Обработка древесины

Раскрой древесины на деревообрабатывающих предприятиях, в цехах, мастерских и на стройплощадках производят главным образом на круглопильных станках.

Круглопильные станки по назначению делятся на три основные группы: для продольной распиловки, для поперечной распиловки, для смешанной распиловки. Каждая группа объединяет конструкции станков, различие между которыми определяется более узкими признаками: размерами обрабатываемых заготовок, системой подачи изделия или инструмента, требованиями к качеству распила.

Специальные высокой точности для изготовления деревянных частей оптических и других приборов, некоторых элементов механики пианино-Фрезерные, строгально калевочные, рейсмусовые, шипорезные, сверлильно пазовальные. Четырехсторонние строгальные, цепнодолбежные, копировальные, сверлильные, токарные, круглопильные для чистовой обработки. Круглопильные для раскроя, делительные и ленточнопильные для порезки. Приведенная выше классификация точности станков является условной, так как станки одной и той же модели в зависимости от необходимой точности выполняемой на них работы могут быть отнесены к различным классам точности.

Геометрическая точность основных деревообрабатывающих станков, выпускаемых отечественными станкостроительными заводами, регламентируется ГОСТ на нормы точности. Этим нормам должны соответствовать станки, выходящие из ремонта. Ими необходимо также руководствоваться при проверке станков на точность.

Станки проверяют на точность периодически, во время плановых ремонтов «ли по мере необходимости. Цель проверки — получить данные о фактическом состоянии узлов станка и их взаимном расположении при перемещении и в статике.

Взаимозаменяемость деталей при сборке изделий возможна лишь в том случае, если они изготовлены с заданной точностью, предусмотренной системой допусков и посадок в деревообработке.

Точность обработки деталей зависит от точности станка, инструмента, приспособлений, свойств обрабатываемой древесины, квалификации рабочего, а также от точности наладки станка.

Задачей наладки станка является обеспечение точных размеров обработанной на станке детали в пределах заданных допусков. Наладка станка, заключающаяся в установке точного взаимного расположения базовых поверхностей рабочего стола станка, упоров, зажимных устройств и режущего инструмента, называется размерной наладкой, или наладкой на заданный размер обработки.

Известны три основных метода размерной наладки деревообрабатывающих станков:

1. метод статической наладки на заданный размер;

2. метод наладки путем обработки пробных деталей;

3. метод статической наладки с контролем и уточнением по пробным деталям (комбинированный).

Статическая наладка на заданный размер заключается в установке режущего инструмента, прижимных, направляющих и других устройств в таком положении относительно базовых поверхностей станка (рабочих поверхностей стола, упоров и т. п.), при котором в процессе обработки было бы обеспечено получение детали с заданными размерами.

Наладка путем обработки пробных деталей заключается в регулировании положения режущего инструмента, прижимных, направляющих и других устройств относительно рабочих базовых поверхностей станка на основании результатов измерений размеров пробных деталей, обрабатываемых на станке в процессе наладки.

При комбинированном методе наладки первоначально производится статическая наладка на заданный размер, уточняемая затем на основании результатов измерений обработанных на станке пробных деталей. Комбинированный метод наиболее широко распространен на предприятиях деревообрабатывающей промышленности, так как обеспечивает наладку большинства типов деревообрабатывающих станков с минимальными затратами, времени.

В некоторых случаях целесообразно применять метод наладки по эталонам или пробным деталям. Однако, вне зависимости от принятого метода, наладку уточняют по результатам обработки пробных деталей. Пробные детали, по которым ведется уточнение размерной наладки станка, должны быть из древесины той же породы, размеров и влажности, что и подлежащие обработке.

Точность наладки станка в большой степени зависит от метода измерения и точности измерительных инструментов. Для проверки линейных размеров могут быть применены как универсальные измерительные средства — складные метры, линейки, штангенциркули, микрометры и т. п., так и предельные калибры. Правильность формы обрабатываемой детали проверяют с помощью шаблона. Выбор измерительных средств зависит от требуемой точности обрабатываемой детали и масштаба производства.

Наладку сложных станков производят высококвалифицированные рабочие — наладчики, а простых — станочники.

Современные деревообрабатывающие станки предложено характеризовать следующими четырьмя классами точности:

1. особой точности (О), которые обеспечивают обработку по 1му классу точности (ГОСТ 6449-53) при нормальных режимах работы;

2. повышенной точности (П), которые обеспечивают обработку по 2му классу точности при нормальных режимах работы, а при особых режимах даже по 1му классу;

3. средней точности ©, которые обеспечивают точность обработки при нормальных режимах работы, не выходящую за пределы 3го класса точности, а при особых режимах по 2му классу;

4. низкой точности (Н), которые обеспечивают точность обработки по 3му и 4му рядам свободных размеров (ГОСТ 6449-53).

