Первичная механическая обработка брусковых заготовок

Глава 4. ПЕРВИЧНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Задачи стадии первичной механической обработки — это создание у массивных заготовок базисных поверхностей для дальнейшей их обработки на станках, подготовка брусковых, щитовых и облицовочных заготовок к склеиванию и облицовыванию. На этой стадии можно выделить следующие потоки: обработки брусковых заготовок, обработки щитовых заготовок, подготовки шпона к облицовыванию.

§ 12. Первичная механическая обработка брусковых заготовок

Создание базисных поверхностей. Одним из основных условий современного производства является взаимозаменяемость, которая немыслима без высокой степени точности обрабатываемых древесных материалов.

Точная обработка возможна лишь при наличии у заготовок базисных поверхностей, используемых для установки на станке при обработке заготовок. Эти поверхности создаются только у брусковых заготовок.

Для щитовых заготовок базами служат пласти и опиленные кромки. Получаемая в результате раскроя заготовка имеет неправильную форму. У черновых заготовок наблюдается поперечное и продольное коробление. Выпиленная из сухой доски заготовка обычно несколько деформируется вследствие возникновения при сушке неравномерных напряжений, сырая же заготовка, подвергающаяся сушке в раскроенном виде, претерпевает ряд деформаций в процессе сушки. Для дальнейшей обработки деталей (формирования шипа, выборки гнезда и т. п.) необходимо вначале придать заготовке правильную форму, точные размеры и гладкую поверхность.

Точная обработка возможна только при наличии у заготовок чистовых баз — поверхностей, которые необходимы для установки на станке при последующей обработке. Вначале выравнивают широкую пласть заготовки, а затем кромку. Имея выверенные под плоскость и под прямым углом две смежные грани заготовки, можно строгать две другие поверхности, делая их параллельными и придавая всей детали нужные размеры. Для создания у заготовок базовых поверхностей пользуются в основном фуговальными станками. Двусторонний фуговальный станок (рис. 22, вид сверху) состоит из станины, двух столов — переднего 4 и заднего 6, расположенного между ними горизонтального ножевого вала 5 и направляющей линейки 3. Задний стол неподвижен и устанавливается так, чтобы плоскость его была касательной к окружности, описываемой лезвиями ножей. На уровне заднего стола расположена вертикальная ножевая головка 2. Передний стол подвижен, в процессе работы может перемещаться вверх и вниз для регулирования толщины снимаемого слоя у обрабатываемой заготовки /. Направляющая линейка предназначена для создания требуемого угла между смежными обработанными поверхностями.

В практике применяются одно- и двусторонние фуговальные станки. На двусторонних фуговальных станках обрабатывают одновременно две смежные стороны заготовок, расположенные под прямым углом друг к другу..

При фуговании заготовку кладут вогнутой стороной на передний стол станка. Станочник правой рукой подает заготовку, а левой рукой прижимает ее к столу как можно ближе к ножевому валу. В дальнейшем прижим осуществляется только над обработанной частью заготовки. Передняя плита устанавливается на 1,5...2 мм ниже задней, поэтому количество проходов через станок при фуговании одной поверхности в среднем не более двух.

Фуговальные станки с ручной подачей непроизводительны. Поэтому на специализированных участках при больших объемах работ используются двусторонние фуговальные станки с ручной и с механической подачей (рис. 23). При фуговании заготовка 5 подается автоподатчиком или вручную на передний горизонтальный стол станка 1 и прижимается к нему пластью, а к направляющей линейке 6 кромкой. Как только часть заготовки, обработанная валом 2, коснется вальцов автоподатчика 7, установленного на заднем столе 3 станка, автоподатчик захватывает ее и протягивает вперед к концу заднего стола. При перемещении деталь прижимается к вертикальной боковой линейке 6 с помощью прижима 4, что обеспечивает нормальные условия обработки вертикальным ножевым валом 8. Обработанные детали вручную укладываются в стопу. Фуговальные станки с механической подачей, в силу конструкции автоподатчика, используются лишь для фугования заготовок с широкими пластями.

При обработке на фуговальных станках основными показателями качества исполнения технологической операции служат прямолинейность и плоскостность поверхностей и точность углов. Прямолинейность и плоскостность оцениваются стрелой прогиба в миллиметрах на 1 м длины заготовки. Этот показатель для сопрягаемых поверхностей длиной 1000... 1600 мм должен соответствовать 10... 12-й степени точности, для несо-прягаемых 13... 15-й степени по ГОСТ 6449.3—82. Точность исполнения по расположению поверхностей оценивается допуском углов по 11 — 12-му квалитетам. В целом практически достижимый допуск на прямолинейность при фуговании на станках равен 0,2 мм на 1 м длины. Обработка заготовок в размер по сечению. Для обработки заготовок в размер по сечению и создания строго параллельных поверхностей ранее выверенных на фуговальном станке заготовок служат рейсмусовые и четырехсторонние продольнофрезерные станки.

