Механическая обработка древесины

 

Сведения о деревообрабатывающих станках

Обработка древесины ручным способом даже при использовании электро- и пневмоинструмента  отнимает у рабочего  много времени, энергии. Обработка на станках  значительно выгоднее, производительнее, качество продукции выше, чем при  ручном способе. Деревообрабатывающие станки сосредоточивают  обычно в специально выделенном  при модельном цехе заготовительном отделении, где и ведут  предварительную обработку досок и брусков и выполняют отдельные заготовки для моделей и стержневых ящиков.  Это позволяет правильно и экономично использовать  оборудование  и расходовать древесину, освобождая модельщиков от трудоемких ручных операций при изготовлении модельных заготовок, улучшает условия труда. Вблизи рабочих мест модельщиков  обычно устанавливают несколько ленточных пил, торцевальный и шлифовальный станки.

Поскольку модельные цехи изготовляют разнообразные по конструкции, размерам и назначению модельные комплекты,  то деревообрабатывающие станки в этих  цехах являются  основным оборудованием, общее количество их должно составлять около 0,8-1,0 единиц на одного модельщика, включая и малогабаритные станки.

Количество единиц оборудования определяется  из соображений комплектности, поскольку оно загружено  в различные периоды неравномерно.

При правильной организации использования деревообрабатывающих станков и механизированных приспособлений ручные операции в модельном производстве могут быть доведены до  минимума и ограничены в основном  подготовкой  и сборкой отдельных  частей модельных комплектов, изготовленных на станках.

Режущий инструмент станка  совершает  два основных  вида движения: главное (вращательное), обеспечивающее скорость резания, и движение подачи (поступательное). Не всегда движение  подачи совершает режущий инструмент. Так, на фрезерных и круглопильных станках  в отличие от сверлильных и токарных это движение сообщается  заготовкой (материал подается к резцам).

Длина пути перемещения инструмента относительно обрабатываемой  поверхности заготовки в единицу времени  называется  скоростью резания. Скорость резания измеряется в м/с. Величина перемещения инструмента или заготовки за один оборот или путь, пройденный инструментом или заготовкой  в одну минуту (одну секунду), называется скоростью подачи.  Скорость подачи измеряется в м/мин. Например, для обточки на токарном станке  поверхности деревянной заготовки цилиндрической формы  последняя вращается вокруг оси, а резец, находящийся сбоку на уровне оси вращения, своим лезвием углубляется в древесину. При одном полном обороте  заготовки вокруг оси резец снимает стружку определенной толщины по всей окружности.  Для снятия стружки со всей поверхности  резец надо постепенно передвигать вдоль непрерывно вращающейся  заготовки. Правильное сочетание скорости резания со скоростью подачи  обеспечивает непрерывное  снятие стружки и получение гладкой поверхности у заготовки заданного размера.

У некоторых станков обрабатываемые  пиломатериалы подаются к резцам вручную, у других с помощью специальных валиков, приводимых  во вращение через особый передаточный механизм, в последнем случае подачу называют  механической или  автоматической. Скорость механической подачи выше ручной в 3-5 раз и более. Например, для строгальных станков механическая подача доходит до 100 м/мин вместо 10-25 м/мин вручную. Но при любой подаче скорость не зависит от  твердости древесины и размеров заготовки, поэтому при обработке более твердой древесины скорость подачи уменьшается.

Для обработки древесины в модельном  производстве используют следующие типы деревообрабатывающих станков:

  • Круглопильные станки для продольного, поперечного и смешанного раскроя досок, брусьев, щитов;
  • Станки для фрезерования по плоскости и профилю – фуговальные, рейсмусовые и фрезерные;
  • Станки для сверления отверстий и образования пазов и гнезд – сверлильные, сверлильно-пазовые;
  • Станки для точения круглых деталей – токарные;
  • Станки для окончательной механической обработки поверхностей деталей -+ ленточные, дисковые и цилиндрические шлифовальные;
  • Специальные станки и приспособления.

Станки, изготовляемые на отечественных заводах обозначают индексом по определенной системе с использованием букв и цифр. Буквы обозначают группу оборудования: ЛД — ленточнопильный  делительный станок; СФ – строгально-фуговальный; ШЛХ – шипорезный для шипа  типа «ласточкин хвост»; ШлПС – шлифовальный с подвижным столом; ТчН – заточный для ножей и т.д. Цифры , стоящие  после букв, показывают основной размер  станка (в мм, см или дм) и т.д. Цифра, стоящая после черточки, обозначает  номер модели; Ф – 4 – фрезерный станок, четвертая модель.

 

Станки для раскроя древесины

Раскроем называется процесс распиливания досок или  брусков поперек на заготовки для модельных комплектов вдоль, поперек или по кривым линиям.

В модельных цехах для распиливания древесины применяют деревообрабатывающие станки: круглопильные ( с дисковыми пилами), ленточные и лобзиковые. Для раскроя пиломатериалов  ис пользуют круглопильные станки для поперечного и продольного пиления. Режущим инструментом у этих станков является стальная дисковая пила с режущими зубьями, расположенными по окружности.

