специальное оборудование деревообрабатывающих производств

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора
по учебной работе
_______И.В.Гриневич
«__»___________2013
«Специальное оборудование мебельного
производства»
Методические указания
по изучению дисциплины
Специальность: 2-46 01 02
«Технология деревообрабатывающих производств»
Заочная форма обучения
Гродно
2013
1
Методические указания по изучению дисциплины «Специальное
оборудование мебельного производства» для заочной формы обучения
составлены преподавателем Гурским М.В. в соответствии с примерным
тематическим
планом,
утвержденным
Министерством
образования
Республики Беларусь в 2010 г.
РАССМОТРЕНЫ И РЕКОМЕНДОВАНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ НА
ЗАСЕДАНИИ
ЦИКЛОВОЙ
КОМИССИИ
«ТЕХНОЛОГИЯ
ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ»
Протокол № ____от _____________2013 года
Председатель цикловой комиссии _______________ Гурская И.А.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Тематический план дисциплины «Специальное оборудование мебельного
производства»
2 Общие указания
3 Вопросы домашней контрольной работы
4 Таблица вариантов домашней контрольной работы
5 Вопросы обязательной контрольной работы
6 Методические указания по изучению дисциплины
7 Литература
3
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Изучение дисциплины «Специальное оборудование мебельного производства»
базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин: «Технология
деревообрабатывающих производств», «Оборудование деревообрабатывающих
производств», «Материалы деревообрабатывающих производств».
Согласно учебному плану дисциплина «Специальное оборудование мебельного
производства» изучается на 4-ом курсе. По дисциплине выполняются 1 домашняя
контрольная работа, одна обязательная контрольная работа.
Согласно образовательному стандарту «Среднее специальное образование.
Специальность 2-46 01 02 Технология деревообрабатывающих производств» в
результате изучения дисциплины учащиеся должны знать на уровне
представления:
- основные стадии оснащения оборудования мебельного производства;
- цели, задачи и принципы проектирования оборудования;
знать на уровне понимания:
- классификацию станков применяемых для изготовления мебели;
- виды конструкторской документации;
- методику расчета и основные правила
- алгоритм работы и принципы выбора оборудования для проектирования
новейших видов мебели;
уметь:
- разрабатывать модели станков, необходимых для автоматизации и
производства мебели;
- разрабатывать, читать и оформлять техническую документацию на мебель;
- выполнять графические работы с помощью системы автоматизированного
проектирования.
Контрольная работа выполняется в ученической тетради с полями,
разборчивым почерком, с приложением аккуратно выполненных необходимых схем,
рисунков, таблиц. На обложке тетради необходимо указать дисциплину, курс,
фамилию, имя, отчество, шифр и домашний адрес.
Формулировка текста задания обязательно переписывается полностью. В конце
работы следует привести перечень использованных источников (литературу) и
электронные адреса Интернет-ресурсов.
Всего в домашней контрольной работе по дисциплине «Оборудование
мебельного производства» 20 вариантов. Учащийся выполняет вариант согласно
своего шифра: например, если последние цифры шифра учащегося – 71, то вариант
контрольной работы будет – 2. В каждом варианте необходимо осветить четыре
вопроса.
Контрольная работа должна быть сдана в срок, предусмотренный учебным
графиком.
При выполнении контрольной работы следует максимально использовать
иллюстрации и пояснения к ним.
Объем контрольной работы – обычная школьная тетрадь, либо 12-16 стр.
формата А4, размер шрифта – 14, интервал – одинарный.
Ответы на вопросы должны быть по существу вопроса, довольно подробными,
но не превышающими значительно требуемый объем.
4
Приложение к учебному плану
учреждения, обеспечивающего получение
среднего специального образования на основе
профессионально-технического образования с общим
средним образованием (колледжа), утвержденному
Министерством образования Республики Беларусь
«14» мая 2010г.
РБ ст № 95 Д/к.-инт.