Схема устройства одностороннего рейсмусового станка дана на рис. 24. Обрабатываемая заготовка 1, уложенная на подъемный стол 9 станка, движется с помощью верхних подающих валиков 3 и 7. Прижимные колодки 4 и 6 закрывают ножевой вал 5 станка сверху и способствуют повышению чистоты строгания. Колодка 4 давит на поверхность заготовки и предотвращает отщепление верхних волокон. Колодка в устраняет вибрацию заготовки при строганин. Предохранитель-эксцентрик 2 предотвращает выброс заготовок во время подачи. Для возможности пропуска через станок одновременно нескольких заготовок передний рифленый валик делают секционным. На рейсмусовом станке при помощи определенных приспособлений можно выполнить скос обрабатываемой поверхности под продольным углом к базисной поверхности.

Обработка на одностороннем рейсмусовом станке заготовок без выверенной базовой поверхности или сильно покороб-лепных не дает достаточной точности: под сильным нажимом подающих валиков покоробленная заготовка будет выпрямлена при проходе под ножевым валом и снова вернется в начальное состояние по выходе из станка.

Точность и качество обработки на станке зависит от правильной его наладки. Прежде всего необходимо регулировать прижим заготовки, так как излишне высокое давление валиков может вызвать смятие заготовок и перекос по их сечению. Выступ нижних валиков 8 над столом 9 должен быть в пределах 0,2 мм.

Не менее важно также регулирование силы прижима задней прижимной колодкой 6. При излишне большом прижиме сильно возрастают силы трения и усилие подающих валиков оказывается недостаточным для осуществления подачи заготовки, в особенности с момента выхода ее из первой пары подающих валиков. В этот момент обычно происходит остановка заготовки и неизбежное следствие ее — появление поперечной канавки на обрабатываемой поверхности от вибрации ножевого вала и самой заготовки. Остановка подачи заготовки и появление канавки происходят также в случаях слишком низкого положения заднего (верхнего) подающего валика 7, когда требуется очень большое усилие для поднятия этого валика подходящим под него торцом заготовки.

Отдельные вмятины на поверхности появляются в результате попадания на поверхность стружки и вдавливания ее, если плохо работает эксгаустерная установка.

При работе на рейсмусовом станке необходимо соблюдать следующие правила: 1) приступить к работе на станке можно, только убедившись в надежном и правильном креплении ножей и правильном регулировании подающих и холостых валиков и прижимных колодок; 2) перед пуском станка ножевой вал должен быть обязательно закрыт кожухом; 3) предохранительные упоры, препятствующие обратному выбросу заготовок из станка, должны быть опущены вниз; 4) подавать материал в станок следует по возможности торец в торец; в станках с цельным подающим валиком одновременно следует подавать не более двух заготовок; располагая их по краям стола.

На рейсмусовом станке нельзя обрабатывать заготовки, длина которых меньше расстояния между передним и задним подающими валиками. Для коротких деталей лучше заготовки иметь кратными по длине. Толщина снимаемого за один проход слоя для чистой обработки должна находиться в пределах 1,5—5 мм.

Двусторонние рейсмусовые станки для обработки заготовок почти не применяют, так как для точной выверки заготовок все равно необходимо фугование первой пласти на фуговальном станке. Точность обработки на двусторонних рейсмусовых станках в 1,5—2 раза ниже, чем на односторонних. Основное назначение двусторонних рейсмусовых станков — строгание щитов, склеенных из делянок.

Обслуживают рейсмусовый станок двое рабочих — станочник и подсобный. Производительность станка зависит от количества заготовок, пропускаемых одновременно.

Высокая производительность при обработке заготовок с трех-четырех сторон получается на четырехсторонних продольно-фрезерных станках. Эти станки имеют механическую подачу (вальцовую или гусеничную) и не менее четырех ножевых валов: два горизонтальных (верхний и нижний) для обработки пластей и два вертикальных для обработки кромок заготовки.