 

Маятниковые круглопильные станки

  Маятниковые круглопильные  торцовые станки служат для поперечного раскроя досок и брусков. Эти станки высокопроизводительны в работе и удобны тем, что, во-первых, при одном и том же диаметре пильного диска можно распиливать доски разной ширины, во-вторых, деревянный стол (гладкий или с роликами), по которому передвигается материал, устанавливается под станком и занимает сравнительно небольшую площадь. Стол имеет прорезь для прохода пильного диска и продольный борт, к которому  раскраиваемый материал прижимается своей боковой кромкой.

Но маятниковые  пилы не дают чистой поверхности торца, поэтому, если требуется иметь  более гладкий торец, концы после раскроя нужно опиливать на специальных  торцовочных станках.

У маятниковых станков корпус представляет собой качающуюся чугунную раму, подвешенную  в подшипниках  кронштейнов, укрепленных на стене или  балках. У большинства станков вверху на раме расположен качающийся вместе  с ней электродвигатель, а внизу рамы в подшипниках закреплен пильный вал с насаженным  на него  пильным диском. Диск приводится во вращение  электродвигателем  через ременную передачу. С помощью ручки в виде скобы рабочий надвигает диск пилы на материал и распиливает его, плотно прижимая во время пиления  левой рукой кромку к борту стола. После каждого реза корпус станка под действием  противовеса, установленного на раме, и частично массы мотора возвращается в исходное *нерабочее) положение, не мешая укладке и перемещению материала на столе станка. Маятниковый станок обслуживают двое рабочих – один производит резку,  другой укладывает и продвигает материал к пильному диску.

Наиболее совершенными маятниковыми станками  считаются такие,  у которых  дисковая пила укреплена непосредственно на валу специального электродвигателя, закрепленного на месте пильного вала рис. 1 а, б.

Маятник круглопильный торцовый станок

Пильный диск закрепляется на валу посредством двух  зажимных фланцев; центрируется пила с помощью центрирующей конической втулки и пружины. Пильный диск ограждаю  предохранительным футляром, а ремень – сеткой. При наладке станка следует обращать внимание на то, чтобы рама в нерабочем положении отклонялась назад примерно на 10ᴼ от вертикальной оси. Зубья пильного диска должны быть заточены на поперечную распиловку. Усилие, прикладываемое при надвигании пилы на материал, не должно превышать 50 Н. Надвигать пилу нужно плавно, но безостановочно, чтобы пропил получился сразу за одно движение. Пильный диск должен вращаться перпендикулярно  поверхности стола. Отклонение торца от перпендикулярности не должно превышать 1ᴼ. У маятникового пильного станка  модели ЦМЭ (циркулярный маятниковый электрофицированный) диаметр пильного диска составляет  500 мм, частота вращения 2910 об/мин. Наибольшие поперечные размеры распиливаемых досок 120х400мм. В модельном цехе один маятниковый станок или один станок с прямолинейным  движением суппорта вполне обеспечивает раскрой пиломатериалов для модельных комплектов.

 

Круглопильные  станки для смешанного раскроя

   В модельном цехе для раскроя досок применяют также круглопильные станки для смешанного раскроя главным образом с ручной подачей.  Количество станков зависит от объема работ модельного цеха. Такой станок пригоден  для продольного и поперечного распиливания.

Нам рис. 2а,

Крунглопильный станок для смешанного распиливания

 приводится общий вид универсального станка модели Ц-5, наиболее производительного и удобного в работе. Стол этого станка с помощью маховика можно поднимать, опускать и наклонять под углом 45ᴼ. Для правильного продвижения материала вдоль стола при продольном распиливании на столе станка на определенном расстоянии от пилы укрепляют чугунную направляющую линейку. Линейкой целесообразно пользоваться в том случае, если одна из кромок доски является обрезной и имеет прямолинейность.  Для поперечного распиливания (торцевания) материалов под любым углом применяют упорный угольник, легко передвигающийся в пазу станка и устанавливающийся под требуемым углом. Сзади пильного диска, в одной с ним плоскости, на расстоянии 10 мм от вершины зубьев устанавливают расклинивающий нож, который разделяет распиленные доски не позволяя им зажимать  пильный диск. Толщина ножа должна быть на 0,5 – 1 мм больше ширины пропила.

Распиливание досок на круглопильном станке ведут по разметке или по линейке, прижимая распиливаемый материал прямолинейной кромкой к линейке.  Стол устанавливают  на такой высоте относительно пильного диска, чтобы зубья диска во время распиливания  выступали над поверхностью материала примерно на половину высоты зуба.

Станок обслуживает один рабочий – станочник. При распиливании материала большой длины с противоположной стороны станка становится второй человек, который помогает продвигать  распиливаемый материал через пильный диск  и возвращает  станочнику оставшуюся часть доски для дальнейшего раскроя.

