Четырехсторонний продольно-фрезерный станок - конструкция, настройка

Конструкция

Рабочие органы четырехстороннего продольно-фрезерного станка состоят из двух горизонтальных шпинделей — верхнего и нижнего — и двух вертикальных шпинделей — правого и левого. В станках некоторых моделей дополнительно установлен пятый нижний горизонтальный шпиндель. Подача материала вальцово-гусеничная или вальцовая. Станки оборудованы направляющими линейками и прижимами. Все элементы закреплены на литой станине.

В процессе работы в подающий механизм непрерывно вручную или с помощью питающего устройства подают заготовки (доски). Захваченная подающими устройствами заготовка поступает на ножи нижней горизонтальной ножевой головки. Нижняя ножевая головка обрабатывает нижнюю пласть, создавая первую базовую поверхность, затем заготовка поступает к ножевой головке правого вертикального шпинделя, которая, обрабатывая кромку, образует вторую базовую поверхность. Базируясь на эти две поверхности, заготовка надвигается на ножевую головку левого вертикального шпинделя, строгающую вторую кромку, и, наконец, верхняя горизонтальная головка обрабатывает верхнюю пласть.

Шпиндели обычно укрепляют на суппортах, позволяющих изменять их положение при настройке в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Это очень важно, так как четырехсторонние продольно-фрезерные станки рассчитаны на обработку заготовок (досок) различных размеров как по ширине, так и по толщине. Вертикальные шпиндели станков можно также наклонять в плоскости, перпендикулярной направлению подачи.

Дополнительный нижний пятый шпиндель И часто называют калевочным, он предназначен для выборки профиля в нижней пласти заготовок и для разделения их по ширине или толщине на отдельные бруски. В первом случае на шпинделе крепят профильные фрезы, во втором — дисковые пилы диаметром до 350 мм. В станках С16-4А калевочный суппорт можно переставлять из нижнего положения в верхнее для выборки глубокого профиля на верхней пласти заготовки (доски). Кроме того, в этих станках предусмотрена возможность поворота дополнительного шпинделя на 90°, что позволяет использовать его для деления заготовок по толщине.

Шпиндели вращаются с частотой 5000—6000 об/мин от индивидуальных электродвигателей. Часто на станках бывают установлены электродвигатели с удлиненными валами, которые являются одновременно шпинделями.

Шпиндели, выполненные отдельно от электродвигателей, соединены с ними муфтами или ременными передачами; в этом случае электродвигатели работают от тока промышленной частоты, во всех остальных — от электрического тока повышенной частоты (100 Гц).

Некоторые модели четырехсторонних продольно-фрезерных станков оборудованы гладильными ножами, установленными непосредственно за первым горизонтальным нижним шпинделем. Из трех установленных гладильных ножей два работают, а третий эксцентриком утопляется ниже направляющих и находится в резерве. Гладильные ножи снимают с обработанных нижних пластей заготовок мелкие неровности. Каждый нож установлен в выдвижной коробке под некоторым углом к направлению движения заготовок. Ножи можно передвигать по высоте (каждый в отдельности) эксцентриковыми валиками. Это необходимо для изменения толщины снимаемой стружки.

Гладильные ножи снимают длинную стружку, которую не могут удалять эксгаустерные устройства, поэтому станки дополнительно оборудуют устройством для дробления стружки, работающим от отдельного электродвигателя.

Если стружка забивается под гладильные ножи, то налицевой поверхности заготовки могут образоваться выпуклости, неровности, борозды и углубления. При обнаружении этого дефекта проверяют правильность установки ножа. Поворотом эксцентрика нож утопляют, коробку с ножом удаляют из станка для осмотра и вводят в работу резервный нож.

Стружка забивается под нож, когда между ним и стружколомателем имеется зазор (местный или по всей длине) или если нож выступает из стружколомателя меньше чем на 1—2 мм, а также когда задняя грань ножа находится ниже уровня стружколомателя. Устранив недостатки, коробку с ножом ставят на место.

При вальцово-гусеничной подаче цепь и вальцы работают от од-ного привода (часто с вариатором для бесступенчатого изменения скорости). Скорость подачи находится в пределах 4—42 м/мин. Верхние вальцы можно настраивать по высоте.

Вальцовый механизм подачи размещен в головной части станка, однако вальцы могут быть рассредоточены и вдоль станка. Поверхность у них рифленая или гладкая. Если вальцы устанавливают позади верхнего ножевого вала, их иногда покрывают резиной, что дает лучшее сцепление с поверхностью заготовки и в то же время сохраняет класс шероховатости ее обработки.

