Текст книги "Все о станках для деревообработки"

ШИПОРЕЗНЫЕ СТАНКИ

Шипорезные станки предназначены для зарезки шипов и проушин. Они бывают одно– и двусторонние. На одностороннем шипорезном станке зарезку шипов и проушин ведут с одной стороны бруска, а на двустороннем – одновременно с обеих сторон. Односторонний рамный шипорезный станок состоит из чугунной станины, на которой расположены суппорты с четырьмя режущими головками в следующем порядке: пильная головка для торцевания брусков, шипорезные головки (торцовые фрезы), образующие шип, и проушечная головка для выборки проушин. Обрабатываемые бруски подаются механизированной кареткой, приводимой в движение гидроприводом. Направляющую линейку устанавливают строго перпендикулярно направлению подачи. Обрабатываемые бруски плотно укладывают на каретку и надежно закрепляют прижимом. Подавать каретку к режущим головкам нужно плавно с одинаковой скоростью.

Во время работы надо учитывать следующее: при смещении прижимной линейки получается выборка шипа не в угол; при неправильной установке шипорезной головки образуется конусность шипа, при смещении по высоте проушечного диска смещается по высоте и проушина; неперпендикулярность торца детали ее пласти получается при отклонении полотна пилы от вертикали.

На станине двустороннего шипорезного рамного станка расположены две колонки с суппортами, цепной и прижимной конвейеры. В зависимости от длины обрабатываемых деталей правую колонку передвигают по направляющим станины с помощью механизма передвижения. На каждой колонке смонтировано по четыре специальных электродвигателя, концы валов которых являются шпинделями для насадки режущего инструмента.

Каждый суппорт оборудован механизмами для вертикального, углового, а также горизонтального перемещения. Наличие углового поворота суппорта дает возможность производить обработку под углом к плоскости основания обрабатываемого бруска. Скорость подачи – бесступенчатая, что позволяет встраивать станок в автоматические линии.

Бруски для зарезки шипов кладут на цепной конвейер. Во избежание вибрации их сверху прижимают конвейером. При прохождении мимо пильных и шипорезных головок бруски торцуются, на них зарезаются шипы и проушины.

Режущие головки, механизм подачи и другие движущиеся механизмы ограждают кожухом. Станок должен быть оборудован кнопкой для одновременного выключения режущих головок и механизма подачи.

СВЕРЛИЛЬНО-ПАЗОВАЛЬНЫЕ И ЦЕПНОДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ

Сверлильные станки предназначены для высверливания круглых сквозных и несквозных отверстий и образования продолговатых пазов в деревянных деталях. Станки бывают одно– или многошпиндельные, горизонтальные и вертикальные.

Сверлильные станки выпускают следующих типов: СВПГ-2 (сверлильно-пазовальный двусторонний), СВПГ-3 (для обработки прямых и наклонных пазов), СВСА-2, СВСА-3 (для высверливания и заделки сучков).

В зависимости от характера и условий выполняемых работ используют сверла разных видов. Конструкция сверл должна быть такой, чтобы при заточке не изменились режущие параметры, режущие элементы должны обеспечивать свободный процесс резания, получаемая стружка легко удаляться из отверстия.

Для сверления отверстий поперек волокон применяют сверла спиральные дереворежущие с центром и подрезателем диаметром 4-32, длиной 80-200 мм. Для высверливания отверстий вдоль волокон используют сверла спиральные с конической заточкой длинной и короткой серий. Сверла короткой серии имеют диаметр 2-12, длину 25-145 мм, длинной серии – диаметр 5-20, длину 130-210 мм.

Применяют также сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава, диаметром 5-16 мм, длиной для укороченной серии 70-138 мм, для нормальной серии – 86-178 мм.

Сверла спиральные с коническим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава, выпускаются диаметром 10-30 мм, длиной 140-275 мм для укороченной серии и 168-324 мм – для нормальной серии.

Для выпиливания пробок и заделки сучков применяются цилиндрические пилки с выталкивателем.

Перед работой сверлильные станки настраивают. В патрон вставляют сверло требуемого диаметра, устанавливают его на нужной высоте, чтобы сверло подходило к детали в том месте, где будет выбираться отверстие.