Чтобы не повредить пилой руки при завершении  распиливания, остающийся конец доски длиной 150 – 200 мм подают на пилу не рукой, а специальным толкателем рис 62 б, или  если заготовка не очень длинная, осторожно отводят ее назад, переворачивают  так, чтобы впереди оказался не распиленный конец, и завершают  распиливание.

Для получения гладкой поверхности пропила применяют диск конструкции И.А. Скнарина рис. 2 в, в котором просверлены  отверстия Ø 6 – 8 мм. При вращении края отверстий должны перекрывать друг друга по радиусу. В каждом отверстии с обеих сторон  инструментом, изготовленным  из трехгранного напильника, с помощью коловорота наводится жало.

У станка марки Ц-5 диаметр пильного диска 500 мм. Частота вращения пилы 2800 об/мин. Скорость резания 73 м/с. Наибольший размер  распиливаемых досок 130х400.

Скорости резания на круглопильных станках,  применяемых на производстве составляют: для мягких пород древесины при продольном распиливании- 65-35 м/с, при поперечном  — 40-20 м/с; для твердых пород  при продольном  распиливании- 45-20 м/с и поперечном 30-15 м/с. Более точно скорость резания определяют по формуле v=πDn,где D – lbfvtnh gbks. M$ n —  частота вращения  пильного диска, об/с.

Скорости подачи (средние производственные) на станках  с ручной подачей составляет: для продольного раскроя – 10-30 м/мин, для поперечного – 5-10 м/мин.

Приближенно скорость подачи, можно определить по формулам: для твердых пород S = vt/21· l, для  мягких пород S = vt/35· l, где v- скорость резания, м/мин; t – шаг зубьев, мм; l  — толщина распиливаемого материала , мм.

 

Ленточнопильные станки

Ленточнопильные станки, рис. 3 а,б,в, применяют для выпиливания из

 

ленточнопильный станок

досок, брусков, щитов, листов фанеры заготовок для модельных комплектов по криволинейному и прямолинейному контурам. Режущим инструментом таких станков является бесконечная стальная пильная лента толщиной 0,5 – 1 мм. Ленточные станки с шириной полотна пилы 40-50 мм  используют на участках  крупных моделей; с шириной полотна 20- 30 мм – на всех участках модельного цеха.  Находят также широкое применение малые ленточнопильные станки «лилипуты» с шириной полотна пилы 10-15 мм, на которых  удобно  выпиливать  мелкие заготовки  с радиусом кривизны  от 50 до 150 мм.

На станине станка закреплены  два шкива: нижний-ведущий и верхний – ведомый, расположенные в одной плоскости. На них надевают полотно пилы. На ободья шкивов наклеивают  кожаные или прорезиненные ленты- бандажи,  которые позволяют увеличить силу трения между ободом  шкива и полотном пилы,  удлинить  срок службы пилы и сохранить развод ее зубьев, а также уменьшить шум  во время работы на станке.

Верхний шкив смонтирован на подшипниках передвижного кронштейна, соединенного с винтом. На свободном конце винта имеется маховичок для перемещения  шкива вверх или вниз, что позволяет легко надевать  или снимать пильное полотно, а также регулировать его натяжение.  Кроме этого механизма для регулирования натяжения полотна пилы станок снабжен еще специальным автоматическим  натяжным устройством (пружинное или грузовое в виде противовеса).

Для направления пильной ленты станок оборудован специальными устройствами, одно из которых находится над столом на подвижной вертикальной штанге, другое- под столом прикрепленное к нему. Направляющее устройство над столом состоит из трех свободно вращающихся роликов; один ролик является опорным и служит для направления  пильного полотна и обеспечения его устойчивости на шкивах (полотно скользит по нему обушком пилы); два других предохраняют полотно от боковых искривлений во время пиления по кривой линии. Этот механизм устанавливают над поверхностью распиливаемого материала на небольшой высоте 50-100 мм, чтобы полотно принимало устойчивое положение во время пиления.

Подавать материал на пилу надо плавно, не допуская искривления полотна при пилении по кривой линии, так как  это может привести к обрыву пильной ленты или появлению на ней трещин  в месте спая. Радиус кривизны пиления зависит от ширины пильного полотна. Поэтому при ширине пильной ленты  в 6,10,15,20,30,40 и 50 мм  радиус кривизны пиления  соответственно будет 20,50,100,200,300,500 и 800 мм. Иногда, чтобы не менять установленной на  станке пильной ленты, приходится выпиливать заготовки  с радиусом кривизны, меньшим, чем указано выше. В этом случае, чтобы не делать крутых поворотов,  на заготовке надо  предварительно сделать  надпилы на расстоянии друг от друга немного большем, чем ширина пильного полотна, после чего можно продолжать  выпиливание по контуру. Слой смолы, появляющийся  на полотне пилы при распиливании смолянистой древесины, стирают тряпкой, смоченной в керосине ( при выключенном из сети электродвигателе пилы).

