Текст книги "Все о станках для деревообработки"

Илья Мельников
Все о станках для деревообработки

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Деревообрабатывающее электрифицированное оборудование разделяют на станки общего назначения, станки для специальных производств и универсальные. К станкам общего назначения относят станки для раскроя досок, брусков, щитов, плит; фрезерования по плоскости и профилю; образования шипов и проушин; сверления отверстий; образования пазов и гнезд; окончательной механической обработки и др. К станкам для специальных производств относится оборудование, предназначенное для изготовления оконных и дверных блоков, клееных конструкций и др. На универсальных станках выполняют различные работы: раскрой пиломатериалов по длине и ширине, фрезерование, сверление и др.

Для всех деревообрабатывающих станков принята буквенно-цифровая индексация, в соответствии с которой каждому станку дается буквенный индекс, обозначающий тип станка, а цифры, расположенные за буквой, показывают параметры станка и номер модели.

Так, круглопильные станки для продольной распиловки пиломатериалов обозначаются буквами ЦД, прирезные – ЦДК, круглопильные для поперечной распиловки балансирные – ЦКБ, маятниковые – ЦМЭ, суппортные – ЦПА, фуговальные – СФ, рейсмусовые – СР, фуговально-рейсмусовые ФР, четырехсторонние продольно-фрезерные – С, шипорезные рамные односторонние – ШО, двусторонние – ШД, для ящичных прямых шипов – ШП, "ласточкин хвост" – ШЛХ, фрезерные – Ф, сверлильные – Св, цепнодолбежные – ДЦ, шлифовальные – Шл.

Марка С2Р12-2 означает, что это двусторонний рейсмусовый станок с шириной строгания 1200 мм второй модели.

В зависимости от количества рабочих шпинделей деревообрабатывающие станки бывают одно– и многошпиндельные, количества операций – одно– и многооперационные, количества обрабатываемых сторон – одно-, двух– и четырехсторонние.

По степени механизации станки делят на полумеханизированные и полностью механизированные. У полумеханизированных станков механизирован процесс обработки, но подача ручная, у полностью механизированных механизированы процессы обработки, но отсутствует автоматизация. У полуавтоматических станков автоматизирована часть главных операций, а у автоматических – все операции.

Конструкция деревообрабатывающих станков зависит от их назначения. Однако, различаясь по устройству, станки имеют конструктивные элементы одинакового назначения – станины, столы или каретки для базирования деталей, сборочные единицы для закрепления режущего инструмента и сообщения ему или заготовке рабочих движений.

Элементы станков делятся на основные и вспомогательные. Основные органы выполняют функции по обработке древесины и подаче материала к инструменту (ножевые и пильные валы, подающие вальцы, конвейеры и т.д.). К вспомогательным органам относят устройства для заточки режущего инструмента, настройки и смазывания станков, удаления отходов.

Деревообрабатывающие станки состоят из двигательных, передаточных и исполнительных механизмов. К двигательным механизмам относятся электрические, гидравлические и пневматические приводы. Передаточный механизм передает движение от двигательного (механизм подачи) к исполнительному механизму (механизм резания).

Станок состоит из следующих основных частей: станины, столов, механизмов резания и подачи, привода, ограждений, приборов контроля, учета.

Механизмы резания служат для крепления режущего инструмента. Размещаются они обычно на суппортах, которые бывают подвижные и неподвижные.

Процесс резания осуществляется двумя способами: режущий инструмент надвигается на материал (торцовочные, цепнодолбежные станки) или материал подается к режущему инструменту (продольно-фрезерные станки).

Для правильной подачи материала в станок применяют направляющие линейки, угольники, прижимы, ролики, башмаки.

Во избежание вибрации материал прижимают к линейке пружинными прижимами.

КРУГЛОПИЛЬНЫЕ СТАНКИ

Круглопильные станки применяют для раскроя пиломатериалов, плитных материалов (фанеры, древесноволокнистых, древесностружечных плит). В зависимости от выполняемых операций станки бывают для поперечного и продольного раскроя.

Для поперечного раскроя применяют торцовочные шарнирно-маятниковые станки ЦМЭ-ЗА и торцовочные с прямолинейным перемещением пилы ЦПА-40.

Наибольшая ширина раскраиваемых пиломатериалов на станках ЦМЭ-ЗА и ЦПА-40 составляет 400 мм, наибольшая толщина 100 мм. Для раскроя пиломатериалов на станках ЦМЭ-ЗА применяют пилы диаметром до 500 мм, а на станке ЦПА-40 – до 400 мм. Частота вращения пил на этих станках 3000 об/мин, мощность электродвигателей 4,0 и 5,4 кВт.