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
дисциплины «Специальное оборудование мебельного производства»
Специализация
Специальность
2-46 01 02 31
2-46 01 02
Технология мебельного производства
Технология деревообрабатывающих производств
Количество
часов
Раздел, тема
Всег
о
1
Введение
Раздел 1. Механизация и автоматизация мебельного производства
1.1. Классификация и индексация специальных станков и линий мебельного
производства
1.2. Основные технико-экономические характеристики автоматических линий и
станков
Раздел 2. Оборудование для изготовления элементов мебели
2.1. Устройство линии оптимизации
2.2. Форматно-раскроечные центры
Практическая работа № 1
Изучение конструкции и принципа работы форматно-раскроечного центра
2
2
4
2
3
2
36
4
6
10
2
2.3. Оборудование для производства синтетических облицовочных материалов
2
2.4. Устройство станков и линий для изготовления фасонных и профильных
поверхностей фасадов корпусной мебели
Практическая работа № 2
Изучение конструкции и принципа работы оборудования для изготовления
фасонных и профильных поверхностей
Практическая работа № 3
Анализ конструкций и технических характеристик обрабатывающих центров
13
Обязательная контрольная работа № 1
2.5. Конструкция и основные узлы присадочных станков
2.6. Оборудование для изготовления шкантов
2.7. Оборудование для обработки деталей из стекла и зеркал
2.8. Оборудование для переработки отходов
1
2
2
2
4
5
В том числе
на практические работы
4
2
1
2
Практическая работа № 4
Изучение конструкции, устройства, функциональных схем оборудования для
переработки отходов
Раздел 3. Оборудование для производства стульев
3.1. Позиционное оборудование для производства столярных, гнутых,
гнутоклееных стульев
Практическая работа № 5
Изучение конструкции, устройства, функциональных схем оборудования для
производства гнутоклееных стульев
Практическая работа № 6
Изучение конструкции, устройства, функциональных схем оборудования для
производства столярных стульев
3.2. Линии для производства стульев
Практическая работа № 7
Составление структурно-логической схемы оборудования для производства
стульев
Раздел 4. Оборудование для производства мягкой мебели
4.1. Оборудование для производства пружинных блоков
4.2. Оборудование для производства настилочных материалов
4.3. Оборудование для раскроя настилочных и облицовочных
материалов
4.4. Оборудование для сборки мягкой мебели
3
2
20
12
6
2
2
8
2
18
4
4
2
4
8
4
Практическая работа № 8
Изучение конструкции и принципа работы оборудования для производства
мягкой мебели
Раздел 5. Автоматические линии для отделки мебели
5.1. Линии для отделки стульев
5.2. Линии для отделки фасадов корпусной мебели
Практическая работа № 9
Разработка структурно-логических схем линий для отделки фасадов
корпусной мебели различными видами лаков
Раздел 6. Оборудование для упаковки мебели
6.1. Оборудование для упаковки стульев
6.2. Оборудование для упаковки мягкой мебели
Обязательная контрольная работа № 2
6.3. Комплект оборудования для упаковки щитовых элементов мебели
Практическая работа №10
Изучение конструкции и принципа работы оборудования для упаковки
мебели
2
2
8
2
2
1
3
2
2
96
Итого
Разработчик
8
4
4
24
В.А. Романова преподаватель учреждения образования «Гомельский государст-венный
политехнический колледж».
Обсужден и одобрен бюро республиканского методического объединения педагогических
работников учреждений, обеспечивающих получение среднего специального образования, по
образованию в области лесной, химической и горнодобывающей промышленности.
6
Варианты контрольных работ к ДКР №1
Вариант 1
1. Опишите оборудование для производства синтетических облицовочных
материалов.
2.Опишите устройство и принцип работы четырехстороннего продольнофрезерного станка.
3.Опишите назначение и устройство станка для заделки сучков.
4.Опишите устройство оборудования для сборки мягкой мебели.
Вариант 2
1.Перечислите и опишите основные механизмы станков.
2.Опишите принцип работы одностороннего шипорезного станка.
3.Опишите принцип работы и устройства круглопалочных станков.
4.Опишите принцип работы и устройство автоматических линий для раскроя
досок и плит.
Вариант 3
1.Опишите принцип работы линии для отделки стульев.
2.Опишите устройство и принцип работы двухстороннего шипорезного станка.
3.Опишите устройство автоматических линий для облицовки кромок щитов.
4.Опишите принцип работы автоматических линий для изготовления
брусковых деталей.
Вариант 4
1. Опишите принцип работы оборудования для облицовки криволинейных
кромок.
2.Опишите устройство станков для получения ящичных шипов.
3.Опишите оборудования для облицовывания продольных погонажных деталей.
4.Опишите принцип работы оборудования для сборки мягкой мебели.
Вариант 5
1.Опишите требования, предъявляемые к современному оборудованию.
2.Опишите устройство и принцип работы линий обработки брусковых деталей.
3. Опишите принцип работы многопролетного пресса для облицовки деталей.
4.Опишите эффективность использования автоматических линий для отделки
деталей и сборки изделий.
Вариант 6
1.В чем сущность степени унификации. Её назначение применение.
2.Опишитеназначение и устройство фрезерных станков с нижним
расположением шпинделя.
3.Дайте характеристику оборудованию для сборки корпусной мебели.
4.Раскройте сущность технологического процесса гнутья брусков деталей.
Вариант 7
7
1.Опишите классификацию и индексацию специальных станков и линий
мебельного производства.
2.Опишите устройство и принцип работы копировально-фрезерных станков.
3. Опишите назначение и конструкцию оборудования для переработки отходов.
4.Опишитне технологический процесс изготовления мягких элементов мебели.