Сверлить отверстия можно по разметке, упору, шаблону или кондуктору. При сверлении отверстий по разметке на детали предварительно наносят центр сверления отверстия. После разметки деталь кладут на стол, проверяют, находится ли ось сверла точно против точки разметки, закрепляют ее и производят пробное сверление.

Цепнодолбежные станки служат для выборки в деталях гнезд прямоугольного сечения. Для долбления гнезд под шипы и замки на цепнодолбежных станках применяют фрезерные цепочки, представляющие собой комплект резцов, шарнирно закрепленных заклепками. Цепочки выпускаются толщиной 8-20 мм по ширине гнезда.

На цепнодолбежном станке ДЦА-4 обрабатывают детали высотой до 200, шириной до 160 мм, выбирают гнезда длиной до 320 мм и глубиной до 160 мм. Станок представляет собой чугунную станину, по направляющим которой перемещается суппорт. На суппорте расположена режущая головка, состоящая из цепи, направляющей линейки и ведущей звездочки. Натяжение режущей цепи регулируют натяжным устройством путем передвижения линейки вверх или вниз. На станине находится стол, который можно перемещать в продольном и поперечном направлениях.

До начала работы станок нужно наладить: установить направляющую линейку, упоры, стол и линейку с фрезерной цепью. Стол устанавливают таким образом, чтобы можно было выбирать гнезда нужной глубины. На стол кладут заготовку, прижимая ее продольной кромкой к направляющей линейке, а торцом – к упору. Для выборки гнезда нужной длины регулируют величину продольного перемещения стола. При работе следят за тем, чтобы цепь была хорошо натянута, подавалась плавно, с равномерным нажимом. По мере углубления цепи подачу постепенно уменьшают. Во избежание образования сколов у краев гнезда применяют подпорный брусок. Нерабочую часть цепи и звездочку ограждают.

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ

Для придания обработанной поверхности деталей и изделий высокого класса обработки, снятия провесов у створок, форточек, фрамуг, рамочных дверей, калибрования плитных материалов применяют шлифовальные станки. В зависимости от конструкции шлифовальные станки подразделяются на ленточные, дисковые и цилиндровые. Ленточные станки бывают узколенточные со свободной лентой ШлСЛ-3 – для обработки криволинейных поверхностей; с неподвижным столом ШлНС-2 и ШлНС-3 – для обработки плоских поверхностей; с подвижным столом ШлПС-7; трехцилиндровые ШлЗЦ12-2 (с верхним расположением цилиндров) для обработки плоских поверхностей щитов дверей и снятия провесов в переплетах.

Режущий инструмент шлифовальных станков – шлифовальная шкурка, состоящая из бумажной или тканевой основы, на которую наклеены абразивные зерна из стекла, кремния и других материалов высокой твердости.

При настройке станка на стол кладут деталь и, передвигая стол по высоте, определяют нужное положение.

После обработки партии деталей шкуркой одного номера ее обрабатывают шкуркой другого номера до получения поверхности нужной шероховатости.

Трехцилиндровые шлифовальные станки имеют гусеничную или вальцовую подачу. Станок ШлЗЦ12-2 с гусеничной подачей и верхним расположением цилиндров служит для шлифования деталей и изделий шириной до 1250 мм, длиной от 450 и толщиной 3-150 мм. Детали и изделия в станок подаются со скоростью 5-15 м/мин. Привод цилиндров – от индивидуальных электродвигателей. Цилиндры покрыты фетром. На первый цилиндр наматывается крупнозернистая шкурка для грубой шлифовки, на второй – средняя для удаления следов грубой шлифовки, на третий – мелкозернистая для получения поверхности высокого качества.

Детали, подлежащие шлифованию, сортируют, чтобы в обработку не попали детали покоробленные, крыловатые и т. п. Подают детали в станок одну за другой и двумя или тремя параллельными потоками в пределах ширины станка.

КОМБИНИРОВАННЫЕ СТАНКИ

На комбинированных станках можно выполнять ряд различных операций по обработке древесины. Наиболее часто встречаются станки со следующим сочетанием работ: фугование – рейсмусование – раскрой – сверление – шлифование; фугование – рейсмусование – раскрой – фрезерование – сверление и пазование – шлифование.