Чугунную линейку, устанавливаемую на столе станка и предназначенную в основном  для прямолинейного раскроя досок, можно снимать. Для безопасной работы ленточное полотно  пилы вместе со шкивами ограждают кожухами из металлической сетки. Наиболее удобен в работе ленточнопильный станок ЛС80-3, у которого диаметр шкива равен 800 мм, длина пильной ленты – 5500 мм, ширина 30-40 мм. Наибольшая высота пропила – 200 мм.

Высокое качество распиливания древесины на станке зависит во многом  от того, насколько хорошо приготовлено для работы пильное полотно.

На ленточнопильных станках производят  смешанное пиление: вдоль волокон, поперек и под углом к ним, поэтому зубья пильной ленты должны иметь форму, близкую  к прямоугольной, с передним углом 5ᴼ, углом заточки 50ᴼ и углом резания 85ᴼ. Заточка зубьев прямая, сплошная. Выемки имеют закругленное дно с радиусом закругления 1,5-2,5 мм в зависимости от размера зуба. Развод зуба в каждую сторону надо делать на 0,5 толщины полотна. Пильная лента должна иметь равномерную толщину, ширину и одинаковый развод. Места спайки концов после обрыва пилы должны быть хорошо отшлифованы.  Правильно спаянное полотно, положенное на ровный щит или пол вниз обушком,  образует правильную окружность.  Полотно ленточной пилы должно быть  хорошо натянуто, но так, чтобы оно не оборвалось и не соскочило  во время работы.

Скорость резания, м/с,  ленточнопильного станка определяют по формуле: v = πdn, где d – диаметр пильных шкивов, м; n – частота вращения пильных шкивов , об/с.

Скорость подачи s м/с, находят по формуле:  s= szv/t, где, sz – величина подачи на один зуб, м; v – скорость резания, м/с.

Лобзиковые станки

Для выпиливания в заготовках  наружных и внутренних  замкнутых  криволинейных контуров с радиусом кривизны менее 50 мм применяют  лобзиковые (ажурные) станки.  В лобзиковых станках в отличие от ленточнопильных движение пильного полотна является возвратно-поступательным (вверх и вниз). Движение пилы вниз является рабочим (режущим) ходом,  движение вверх – холостым. Режущим инструментом лобзиковых станков является узкое пильное полотно с мелкими зубьями, закрепляемое своими концами в зажимах, скользящих  в вертикальных скалках или ползунах. Станок приводится в действие от электродвигателя, на валу которого насажен эксцентрик, преобразующий вращательное движение скалок в  поступательное. Одна скалка является ведущей, вторая пружинная – ведомая. Верхнее натяжное устройство может быть пружинным или рессорным. В зависимости от конструкции станка количество движений пилы  может быть 10-20 в секунду. Высота пропила не более 60 мм.

На рис. 4 а,б,  показана схема лобзикового станка АЖС-3 с поворотным

схема лобзикового станка

столом, имеющим кривошипно-шатунный механизм,  приводимый в движение от электродвигателя. На станине станка установлены электросверло, которым просверливаются отверстия  для пропускания полотна пилы при вырезании внутреннего   замкнутого контура и вентилятор с соплом для сдувания опилок во время пиления. Диск кривошипного механизма насажен непосредственно  на вал электродвигателя и используется как проводной  шкив для вращения вентилятора.

При выпиливании контура внутри заготовки  в просверленное  отверстие пропускают пилу и закрепляют  ее в зажиме. По окончании пиления конец полотна пилы освобождают, вытаскивают  из выпиленного отверстия и вновь закрепляют в зажиме. При выпиливании контура подавать материал  на пильное полотно нужно плавно, не напрягая рук,  чтобы во-первых получить как можно более точный контур и, во-вторых , не оборвать полотно. Контур на заготовке должен быть нанесен циркулем  или чертилкой и обведен карандашом. Во время выпиливания руки  следует держать  дальше от  пильного полотна.  При закреплении пилки в зажимах особое внимание следует обратить  на ее натяжение,  так как при слабом  или очень сильном натяжении  пилки во время пиления  может оборваться. Пилки для лобзиковых станков изготовляют  следующих размеров : длина 220-340 мм, ширина 2,3,4,6,8 и 10 мм, толщина 0,71;0,89;1,24 мм. Включают и выключают станок посредством ножной педали. Имеются станки меньшего размера, которые можно переносить и присоединять к штепселю в любом месте цеха.

 

Станки для фрезерования по плоскости и профилю

Заготовки, полученные путем раскроя древесины на пильных станках, обычно подвергаются дальнейшей обработке – строганию.  Строгание древесины вручную является очень тяжелым и трудоемким процессом, занимающим до 30% времени модельщика. Поэтому наличие  строгальных станков позволяет в значительной мере освободить модельщика от ручного строгания, за исключением таких процессов, как строгание торца, строгание заготовок после вязки и доводки отдельных частей  модели, которые приходится  осуществлять вручную или с применением  механизированного электроинструмента.