В последнее время все большее распространение стали получать станки, сочетающие в себе фуговальный и четырехсторонний продольно-фрезерный. Они обрабатывают все четыре стороны заготовки за один проход. В передней части такие станки имеют подвижный горизонтальный стол, аналогичный переднему столу фуговального станка, или дополнительный вал с фрезами для создания базировочных канавок. Схема работы станка дана на рис. 25.

На выпускаемом отечественной промышленностью четырехстороннем продольно-фрезерном станке С10-3 производится одновременная обработка с четырех сторон заготовок шириной до 100 мм с приданием им заданного профиля, а также продольное распиливание обработанных заготовок. Этот станок, как и другие аналогичные ему, имеет скорость подачи 3... ... 30 м/мин.

Режим строгания на фуговальных, рейсмусовых и продольно-фрезерных станках выбирается с учетом допускаемой шероховатости поверхности строгания. Допускаемая шероховатость поверхности (неровности) зависит от ряда факторов и в первую очередь от величины подачи на резец иг, мм.

Рис. 25. Схема обработки заготовки на четырехстороннем продольно-фрезерном станке с фуговальным устройством:
1 — прижимный ролики; 2 — верхний горизонтальный ножевой вал; 3 — гусеничная подача; 4 — заготовка; 5—передний подвижный стол; 6 — нижний горизонтальный ножевой вал; 7 — боковые вертикальные ножевые головки; в—нижний горизонтальный ножевой вал

Резание на указанных станках выполняется по принципу цилиндрического фрезерования. Неровности обработанной поверхности— это волны. Шаг неровностей зависит от величины подачи на один оборот ножевого вала, а высота (глубина) — от длины волны и радиуса ножевого вала.

Вследствие неточности заточки ножей на поверхности древесины остаются следы практически от одного, наиболее выступающего ножа.

Пример. Определить производительность четырехстороннего продольнофрезерного станка CI0-3. Размеры обрабатываемой заготовки 1200Х80Х Х25 мм. Диаметр одного ножевого вала 100 мм. Требуемая шероховатость поверхности /?т =60 мкм.

Решение. Рассчитываем необходимую скорость подачи: и=1пв/1000 = = 4,9-6000/1000=29,4 м/мин (здесь /=4,9 мм (см. табл. 3); пв = 6000 мин-1— по технической характеристике станка С10-3). Производительность станка в смену определяется по формуле (23): ЯСм = 480-29,4 0,9 • 0,9 • 0,8/1,2 = = 7642 шт. заготовок.

Обработка брусковых заготовок наиболее эффективна на авто- и полуавтоматических линиях. Их применение позволяет выполнять несколько технологических операций за один проход. Это дает возможность резко увеличить производительность пруда и съем продукции с 1 м2 производственной площади. Использование линий с автоматической загрузкой и выгрузкой облегчает труд, так как такие линии обслуживает один оператор, и снижает трудоемкость продукции.

брусковых деталей МОБ-2, которые выпускает отечественная промышленность. Линия предназначена для обработки брусковых деталей мебели — строгания и формирования рамных шипов и проушин. В ней установлены фуговально-строгаль-ный агрегат специальной конструкции и двусторонний шипорезный станок облегченного типа, выполненный на базе агрегатных силовых головок.

Фуговально-строгальный агрегат является качественно новым оборудованием. В нем созданы необходимые условия для получения за один проход строго прямолинейных деталей с высокой точностью размеров по сечению. Это достигается за счет принципиально нового конструктивного решения агрегата, сущность которого заключается в следующем. Для обеспечения непрерывного базирования детали в процессе ее обработки установлен удлиненный стол. Длина этого стола больше длины обрабатываемых деталей. В результате при обработке криволинейных деталей исключаются перемещения их в вертикальной плоскости. Такая 'конструкция стола обеспечивает стабильное перемещение детали, что является одним из основных условий изготовления деталей с высокой точностью обработки.^

Этой же цели служит первая секция агрег!та, в которой смонтированы три базоформирующие головки: нижняя горизонтальная АГ2-2Ф —для обработки базовых ленточек на нижней ‘пласти заготовки; вертикально-фрезерная АГ2-2Ф — для фрезерования кромки; вторая горизонтальная АГ2-ЗФ — для окончательной обработки нижней пласти. Пройдя эту секцию, деталь получает базовые поверхности по пласти и кромке. Во второй секции агрегата установлены правая и левая вертикальные фрезерные головки, предназначенные для окончательной обработки кромок. На третьей секции смонтирована верхняя горизонтальная головка АГ2-ЗФ, обрабатывающая верхнюю поверхность детали.