На комбинированном станке имеется общий привод и несколько шпинделей различного технологического назначения, расположенных на одной станине.

Для продольной или поперечной распиловки пиломатериалов, фугования, фрезерования и сверления древесины применяют комбинированную машину ИЭ-6009. На ее станине расположены фуговальный механизм, приспособления для пиления и фрезерования, электродвигатель, стол для сверления и фрезерования.

Приспособление для пиления состоит из пильного диска, плит (угловой и прямой), кронштейна и направляющих. Приспособление кренится зажимными гайками. Защитное приспособление состоит из расклинивающего ножа и ограждения.

Фрезы и сверла устанавливают в патроне на барабане. На машине можно фрезеровать детали шириной до 200 мм, глубиной до 2 мм, распиливать доски толщиной до 45 мм под углом до 45°. Диаметр пильного диска 200 мм. Размер станка 630х400х230 мм, масса 48 кг.

На распиловочной машине марки ИЭ-6902 раскраивают древесину вдоль и поперек волокон и распиливают паркетные планки. Машину применяют в основном на стройках. На ней распиливают пиломатериалы толщиной до 60 мм и длиной от 200 мм, шириной от 20 мм. Размеры машины 550х480х300 мм, масса 17 кг.

Комбинированный деревообрабатывающий станок К40 предназначен для продольного строгания, пиления, фрезерования, сверления, пазования и шлифования. На станке можно фрезеровать по пласти и кромке заготовки шириной до 400, толщиной 5-160 мм, распиливать пиломатериалы толщиной до 125 мм, сверлить отверстия диаметром до 25 мм, глубиной до 120 мм, выбирать пазы длиной до 250 мм.

Для фугования и рейсмусования имеется ножевой вал с частотой вращения 5500 об/мин и скоростью резания 36 м/с, скорость подачи при рейсмусовании 7,8 и 12,5 м/мин.

Для распиловки пиломатериалов применяют пилы диаметром до 400 мм с частотой вращения 3000 об/мин. Скорость резания 62 м/с.

Станок состоит из станины, на которой расположены столы, причем фуговальные столы откидные. Они могут регулироваться и крепиться по высоте. Глубина пиления регулируется. Для обработки длинных заготовок имеется выдвижная поддерживающая опора.

Работу начинают после того, как ножевой вал, шпиндель наберут необходимую частоту вращения. Подавать в станок обрабатываемый материал следует равномерно, без толчков. Чистить и смазывать станок можно лишь после полной его остановки.

При появлении шума, стука или вибрации вала, поломке ножей или их креплений, перегреве подшипников, неисправности ограждений станок надо немедленно остановить и сообщить об этом мастеру. Работать на станке можно лишь после устранения дефектов и получения разрешения мастера. Категорически запрещается работать без ограждений или при их неисправном состоянии. Если установлено, что нарушена электроизоляция электродвигателя или неисправно заземление, работу на станке надо прекратить.

СТРОЕНИЕ ДЕРЕВА

Дерево состоит из трех основных частей: корней, ствола и кроны. Корни дерева всасывают воду из почвы с растворенными в ней минеральными питательными веществами. Толстые корни разветвляются на более тонкие, которые простираются в почве за пределы кроны.

Ствол проводит воду и минеральные питательные вещества от корней к ветвям и листьям. Такое перемещение называют восходящим потоком сокодвижения.

Крона состоит из ветвей и листьев или хвои. Часть воды, поступившей от корневой системы, испаряется через листья. Остальная вода с растворенными в ней минеральными питательными веществами под воздействием солнечного света и тепла образует органические питательные вещества, необходимые для роста дерева. Листья усваивают из воздуха углекислый газ, распадающийся на углерод и кислород. Кислород выделяется в воздух, поэтому лиственные породы деревьев в городах и называют "легкими города". Органические питательные вещества, образовавшиеся в листьях, по внутренней части коры, называемой лубом, поступают вниз и распространяются по всему дереву. Это уже так называемый нисходящий поток сокодвижения.

Ствол – основная и наиболее ценная часть дерева, дающая 60-90 % деловой древесины. Тонкую часть ствола называют вершиной, толстую – комлем. Строение ствола дерева, видимое невооруженным глазом, называют макроструктурой. Она хорошо видна на трех основных разрезах ствола.

