Четырехсторонние станки
Для обработки брусковых деталей высокого класса точности и чистоты со сложным профилем в поперечном сечении применяют легкие станки с высокооборотными шпинделями и малыми скоростями подачи, называемые калевочными. Поступающие для обработки заготовки должны иметь подготовленную базовую пласть и кромку. Это гарантирует точную обработку прямых деталей. При обработке коротких брусковых (жестких) заготовок базовую поверхность подготавливать не требуется.
При обработке пиломатериалов на погонажные детали длиной 3—7 м с простыми формами поперечного сечения, не требующими высокого класса чистоты и точности, используются четырехсторонние станки, рассчитанные на большую ширину обработки с высокими скоростями подачи при ограниченном выпуске профильных деталей. Такие станки называются погонажными.
Выпускаются также станки более универсальные, которые используются для калевочных и погонажных продольно-фрезерных работ. Такие станки называются калевочно-погонажнымии.
Деление станков является условным, однако оно до некоторой степени отражает большую или меньшую приспособленность станков для обработки заготовок определенной формы и сечения. Станки имеют разные мощность, вес, скорость подачи. По этим признакам, также условно, они делятся на легкие, средние и тяжелые.
К калевочным станкам можно отнести С10-2, к калевочнопогонажным С16-4, С16-5, а к погонажным С26, С26-2.
В станках всех конструкций устанавливаются четыре суппорта, на которых укрепляются ножевые валы (шпиндели). Они располагаются в нижней и верхней частях станка и с обоих боков, т. е. со всех четырех сторон обрабатываемой заготовки. На всех моделях может быть применен дополнительный, пятый шпиндель. На тяжелых погонажных станках устанавливают до семи, а иногда и восьми ножевых валов. У станка С10-2 левый вертикальный шпиндель может наклоняться, это позволяет отбирать глубокий профиль.
Технологическая схема. По технологическому назначению и конструктивному устройству станки сходны между собой, поэтому ниже рассмотрена схема только калевочного станка C10 (рис. 129).
Обрабатываемая заготовка 1 перемещается по столу, состоящему из двух частей — передней 2 и задней 3. Передняя часть стола поднимается и опускается для регулирования толщины снимаемого слоя. Задний стол укреплен неподвижно.
Механизм подачи 4 вальцовый. Первый выпуск станков был с вальцово-гусеничным механизмом (сверху расположены вальцы, в нижней части конвейер из гусеничной цепи).
Правая (боковая) грань заготовки базируется на направляющей линейке и прижимается к ней боковыми прижимами 6. Направляющая линейка также состоит из двух частей — передней 5 (перед правым вертикальным ножевым валом) и задней 10, установленной по касательной линии к диаметру резания фрезерной головки.
Перемещающаяся механизмом подачи заготовка вначале обрабатывается нижним ножевым валом 7, с нее снимается слой древесины, равный разности уровней между передним и задним столами. Для устранения вибрации заготовки в процессе резания над нижним шпинделем установлен роликовый прижим 8. Далее заготовка обрабатывается правым ножевым шпинделем 9, глубина снимаемого слоя при этом определяется разницей уровней плоскостей передней 5 и задней 10 линеек.
При дальнейшем продвижении левая кромка заготовки фрезеруется левым вертикальным шпинделем 11, которым формируется размер детали по ширине. На станке С26-2 вертикальные шпиндели размещены на одной линии (друг против друга), а не последовательно — сначала правый, потом левый, как у станка C10 и у всех других моделей. Для устранения сколов на левой стороне стола в зоне выхода резца из заготовки установлен прижимной элемент 12, Он прижимает заготовку к базирующей линейке 10. Между вертикальными шпинделями имеется роликовый прижим 13. После левого вертикального шпинделя расположена направляющая линейка 16. Обработанная по ширине часть заготовки за левым шпинделем движется между линейками 10 и 16, попадая под горизонтальный верхний ножевой вал 14, который формирует деталь по толщине.
Впереди горизонтального вала монтируется прижимной элемент 15, а сзади него прижим 17. Прижимы обеспечивают устойчивое положение деталям и надлежащее качество ее обработки.