Вариант 8
1.Опишите принцип расчета производительности всего оборудования для
производства мебели.
2.Опишите принцип работы оборудования для производства синтетического
шпона и кромочного пластика.
3.Дайте характеристику
оборудованию для полирования лакокрасочных
изделий.
4.В чем особенности устройства оборудования для облицовки криволинейных и
профильных деталей.
Вариант 9
1.Опишите оборудование для производства столярных стульев.
2.Дайте характеристику оборудованию для повторной механической обработки
щитовых деталей.
3.Опишите принцип работы подготовительного оборудования.
4.Опишите устройство и назначение оборудования для раскроя и
ребросклеивания шпона.
Вариант 10
расчет производительности
1.Как производится
оборудования, для
производства мебели.
2. Опишите назначение и конструкцию оборудования для прямолинейного и
фигурного раскроя стекла.
3.Опишите назначение устройство, принцип работы автоматических линий
МКШ1.
4.В чем особенности оборудование для проклейки торцов ПТШ -1.Его
устройство.
Вариант 11
1.Дайте классификацию, направлению современных загрузочно-разгрузочных
устройств.
2.Опишите принцип работы оборудования для облицовки пластей. Его
устройство.
3.Опишите принцип работы оборудования для сушки лакокрасочных изделий.
4.Опишите принцип работы линии для производства стульев.
1.Перечислите
основные
автоматических линий и станков.
Вариант 12
технико-экономические
8
характеристики
2.Опишите принцип работы оборудования для обработки и облицовки кромок
щитовых деталей.
3.Опишите устройство и назначение автоматических и полуавтоматических
линий для отделки изделий.
4.Опишите, как происходит изготовление каркасов из полимерных материалов.
Вариант 13
1.Опишите назначение и устройство ленточнопильных столярных станков.
2.Дайте классификацию шлифовальных станков.
3.Опишите устройство оборудования для изготовления концевых
цилиндрических пружин.
4.Опишите, как изготавливаются каркасы из древесных материалов.
и
Вариант 14
1.Опишите назначение и устройство круглопильных станков для поперечной
распиловки.
2.Опишите устройство и принцип работы узколенточных шлифовальных
станков.
3.Опишите принцип работы оборудования для изготовления пружин и
пружинных сеток.
4.Опишите оборудование для изготовления каркасов из стеклопластика.
Вариант 15
1.Опишите устройство круглопильных станков для продольного распиливания.
2.Опишите устройство широколенточных станков для шлифования.
3.Объясните устройство оборудования для изготовления пружинных блоков.
4.Перечислите показатели качества мебели.
Вариант 16
и устройство прирезных станков с конвейерной
1.Опишите назначение
подачей.
2.Дайте характеристику полуавтоматическим линиям шлифования пластей
мебельных щитов МШП-3.
3.Опишите принцип работы оборудования для изготовления пружинных блоков
из двухконцевых пружин.
4.Опишите устройство оборудования для упаковки стульев.
Вариант 17
1.Опишите устройство станков для чистовой торцовки.
2.Опишите устройство и назначение дисковых шлифовальных станков.
3.Дайте характеристику оборудованию для раскроя облицовочного материала.
4. Опишите устройство оборудования для упаковки мягкой мебели
Вариант 18
9
1.Опишите принцип работы оборудования для раскроя плитных и листовых
материалов.
2.Перечислите
станки
сверлильной
группы.
Опишите
устройство
многошпиндельного станка.
3.Дайте характеристику оборудованию для раскроя облицовочных материалов.
4.Дайте характеристику основным направлениям дальнейшей механизации
процессов в производстве мягкой мебели.
Вариант 19
1.Опишите устройство фуговальных станков. Перечислите их виды.
2.Опишите назначение и устройство сверлильно-пазовальных, горизонтальных
станков.
3.Опишите оборудование для изготовления настилочного материала животного
происхождения.
4.Опишите классификацию, характеристику и применение рулонных
настилочных материалов.
Вариант 20
1.Опишите устройство рейсмусовых станков. Перечислите их виды.
2.Опишите устройство сверлильно-пазовальных вертикальных станков.
3.Дайте характеристику оборудованию для изготовления настилочного
материала растительного происхождения.
4.Опишите устройство оборудования для изготовления мягких элементов без
применения пружин и пружинных блоков.
10
Варианты контрольных работ к ДКР №2
Вариант 1
1. Опишите что такое карта раскроя? Для чего составляется карта раскроя?
2.
Опишите
как
производится
раскрой
древесностружечных,
древесноволокнистых плит и клееной фанеры?
3. Назовите оборудование, применяемое при раскрое. Как определяется
производительность этого оборудования?
4. Опишите как производится раскрой строганного и лущеного шпона?
Применяемое оборудование, приемы работ. Организация рабочих мест.