Отрезки короче 500 мм торцуют в шаблонах. Пильный диск должен быть оборудован автоматически действующим ограждением так, чтобы зубья пилы открывались на толщину распиливаемого материала. При работе на станке рабочий должен находиться на расстоянии не менее 300 мм от пильного диска.

Для продольного раскроя пиломатериалов применяют круглопильные станки с механической подачей ЦА-2А, прирезные однопильные ЦДК4-3, пятипильный ЦДК5-2 и др. Для распиливания горбылей на доски и толстых досок на тонкие используют ребровый станок ЦР-4А.

Прирезной однопильный станок ЦДК4-3 является основным видом оборудования, применяемого при производстве столярно-строительных изделий. Пиломатериалы подаются в станок гусеничным конвейером по призматическим направляющим, обеспечивающим точность и прямолинейность распиловки. Скорость подачи пиломатериала регулируется вариатором без остановки конвейера. В зависимости от толщины распиливаемого материала суппорт перемещается по направляющим станины по высоте. Распиливаемый пиломатериал к подающему конвейеру прижимается роликами, находящимися в суппорте. Станок снабжен когтевой защитой против обратного вылета пиломатериалов из станка. На станке можно обрабатывать пиломатериалы шириной до 315, толщиной 6-120 мм. Скорость подачи пиломатериала 8-60 м/мин, наибольшая скорость резания 61 м/с, частота вращения пильного вала 2940 об/мин.

Для работы на круглопильных станках применяют плоские круглые пилы, представляющие собой диск, на окружности которого насечены зубья. Пилы бывают двух типов: тип 1 – для продольного раскроя и тип 2 – для поперечного. Пилы типа 1 исполнения 1 изготовляют диаметром 200-1500 мм, исполнения 2 – диаметром 160-250 мм. Пилы типа 2 исполнения 1 имеют диаметр 360-1500, а исполнения 2 – 2125-1500 мм. Толщина пил всех типов 1-5,5 мм.

Пилы диаметром до 250 мм используют для работы на фрезерных станках, диаметром до 500 мм – на круглопильных станках, диаметром до 700 мм – на педальных торцовочных станках.

Зубья пил для поперечного раскроя древесины имеют двустороннюю косую заточку, что позволяет пилить ими в обе стороны, а зубья для продольного раскроя – прямую заточку, мим можно пилить только в одну сторону. Пилы разводят или плющат для избежания заедания их в материале. При разводе зуб отгибают примерно на 2/3 его высоты. (Величина развода зубьев зависит от породы и влажности древесины.)

Выравнивают вершины зубьев фугованием. Для придания пильному диску устойчивости его проковывают, потом затачивают, отавляя профиль зубьев неизменным. При более высоких требованиях к качеству распиловки применяют пилы круглые строгальные диаметром 160-400, толщиной 1,2-3,5 мм.

Для раскроя древесины, фанеры и древесных плитных материалов используют пилы дисковые дереворежущие с пластинами из твердого сплава. Их устанавливают на круглопильных форматных станках и автоматических линиях.

Станки для поперечного раскроя оборудуют столом с роликами и упорной линейкой, располагаемыми непосредственно у станка, причем левую сторону стола делают длиной 7 м, а правую несколько длиннее самой длинной заготовки – около 3 м. Перед работой проверяют положение пилы в вертикальной плоскости по отношению к столу и правильность установки направляющей линейки.

Раскраивают доски по разметке или упорам, вырезая пороки и выкраивая в первую очередь длинные отрезки, следя за тем, чтобы доски плотно прилегали к линейке, так как при неплотном прилегании получается косой рез. При раскрое рабочие передвигают доску до упора, затем один из рабочих прижимает левой рукой доску к направляющей линейке, а правой плавно, без рывков надвигает на нее пильный диск.

Продольный раскрой ведут на заданный размер по ширине заготовки, для чего направляющую линейку устанавливают от диска на расстоянии, равном ширине заготовки, плюс половина развода пилы. Когда отрезки раскраивают не на заданный размер, а на другие размеры по ширине, пользуются специальными закладками, которые крепятся к направляющей линейке.

На станке работают двое рабочих. Станочник подает доски в станок, а второй рабочий убирает их или подает станочнику для повторного раскроя.

При продольном раскрое доску нужно подавать равномерно, без толчков и рывков и периодически проверять правильность размеров заготовок.

Если при торцовке наблюдается косина реза по ширине доски, то это означает, что нарушена прямолинейность линейки (направляющей), а если имеется косина реза по толщине доски – нарушена перпендикулярность оси пильного вала поверхности стола. Рваные торцы на заготовках получаются при биении пильного вала.