Непрострожка всегда бывает при несоответствии толщины на верхней пласти и ширины на левой кромке.
Средние станки имеют преимущественно пять шпинделей. Пятый шпиндель, нижний горизонтальный, устанавливается в конце стола за верхним ножевым валом. При наличии фасонной фрезерной ножевой головки на пятом шпинделе можно получать профильные отборки на обработанной нижней пласти. Кроме того, на шпинделе можно устанавливать дисковую пилу для одновременного продольного раскроя заготовки по ширине.
Тяжелые станки могут иметь два вальцовых или вальцово-гусеничных механизма подачи между верхними ножевыми валами. Для придания гладкости нижней поверхности доски на столе этих станков сразу за нижним ножевым валом монтируется специальная коробка, в которой укрепляются циклевальные (гладильные) ножи, снимающие слой древесины толщиной 0,05—0,015 мм. В приемнике под станком находится дробилка для измельчения стружки. Станок имеет до восьми ножевых шпинделей. К дополнительным шпинделям относятся: вторые левый и правый вертикальные, второй верхний горизонтальный и второй нижний горизонтальный. Вторые ножевые валы и шпиндели предназначены для продольных отборов на верхней, нижней сторонах деталей и на кромках.
К основным узлам станков относятся: станина, привод подачи, рабочие органы механизма подачи, верхние и боковые прижимы, суппорты с режущими головками, ограждения, когтевая завеса и др.
Станина у станков С10-2 и С26-2 чугунная цельнолитая моноблочная, у станков С16-4, С16-5 чугунная сборная.
На верхней плоскости станины укреплены столы, изготовленные из стали, по которым перемеи;аются обрабатываемые заготовки. На столах также находятся направляющие линейки и прижимы. На верхней части станины смонтированы суппорты с подающими вальцами и верхние прижимы. Внутри станины имеются герметически закрываемые ниши, в которых размещена электроаппаратура.
Передний стол перед нижним фрезерным валом имеет две конструкции подъема или опускания. У калевочных станков стол перемещается по вертикали, при этом он остается параллельным заднему. У погонажных станков предусмотрен подъем лишь узкой передней части стола. Это перемещение обычно выполняется поворотом плиты вокруг горизонтальной оси посредством эксцентрикового вала, снабженного рукояткой. При повороте плиты образуется наклон ее на угол примерно 1°. Таким образом, в зоне резания верхними прижимными роликами на длине примерно 200 мм необходимо прогибать обрабатываемый материал для плотного прилегания его к регулируемой плите, которая находится ниже заднего стола на величину снимаемого слоя. Такой прогиб возможен для тонких материалов. При продольном фрезеровании толстых досок и брусков ролики предупреждают вибрацию заготовки от ударов ножей в процессе резания древесины.
Механизм резания (рис. 130). Привод режущих элементов (головок) у станков С10-2, С16-4, С16-5 осуществляется отдельным электродвигателем МД, на валу которого монтируется фреза. Двигатель прикрепляется к суппортам, с помощью которых режущие органы настраиваются на размер фрезерования.
У станков С26-2 режущие головки вращаются также от отдельного электродвигателя, но через клиноременную передачу. У этих станков ножевой вал (шпиндель) укреплен на суппорте, а электродвигатель — на подмоторной плите, прикрепленной к боковой стенке станины. Это обеспечивает более простыми средствами (за счет повышающего передаточного отношения ведущего к ведомому шкиву) увеличение числа оборотов ножевого вала (скорости резания).