Весьма важной особенностью фуговально-строгального агрегата является то, что тяговое усилие подачи рассредоточено гхо всей длине детали. В результате величина деформации деталей снижается, что обеспечивает прямолинейность обработки, устраняется торцовое давление деталей и предотвращается продольный изгиб.

Механизм подачи 1 (рис. 26) с рассредоточенным тяговым усилием представляет собой автоподатчик с 14-ю роликами. Вращение роликов производится от гидропривода. Фуговально-строгальный агрегат 2 может быть использован в линии и вне ее. Двусторонний шипорезный станок 3 имеет штанговый механизм подачи, который периодически подает детали, набранные в ковер, сначала на торцевальные пилы, а затем на фрезерные головки. Формирование шипа выполняется набором фрезерных головок, насаживаемых на вертикальный шпиндель электродвигателя.

Окончательно обработанные заготовки сталкиваются на роликовый конвейер подъемной платформы укладчика 4. После приема ковра деталей платформа опускается на шаг равный толщине обрабатываемых деталей. При подаче с шипорезного агрегата очередного ковра деталей цикл укладки повторяется.

Над платформой укладчика расположены два магазина, из которых сталкиваются прокладки для связки пакета. Набор пакета продолжается до тех пор, пока подъемная платформа не опустится в крайнее нижнее положение. В этом случае пакет автоматически переталкивается на приемный роликовый конвейер 5, а платформа поднимается вверх для формирования следующего пакета. С роликового конвейера пакеты снимаются вилочным электропогрузчиком и доставляются на склад.

Автоматические линии МОБ-1 и МОБ-2 по основным технологическим параметрам (размерам обрабатываемых деталей, скорости подач, мощности электродвигателей механизмов резания и др.) предназначены для обработки деталей всех видов мебели.

Торцевание заготовок. Как было указано выше, все брусковые заготовки должны фуговаться по пласти, а иногда и по кромке, и обрабатываться в размер по сечению или только по толщине, если они облицовываются.

Однако указанных операций недостаточно. Необходимо придать детали точную длину и получить торцовые плоскости ровными и расположенными перпендикулярно или под определенным заданным углом к боковым граням. Кроме того, точный размер по длине необходим также для правильного расположения гнезд, отверстий и т. п. Для этой цели выполняется операция торцевания.

Торцуют заготовки на круглопильных торцовочных станках с одним, двумя или многими пильными дисками. Однопильный торцовочный станок с кареткой и ручной подачей — малопроизводительный, но универсальный, позволяющий торцевать иде-лить бруски на части под любым заданным углом к боковым граням. Движение каретки производится вручную. Каретка — это металлическая или деревянная рама с направляющими на нижней стороне. Каретка имеет прижимное устройство и линейку.

Заготовку укладывают на каретку так, чтобы кромка была плотно прижата к линейке. Первый конец торцуют «на глаз», второй — по упору. Заготовку вторично укладывают на каретку и прижимают к линейке

так, чтобы ранее оторцованный конец упирался в упор. Таким образом, заготовка получает нужную длину.

На станке можно торцевать сразу по нескольку заготовок. В этом случае торцуемую в размер заготовку прижимают к линейке и упору, а вторую заготовку укладывают на каретке впереди первой для торцевания ее первого конца. После реза оторцованную в размер заготовку снимают с каретки и укладывают в штабель. Вторую заготовку поворачивают и укладывают на место первой, а на ее место кладут новую. В таком же порядке торцуют узкие заготовки, укладывая их по нескольку штук. При торцевании заготовок под заданный угол к оси линейку на каретке устанавливают под углом к диску пилы. Изменение угла торцевания может быть в горизонтальной плоскости— по линейке, и в вертикальной — путем наклона каретки.

На указанных станках помимо торцевания одной или нескольких заготовок одновременно, торцевания кратных заготовок и под определенным углом можно также производить опиливание щитов рамок, распиловку листов фанеры и пр. Схема торцевания заготовок на станке с кареткой показана на рис. 27.

Значительно более производительны двухпильные и многопильные торцовочные станки с механической подачей. В двух-иильных торцовочных станках подача осуществляется двумя конвейерными цепями, причем заготовку торцуют сразу с обоих концов двумя пильными дисками. С большой производительностью можно распиливать заготовки на кратные размеры на многопильных торцовочных станках. Они построены по тому же принципу, что и двухпильные, но имеют несколько конвейерных цепей и пильных дисков, устанавливаемых на нужном расстоянии один от другого.

Такие станки обслуживаются двумя рабочими: станочник занят на загрузке, а подсобный рабочий — па приеме заготовок от стайка.