Различают торцевой разрез, перпендикулярный продольной оси ствола; радиальный разрез, перпендикулярный торцевому разрезу и проходящий через сердцевину ствола; тангентальный разрез, проходящий по касательной к годовым слоям на некотором расстоянии от сердцевины.

Строение и свойства древесины неодинаковы по различным разрезам. На поперечном разрезе ствола различают кору, ее пробковый и лубяной слои, камбий. Дальше идет древесина, ее заболонь и ядро, где видны годовые слои, сердцевинные лучи и сердцевина.

Сердцевина расположена в центре ствола дерева по всей его длине. Она имеет рыхлое строение, непрочна и подвержена быстрому загниванию. У хвойных пород диаметр сердцевины равен 3-4 см, а у лиственных несколько больше. Ежегодно прирост древесины происходит на одно годовое кольцо, образуемое камбием под корой.

При росте дерева древесина сердцевины разрушается, поэтому диаметр ее по направлению к кроне постепенно увеличивается. У некоторых пород, например сосны, лиственницы, дуба, ясеня и кедра, часть древесины, расположенная ближе к сердцевине, имеет более темную окраску и пониженную влажность. Эту наиболее ценную часть древесины называют ядром, а остальную часть, расположенную в сторону коры, заболонью. Существуют породы деревьев, у которых отсутствует ядро, у них одинаковый цвет древесины по всему сечению.

Древесина ядра отличается прочностью, плотностью и твердостью, а также большей сопротивляемостью к загниванию, чем заболонь, которая состоит из молодых клеток, отличающихся меньшей плотностью древесины.

Сокодвижение – перемещение воды с растворенными в ней питательными веществами – происходит по заболони. Толщина заболони зависит от породы дерева, его возраста и условий роста. Рост ядра с отмиранием клеток заболони превращается в древесину ядра. У березы, бука, клена, осины и ольхи центр ствола имеет темную окраску, свидетельствующую о начальной стадии загнивания. Эту часть ствола называют ложным ядром.

Между заболонью и корой располагается тонкий слой живых клеток – камбий. В вегетационный период деление камбиальных клеток образует новые клетки древесины и коры. При этом дерево растет как в толщину, так и в длину.

Кора состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего лубяного. Наружный слой защищает дерево от атмосферных влияний и механических повреждений, внутренний передает вниз по стволу органические питательные вещества, выработанные в листьях кроны.

У большинства хвойных пород в поперечном разрезе ствола различимы годовые слои в виде концентрических окружностей. Ежегодно, как уже отмечалось, при нормальном росте образуется один годовой слой. Его толщина (в направлении радиуса) у разных древесных пород различна. Ранняя древесина годового слоя сердцевины отличается от поздней древесины, находящейся ближе к коре. Это объясняется ростом ранней древесины годового слоя весной и в начале лета. В это время в почве мало влаги и клетки ранней древесины рыхлые и светлые, обеспечивающие сокодвижение. Поздняя древесина годового слоя растет в конце лета и осенью.

У лиственных пород клетки поздней древесины (годового слоя) состоят из опорных тканей, у хвойных пород – из толстостенных трахеид, более темных по цвету и отличающихся плотностью и прочностью.

Ширина годовых слоев зависит от возраста дерева, породы и условий роста. У молодых деревьев годовые слои обычно более широкие, кроме ивы, имеющей только узкие годовые слои. У сосны, растущей на севере, годовые слои более узкие, чем у сосны, растущей в южных широтах. Свойства древесины характеризует ширина годовых слоев. Хвойные породы с узкими годовыми слоями отличаются большей прочностью и смолистостью.

Сосна с узкими годовыми слоями красно-бурого цвета более ценна, чем с широкими годовыми слоями. Древесина хвойных пород, на торцевом разрезе которой в радиальном направлении в 1 см насчитывается не менее трех и не более 25 годичных слоев, считается лучшей. У лиственных древесных пород наоборот: чем шире годовые слои, тем плотнее, тверже и прочнее древесина. Это характерно для дуба, каштана, ильма, ясеня, вяза. У этих пород в весенний период независимо от климатических, почвенных и других условий образуется 2-3 ряда крупной проводящей ткани (трахеид), а затем – поздняя древесина годового слоя, состоящая из механически прочных тканей.