На рис. 130, а приведена конструкция нижнего горизонтального ножевого вала станка С26-2. Головка ножевого вала 8 с укрепленными посредством болтов 10 и клина 11 ножами приводится в движение от электродвигателя через ведущий 7 и ведомый 5 шкивы посредством клинового ремня 6. Натяжение ремня осуществляется с помощью отклонения подмоторной плиты 20. Ножевой вал монтируется в двух корпусах 2 на шариковых подшипниках 4, закрепленных крышкой 12. Конец вала со стороны привода укрепляется в корпусах на двух подшипниках, а с противоположной — на шарикоподшипнике через втулку 3. Такая конструкция опор позволяет свободно снимать (посредством скобы 9) ножевую головку 8 со шпинделя 1 во время смены ножей. Суппорт ножевого вала имеет регулировочное вертикальное перемещение рукояткой 17, чтобы обеспечивать совпадение плоскости заднего стола и касательной к окружности резания. Для этого предусмотрены специальные эксцентриковые втулки 14, 15, 18, 19 и валик 13, укрепленный в подшипниках 16.
На рис. 130, б показана конструкция верхнего горизонтального ножевого вала, который также приводится от электродвигателя посредством клиновых ремней. Конструкция крепления ножевой головки 2 на шпинделе 1 и шпинделя в корпусах на шариковых подшипниках, а также снятие головки аналогичны описанным выше. Регулирование суппорта по высоте осуществляется с помощью маховичка 5, винта 6 и гайки 7. Спереди и сзади ножевой головки устанавливаются прижимные элементы 3 и 4. Ввиду того что ножевая головка испытывает переменную нагрузку из-за неодинаковой величины снимаемого слоя с поверхности обрабатываемой заготовки, мощность этого шпинделя в 1,5 раза больше мощности привода нижнего шпинделя.
Все выпускаемые станки оборудуются суппортами, на которых монтируются шпиндели 2 с ножевыми головками 3 (рис. 130, в). Суппорты имеют регулировочное горизонтальное перемещение по направляющим 5 для настройки на ширину фрезерования с помощью винта 7 и отстройки фрезы относительно направляющих линеек винтом 6. Кроме того, шпиндели настраиваются по вертикали винтом 8 по направляющим 1, для установки профиля фрезерования от нижней базы детали.
Обычно правый шпиндель перемещается на 20—30 мм, а левый на величину разности наибольшей и наименьшей ширины обрабатываемой детали. С передней стороны ножевой головки устанавливается прижимной элемент 9, Привод шпинделей — от электродвигателя через клиноременную передачу и ведомый шкив 4. В ножевой головке ножи укрепляются болтами и клиньями 10, 11, 12.
Механизм подачи. Привод подающих вальцов у станка С10-2 — от отдельного электродвигателя постоянного тока (N = 1,6 квт) с регулируемым числом оборотов от 250 до 2500 и магнитными усилителями ПМУ5-4 через цилиндрический редуктор РМ-250. На выходном валу редуктора закреплены три звездочки, передающие движение посредством втулочно-роликовых цепей звездочкам подающих вальцов и звездочке привода загрузочного магазина.
У всех остальных станков привод механизма подачи также от отдельного электродвигателя, но через клиноременный вариатор с раздвижными конусовыми дисками. От этого вариатора вращение передается через редуктор на выходную шестерню, которая связана с паразитной шестерней. Последняя приводит в движение шестерни, закрепленные на валах переднего и заднего посылочных вальцов.
Кинематические схемы станков С10-2, С16-4, С16-5 принципиально одинаковы; схема станка С26-2 имеет некоторое отличие.
Для примера ниже приведены кинематические схемы станков С10-2 (рис. 131, а) и С26-2 (рис. 131, б). Основным различием кинематических цепей этих станков является решение бесступенчатого регулирования скорости подачи.
У станков С10-2 регулирование скорости осуществляется с помощью двигателя постоянного тока и передачей движения от выходного вала редуктора с помощью цепи Галя. На валах подающих вальцов укреплены звездочки; одной бесконечной цепью приводятся два нижних и два верхних подающих вальца. У станка С26-2 движение рабочим органам передается шестернями.
Вертикальные валы у станка С10-2 расположены по фуговально-рейсмусовой схеме, а у станка С26-2 — друг против друга.
Расположение вертикальных головок на станке С26-2 не обеспечивает надлежащего бокового прижима материала к направляющей линейке в момент резания, что снижает качество обработки.
Техническая характеристика четырехсторонних продольнофрезерных станков приведена в табл. 59.