Вариант 2
1. Вычертите на отдельном листе организацию рабочих мест у раскройных
станков. Подумайте, как лучше расположить рабочее место, подстопные места с
целью увеличения производительности станков. Не забудьте о механизации
транспортных и погрузочно-разгрузочных работ.
2. Назовите какие требования предъявляются к качеству раскроя плит,
облицовочных материалов?
3.
Опишите оборудование для получения материала облицовочного
листового на основе пропитанной бумаги с грубой степенью отверждения смолы.
4.
Опишите оборудование для получения материала облицовочного
рулонного на основе пропитанной бумаги.
Вариант 3
1. Опишите оборудование для получения материала облицовочного на основе
бумаги, пропитанной термореактивными полимерами.
2. Дайте схемы организации рабочих мест у фуговального, четырехстороннего
продольно-фрезерного станков, двухпильного концеравнителя.
3. Опишите какие операции выполняются на стадии механической обработки
массивных заготовок? Какой должны быть последовательность выполнения этих
операций?
4. Опишите операции которые выполняются при подготовке облицовок к
облицовыванию.
Вариант 4
1. Перечислите операции повторной механической обработки.
2. Опишите приемы работы на позиционном оборудовании при формировании
шипов и проушин.
3. Опишите приемы работы на позиционном оборудовании при фрезеровании.
4. Опишите приемы работы на позиционном оборудовании при выборке
продолговатых гнезд и отверстий.
Вариант 5
1. Опишите приемы работы на позиционном оборудовании при сверлении.
2. Опишите приемы работы на позиционном оборудовании при шлифовании.
3. Опишите порядок технологических операций на линии МОБ.
11
4. Перечислите оптимальные величины основных параметров режима
изготовления гнутоклееных деталей.
Вариант 6
1. Какие существуют возможные случаи брака в производстве гнутоклееных
деталей и меры борьбы с ними?
2.
Охарактеризуйте сущность и назначение облицовывания.
3.
Опишите как осуществляется облицовывание на линии, включающей и
10-пролетный пресс П713А? Определите производительность линии, сравните с
линией АКДА.
4.
Охарактеризуйте
применение
однопролетных
прессов,
их
преимущества. Режимы. Технология.
Вариант 7
1.
Назовите основные параметры режима облицовывания пластей.
2.
Опишите сущность процесса каширования. Опишите технологию и
оборудование.
3.
Опишите какие существуют дефекты облицовывания? Назовите меры
предупреждения и борьбы с ними.
4.
Дайте схемы компоновок оборудования на клеильно-облицовочных
участках при применении много- и однопролетных прессов.
Вариант 8
1.
Дайте схему организации рабочего места у линии МФК-3 для обработки
щитов. Как подсчитать ее производительность?
2.
Как и на каких станках осуществляется присадка отверстий в щитах?
Опишите устройство данного оборудования.
3.
Составьте типовой технологический процесс обработки щитовых
облицованных деталей мебели. Опишите режимы обработки.
4.
Опишите приемы работы на станках для обработки щитовых деталей
мебели.
Вариант 9
1.
Опишите состав технологического процесса склеивания.
2.
Какие технические требования предъявляются к поверхности
древесины, подготовленной к склеиванию. Какие есть способы нагрева швейных
слоев.
3.
Опишите порядок операций обработки мебельного щита.
4.
Перечислите этапы при сборке мебели?
Вариант 10
сборку? Что такое
1. Опишите стапельную
конвейерная сборка? Ее
преимущество.
2. Опишите
конвейеры распределительные, рабочие, комплектовочные,
преимущества каждого типа.
3. Как производится переход от сборки на рабочих местах к конвейеру? Какие
мероприятия технического порядка необходимо в этом случае выполнить?
12
4. Дайте формулы расчета ритма, длины конвейера, количества рабочих мест и
технологической скорости.
Вариант 11
1.
Какое
значение
имеет
на
участках
сборки
применение
унифицированных деталей и сборочных единиц?
2. Опишите преимущества отгрузки мебели в разобранном виде. Опишите
организацию рабочих мест по комплектованию.
3.
Назовите и охарактеризуйте, какие набивочные и настилочные
материалы применяются для производства полумягкой и мягкой мебели?
4.
Назовите и охарактеризуйте, какое оборудование применяется для
подготовки настилочных, набивочных, облицовочных и покровных материалов?
Вариант 12
1.
Назовите и охарактеризуйте, какие пружины применяются для
изготовления мягкой мебели и способы их крепления к основаниям?
2.
Опишите из каких операций складывается технологический процесс
изготовления двухконусных пружин.
3.
Опишите стадии технологического процесса изготовления мягких
элементов мебели на жестком основании.
4.
Опишите стадии технологического процесса изготовления мягкого
элемента 2-х сторонней мягкости.