В процессе обработки заготовки  на строгальных станках ей придается правильная форма по плоскости и профилю и точный размер. При строгании обрабатываются плоские поверхности: пласти, кромки. К станкам этой группы относятся фуговальные, рейсмусовые, кромкострогальные и четырехсторонние строгальные  станки. В модельном производстве станки двух последних типов применяют редко. Выбор типа строгальных станков определяется объемом  работы модельного цеха и номенклатурой  изготовляемых  модельных комплектов.

Фуговальные станки

Фуговальные станки с ручной подачей находят широкое применение  в модельных цехах. Они предназначены для строгания одной плоскости или двух, расположенных друг к другу под углом (пласть и кромки).

Фуговальный станок рис. 5 а, имеет станину, на которой укреплены две

фуговальный станок

чугунные, хорошо отшлифованные плиты стола (передняя и задняя). Плиты с помощью винтов можно опускать или поднимать, регулируя толщину срезаемой стружки. Вдоль стола имеется съемная чугунная  направляющая линейка, которую можно передвигать по ширине стола и придавать нужный наклон к столу.

Передняя плита обычно длиннее задней на 30-50%, ее устанавливают  ниже задней на толщину h снимаемой стружки, заднюю плиту располагают  на одном уровне с лезвием ножа.

Между плитами стола находится ножевой вал цилиндрической формы с пластинчатыми ножами. Ножи изготовляют  из углеродистой инструментальной стали. Угол резания ножей на валу 50-65ᴼ,  угол наклона α = 10-15ᴼ; угол заточки β= 40-50ᴼ. На валу может быть  установлено два, четыре и больше ножей в зависимости от скорости подачи материала. У станков со скоростью подачи до 20 м/мин на ножевых валах закрепляют два или четыре ножа. Ножевой вал, приводимый в движение от  электродвигателя, вращается в подшипниках, вмонтированных в боковые стенки станины. Концы плит ножевого вала имеют  накладные планки-губки для уменьшения зазора (не более 6 мм) между лезвиями ножей и краем накладки, что необходимо для поддержания  волокон при строгании стружки, а также предохранения концов плит  от истирания и выкрашивания.

Над ножевым валом устанавливают предохранительный щиток или предохранительную штору, которые во время работы самой обрабатываемой деталью отодвигаются в сторону, а затем после прохода ее под действием пружины вновь  закрывают весь нож. На ножевом валу винтами  закрепляется ножевая головка с ножами. Тонкие ножи крепятся на валу  с помощью накладок рис. 5 б, а толстые – с помощью горбушек ножевой головки.  Первым способом крепятся ножи  без пазов  толщиной 3-5 мм и шириной  25-30 мм. Их вставляют обушком в небольшое углубление вала и закрепляют винтами  зажимных накладок. При этом винты не ввинчивают, а вывинчивают из отверстия накладки до упора  в стенку паза. Ножи и накладки с винтами должны иметь одинаковую массу,  чтобы во время работы не было биения ножевого вала.

Для обеспечения точной и чистой обработки  поверхности древесины необходимо произвести тщательную наладку ножей на валу станка.  При наладке фуговальных станков сначала надо  отбалансировать вал с ножами, которые должны быть установлены так,  чтобы лезвия их располагались на одинаковом расстоянии  от центра вала  и равномерно выступали за кромки  стружколомателя на 1-2 мм, а также на одинаковой высоте выступали над столом. При отбалансировке вал несколько раз приводят  во вращение вокруг оси и останавливают. Если вал после  остановки  сохранит полную неподвижность  и не делает дополнительного  вращательного движения,  его считают отбалансированным. Затем проверяют крепление вала  и общую прямолинейность  передней и задней плит  стола. После этого производят проверку правильности  установки ножей по высоте  с помощью контрольного бруска,  выстроганного из твердой древесины, который кладут на заднюю плиту  и подводят к лезвию одного из ножей. Если при проворачивании вала лезвие одного из ножей одинаково касаются поверхности линейки, то ножи по высоте установлены правильно, если не одинаково,  то нужно ослабить винты и добиться точной их установки.  После тщательной выверке и установки ножи наглухо затягивают сначала средними болтами, затем остальными.

Некоторые станки имеют специальное приспособление для установки и правки ножей, пример станок СФ – 6.

При работе на фуговальном станке подают вручную  пиломатериал  на вращающиеся ножи, и когда передний конец пройдет  за ножи, обрабатываемую деталь (доску, брусок)  прижимают левой рукой  к поверхности задней плиты. При строгании усилие прижатия к плите  должно составлять  примерно 60-80 Н. Ровные доски строгаются с одного-двух приемов. Если доска коробленая, то рекомендуется сначала за два-три прохода снять стружку с выступов, а затем строгать ее по всей длине. СФ – 6 можно строгать доски шириной до 600 мм.   Наибольший угол наклона направляющей линейки 45ᴼ.

 

Применение автоматических автоподатчиков для механической подачи заготовок  позволяет облегчить труд рабочего, повысить производительность работы на станке и сделать работу более безопасной.

Скорость резания на фуговальных станках составляет около 26 м/с, а скорость подачи – 0,2 м/с.