У березы, бука, граба, клена, липы, ольхи, осины древесина не имеет ярко выраженных годовых слоев и ширина годового слоя не влияет на ее качество.

Сердцевинные лучи располагаются в стволе в радиальном направлении. Различают первичные и вторичные лучи. Первичные сердцевинные лучи начинаются от сердцевины и доходят до коры, вторичные начинаются недалеко от сердцевины и продолжаются до коры. По сердцевинным лучам в горизонтальном направлении перемещаются вода, питательные вещества и воздух. На поперечном разрезе ствола крупные сердцевинные лучи различимы в виде блестящих полосок, на радиальном разрезе – в виде полосок или пятен, а па тангентальном разрезе – в виде точек или полосок. Древесина хорошо раскалывается по направлению сердцевинных лучей. Сердцевинные лучи встречаются у большинства древесных пород, но их размер, вид и количество зависят от породы и условий роста. У деревьев, выросших на солнце, больше сердцевинных лучей, чем у тех, что росли в тени.

ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ

Повреждения древесины и отклонения от идеального строения, ограничивающие сферу ее применения, называют пороками древесины. Пороки обычно образуются при росте дерева в ненормальных условиях, при повреждении древесины вредителями (жуками-короедами и точильщиками древесинниками). Пороки, возникающие при лесозаготовке и в процессе обработки, относятся к механическим дефектам древесины. Скажем, расщеп комля дерева при лесоповале можно избежать, если правильно сделать зарубку и выбрать оптимальное направление падения дерева.

Пороки возможны и в заготовленной древесине. К порокам древесины относят гниль, как у растущего дерева, так и у пиломатериалов. Пороки растущего дерева называют первичными пороками, в отличие от вторичных, возникающих при хранении или эксплуатации древесины.

Пороки древесины включают следующие группы: сучки, трещины, пороки формы ствола, пороки строения древесины, химические окраски и гнили, повреждения грибами и насекомыми, другие деформации.

Древесина сучков имеет темную окраску и мелкую структуру годовых слоев. Сучки подразделяют в зависимости от места расположения на широких или узких гранях пиломатериалов, от степени врастания к древесину (сучки наружные и вросшие), от формы поперечного разреза (круглые, овальные, удлиненные), от степени сращивания с древесиной (сросшиеся, частично сросшиеся, несросшиеся), от структуры и качества сучков (здоровые светлые, здоровые темные, здоровые с трещинами, частично подгнившие, гнилые, трухлявые), от степени выхода сучка на поверхность древесины (односторонние и сквозные). Качество древесины определяется количеством и величиной сучков. Относительно оси ствола сучки расположены под различными углами.

Сучки снижают механическую прочность деревянных конструкций. В местах их расположения сопротивляемость древесины снижается, особенно при действии нагрузки поперек волокон. Косослой вокруг сучка снижает сопротивляемость древесины действию внешней нагрузки.

Трещины – это разрыв древесины вдоль годовых слоев и сердцевины. Причиной растрескивания древесины является неравномерная сушка. Трещины образуются по направлению к сердцевине, более редко – по годовым слоям.

Бревна, брусья, толстые доски трудно высушить без трещин. Чаще всего они появляются на торцах. Для предотвращения появления трещин торцы покрывают смесью извести и клея, смолой, жидким стеклом.

Различают следующие виды трещин: от усушки, морозобоины, сердцевинные, двойные радиальные (метик) и кольцевидные (отлуп).

Трещины от усушки идут в радиальном направлении. Они вызваны сушкой древесины под прямыми лучами солнца из-за неравномерных внутренних напряжений, вызывающих трещины различной глубины и ширины.

Морозобоины идут вдоль сердцевины ствола. Они возникают при понижении температуры, когда наружные слои бревна уменьшаются в объеме, а внутренние из-за плохой теплопроводности древесины остаются неизменными. В пиломатериалах стенки морозобоин смолисты, а годовые слои расширены и изогнуты.

Сердцевинные трещины и двойные радиальные трещины (метик) сужаются от сердцевины к периферии. Эти трещины возникают при образовании ядра под воздействием ветра и увеличиваются при сушке древесины. У бревен сердцевинные трещины наблюдаются только в торцах.

