§ 23. Конструктивные элементы деревообрабатывающих станков

Деревообрабатывающий станок представляет собой совокупность ряда механизмов, выполняющих движения, необходимые для процесса обработки древесины. Каждый станок имеет рабочие органы, которые подразделяются на главные и вспомогательные.

Главные органы являются обрабатывающими, выполняющими функции по обработке (резанию) и подаче материалов к режущему инструменту.

Вспомогательные органы выполняют функции, необходимые в процессе обработки (зажим, фиксацию деталей, загрузочно-разгрузочные операции и др.).

Деревообрабатывающий станок состоит из двигательного, передаточного и исполнительного механизмов. К двигательному механизму относится электрический, пневматический или гидравлический привод. Передаточный механизм осуществляет передачу движения от двигательного к исполнительному механизму. К передаточному механизму относятся ременные, зубчатые, фрикционные, гидравлические и другие передачи. Исполнительный механизм, выполняющий функции рабочего органа по непосредственной обработке древесины (детали), т. е. производящий резание и подачу, состоит из двух механизмов — резания и подачи.

Основными конструктивными элементами механизма резания являются: рабочие валы — шпиндели с режущими головками. Механизмами подачи являются подающие вальцы, конвейеры, суппорты подачи.

Вспомогательные механизмы состоят из прижимных и зажимных механизмов (зажимы, прижимы); направляющих (плиты, линейки); загрузочно-разгрузочных (автоукладчики, бункера, магазины питания); настроечных (ручные, механизированные, автоматические).

К вспомогательным относятся также контрольные механизмы для проверки качества и размеров; механизмы торможения, переключения и др. Двигательные органы состоят из приводов режущего инструмента, подачи и вспомогательных механизмов. Помимо этого, каждый станок имеет станины, столы ограждения, приборы контроля, учета и приспособления.

Станины. Станина станка является основанием, на котором располагаются столы, органы резания, подачи и привод. Наиболее часто встречаются литые и сварные станины из металла.

Станины могут быть составными, блочными и монолитными. Конструкция станины должна быть такой, чтобы на ней было удобно работать и чтобы она могла поглощать вибрационные усилия, развиваемые органом резания.

Станина ленточно-пильных станков должна иметь достаточный вылет с тем, чтобы на ней можно было распиливать широкий материал. В связи с тем что у фуговальных станков ножевой вал совершает до 6000 об/мин и его дебаланс может вызвать вибрационные усилия, станина этого станка обычно цельнолитая. У рейсмусовых станков внутри станин размещается механизм привода и подачи. Четырехсторонние строгальные станки имеют массивные станины, на которых расположены части привода и подачи. Станина двустороннего шипорезного станка раздвижная, но с общей плитой (основанием). Шлифовальноцилиндровые станки имеют массивную станину, способную поглощать вибрации, возникающие от вращения цилиндров.

Столы. Для поддержания обрабатываемого материала станки оборудованы столами. Столы бывают неподвижные, наклоняющиеся, передвижные, переставные и др. Стол прежде всего должен быть прочным и устойчивым во время работы и легко передвигаться. При креплении стол устанавливают точно в заданном положении, без перекоса. Для наибольшей устойчивости и жесткости столы изготовляют литыми.

Неподвижные столы применяют в станках упрощенных конструкций, в которых по технологии обработки древесины их не требуется передвигать. Такие столы встречаются преимущественно на круглопильных, фрезерных, сверлильных, ленточно-шлифовальных и других станках.

Наклоняющиеся столы применяют в станках, где возможна обработка деталей под углом в усовершенствованных круглопильных, фрезерных, сверлильных, цепнодолбежных и других станках. Установку стола под углом в таких станках фиксируют зажимами, переставными упорами и т. п.

Передвижные столы используют для подачи обрабатываемого материала к режущему инструменту. В качестве передвижного стола может служить каретка. Передвижные столы (каретки) могут подаваться к режущим головкам вручную или механически; применяются в односторонних шипорезах, фрезерных станках с шипорезной кареткой и в сверлильно-долбежных станках.

Переставные столы имеют широкое применение в фуговальных, рейсмусовых, сверлильных, долбежных и круглопильных станках.

На фуговальных станках обычно два переставных стола — передний и задний. Передвижение столов н^ станке может осуществляться либо эксцентриковыми валиками, либо перестановкой по направляющим (наклонным). В зависимости от толщины обрабатываемого материала у рейсмусовых станков столы переставляют по высоте.

В четырехсторонних строгальных станках применяют столы с накладными плитами, которые легко заменяются в случае износа.

Механизмы резания — рабочие шпиндели. Они обычно располагаются в суппортах. Различают подвижные и неподвижные суппорты. Подвижные суппорты могут устанавливаться под углом и передвигаться прямолинейно (фрезерные, шипорезные, четырехсторонние строгальные станки). Неподвижные суппорты применяют сравнительно редко, в отдельных конструкциях круглопильных станков.

К станине станка суппорты крепятся различными способами, из которых наиболее известны: винтом через клин-сухарь; винтом, упирающимся в клин направляющих, и  др.