Перпендикулярность оси вращения шпинделя к рабочей поверхности стола, направляющим станины и т. п. может быть определена с помощью индикатора. Так, для проверки перпендикулярности оси вращения шпинделя фрезерного станка с нижним расположением шпинделя рабочей поверхности стола струбцину с индикатором укрепляют на

Во втором случае перпендикулярность оси вращения шпинделя к рабочей поверхности стола определяется в интересующих испытателя плоскостях. С этой целью на рабочей поверхности стола в исследуемой плоскости устанавливают проверочную линейку нижней гранью на плитки одинаковой длины и толщины так, чтобы измерительный стержень индикатора касался верхней грани линейки. Поворачивая шпиндель с укрепленным на нем индикатором на 180° и соответственно переставляя линейку, определяют погрешность в данной плоскости.

Индикатор на стойке устанавливают на столе станка так, чтобы его стержень касался цилиндрической поверхности оправки при нижнем расположении суппорта. Суппорт перемещают по направляющим на 100 мм. Повернув шпиндель на 180°, перемещают суппорт в обратном направлении. Делая отсчеты по шкале индикатора, суппорт необходимо закреплять. Алгебраическая полу разность отклонений стрелки индикатора при обоих положениях шпинделя будет характеризовать величину погрешности в расположении оси вращения шпинделя относительно направления перемещения суппорта.

Величину отклонения стрелки индикатора относят к полной длине перемещения суппорта, причем отклонения по ходу часовой стрелки принимают со знаком плюс, а отклонения против часовой стрелки — со знаком минус, вне зависимости от положения нуля шкалы индикатора.

Аналогично проверяют расположение рабочей поверхности переднего стола фуговального станка по отношению к рабочей поверхности заднего стола.

Параллельность оси вращения шпинделя рабочей поверхности стола сверлильно пазовального станка СвПА может быть определена с помощью индикатора. В этом случае прежде всего необходимо исключить влияние на результаты замеров не соосности оси шпинделя (оправки) и оси вращения шпинделя. Шпиндель ставят в такое положение, в котором показания стрелки индикатора на шкале были бы одинаковыми с показаниями, полученными при повороте шпинделя на 180°. Затем определяют расположение верхней (нижней) образующей шпинделя (оправки) относительно рабочей поверхности стола, перемещая стойку с индикатором по столу станка в направлении, перпендикулярном оси шпинделя. Измерительный стержень индикатора должен коснуться верхней (нижней) образующей шпинделя (оправки).

Измерения производят в двух сечениях шпинделя по его длине с фиксированием показаний индикатора при пересечении оправке так, чтобы его измерительный стержень касался либо непосредственно рабочей поверхности стола, либо верхней грани проверочной линейки, уложенной на столе станка на плитках.

В первом случае шпиндель с индикатором поворачивают на 360° и отмечают наибольшие отклонения стрелки индикатора. Величина погрешности определяется наибольшим отклонением стрелки индикатора, отнесенным к диаметру окружности, описанной измерительным стержнем индикатора.

На некоторых станках требуется совпадение осей вращения (соосность) шпинделей и направляющих элементов. Например, ось вращения шпинделя фрезерного станка Ф4 должна совпадать с осью направляющего кольца стола, ось вращения шпинделя фрезерного копировального станка ВФК1 — с осью направляющего пальца и т. п.

Выполнение этой проверки для фрезерного станка Ф4 с нижним расположением шпинделя. Индикатор с помощью струбцины укрепляют на контрольной оправке. Так как измерительный стержень невозможно подвести к проверяемой поверхности расточки в столе станка, применяют переходной прямой рычаг, имеющийся в индикаторном наборе. Шпиндель вращают, как обычно, вручную.

Проверка параллельности оси вращения шпинделя направляющим станины, поверхности стола и т. п. Проверка производится при двух положениях шпинделя относительна измерительного стержня индикатора (шпиндель поворачивают на 180° при втором замере). Погрешность определяется алгебраической полу разностью результатов измерения.

Пример проверки параллельности оси вращения шпинделя фрезерного станка с нижним расположением шпинделя направлению перемещения суппорта по направляющим станины.

Параллельность оси шпинделя рабочей поверхности стола, параллельность одной рабочей поверхности другой во многих случаях удобно проверять с помощью уровня. При проверке параллельности образующей ножевого вала фуговального станка рабочей поверхности заднего стола уровень устанавливают как на цилиндрическую поверхность ножевого вала в осевом направлении, так и на рабочую поверхность заднего стола в поперечном направлении. Алгебраическая разность между крайними показаниями уровня в обоих случаях даст величину.

Определяя правильность осевого положения шпинделя и его опорных торцовых поверхностей, необходимо учитывать два возможных случая: первый, когда торцовые опорные поверхности шпинделя не оказывают влияния на точность вращения режущего инструмента, и второй, когда опорные поверхности шпинделя оказывают непосредственное влияние на точность вращения инструмента.

В первом случае вполне достаточно проверить осевое биение шпинделя, вращая его вручную. Измерительный стержень индикатора может касаться торцовой поверхности шпинделя или контрольной оправки на небольшом расстоянии от центра вращения шпинделя. Эта поверхность должна быть перпендикулярна оси вращения шпинделя. Более точные результаты дает проверка при помощи стального шарика, заложенного в центровое отверстие шпинделя или контрольной.