На прирезных станках непараллельный пропил получается, если направляющая линейка установлена непрямолинейно, мшистый – если ось пильного вала неперпендикулярна направлению движения подающей цепи, пропил с нарушением прямого угла между пластью и кромкой – следствие нарушения перпендикулярности пильного вала плоскости звеньев гусеничной цепи.

У круглопильных станков пильный диск должен быть защищен сверху автоматически действующим ограждением, открывающим зубья лишь в процессе пиления. У станков для продольного раскроя диск снизу ограждают защитными щитками. Для предотвращения заклинивания зубьев пилы за пильным диском на расстоянии до 10 мм устанавливают расклинивающий нож.

ПРОДОЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

После раскроя пиломатериалы имеют неровную, шероховатую поверхность, покоробленность и ряд других дефектов, устраняемых фрезерованием. В процессе фрезерования получают выверенную поверхность, по которой можно выверять остальные поверхности.

Для продольного фрезерования используют фуговальные, рейсмусовые и четырехсторонние продольнофрезерные станки. Обычно на фуговальных станках фугуют под прямым углом пласть и кромку, ориентируясь на которые при дальнейшем фрезеровании на четырехстороннем продольно-фрезерном станке получают деталь нужной формы.

На фуговальных станках выравнивают поверхности заготовок по плоскости и в угол. Станки бывают с ручной и механической подачей. Станины фуговальных станков делают чугунными литыми, на них монтируют электродвигатель привода ножевого вала, передний и задний столы, между которыми вращается ножевой вал. Ножевой вал имеет два-четыре тонких ножа, которые закрепляются на нем клиновым устройством и выступают над кромкой стружколомателя на 1-1,5 мм. Передний стол длиннее заднего, что обеспечивает более точное фугование. Столы устанавливают так, чтобы задний стол находился на уровне выступающих режущих кромок ножей вала, а передний – ниже на толщину снимаемой стружки.

Фуговальный односторонний станок с механической подачей СФК6-1 снабжен автоподатчиком конвейерного типа с бесступенчатым приводом подачи. На станке можно обрабатывать материал шириной до 630 мм с наибольшей глубиной снимаемого слоя 6 мм. Частота вращения ножевого вала 4500 об/мин. Скорость подачи 7-30 м/мин.

Фуговальные станки с автоматической подачей двусторонние применяют для одновременного фрезерования у заготовок пласти и кромок. В отличие от односторонних двусторонние станки кроме горизонтального вала оборудованы вертикальной ножевой головкой, которой фрезеруют кромку заготовки. К вертикальной головке, горизонтальному валу заготовки подаются автоподатчиком.

Работают на станке с ручной подачей следующим образом: рабочий осматривает заготовку с обеих пластей, после чего кладет ее на переднюю плиту стола и правой рукой берет за торец, затем надвигает заготовку на ножевой вал, придерживая плотно левой рукой до момента, когда передний конец заготовки пройдет ножевой вал, после чего левой рукой прижимает заготовку к задней плите. Обрабатывают заготовки с вогнутой стороны. Подавать их на ножевой вал надо равномерно, без рывков, толчков. Фрезеруют заготовки до образования чистой поверхности. В станки с механической подачей заготовки подают одну за другой – торец в торец.

Качество обработки проверяют так: складывают фугованные заготовки обработанными кромками или пластями и, если между ними нет просветов, обработка считается удовлетворительной. Если между кромкой и пластью заготовки не получается прямой угол, надо настроить направляющую линейку. Непрострожка и вырывы на обработанной поверхности получаются, если столы установлены не параллельно в продольном и поперечном направлениях. Непрострожка по ширине получается при отклонении ножевого вала относительно плоскости заднего стола.

Ножевой вал фуговальных станков с ручной подачей должен иметь ограждение, открывающееся лишь при проходе заготовки и автоматически закрывающееся после ее обработки.

Рейсмусовые станки предназначены для обработки заготовок на заданный размер по толщине и создания у них строго параллельных сторон. Станки выпускаются односторонними с одним ножевым валом для фрезерования заготовок с одной стороны и двусторонними с двумя ножевыми валами – для одновременной обработки двух плоскостей. В рейсмусовые станки подают заготовки, прошедшие обработку на фуговальных станках.

Порядок работы рейсмусового станка следующий. Стол станка перемещается вверх и вниз подъемным механизмом. За ножевым валом имеется прижимная колодка, предотвращающая вибрацию обрабатываемого материала. Перед подающими валиками устанавливают предохранительное устройство, состоящее из когтей, которые нанизаны на вал и предотвращают выбрасывание обрабатываемого материала.