В рамных (односторонних и двусторонних) шипорезных станках суппорты устроены таким образом, что могут иметь не только осевое, но и угловое перемещение. Это дает возможность легко настраивать станок. В строгальных четырехсторонних станках вертикальные суппорты также имеют угловое перемещение.

За последнее время в целях экономии времени на заточку инструмента стали применять выдвижные суппорты (рейсмусовые и четырехсторонние  строгальные  станки).

Как указывалось выше, шпиндели крепятся в суппортах, а на самом шпинделе крепится головка с режущим инструментом. Конструкция шпинделя зависит от вида станка, головки и режущего инструмента, вида электродвигателя и др.

У круглопильных станков шпиндели цельные или составные (раздвижные). На отдельных станках, где режущий инструмент совершает свыше 3000 об/мин, шпиндель бывает в виде отдельного вала и приводится во вращение через передачу от электродвигателя. Раздвижной шпиндель представляет два полых вала, которые соединены между собой внутренним валиком со шпонкой.

На большинстве станков шпиндель составляет одно целое с валом электродвигателя; на шипорезных станках шпиндель является продолжением вала электродвигателя. У фрезерных станков, имеющих до 10 000 об/мин, шпиндель приводится в движение через передачу от электродвигателя.

Механизм подачи. Подача в станках может происходить следующим образом: режущий инструмент надвигается на материал (торцовочные, цепно-долбежные станки и др.); материал подается к режущему инструменту (фрезерные, строгальные и другие станки). Кроме того, подача может быть ручная и механическая. Ручная подача осуществляется в основном в торцовочных и универсальных станках, а также в отдельных круглопильных и фуговальных станках. Механическая подача свойственна большинству станков.

Для станков применяются разные виды подач: кареткой, цепью с упорами (конвейерная), дисками, вальцами, гусеницей, вальцово-гусеничная и др. Подача кареткой производится на фрезерных, круглопильных и односторонних шипорезных станках. Подачу цепью с упорами применяют на двусторонних шипорезах, концеравнителях и других станках. Подача узкими рифлеными вальцами (дисками) используется преимущественно на специальных круглопильных станках (диленнореечных и др.).

Наиболее часто применяется вальцовая подача (в строгальных станках). Механизм вальцовой подачи приводится во вращение от электродвигателей через редуктор или другим видом передачи. В рейсмусовых станках широко используются секционные вальцы, позволяющие строгать одновременно несколько деталей разной толщины. У рейсмусовых станков верхние вальцы обычно имеют привод, а нижние поддерживают детали, продвигающиеся по столу.

У четырехсторонних строгальных станков вальцовая подача имеет 4—8 вальцов. Для более надежной работы вальцы имеют грузовое или пружинное устройство. В последнее время в станках стали применять гусеничную подачу, представляющую собой широкую цепь из чугунных или стальных звеньев, которая продвигается по двум направляющим. Гусеничная подача надежна в работе, используется в круглопильных, строгальных и шлифовально-цилиндровых станках. В четырехсторонних строгальных станках применяется вальцово-гусеничная подача, которая надежна в работе, а деталь обычно подается без проскальзывания.

В механизированных станках подача производится гусеничной цепью с упорами, подающими детали в станок из магазина или бункера.

Вспомогательные механизмы. Для правильной подачи заготовок в станок применяют линейки, угольники, пневматические и гидравлические прижимы, ролики с пружинами, башмаки, а также винтовые, эксцентриковые и гусеничные прижимы.

Линейки и угольники используются для направления материала в круглопильных, фуговальных, фрезерных, сверлильных и других станках. Пневматические, или гидравлические, прижимы применяют в сборочных ваймах и карусельно-фрезерных станках. Пружинные прижимы прижимают материал к линейке (в четырехсторонних строгальных станках). Для избежания вибрации роликовыми прижимами или башмаками материал прижимается сверху.

Винтовые, или эксцентриковые, прижимы встречаются на односторонних шипорезных станках для закрепления материала на каретке; гусеничные прижимы используются для прижима сверху деталей, подаваемых для зарезки шипов у двусторонних шипорезных панков. Для получения чистой поверхности им многих строгальных станках ставят стружколоматели. Все режущие подающие механизмы передачи должны быть снабжены надежными ограждениями.

Двигательные механизмы. Привод рабочих шпинделей на большинстве деревообрабатывающих станков осуществляется от индивидуальных электродвигателей путем соединения вала двигателя через муфту со шпинделем или путем посадки шпинделя на ротор двигателя. На тех станках, где нельзя использовать индивидуальные электродвигатели, устанавливают общий электродвигатель, от которого через передачи передается вращение рабочим шпинделям (шипорезного станка для ящичного типа «ласточкин хвост»).

Привод подающего механизма осуществляется от электродвигателя путем ременной и цепной передачи или редуктором. В новейших станках для бесступенчатой регулировки скорости подачи устанавливают вариаторы. В отдельных станках для подачи используется гидропривод (торцовочный станок с прямолинейным движением суппорта).