Направляющие устройства состоят из стальных плит и направляющих линеек. Плиты образуют опорную поверхность для заготовок. Опорную плиту переднего стола перед нижней горизонтальной ножевой головкой устанавливают по высоте, поворачивая маховичок винтового механизма, и достигают этим изменения толщины стружки, снимаемой с заготовки. Эта толщина не должна превышать высоты неровностей на поверхности заготовки.

Четырехсторонние продольно-фрезерные станки оборудованы централизованной системой управления, которая предусматривает блокировку, предотвращающую поломку отдельных элементов станка в случае, если станочник допустит ошибку в управлении станком.

Четырехсторонние продольно-фрезерные станки С10-2, С16-5, С16-4А, С25-01 имеют много общего по конструкции и отличаются в основном размерами и в отдельных случаях — порядком размещения рабочих органов, мощностью электродвигателей приводов.

Станок С10-2 предназначен для обработки одновременно четырех сторон заготовок и досок шириной до 100 мм (что указывается в индексе модели) и толщиной до 50 мм. Все станки моделей С16 предназначены для обработки заготовок и досок шириной до 160 мм и толщиной до 80 мм; станки С25-01 —для заготовок шириной до 260 мм и толщиной до 125 мм.

Станок С16-4А — основной в группе четырехсторонних продольно-фрезерных станков. Он предназначен для плоскостного фрезерования досок, брусков и планок одновременно с четырех сторон.

Станина станка чугунная, коробчатой формы. На суппортах станины закреплены электродвигатели, на их валах устанавливают ножевые головки. На станине закреплены также направляющие линейки и подпружинные ролики для прижима заготовок к столу станка и направляющей линейке.

Суппорт с электродвигателем нижней ножевой горизонтальной головки (первой по ходу подачи) может передвигаться по вертикали и фиксируется эксцентриковым зажимом. Суппорт с электродвигателем правой вертикальной головки (второй по ходу подачи) может перемещаться в поперечном направлении и фиксируется клеммным зажимом. Суппорт левой вертикальной головки (третьей по ходу подачи) перемещается по вертикали маховичком и фиксируется прихватом; в осевом направлении положение суппорта изменяют и фиксируют винтами.

Для установки подающих вальцов, ножевых головок и прижимных элементов на размер строгаемого материала на станке предусмотрены соответствующие шкалы. На станке установлен счетчик погонажа, пульт управления размещен на фронтонной части станины, электроаппаратура станка помещена в электрошкафу. Заготовки подаются в станок вручную ийи с помощью магазина, подхватываются подающими (двумя нижними и двумя верхними) вальцами от привода, включающего электродвигатель, вариатор, редуктор и шестеренчатую передачу. Скорость подачи изменяется бесступенчато.

Положение движущейся в процессе обработки заготовки определяется опорными столами и боковыми направляющими линейками.

Все шпиндели имеют оградительные устройства, которые одновременно служат приемниками для стружки. Перед механизмом подачи установлены ограничитель толщины досок и когтевая защита.

Система управления станком обеспечивает невозможность включения и работы механизма подачи при отключении хотя бы одного из электродвигателей рабочих органов, невозможность включения электродвигателей при неустановленных ограждениях.

Мощность электродвигателей станка и высокая скорость подачи позволяют применять при эксплуатации станка скоростные режимы обработки.

Станок С16-4А как станок с проходной обработкой, с бесступенчатой скоростью подачи может быть включен в автоматическую линию.

Четырехсторонний продольно-фрезерный станок С25-01 также является базовой моделью. Вальцовый механизм подачи с бесступенчатым изменением скорости установлен в переднем блоке станины. Конструкция станка позволяет дополнить его автоматическим магазинным питателем, для привода которого на одном из валов механизма подачи станка предусмотрена звездочка. Настройка подающих вальцов на толщину материала производится маховичками. Прижимные элементы, расположенные в зоне вертикальных шпинделей, смонтированы в общем блоке. При настройке прижимных элементов по высоте блок перемещается в вертикальной плоскости маховичком. Верхний горизонтальный ножевой вал установлен на суппорте в левой части станины. Для настройки его по высоте предусмотрен винтовой механизм перемещения суппорта с маховичком. Панель управления станка размещена в передней части станка, где находится рабочее место станочника.

Выбор режима работы

Режим работы выбирают по мощности наиболее загруженного электродвигателя и по классу шероховатости обработанной поверхности. Рассчитывают эти показатели так же, как и для рейсмусовых станков, но для всех электродвигателей рабочих органов. Затем выбирают скорость подачи по мощности наиболее загруженного двигателя при условии получения требуемого класса шероховатости обработанной поверхности.

Настройка станков

Четырехсторонние продольно-фрезерные станки в части настройки — наиболее сложные из всей группы продольно-фрезерных станков. У них настраивают режущие узлы, прижимные элементы и подающие устройства.