Вариант 13
1.
Опишите
стадии
технологического
процесса
изготовления
безпружинных мягких элементов мебели.
2.
Опишите стадии технологического процесса сборки диван-кроватей.
3.
Опишите стадии технологического процесса сборки кресел-кроватей.
4.
Опишите как работает линия упаковывания мебели в полимерную
растягивающую пленку.
Вариант 14
1.
Опишите как производится контроль за качеством материалов, деталей
и полуфабрикатов в процессе производства.
2.
Назовите оборудование, применяемое при раскрое. Как определяется
производительность этого оборудования?
3.
Опишите оборудование для получения материала облицовочного
листового на основе пропитанной бумаги с грубой степенью отверждения смолы.
4.
Опишите какие операции выполняются на стадии механической
обработки массивных заготовок? Какой должны быть последовательность
выполнения этих операций?
13
Вариант 15
1.
Опишите порядок технологических операций на линии МОБ.
2.
Опишите как осуществляется облицовывание на линии, включающей и
10-пролетный пресс П713А? Определите производительность линии, сравните с
линией АКДА.
3.
Опишите какие существуют дефекты облицовывания? Назовите меры
предупреждения и борьбы с ними.
4.
Составьте типовой технологический процесс обработки щитовых
облицованных деталей мебели. Опишите режимы обработки.
Вариант 16
1.
Опишите порядок операций обработки мебельного щита.
2.
Как производится переход от сборки на рабочих местах к конвейеру?
Какие мероприятия технического порядка необходимо в этом случае выполнить?
3.
Назовите и охарактеризуйте, какие набивочные и настилочные
материалы применяются для производства полумягкой и мягкой мебели?
4.
Опишите стадии технологического процесса изготовления мягких
элементов мебели на жестком основании.
Вариант 17
1.
Опишите стадии технологического процесса сборки кресел-кроватей.
2.
Опишите оборудование для получения материала облицовочного
листового на основе пропитанной бумаги с грубой степенью отверждения смолы.
3.
Опишите какие существуют дефекты облицовывания? Назовите меры
предупреждения и борьбы с ними.
4.
Какое
значение
имеет
на
участках
сборки
применение
унифицированных деталей и сборочных единиц?
Вариант 18
1. Опишите как производится раскрой древесностружечных,
древесноволокнистых плит и клееной фанеры?
2. Назовите какие требования предъявляются к качеству раскроя плит,
облицовочных материалов?
3. Дайте схемы организации рабочих мест у фуговального, четырехстороннего
продольно-фрезерного станков, двухпильного концеравнителя.
4. Опишите приемы работы на позиционном оборудовании при формировании
шипов и проушин.
Вариант 19
1.
Опишите приемы работы на позиционном оборудовании при
шлифовании.
2.
Охарактеризуйте сущность и назначение облицовывания.
3.
Опишите сущность процесса каширования. Опишите технологию и
оборудование.
14
4.
Как и на каких станках осуществляется присадка отверстий в щитах?
Опишите устройство данного оборудования.
Вариант 20
1.
Какие технические требования предъявляются к поверхности
древесины, подготовленной к склеиванию. Какие есть способы нагрева швейных
слоев.
2.
Опишите конвейеры распределительные, рабочие, комплектовочные,
преимущества каждого типа.
3.
Опишите преимущества отгрузки мебели в разобранном виде. Опишите
организацию рабочих мест по комплектованию.
4.
Опишите из каких операций складывается технологический процесс
изготовления двухконусных пружин.
15
Таблица выбора вариантов домашней контрольной работы
Предпоследняя
цифра номера
шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Последняя цифра номера шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
20
5
1
1
20
5
1
1
20
2
19
6
2
2
19
6
2
2
19
3
18
7
3
3
18
7
3
3
18
4
17
8
4
4
17
8
4
4
17
5
16
9
15
5
16
9
15
5
16
6
15
10
16
6
15
10
16
6
15
7
14
11
17
7
14
11
17
7
14
8
13
12
18
8
13
12
18
8
13
9
12
13
19
9
12
13
19
9
12
10
11
14
20
10
11
14
20
10
11
Критерии оценки
По результатам выполнения домашней контрольной работы выставляется зачет.
Не засчитывается контрольная работа, выполненная менее чем на 75%
необходимого объема, оформленная небрежно, выполненная по неправильно
выбранному варианту, написанная неразборчивым почерком.
Если работа не зачтена, после получения работы с замечаниями преподавателя,
учащийся должен проработать соответствующий материал и дать правильные
ответы в той же тетради (при необходимости добавив дополнительные страницы)
после рецензии под заголовком «Работа над ошибками». Все проверенные и
зачтенные работы сохраняются учащимися и предъявляются преподавателю при
сдаче экзамена.