При ручной подаче заготовки, а также при строгании заготовок малой  длины нужно пользоваться ручной деревянной  прижимной колодкой – толкателем или ручным металлическим толкателем, рис. 6 а, б.

приспосолбление для ручной подачи заготовок

Рейсмусовые станки

Рейсмусовые станки используют для строгания досок, щитов, брусков до заданной толщины. Эти станки по конструкции бывают  односторонние, когда имеют верхний ножевой вал, и двусторонние, когда имеют  два ножевых вала,  расположенные сверху и снизу обрабатываемой заготовки.  В модельном производстве широкое применение получили станки односторонние, один из которых показан на рис. 7 а.

рейсмусовый станок

  В отличие от фуговального станка ножевой вал  рейсмусового станка расположен выше  стола станка. Станина у этого станка  чугунная,  цельнолитая, пустотелая, на которой монтируют  все детали и механизмы, обеспечивающие строгание.

Стол состоит из одной гладко выстроганной и точно выверенной плиты,  которая перемещается вверх и вниз  с помощью винтового  устройства (штурвала) соответственно толщине обрабатываемой  заготовки; при этом учитывается  и толщина  срезаемой с ее поверхности стружки. Подается материал механически  двумя верхними подающими валиками; передним – рифленым и задним – гладким , рис. 7 б.

Верхний передний валик делают рифленым  для того, чтобы он своей поверхностью усиливал подачу материала на ножевой вал, поэтому и устанавливают его на 2-3 мм ниже  верхней поверхности подаваемого на ножи материала.

Чтобы обрабатываемая заготовка не была выброшена назад от станка, рядом с рифленым валиком устанавливают зубчатый упор.

Верхний задний гладкий валик располагают ниже  режущих кромок ножей примерно на 1 мм. Чтобы уменьшить трение при движении заготовки  на столу и облегчить ее подачу, по обе стороны ножевого вала точно под верхними валиками устанавливают два гладких свободно вращающихся ролика, выступающих над поверхностью стола  на 0,2 мм при строгании толстых досок твердых пород  и на 0,4 мм при строгании тонких досок  мягких пород.

Подающие валики (верхние)  вращаются от электродвигателя через зубчатую передачу, нижние приводит во вращение  сам материал.  Подающие валики прижимаются  к материалу действием  пружин. Все валики в станке расположены  между собой  параллельно,  поэтому в станок можно подавать  одновременно  заготовки только одной толщины, иначе более тонкие от сильного  удара ножа  будут вылетать обратно.  Для одновременного строгания   заготовок разной толщины в пределах  до 3 – 6 мм рифленый валик  делается секционным  из отдельных рифленых колец шириной до 50 мм, насаженных на специальный вал. Такая конструкция рифленого валика позволяет строгать сразу несколько брусков  с разной толщиной рис. 7 в, кроме того, предупреждает обратный вылет заготовок.

У каждого станка  над ножевым валом крепят на шарнирах чугунный футляр, который в сечении имеет вид раструба. Футляр служит направляющим устройством для вылетающей стружки, а также ограждением для ножевого вала. Кроме того, нижняя грань футляра является стружколомателем.

Конструкция ножевого вала рейсмусового станка такая же, как и фуговального станка с тонкими ножами. Рейсмусовый станок, как и фуговальный, должен быть хорошо налажен. Прежде всего надо точно  установить ножи  на валу, чтобы лезвие каждого ножа  находилось на одинаковом расстоянии от поверхности стола. Точность установки ножей производят с помощью двух брусков из твердого дерева одинаковой толщины.

Рейсмусовый станок в заготовительном отделении  модельного цеха обычно обслуживают станочник и один подсобный рабочий.

Скорости резания и подачи на односторонних  рейсмусовых станках  в среднем такие же, как и на фуговальных.

Станки для фугования профилей

Фрезерные станки в модельном производстве предназначены для обработки не только плоских поверхностей заготовок из древесины, но и для обработки профильных, криволинейных контуров. Основное их назначение – профилирование  модельных заготовок.

На фрезерных станках заготовку, движущуюся параллельно, обрабатывает вращающийся  режущий инструмент – фреза, имеющий несколько резцов. Такой процесс обработки называется фрезерованием.

Способом фрезерования заготовкам придается гладкая поверхность, чистота которой зависит от скорости резания, скорости подачи материала,  состояния режущих кромок фрезы, а также самого материала и других факторов.

Фрезерные станки подразделяются на одношпиндельные и двухшпиндельные: по устройству подачи – на станки с ручной и механической подачей; по расположению шпинделей – с нижним и вертикальным расположением шпинделей.

Частота вращения шпинделя у фрезерных станков достигает 3000 – 12000 об/мин. Скорость подачи заготовок  в зависимости от типа станка, обрабатываемого изделия и других условий колеблется в пределах 5-30 м/мин.

Режущие инструменты – фрезы, применяемые на фрезерных станках, отличаются большим разнообразием и подразделяются на фрезы концевые, насадные и пластинчатые рис. 8 а-г.