Верхняя образующая цилиндрической поверхности резания нижней горизонтальной ножевой головки, расположенной впереди остальных режущих инструментов станка, должна совпадать с рабочей поверхностью заднего (неподвижного) стола или быть выше ее на 0,02—0,05 мм. Положение ножевой головки относительно заднего стола проверяют так же, как и при настройке фуговального станка, т. е. контрольным бруском. Совпадение горизонтальной касательной к поверхности резания и рабочей поверхности заднего стола обеспечивают путем перемещения по высоте суппорта шпинделя ножевой головки, поворачивая эксцентриковый валик, на который опирается суппорт, или перемещая суппорт другими устройствами.

Передний (подвижный) стол станка устанавливают ниже заднего на величину слоя древесины, сострагиваемого с пласти заготовки. Этот размер зависит от припуска на обработку и составляет от 1 до 3 мм.

Если Конструкцией переднего стола предусматривается возможность перемещения по высоте только его губки, расположенной у ножевой головки, то толщину сострагиваемого слоя определяет положение этой губки. Такая конструкция стола позволяет легко изменять толщину снимаемого слоя древесины.

При настройке нижней горизонтальной ножевой головки для профильного фрезерования кроме ее установки по высоте необходимо регулировать ее положение по ширине стола. Для настройки используют эталонную деталь или отрезок ранее обработанной детали. Деталь помещают на задний стол над ножевой головкой и прижимают к правой вертикальной линейке.

Если предусмотрено последующее фрезерование кромок заготовки, то между эталонной деталью и линейкой кладут прокладки толщиной, равной толщине сострагиваемого правой ножевой головкой слоя древесины. Головку устанавливают в горизонтальном и вертикальном направлениях по эталонной детали и закрепляют.

Расположенную после нижней верхнюю горизонтальную ножевую головку устанавливают так, чтобы расстояние от режущих кромок ножей до расположенного под головкой стола равнялось толщине обработанных заготовок.

Если верхняя ножевая головка расположена первой на ходу заготовки, то одновременно настраивают и верхний стол, к рабочей поверхности которого заготовка прижимается верхней пластью при фрезеровании ее нижней пласти нижней горизонтальной ножевой головкой. Стол этот устанавливают над задним столом нижней горизонтальной ножевой головки параллельно поверхности стола на высоту, равную толщине фрезеруемой заготовки. Головку устанавливают так, чтобы горизонтальная плоскость резания совпадала с рабочей поверхностью верхнего стола.

Для профильной обработки пласти горизонтальную верхнюю ножевую головку настраивают так же, как и профильную нижнюю.

Правую вертикальную ножевую головку (или фрезу) устанавливают в горизонтальной плоскости так, чтобы обеспечивалось снятие с правой кромки заготовки слоя древесины заданной толщины. Для этого режущая кромка инструмента, имеющая наименьший радиус вращения (при профильном фрезеровании кромки), должна выступать влево за плоскость правой передней вертикальной линейки на величину, равную толщине снимаемого слоя древесины с наиболее выступающей части профиля. Левую вертикальную головку (фрезу) устанавливают в горизонтальном направлении на заданную ширину детали.

Рабочую поверхность левой направляющей линейки устанавливают в плоскости, касательной к окружности вращения режущей кромки инструмента, имеющей наименьший радиус, параллельно направлению подачи заготовки. В вертикальном направлении режущий инструмент устанавливают так, чтобы резцы его перекрывали толщину детали,

Для профильной обработки кромок фрезы на вертикальных шпинделях настраивают по эталонной детали. Фрезу перемещают по высоте, добиваясь совпадения ее профиля с профилем эталонной детали, прижатой к столу станка. Если после профильной обработки кромок предусмотрено снятие слоя древесины с нижней пласти заготовки, то фрезы настраивают по эталонной детали, уложенной на прокладке. Толщина прокладок должна быть равна толщине снимаемого слоя древесины. Опорная поверхность вальцов или гусеницы должна выступать над поверхностью стола на 0,3—0,5 мм. Нижние подающие органы настраивают путем перемещения их по высоте.

Верхние подающие вальцы устанавливают по высоте на расстоянии от поверхности нижних вальцов или гусеницы, равном толщине обработанной заготовки или несколько меньшем толщины (на 1—1(5 мм). Величину усилия прижима верхних подающих вальцов на заготовку регулируют сжатием пружин. Усилие прижима должно быть достаточным для преодоления сопротивления подаче; в то же время нельзя создавать слишком сильное давление вальцов на заготовку, так как это вызывает дополнительные усилия подачи.

При настройке вертикальных прижимов регулируют положение их по высоте и устанавливают величину усилия прижима.