Выполненные небрежно и без соблюдения указанных выше требований
контрольные работы не рассматриваются и возвращаются учащемуся без рецензии
для устранения недостатков.
16
Перечень вопросов к ОКР:
Вариант 1
1.Опишите устройство круглопильных станков для продольного распиливания.
2.Опишите устройство широколенточных станков для шлифования.
3.Опишите устройство сверлильно-пазовальных вертикальных станков.
Вариант 2
1.Опишите назначение и устройство круглопильных станков для поперечной
распиловки.
2.Опишите устройство и принцип работы узколенточных шлифовальных
станков.
3.Опишите устройство станков для чистовой торцовки.
Вариант 3
1.Опишите устройство фуговальных станков. Перечислите их виды.
2.Опишите назначение и устройство сверлильно-пазовальных, горизонтальных
станков.
3.Опишите устройство рейсмусовых станков. Перечислите их виды.
17
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, СХЕМЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Классификация и индексация оборудования
Деревообрабатывающее оборудование (рабочие машины) классифицируют по производственному, конструктивному и технологическому признакам. По производственному признаку
различают станки общего назначения и специальных производств (мебельное, сушильное,
спичечное, лесопильное, плитное, фанерное и т.д.), которые применяются только в данном
производстве. Станки общего назначения применяются в различных производствах в зависимости
от потребности как вспомогательное оборудование.
Рабочие машины подразделяют также в зависимости от вида выполняемых ими
технологических операций (отделочная, клеильно-сборочная, фрезерная, токарная, шлифовальная,
полировальная, сверлильная и др.).
По конструктивным признакам машины могут быть: одно- и многошпиндельные,
индивидуальной композиции и агрегатные; вертикальной, горизонтальной, рядной или круговой
компоновки; полумеханизированные, механизированные, автоматы и полуавтоматы. По
технологическим признакам машины подразделяют: на позиционные, проходные и
позиционно-проходные;
однои
многопредметные или одно- и многопоточные;
однои
многопозиционные;
однои
многосторонние.
Для
деревообрабатывающего
оборудования принята буквенная индексация с
цифровой характеристикой одного из основных
параметров станка, иногда с указанием модели.
Буквы в индексации указывают тип и основной
признак:
Лесопильные рамы ................................................ Р
Круглопильные станки для продольной
распиловки
с конвейерной подачей .......................................... ЦДК
Круглопильные станки для поперечной
распиловки,
суппортные
с
автоматизированной
подачей ............................................................................... ЦПА
Ленточные столярные станки ............................... ЛС
Ленточные делительные станки ........................... ЛД
Ленточные бревнопильные станки ...................... ЛБ
Фуговальные станки .............................................. СФ
Фрезерные станки .................................................. Ф
Рейсмусовые станки .............................................. СР
Четырехсторонние
продольнофрезерные станки……………………….. С
Фрезерные
станки
с
верхним
расположением шпинделя ……… ВФК
Фрезерные станки с шипорезной
кареткой………………………….. ФШ
Сверлильные станки…………… Св
Шлифовальные станки……….. Шл
Шипорезные станки:
18
Рис. 58. Схемы фуговального станка с
автоподатчиком: а — структурная;
б — функциональная; в — кинематическая
Односторонние………………… ШО
Двусторонние……………………ШД
Сверлильно-фрезерные станки….СВПГ
Долбежные станки……………… ДЦА
Линии для обработки брусковых деталей…………………………………… МОБ
Линии лакирования…………….. МЛН
Лаконаливные машины…………. ЛМ
Станки для крашения пластей щитов… КЩ
Схемы машин. Для изображения машин по ГОСТ 2.701 — 74 применяются следующие
схемы: кинематические (к), электрические (э), пневматические (п), гидравлические (г) и
комбинированные (с).
Структурная схема определяет основные функциональные части машины, их назначение и
взаимосвязи. Элементы машины изображаются прямоугольниками, а связи между ними — линиями со стрелками (рис. 58, а).
Функциональная (технологическая) схема показывает взаимодействие обрабатываемой
заготовки с инструментом, базирующими, подающими и, возможно, некоторыми другими элементами машин, например с противовыбрасывателями, стружкоприёмниками и т. д. Схема вскрывает
технологическую сущность рабочих процессов, но не содержит данных, поясняющих, каким образом достигаются необходимые движения элементов машины. На функциональной схеме
фуговального станка (рис. 58, б) показан ножевой вал 4, создающий базу на нижней пласти
заготовки 3, которая подается тремя подающими вальцами 6. Заготовка базируется сначала по
переднему 2, а затем по заднему 5. столам и направляющей линейке 1.
