составляет 4-24 м/мин, частота вращения ножевого вала — 4050-5640 мин’1 (в зависимости от марки станка), диаметр ножевого вала 103-165 мм, ширина стола — 300-1250 мм. Наименьшая длина обрабатываемых заготовок у легких станков (т. е. с шириной стола до 600 мм) — 280 мм, у средних (до 800 мм) — 380 мм и у тяжелых (свыше 800 мм) — 450 мм. Эти размеры определяются расстоянием между передним и задним подающими вальцами. Толщина снимаемого слоя материала за один проход может быть 1,5—5 мм.
Точность обработки на двусторонних рейсмусовых станках в 1,5-2 раза ниже, чем на односторонних, так как первое строгание заготовки ведется при черновом базировании. Поэтому такие станки для обработки брусковых заготовок практически не применяют, а используют в основном для строгания щитовых деталей.
Обслуживают станок, как правило, два человека. Приступать к работе можно только после надежного крепления ножей, правильного регулирования подающих вальцов, прижимных колодок. Подавать заготовки желательно торец в торец. Короткие заготовки должны быть кратными по длине. Если передний верхний валец цельный, то одновременно подавать можно только две заготовки, располагая их по краям стола.
Часовая производительность рейсмусового станка (загото — вок/ч) определяется по формуле
Пч = 60 и Кр Км Кск п / 1э т,
где и — скорость подачи, м/мин; Кр = 0,8 для 1Э = 0,5 м и 0,93 для 13 = 2 м; Км = 0,5 для 13 = 0,5 и 0,9 для 13 = 2м; Кск — коэффициент, учитывающий скольжение заготовок, принимается равным 0,9; п — число одновременно обрабатываемых заготовок; 1э -— длина заготовки, м; m — число проходов заготовки в станке.
Значение п при обработке щитов принимают равным 1, при обработке брусков на станках с цельным падающим вальцом — 1,8. При обработке на станках с секционным подающим вальцом п определяют с учетом коэффициента заполнения ширины стола, который принимают равным 50-60 % при работе одного и 80-90 % при работе двух станочников. Тогда
п = В Р / 100 Ь, где В — ширина станка, мм; Р — процент заполнения ширины стола заготовками; b — ширина заготовки, мм.
; 5 б 7 8 |
о о |
16 15 14 |
Рис. 8.19. Схема четырехстороннего продольно-фрезерного станка: 1 — задний стол; 2 — задний прижим: 3 — верхний горизонтальный ножевой вал: 4 — передний подпор; 5,7 — фрезы; 6 — верхний прижим; 8 — роликовый прижим; 9 — верхние рифленые вальцы; 10 — заготовка: 11 — передний стол; 12 — нижние гладкие вальцы; 13 — направляющая линейка; 14, 16 — боковые зажимы; 15 — нижний ножевой вал; 17 — прижим; 18 — левая направляющая линейка |
Плоскую и профильную обработку прямолинейных заготовок с четырех сторон за один проход можно выполнить на четырехсторонних продольно-фрезерных станках (рис. 8.19), которые имеют не менее четырех ножевых валов. В зависимости от ширины строгания они подразделяются на легкие (калевочные) (для обработки профильных мебельных и столярных деталей шириной до 160 мм), средние (для обработки деталей шириной до 250 мм) и тяжелые (для обработки погонажных изделий шириной до 650 мм). Подача у четырехсторонних станков вальцевая или вальцево-гусеничная. Диаметр ножевых головок станков С10-3, С16-2А, С16Ф-4А равен 125 мм, станков С16-4А,
С25-2А, С26-2М — 180 мм. Частота вращения ножевых головок станка С10-3 составляет 7000 мин”1, скорость подачи легких и средних станков 5-45 м/мин, тяжелых — 10-30 м/мин. В связи с высокой скоростью подачи четырехсторонние станки оснащаются автоматическими загрузчиками.