Определение осевого биения шпинделя при его вращении вручную не следует смешивать с проверкой его осевого перемещения под воздействием осевого усилия. Осевое биение шпинделя в основном зависит от неточностей подшипников и торцовых опорных поверхностей, а осевое смещение — от неточностей монтажа, а также наличия зазоров между деталями шпиндельного узла (шпиндель — подшипники — корпус).

Для проверки осевого перемещения, например ножевого вала фуговального станка, индикатор устанавливают на той части станка, относительно которой определяют перемещение шпинделя (в данном случае на столе). Стержень индикатора упирают в торец либо шпинделя, либо детали, неподвижно с ним связанной . К шпинделю прикладывается осевое усилие, величина которого определяется в каждом конкретном случае. Величина перемещения шпинделя определяется разностью показаний индикатора при перемещении шпинделя в крайние положения в пределах зазора.

Во втором случае, когда опорные поверхности шпинделя оказывают влияние на вращение инструмента (например, шпиндели круглопильных станков), их проверяют на торцовое биение при помощи индикатора. Индикатор устанавливают на стойке или укрепляют на струбцине так, чтобы его измеритель большим и наименьшим показаниями индикатора. По величине торцового биения шпинделя можно судить о точности работы установленного на нем пильного диска. Так, если торцовое биение на диаметр 100 мм оказалось равным 0,1 мм, то торцовое биение зубчатого венца пилы диаметром 500 мм будет равно 0,5 мм (без учета неточностей самого пильного диска).

Величина погрешности, определяемая разностью наибольшего и наименьшего показаний индикатора, полученных при вращении шпинделя вручную, зависит также от расстояния между торцом шпинделя и местом расположения индикатора. Поэтому в нормах точности всегда указывается рас стояние, к которому отнесен допуск. Проверку рекомендуется производить в двух сечениях оправки — вблизи торца шпинделя и на ее конце.

Уровень устанавливают на рабочей поверхности каретки, которая перемещается по направляющим. По отклонению воздушного пузырька уровня определяют погрешность.

Проверка радиального биения. Правильность формы посадочной поверхности шпинделя — овальности, огранки и др., а также расположения этой поверхности относительно оси вращения шпинделя проверяют индикатором часового типа .

При проверке выявляют суммарную погрешность, которая может быть обусловлена следующими основными причинами:

1. наклоном оси конусного отверстия относительно оси вращения шпинделя и оси цилиндрической части оправки к оси конусной части (углы а, а и а");

2. эксцентричностью расположения оси конусного отверстия шпинделя относительно оси его вращения и оси цилиндрической части оправки относительно оси конусной части.

Стойку индикатора обычно устанавливают на столе станка или на станине так, чтобы измерительный стержень касался проверяемой поверхности шпинделя. Ось стержня должна быть перпендикулярна оси шпинделя и пересекать ее. Радиальное биение шпинделя определяют между наибольшим и наименьшим показаниями индикатора, полученными при вращении шпинделя вручную.

Если индикатор нельзя установить на стойке, то вместо нее пользуются струбциной. Правильность положения оси конусного отверстия шпинделя относительно оси его вращения, например у фрезерных станков, определяют с помощью индикатора и контрольной цилиндрической оправки с конусным хвостовиком, плотно входящим в отверстие шпинделя.

Проверка линейкой и индикатором. Это наиболее простой и распространенный способ для определения прямолинейности перемещения кареток, суппортов, столов и т. п.

Линейку устанавливают горизонтально на специальных подставках и выверяют так, чтобы измерительный стержень индикатора касался проверочной грани линейки, а показания индикатора, укрепленного на суппорте, при его перемещении в крайних положениях суппорта были одинаковы. Не прямолинейность характеризуется разностью показаний индикатора при перемещении суппорта по направляющим станины.

В некоторых случаях индикатор удобнее располагать на неподвижной части станка, а линейку — на подвижной, например, проверяя перемещение в горизонтальной плоскости шипорезной каретки фрезерного. Для проверки перемещения этих узлов в вертикальной плоскости контрольную грань линейки необходимо расположить в горизонтальной плоскости.

Проверка с помощью проволоки (струны) и микроскопа. Этим способом целесообразно проверять перемещение кареток, суппортов и т. п. на длине, превышающей 3 м.

Концы проволоки диаметром не более 0,1 мм закрепляют и натягивают вдоль направляющих станины с помощью грузов или винтов так, чтобы средняя нить микроскопа, укрепленного на суппорте, в крайнем его положении совпала с боковой образующей проволоки. Перемещая суппорт по направляющим, наблюдают за смещением боковой образующей проволоки относительно шкалы микроскопа и производят отсчеты по шкале. На проволоке не должно быть вмятин, сгибов, петель и т. п.

В тех случаях, когда не требуется высокая точность измерений, микроскоп может быть заменен стрелкой, смещение которой относительно боковой образующей проволоки измеряют щупом.