Кольцевидные трещины (отлупы) возникают в ядре или в спелой древесине между годовыми слоями. У растущего дерева они образуются под воздействием ветра и затем увеличиваются во время сушки после распиловки. Отлупы в поперечном разрезе ствола видны в виде дуг или окружностей, а на поверхности пиломатериалов – в виде черточек.

Крень – это утолщение годовых слоев с одной стороны ствола. Годовые кольца имеют вид эксцентричных окружностей, со смещением сердцевины, в периферийную зону. Крень характерен для ели. Он появляется в комлевой части криво растущих деревьев.

Крень повышает твердость и прочность древесины на растяжение, способствует высыханию древесины вдоль волокон, но содействует образованию трещин и короблению пиломатериалов, а также снижает степень насыщаемости древесины антисептиками.

Закомелистость – это ненормальное утолщение комля ствола, нередко ребристой формы (ройка). Закомелистость уменьшает выход пиломатериалов и шпона из-за большого количества отходов.

Двойная сердцевина встречается в двух сросшихся вместе деревьях с самостоятельными сердцевинами и годовыми слоями, которые при дальнейшем росте образовали общие волнообразные годовые слои. Этот порок затрудняет обработку древесины и дает значительное количество отходов.

Косослой – это волокна древесины под наклоном к продольной оси ствола или в виде спирали. Косослой различают тангентальный и радиальный. Он увеличивает прочность древесины на скалывание, но затрудняет механическую обработку и ограничивает использование такой древесины в гнутых конструкциях. Тангентальный косослой увеличивает коробление и усушку пиломатериалов при их сушке.

Свилеватость – волнообразное расположение волокон древесины встречается у большинства пород в комлевой части стволов. Свилеватость понижает прочность древесины при сжатии, растяжении и изгибе, но повышает при скалывании вдоль волокон, затрудняя обработку.

Прорость открытая или закрытая образуется из-за врастания в заболонь отмершей древесины или коры, часто с радиальной трещиной. Вокруг прорости нередко образуется засмолок и начинается загнивание ядра. Прорость бывает светлой и темной, нарушающей целостность волокон древесины.

Кривизна – это одно– и многостороннее искривление ствола по длине. Искривление затрудняет распиловку ствола и дает много отходов.

Смоляные кармашки – это заполненные смолой впадины в годовых слоях древесины. Они характерны для хвойных пород, особенно для елей. На тангентальном разрезе смоляные кармашки в виде овальных впадин, на радиальном разрезе – в виде узких, удлиненных щелей, а на поперечном разрезе – в виде коротких изогнутых впадин.

Засмолок – это участок древесины хвойных пород, обильно пропитанной смолой. Просмоленные участки пиломатериалов и фанеры от нормальной древесины отличаются более темным цветом. Засмолок не влияет на прочность древесины, но снижает ее способность впитывать влагу. Смолистая древесина затрудняет ее склеивание и отделку поверхности красками и лаками. Засмолок менее подвержен гниению.

Пятнистость – это окрашенные полосы, появляющиеся в период роста дерева, не влияющие на ее твердость.

Химические окраски древесины нежелательны при окислении дубильных веществ из-за химических и биологических процессов, происходящих в срубленном дереве. Такие окраски равномерны, находятся в поверхностных слоях древесины и после высыхания обычно исчезают, не влияют на прочность древесины.

Зарастание инородных тел (вбитых гвоздей стальных осколков и т. п.) портит древесину. О их наличии судят по утолщениям, складкам коры, деформациям участков коры, щелям и впадинам. У пиломатериалов вблизи инородного тела изменяется естественная окраска древесины. Наличие такого порока затрудняет обработку древесины и вызывает поломки режущего инструмента.

Обугливание стволов деревьев является результатом лесных пожаров.

Дефекты механической обработки снижают качество древесины, ограничивая сферу ее применения. Сортность пиломатериалов снижается из-за неодинаковой толщины ассортимента, грубого, неравномерного пропила, кривизны и др. Показателем качества сортности пиломатериалов является древесина, выросшая без пороков, правильно обработанная и сохраненная.