ВНИИДМаш (российский научно-исследовательский институт деревообрабатывающего машиностроения) разработал четырехсторонний станок С16М-4У нового поколения. Станок оснащен пятым универсальным суппортом. Использование ряда технических новшеств позволило значительно повысить точность и чистоту обработки заготовок и расширить возможности станка. На нем можно выполнять плоскостную и профильную обработку заготовок под заданными углами и продольную распиловку.
При наладке станков передний стол и нижние вальцы устанавливают ниже заднего стола на толщину снимаемого слоя. Лезвия ножей передней головки должны быть в одной плоскости с задним столом. Верхние ролики и направляющие прижимные устройства регулируют с учетом толщины и ширины обрабатываемых заготовок.
Четырехсторонний станок обслуживают двое рабочих. Один из них базирует заготовку по направляющей линейке и подает в станок, другой рабочий принимает заготовки, оценивает качество и укладывает в стопу. При заклинивании или остановке заготовки необходимо включить обратную подачу и затем снова попытаться вести обработку. Если заготовка опять останавливается, ее необходимо вывести из станка обратной подачей. Причиной могут быть недопустимо большие припуски на обработку или значительное коробление заготовок. Такие заготовки не нужно подавать в станок.
Режим строгания на фуговальных, рейсмусовых и про — дольно-фрезерных станках выбирается с учетом допускаемой шероховатости поверхности. В результате цилиндрического фрезерования образуются неровности с шагом (мм)
0 _ ЮООи
Z 7
nz
Где и — скорость подачи, м/мин; п — частота вращения шпинделя, мин-1; z — число ножей.
Из-за неточности затоки и установки ножей поверхность формирует обычно один (наиболее выступающий) нож, т. е. для расчетов принимают z = 1. Тогда скорость подачи (м/мин)
S п и = — ■ ■ .
Высота волны (шероховатость поверхности) связана с шагом неровностей и диаметром ножевого вала следующей зависимостью:
о2
h=3L,
4D
где D — диаметр окружности резания, мм.
Пример. Примем для станка С16-2А скорость подачи и = 30 м/мин. Тогда при обработке заготовок получим неровности с шагом Sz = 1000 х 30 / 6150 = 4,88 мм и шерохо — ватость поверхности, равную 4,882 / 125 = 0,19 мм = 190 мкм, т. е. очень высокую.
Высокого качества в изготовлении четырехсторонних про — дольно-фрезерных станков добилась немецкая фирма «Вай — ниг». Станок под названием «Профимат* может изготовить любой произвольный профиль. Специальный компьютер стан* ка снижает время наладок до минимума. Можно запрограммировать до 99 размеров изделия и затем использовать их с помощью нажатия кнопки. Автоматически устанавливаются левый и верхний шпиндели на ширину и толщину изделия с точность до долей миллиметра. Кроме строгания на станке можно осуществлять и распиливание заготовок. Станок комплектуется специальным оборудованием для точной подготовки инструмента. Замена всех ножевых головок на станке занимает несколько минут. При строгании в формировании поверхности участвует не один нож (как обычно принимаем в расчетах), а все, т. е. если ножевая головка имеет четыре ножа, то длина волны уменьшится в 4 раза, а высота — в 16 раз. В результате при фрезеровании достигается хорошее качество поверхности и последующего шлифования не требуется. Таким образом, этот станок, с высокой точностью обработки мо* жет заменить фуговальный и рейсмусовый станки, что даст значительный выигрыш в производительности труда без снижения качества обработки.
Четырехсторонний станок обслуживают двое рабочих: один подает заготовки в станок, а другой принимает их и складывает. В отличие от рейсмусовых в четырехсторонних станках и линиях на их основе заготовки подаются по одной, торец в торец.
Часовая производительность четырехсторонних станков (заготовок/ч)
д __ ____________ Р ск
где и — скорость подачи, м/мин; Кр = 0,9 — 0,93; Кск — коэффициент скольжения, принимается равным 0,9; 13 — длина заготовки.
После обработки брусков в чистовой размер по сечению им должна быть придана точная длина и ровные торцовые плоскости, расположенные под прямым или другим углом к боковым граням. Торцовку заготовок осуществляют на кругло — пильных станках с одним, двумя или несколькими пильными дисками.