При фрезеровании на двустороннем рейсмусовом станке обеспечивается взаимная параллельность обрабатываемых плоскостей. На нем имеются специальные выносные приспособления для заточки и фугования ножей, контроля точности установки ножей.

Подавать заготовки нужно торец в торец, используя всю ширину стола. После обработки материал не должен иметь заколов, вырывов, ворсистости, рисок. Мшистость, ворсистость получаются при фрезеровании сырого материала или обработке тупыми ножами, непрострожка – при неплотном прижатии валиками заготовки к столу, неодинаковом выступе лезвия ножей из вала и неодинаковой толщине заготовки.

До начала работы проверяют правильность установки ножей, остроту их заточки. Ножевой вал должен быть огражден. Обрабатывать заготовки, длина которых меньше расстояния между передними и задними валами, не допускается. Чистить, налаживать и ремонтировать станок на ходу запрещается.

Четырехсторонние продольно-фрезерные станки предназначены для одновременного четырехстороннего плоскостного и профильного фрезерования досок, заготовок, брусков. На станке С16-4А обрабатывают детали столярных изделий, шкафов, плинтусы, наличники, на станках С26-2М – бруски оконных и дверных коробок, доски для покрытия пола и др. На станках обрабатывают пиломатериалы шириной соответственно 32-160 и 40-250 мм, толщиной 10-80 и 12-125 мм. Частота вращения шпинделей 6000 и 5000 об/мин.

Четырехсторонний продольно-фрезерный станок представляет собой чугунную станину, на которой расположены стол, механизмы резания и подачи, приводимые в движение от электродвигателей. Механизм резания состоит из двух или трех горизонтальных и двух вертикальных ножевых валов, механизм подачи – из вальцово-гусеничной системы.

До начала работы устанавливают хорошо заточенный инструмент, после чего по образцу детали настраивают подающий механизм, линейки, упоры, прижимы. Прижимные механизмы (ролики, линейки) устанавливают таким образом, чтобы обрабатываемый брусок мог свободно проходить в станок и не вибрировать. Подающие (верхние) валики регулируют так, чтобы при их опускании брусок мог пройти под ними.

После настройки пропускают через станок несколько пробных брусков. Если геометрические размеры правильны и качество обработки соответствует требованиям, приступают к работе. Подают заготовки торец в торец. Короткие заготовки обрабатывают в кратных размерах по длине, а затем торцуют.

Неровная поверхность при фрезеровании получается при вибрации станка и неотрегулированных ножевых валах, выхваты на концах – при обработке изогнутых заготовок и плохой регулировке прижимов, искаженный профиль – при неправильной установке ножей или фрез на вертикальных головках. Несоответствие паза и гребня образуется при неточной установке или заточке фрез. Работать на станке без ограждений запрещается. Чистить, налаживать и регулировать станок на ходу не допускается.

Для обработки древесины на строгальных станках применяют ножи и фрезы. Ножи плоские с прямолинейной режущей кромкой для фрезерования древесины бывают двух типов: без прорезей (тонкие) толщиной 3 мм и с прорезями (толстые) толщиной 10 мм. Тонкие ножи шириной 25, 32 и 40, длиной 25-1610 мм устанавливают на круглых ножевых валах, головках, а толстые ножи шириной 100, 110, 125, длиной 60-310 мм – на ножевых головках.

До установки ножи должны быть хорошо наточены и отбалансированы. Крепят их, равномерно затягивая болты поочередно от середины к краям.

Различают фрезы насадные и концевые, цельные и составные (набор фрез, скрепленных штифтами). Для обработки столярно-строительных деталей применяют преимущественно фрезы насадные составные. При регулировании одной фрезы относительно другой сохраняются угловые параметры и после заточки профиль остается неизменным. Диаметр фрез 80-180 мм.

Для гладкого фрезерования используют фрезы дереворежущие насадные цилиндрические сборные диаметром 80-140, высотой 40-260 мм, имеющие четыре вставных ножа.

Для выработки пазов и гребней применяют насадные затылованные фрезы. Этими фрезами выбирают пазы шириной 4-12 мм в досках толщиной 28 и 36 мм.

Для фрезерования прямоугольных продольных и поперечных пазов в древесине и клееной древесине на фрезерных, четырехсторонних продольно-фрезерных станках и автоматических линиях применяют насадные дисковые, пазовые, дереворежущие фрезы с напаянными пластинами. Фрезы бывают для продольных и для поперечных пазов с подрезающими зубьями. Их оснащают пластинами из твердого сплава либо из быстрорежущей стали. Фрезы выпускаются диаметром 125, 160 и 180 мм, шириной 4-20 мм. Они должны быть хорошо заточены, режущие кромки зубьев фрез должны быть без трещин, завалов, выкрашиваний, заусениц и др.

ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

На фрезерных станках можно создавать профили у деталей путем отборки калевок, фальцов, пазов, гребней и др., выполнять гладкое фрезерование кромок, обрабатывать по периметру оконные створки, форточки, фрамуги, дверные полотна и др.

Фрезерные станки различают по расположению шпинделей (верхнее и нижнее), числу шпинделей. Выпускают станки одношпиндельные ФЛ-1 (легкие), ФСА-1 (средние), ФТА-1 (тяжелые) с механической подачей. На станке ФЛ-1 можно обрабатывать заготовки толщиной до 80 мм. Частота вращения шпинделя 6000, 12000 об/мин. На станке ФСА-1 обрабатывают заготовки толщиной до 160 мм. Частота вращения шпинделя 9000 об/мин.

Фрезерный станок представляет собой чугунную станину с неподвижным столом. На станине расположен суппорт с валом и закрепленным в нем шпинделем. Суппорт перемещается по направляющим в вертикальном направлении. Привод осуществляется от электродвигателя через ременную передачу.

Работы на фрезерном станке проводятся по линейке (гладкое или профильное фрезерование прямых деталей) и по кольцу в шаблонах (кривых деталей и обработка кромок у рамок).

Прямолинейные кромки фрезеруют на станках с нижним расположением шпинделя, оборудованных направляющей линейкой с дугой. С помощью направляющей линейки можно также выполнять сквозное или несквозное фрезерование профиля. Направляющая линейка состоит из двух частей разной толщины: передняя часть линейки тоньше задней на толщину снимаемого слоя древесины.

Передняя линейка должна быть строго параллельна задней и отстоять от нее на расстоянии 1,5-2 мм, т. е. на толщину снимаемого слоя древесины. Линейки должны быть строго перпендикулярны плоскости стола станка.

При профильном фрезеровании заготовки расстояние между линейками также должно быть 1,5-2 мм, при этом фреза выдвигается относительно линейки на глубину профиля.

При плоском фрезеровании фрезу устанавливают так, чтобы режущие кромки нижнего торца фрезы располагались на 3-5 мм ниже уровня стола.

При несквозном фрезеровании прямолинейных заготовок на столе крепят упоры, ограничивающие длину фрезерования заготовок.

Работают на станке так: рабочий кладет заготовку пластью на стол и, прижимая ее кромкой, подлежащей обработке, к линейке, надвигает на режущий инструмент. Подавать заготовку на инструмент нужно без рывков, прижимая к линейке.

Криволинейные кромки фрезеруют по кольцу в шаблонах. При сквозном фрезеровании заготовок с кривым профилем кромки используют приспособление, которое состоит из шаблона, упора и основания – подушки. Заготовку кладут в шаблон и закрепляют в требуемом положении прижимом. При сквозном фрезеровании используют приспособление, не имеющее прижима. Заготовки, уложенные в шаблоны, должны плотно лежать в них и точно примыкать к упору.

До начала фрезерования заготовка должна быть опилена (при большой кривизне) на ленточнопильном станке с припуском на обработку. После закрепления заготовки шаблон прижимают к кольцу и перемещают по столу, обрабатывая заготовку.

Непрострожка кромок заготовки получается при недостаточном припуске на обработку или при невыдержанном расстоянии между передней и задней линейками. Если при работе профиль детали искажается или смещается, неправильно установлена фреза относительно рабочей плоскости стола. Волнистость обработанной поверхности получается вследствие неплотного прижима детали к направляющим линейкам. При работе с плохо заточенным или тупым инструментом получается мшистая поверхность детали.

Фрезерные станки с ручной подачей опасны в работе. Наибольшую опасность представляет режущий инструмент (фрезы, ножевые головки и др.), так как при фрезеровании руки работающего находятся на близком расстоянии от режущего инструмента.

Нерабочую часть фрезы и выступающие части (шпиндель) ограждают. При работе по линейке следует применять прижим. При фрезеровании по кольцу заготовки обрабатывают только в шаблонах, режущую часть фрезы нужно оборудовать подвижными ограждениями. Нельзя производить криволинейное фрезерование против слоя древесины.

Линейки должны быть прочно прикреплены к дуге. Станок должен быть оборудован тормозными и блокировочными устройствами.

Работу можно начинать лишь после того, как шпиндель полностью наберет необходимую частоту вращения.