типы фрез для дерева

Концевые фрезы снабжены хвостовиком  для  крепления их в патроне;  насадные фасонные имеют в середине отверстия для насадки их на шпиндель. Концевые фрезы применяют при ручном фрезеровании и при фрезеровании  на копировально-фрезерных станках, насадные и пластинчатые фрезы используют  на фрезерных станках с ручной подачей материала. К насадным фрезам относятся и фрезерные ножевые головки. Фрезерные головки со сменными ножами бывают квадратные или круглые. Последние по своему устройству аналогичны ножевой головке строгального станка со вставными  плоскими ножами,  имеющими заднюю заточку.

Фрезы изготовляют из углеродистой стали У8А с последующей термической обработкой. После закалки твердость рабочей части  резцов фрезы должна быть HRC 62-64 единиц. Угол заточки резцов фрез 40-50ᴼ, задний угол 15-20ᴼ.

Вертикально-фрезерный станок 

Станок состоит из чугунной станины с неподвижным столом шпинделя (рабочего вала) и привода, действующего от электродвигателя рис. 9.

вертикально-фрезерный станок

   Верхний конец шпинделя с конусообразным отверстием, на котором укрепляется насадка (державка) с фрезой, удален от плоскости стола на такое расстояние,  какое необходимо для обработки заготовки. Суппорт перемещают вниз и вверх вручную с помощью  штурвала через  два конических колеса и винт.

Насадку закрепляют на шпинделе одним из трех способов: затяжным клином,  простой затяжной гайкой с резьбой,  обратной вращению шпинделя, или дифференциальной (двойной) гайкой, рис. 10.

пример крепления насадки на шпиндель

   Крепление обычной  затяжной гайкой2 удобнее и надежнее клинового. Гайка навинчивается  на шпиндель и создает силу трения в конусе.

Способ крепления шпинделя дифференциальной гайкой 3 является наиболее надежным. При шпунтовке, фальцовке, выполнении галтелей и некоторых других видах обработки на столе  фрезерного станка крепят направляющую линейку, имеющую прорезь для пропуска вращающейся фрезы и продвигают по столу доску или брусок, плотно прижимая к ней.

При обработке криволинейной поверхности заготовку на фрезу направляют так, чтобы резцы фрезы перерезали волокна, а не откалывали их. Фрезерование завершают при замедленной скорости подачи заготовки.

Универсально-фрезерный станок

Рабочий шпиндель универсально-фрезерного станка рис. 11 а-г,  может быть установлен не только вертикально или горизонтально, но и под углом.

универсально-фрезерный станок по дереву

 

Станина такого станка представляет собой литую конструкцию пирамидальной формы, внутри которой размещают электродвигатели и другие механизмы станка. На станине укреплен хобот, который перемещается по направляющей станины вверх и вниз от электродвигателя и вручную. На конце хобота расположен  шпиндель с механизмом передачи. Шпиндель приводится во вращение  четырехскоростным электродвигателем,  установленным на хоботе. В шпиндель вставляется оправка для крепления фрезы (ножевая, хвостовая и др.). Конструкция фрез зависит от  характера  выполняемой работы.

Стол станка расположен на круглой чугунной тумбе и с помощью зубчатой и винтовой передач перемещается в направлении, перпендикулярном продольной оси хобота.  Кроме того, рабочий стол и суппорты (поперечный и продольный)  можно поворачивать  вокруг вертикальной оси  тумбы и фиксировать в заданном положении специальными стопорами.

Универсально-фрезерный станок снабжен делительной головкой, с помощью которой можно разделить окружность на заданное  число частей, а также осуществить поворот самой детали строго заданный угол (например, при фрезеровании пазов прямых и спиральных колес,  зубьев у моделей зубчатых колес). Головку устанавливают  на столе  и прикрепляют  к нему винтами. На таких станках кроме  фрезерных операций по дереву можно  выполнять фрезерование алюминиевых  моделей и стержневых ящиков, а также сверлильные операции.

Универсально-фрезерные станки значительно сокращают  объем трудоемких ручных операций, таких как долбление, резание, выпиливание, строгание и др., значительно повышают  производительность труда, а также качество и точность изготовления модельных комплектов.

Наиболее производительным и удобным станком является универсально-фрезерный станок ФМ, у которого размер стола 900х810 мм, а частота вращения шпинделя 1320-4080 об/мин. Некоторые инструменты, применяемые на станке ФМ при изготовлении комплектов,  приведены на

рис. 12 а- н.

инструменты для фрезерования по дереву

Шипорезные станки

В модельном производстве широко применяют ящичные шипорезные станки. На этих станках изготовляют прямые  ящичные шипы и шипы типа «ласточкин хвост». Ящичные шипорезные станки, вырезающие  в досках или щитах прямые шипы, бывают двух типов: с ручной подачей и с механической подачей.

На станке с механической подачей можно обрабатывать  сразу целую пачку (пакет) заготовок, на станке с ручной подачей – только одну.