Кинематической называют схему, изображающую способ передачи движения от
двигательного механизма к исполнительному. По ней прослеживаются все кинематические связи
и рассчитываются скорости, частота вращения, перемещения и т.д. Элементы кинематической
цепи вычерчиваются на плоскости или в аксонометрии в строгом соответствии с ЕСКД (ГОСТ
2.703 — 75, ГОСТ 2.721-74, ГОСТ 2.770-68).
На рис. 58, в приведена кинематическая схема фуговального станка. Ножевой вал 1
приводится во вращение от электродвигателя 10 через клиноременную передачу со шкивами 9 и
11. Электродвигатель 18 автоподатчика передает вращение на вал II через ременную передачу.
Ступенчатые шкивы 1—4, 2— 3 передачи позволяют получать две скорости вращения. На валу //
расположены три червяка 17, входящие в зацепление с червячными шестернями 16. На одном валу
с последними смонтированы подающие вальцы 15. Настроечное перемещение столов по высоте
происходит при повороте эксцентриковых валов 7. Передний стол 5 от рукоятки 6 через систему
рычагов 8 имеет по вертикали перемещение до 6 мм, задний стол 14 от винта 13 и рычагов 12 —
на 3 мм.
Электрическая схема показывает состав и соединение электрических элементов машины,
которые изображаются в строгом соответствии с ЕСКД (ГОСТ 2.702 — 75).
Пневматическая или гидравлическая схемы показывают состав и соединения элементов,
входящих соответственно в пневматический или гидравлический механизм машины. Эти схемы
вычерчиваются, как правило, на плоскости в строгом соответствии с ЕСКД (ГОСТ 2.704-76, ГОСТ
2.780-68).
Контрольные вопросы и задания
1.
Дайте определение рабочей машины.
2.
Какие виды движений в станках вы знаете и как они характеризуются?
3.
Объясните, в чем отличие друг от друга структурной, технологической и
кинематической схем.
4.
Какая машина является автоматической?
ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Общие положения
Под техническим уровнем оборудования понимается совокупность показателей,
характеризующих его соответствие современным достижениям науки и техники и определяющих
19
степень пригодности оборудования по назначению.
В соответствии с ГОСТ 22851—77 и Методическими указаниями РД-50-149 —79 для
оценки технического уровня оборудования применяют следующие группы показателей:
назначения, надежности, технологичности, унификации, патентно-правовые, экологические,
безопасности, экономические, эргономические и эстетические.
Показатели назначения
Показатели назначения характеризуют свойства оборудования, определяющие основные
функции, для выполнения которых оно предназначено, и обуславливают область его применения.
К ним относятся: классификационные показатели; показатели функциональной и технической
эффективности; показатели состава и структуры.
Классификационные показатели характеризуют принадлежность оборудования к
определенной классификационной группировке и дают представление о его основных параметрах.
К ним относятся название машины и ее назначение, техническая характеристика (размеры
обрабатываемых заготовок и получаемых деталей, скорость подачи, установленные мощности,
частота вращения и диаметр режущего инструмента, габаритные размеры и т.д.).
Показатели функциональной и технической эффективности характеризуют полезный
эффект от эксплуатации оборудования и прогрессивность технических решений, заложенных в
него. Наиболее важными показателями являются следующие.
1.
Производительность
машин,
выражающая
количество
продукта,
вырабатываемого в единицу времени (шт./ч, м3/ч, м2/ч). При обработке единицы продукции
затрачивается время на выполнение основных и вспомогательных операций, которые составляют
цикл обработки. Кроме того, имеются внецикловые затраты времени на наладку, уборку,
регламентированный отдых рабочего и т.д. Следовательно, калькуляционное время Тк, мин,
учитывающее все виды затрат времени на одно изделие:
где Тц — длительность обработки одного изделия; Та — внецикловые потери,
приходящиеся на одно изделие; Тп з — длительность подготовительно-заключительных операций
при обработке партии из п деталей.
Поскольку внецикловые потери могут совпадать с цикловым временем, то
где Кс — коэффициент совпадения внецикловых потерь с цикловым временем.
Различают
технологическую,
цикловую
и
фактическую
производительность.
Технологической (идеальной, фиктивной) называется производительность машины при
непрерывной работе, т.е. без потерь времени на вспомогательные операции. На самом деле каждая
машина теряет часть времени на вспомогательные и внецикловые операции, так что этот
показатель фиктивный и нужен для оценки или сравнения схем и моделей машины по основному
показателю — технологичности обработки на машине:
где tp — время на рабочие ходы, т.е. непосредственно на обработку (резание, сборка,
отделка и т.д.).
Цикловой (конструктивной) называется производительность без учета внецикловых потерь.
Она характеризует конструктивное совершенство станка:
где tu — время цикла обработки; К'с — коэффициент степени совмещения времени
холостого и рабочего ходов; tx — время на холостые ходы при обработке, например на загрузку,
закрепление, открепление и съем детали или режущего инструмента и т.д.