На однопильном торцовочном станке с кареткой (Ц6-2 и др.) можно торцевать заготовки под любым углом. Заготовку базируют по столу и направляющей линейке. При первом резе заготовку устанавливают на каретке «на глаз» так, чтобы опиливался минимальный припуск (рис. 8.20, а). Каретку надвигают на пилу вручную. Для торцевания второго конца заготовку переворачивают и отторцованным концом прижимают к упору» установленному от плоскости пилы на длину заготовки.
Можно торцевать одновременно две заготовки. Первую с отторцованным одним концом кладут к линейке и прижимают к упору, а вторую укладывают впереди первой заготовки для торцевания первого конца (рис. 8.20, б). После реза первую заготовку укладывают в штабель. Вторую поворачивают и укладывают на место первой, а на ее место новую. Узкие заготовки можно торцевать по несколько штук одновременно.
При торцевании заготовки под углом линейку устанавливают под соответствующим углом к диску пилы или наклоняют каретку.
Торцовочные станки с кареткой удобны, но малопроизводительны. Большую производительность имеют двусторонние торцовочные станки — двухпильные концеравнители (Ц2К12Ф’1, Ц2К20Ф-1 и др.). У них один пильный суппорт устанавлива-
Рис. 8.20. Схема торцевания заготовок на однопильном станке с кареткой по одной (а) и по двум (б) заготовкам:
1 — каретка с линейкой; 2 — заготовки;
3 — дополнителышя линейка
ется неподвижно, другой перемещается маховичком и устанавливается на нужную торцуемую длину заготовок. Последние укладываются на цепной транспортер к упорам и надвигаются на обе пилы одновременно (рис. 8.21). Длина торцуемых заготовок у станка Ц2К12Ф-1 равна 250-1250 мм, у станка Ц2К20Ф-1 — 2300 мм. Скорость подачи у обоих станков одинаковая и может быть в пределах 2-18 м/мин. Станки моделей Ц2К12Ф-1 и Ц2К20Ф-1 предназначены для обрезки с двух сторон деталей и заготовок в виде планок, брусков, щитов. Они имеют (первыми по ходу подачи) пильные подрезные головки, за ними — пильные головки для отрезки свесов и последние — фрезерные головки для чистовой обработки кромок.
Однопильный торцевой станок обслуживает один человек, двухпильный концеравнитель — два. Перед подаче на однопильном станке концы заготовок можно выравнивать на расстоянии не менее чем 0,5 м от зубьев пилы. Каретку для подачи заготовок необходимо обеспечить щитками, чтобы они закрывали переднюю часть пилы, которая выходит на направляющую линейку.
5 6 Рис. 8.21. Схема двухпильного концеравнителя: 1 — маховичок; 2 — винт; 3 — электродвигатель; 4 — подвижная стойка; 5 — кожух; 6 — пила; 7 — прижим; 8 — вал механизма подачи; 9 — неподвижная стойка; 10 — редуктор; 11 — электродвигатель подачи; 12 — упор цепи механизма подачи; 13 — кронштейн-стрела; 14 — магазин-питатель |
Часовая производительность одноиильного станка (загото — вок/ч)
tu(m + 1)
где Кр = 0,9-0,93; п — количество торцуемых заготовок в одной закладке; m — кратность торцуемых заготовок; t — продолжительность одного цикла.
Производительность двухпильного концеравнителя (заго- товок/ч)
Пч = 60 и Кр К„ п / 1уп, где и — скорость подачи, м/мин; Кр = 0,9-0,93; Км = 0,6-0,9; п — количество заготовок, укладываемых к одному упору, обычно n = 1; 1 — расстояние между упорами транспортной
цепи, м.
Организация рабочих мест при обработке брусков на различных станках показана на рис. 8.22.
Рис. 8.22. Схема организации рабочих мест у станков: а — фуговального; б — рейсмусового; в — четырехстороннего продольно-фрезерного; г — двухпильного концеравнителя; д — тоцовочного с кареткой; 1 — станок; 2 — контейнер для заготовок; 3 — контейнер для готовых деталей |