Шипорезные станки бывают односторонние и двусторонние. На рис. 13, дан общий вид ящичного шипорезного одностороннего  станка с автоподачей (модель ШПА-40). Этот станок является высокопроизводительным,

общий вид шипорезного станка

обеспечивающим точность размеров при обработке  заготовок прямого ящичного шипа. Станок имеет  цельнолитую чугунную станину, стол, автоматически передвигающийся вверх и вниз с помощью гидропривода, и рабочий фрезерный вал, на котором на определенном расстоянии друг от друга насажены двухрезцовые фрезы (крючки). Количество и размеры этих фрез соответствуют количеству и размерам шипов и проушин. При работе на станках  обрабатываемые заготовки (ширина  до 400 мм) укладывают на стол стопкой (высотой не более 120мм), прижимая их к вертикальному упору. При включении педали заготовки автоматически  прижимаются к столу гидрозажимами и стол поднимает их вверх, торцами на режущий инструмент Затем стол автоматически опускается в исходное положение.

Станки для сверления и образования пазов

На сверлильных станках путем сверления получают круглые отверстия, на долбежных – отверстия прямоугольного сечения. Для сверления применяют сверла, для долбления – долота или зубья, соединенные в виде непрерывной цепочки (цепные долота).

Для образования в заготовках пазов служат сверлильно- пазовые станки. Чтобы получить круглое отверстие, вращающееся сверло подают вдоль его оси на заготовку или заготовку подают на вращающееся сверло. При образовании же пазов сверлу (фрезе) или заготовке сообщается кроме поступательного движения вдоль оси  еще и поперечное перемещение. При выполнении пазов долблением резец получает  возвратно-поступательное движение от вращающейся звездочки.

Сверлильные станки в зависимости от расположения сверл, количества шпинделей и способа подачи подразделяют на вертикально-сверлильные и горизонтально-сверлильные, на одношпиндельные и многошпиндельные, на станки с ручной подачей и с автоматической. В модельных цехах находят применение вертикальные и горизонтальные сверлильные станки. На рис. 14,

вертикально-сверлильный станок

показан одношпиндельный вертикально-сверлильный станок СвА с механической подачей шпинделя. Станок обеспечивает сверление отверстий диаметром 25-30 мм на глубину до 150 мм.

Сверлильно-пазовые станки

Сверлильно-пазовые горизонтальные и вертикальные станки предназначаются для сверления как круглых так и продолговатых отверстий (пазов) соответствующих размеров.

На рис. 15 а , сверлильно-пазовальный станок СвГ 3М. Стол станка может быть установлен на требуемую высоту относительно сверла посредством ручного маховичка и с помощью ручного рычага может перемещаться относительно сверлильного  суппорта в продольном направлении.

сверлильно-пазовый горизонтальный станок

Перемещение стола вверх и вниз позволяет выполнить сверлом пазы в заготовке.  Сверлильный суппорт с электродвигателем, на валу которого имеется патрон для закрепления режущего инструмента, посредством рычага можно перемещать в горизонтальном  положении по направляющим станины.

Режущим инструментом для сверлильно-пазовых станков является специальное полое сверло, которое помимо режущих кромок на конце сверла имеет еще от одной до трех боковых режущих кромок рис. 15 б. Этими сверлами можно сверлить  не только круглые отверстия, но и пазы при перемещении стола  по вертикали  или горизонтали. У этих сверл режущими элементами являются не только торцовые грани, но и боковые. Геометрическая характеристика  этих сверл дана в таблице.

 

Геометрическая характеристика полых  пазовых сверл

СверлаДиаметр, ммУгол, град
Задний αЗаострения βРезания ƴ
однорезцовые6-815-2535-5045-70
двухрезцовые8-2515-2035-5050-70
Трехрезцовые и больше2510-1540-5555-70

 

Чтобы получить продолговатое отверстие в заготовке, сначала просверливают отверстие в одном конце паза, а затем сверло выводят и сверлят отверстие в другом конце паза. Далее, не выводя сверла из второго отверстия, плавно продвигают сверло или брусок  так, чтобы оба отверстия соединились, рис 75 в. Боковые режущие кромки сверла, постепенно срезая древесину, превращают круглое отверстие в продолговатое.

Паз, полученный таким образом, на концах всегда имеет  закругленные стенки. Чтобы получить  паз  с  прямоугольным сечением, используют подвижной долбяк  (долбежный суппорт с долотом).  Это приспособление устанавливают на уровне сверлильной головки и резким движением рычага  подают вперед  для зачистки  концов паза.  Можно получить паз сразу  с прямоугольными концами, если применить специальное полое четырехгранное долото с лезвием на конце и сверлом, немного выходящим  за лезвие долота рис. 15 г.

Для удаления стружки в полости долота (квадратного сечения трубки) делается отверстие. При выполнении работы таким сверлом приспособления для долбления не требуется.

В ряде случаев целесообразно пазы оставлять с полукруглыми стенками. Тогда у шипов, вставляемых в пазы, концы следует закруглять.