Все вертикальные прижимные элементы, расположенные перед верхней ножевой головкой, устанавливают на 1,5 мм ниже горизонтальной плоскости продольного фрезерования головки, чтобы ели прижимали заготовку, даже если ее верхняя пласть окажется неиро-фрезерованной, и обеспечивали нормальную работу других режущих инструментов станка. Вертикальные прижимные устройства после верхней ножевой головки устанавливают ниже горизонтальной плоскости резания головки на 0,5 мм.

Горизонтальные левые прижимы устанавливают на уровне плоскости резания левой вертикальной головки (фрезы). Прижимы, служащие для подпора стружки перед режущими инструментами (горизонтальными и вертикальными), устанавливают на уровне плоскости резания инструмента, параллельной направлению подачи.

Прижимы должны предотвращать вибрацию заготовки или отход ее от базовых поверхностей. Величину прижима регулируют, подтягивая пружины.

После окончания настройки станка нужно убрать из зоны режущих инструментов и других механизмов станка посторонние предметы, проверить от руки легкость вращения режущих инструментов, поставить на станок все ограждения. Затем включить станок и провести пробную обработку заготовок. Проверив размеры и качество полученных деталей, при необходимости станок поднастраивают.

Правильно настроенный станок должен обеспечивать точность размеров и формы обработанных деталей с отклонениями от прямолинейности боковых кромок не более 0,2 мм на длине 1000 мм; от параллельности боковых кромок — не более 0,3 мм на длине 1000 мм; от перпендикулярности кромки и пласти — не более 0,15 мм на длине 100мм; от равномерности по толщине—по 2-му классу точнссти обработки.

После предварительной настройки станка на заданный размер обработки обрабатывают две-три пробные заготовки и по результатам измерения их считают настройку законченной или вносят в нее коррективы.

Эталлонная деталь, применяемая для настройки, представляет собой копию детали, изготовленную по точности на один класс выше, чем класс точности детали. Изготовляют эталон из древесины твердых пород или лучше из лигнофоля. Размеры эталона нужно периодически контролировать.

Использовать отрезок ранее обработанной детали допустимо при настройке станков на грубую обработку деталей по 3-му классу точности. Условия обработки пробных деталей, по которым поднастраи-вают станок, и сами детали должны быть ха рактерными для данной партии заготовок.

При настройке необходимо пользоваться точными измерительными инструментами.

Работа на станках

Четырехсторонний продольно-фрезерный станок обслуживают двое или трое рабочих. До начала работы следует убедиться в наличии достаточного количества заготовок и в исправности эксгаустер-ной системы,

Перед пуском станка проверяют исправность и правильность положения всех оградительных устройств, а перед настройкой отключают щит станка, на котором расположено кнопочное управление, чтобы предотвратить возможность ошибочного включения станка.

В четырехсторонний продольно-фрезерный станок нельзя направлять доски с крыловатостью, с глубокими рисками или кривые, а также пересушенные, с большим короблением.

В процессе работы станочник, стоя у питательного стола, следит за тем, чтобы доски по роликам стола шли в один ряд, без значительных перекосов, поправляя неправильно лежащие доски вручную Если станок не оборудован питательным столом, то доски или заготовки из штабеля укладывают на стол впереди станка. Материал следует подавать без межторцовых разрывов. При строгании коротких заготовок межторцовые разрывы приводят к остановке заготовки в станке, что может повлечь за собой образование на обработанной поверхности дефектов обработки (вырывы поперек детали, поджоги). Если при данной скорости подачи межторцовые разрывы неизбежны, следует снизить скорость подачи.

Станочник должен следить за правильным положением упоров, ограничивающих размеры подаваемых заготовок, так как попадание в станок заготовок с чрезмерными припусками может привести к поломке станка или к перегреву электродвигателей.

Размеры заготовок после фрезерования следует контролировать через каждые 20—30 мин, пользуясь калибрами. Если в процессе работы частота вращения одного из рабочих органов падает (обнаруживается по возникновению шума, несвойственного нормальной работе станка), станочник должен немедленно выключить подачу до тех пор, пока рабочие органы не будут вращаться с необходимой частотой вращения. При пробуксовке подающих вальцов, указывающей на ослабление прижимов, следует остановить станок и, осмотрев его, устранить причину, нарушающую нормальную подачу заготовок в станок.

При остановке станка следует проверить состояние электродвигателей и ременных передач. Если обнаружено недопустимое нагревание хотя бы одного электродвигателя, нужно остановить станок и устранить причину нагревания. Через 1,5—2ч работы необходимо фуговать и доводить ножи.

При загрязнении столы или вальцы следует очищать. Причиной появления сколов, вырывов, мшистости и ворсистости на обработанной поверхности может быть большая толщина снимаемого слоя древесины. Рубленая поверхность или большое различие в длине волн может быть из-за слабины в подшипниках.