Фактической называется производительность с учетом всех видов затрат времени. Она
дает представление о производительности станка в реальных условиях производства:
где Кс — коэффициент степени совмещения внецикловых операций с цикловыми; /вц —
20
время всех внецикловых операций, приходящихся на одну деталь, включая время технического и
организационного обслуживания и время перерывов на обед.
Отношение цикловой производительности к технологической называется коэффициентом
производительности
Отношение фактической производительности к цикловой называется коэффициентом
использования станка
Значения Кп и Ки берут из справочников или подсчитывают по формулам (218) и (219) по
фактическим значениям tр, tц и tBll.
Фактическая производительность машины за рабочую смену выражается формулами: для
проходных машин
где vs — скорость подачи, м/мин; Т — длительность рабочей смены, мин; i0 — число
одновременно обрабатываемых деталей, шт.; L — длина детали, м; iп — число проходов для
полной обработки детали;
для цикловых машин
где iц — число деталей, обработанных за цикл, шт.;
для роторных машин
где п — частота вращения стола; i — число одновременно устанавливаемых деталей.
Точность и стабильность обработки. Качество обработки деталей
характеризуется точностью их изготовления и шероховатостью обработанной поверхности.
Шероховатость обработанной поверхности в значительной степени зависит от вида резания,
подачи на резец, скорости резания, остроты резцов.
Точность любого параметра детали является результатом действия множества различных
факторов, относящихся к станку, инструменту, обрабатываемой заготовке, режиму, средствам
измерения и т.д. Размер детали
можно
рассматривать
как
случайную величину х, которая
зависит от систематических и
случайных погрешностей.
Точность, с которой детали
обрабатываются на станке в данный
фиксированный момент, называется
технологической.
Она
характеризуется
величиной
фактической погрешности размеров
и формы по сравнению с заданными
Рис. 59. Схема формирования погрешности обработки (а),
на
чертежах.
Технологическая
практическая кривая рассеивания (1) и теоретическая
точность
должна
обеспечить
кривая (2) нормального распределения (б)
установленный уровень взаимозаменяемости деталей при сборке, заданную точность изделия и экономическую эффективность
обработки. На чертежах указывают допустимые погрешности 8, называемые допусками (рис. 59,
а). По системе допусков и посадок (по стандарту СТ СЭВ 145—75) допуском называется разность
между наибольшим и наименьшим хн предельными размерами (δ = хв – хн). Номинальным
считается размер, относительно которого определяются предельные размеры. Совокупность
допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров,
называется квалитетом. ГОСТ 6449 — 82 для деревообработки предусматривает девять квалитетов: 10; 11; ... 18 (в порядке возрастания допусков и уменьшения точности), допуски на
которые обозначаются соответственно 1Т10, 1Т11, ... 1Т18.
2.
21
Рассеивание размеров при обработке заготовок из древесины носит случайный характер и
соответствует нормальному распределению. Кривая нормального распределения характеризуется
симметричной формой с асимптотическим приближением обеих ветвей к оси абсцисс (рис. 59, б) и
описывается формулой
где х — переменная случайная величина; х — среднее арифметическое (или центр
рассеивания) случайной величины х; S — среднее квадратическое отклонение случайной
величины х; е — основание натуральных логарифмов.
Среднее значение х, или центр рассеивания выборки и, определяют по формуле
где Xj — центр i-го интервала.
Среднее квадратическое отклонение S определяют по формуле:
При оценке точности принято считать предельным отклонением значение ±35, а поле
рассеивания — равным ω = 6S, в нем находится 99,73 % всех вероятных размеров деталей.
Технологическую точность определяют по результатам выборки случайно отобранных
обработанных на станке деталей в количестве 10... 50 шт. (ГОСТ 1647—70). Выборка такого
объема позволяет определить совместное влияние случайных и систематических погрешностей
контролируемого параметра точности.
Контролируемый размер детали измеряется с помощью микрометра с ценой деления 0,01
мм. Число замеров каждой детали должно быть не менее трех: посередине и на расстоянии 20... 50
мм от торцов. Данные измерений заносят в протокол и для каждой детали определяют среднее
значение размера.
Средние замеры контролируемого параметра обработанных деталей составляют
вариационный ряд, который подвергается статистической обработке. Определяют наименьший
xmin и наибольший хтах размер обработки, а весь диапазон от хтах до xmin разбивают на 6... 15
интервалов. Дальнейшую обработку результатов измерений проводят в табличной форме (табл.
51).
Таблица 51. Пример статистической обработки результатов измерений технологической
точности размеров деталей
22
Среднее значение, или центр рассеивания выборки п, мм, определяют по формуле
Среднее квадратическое отклонение, мм,
Расчет х и S можно вести на ЭВМ или калькуляторе с использованием стандартной
программы.
О
степени соответствия фактического рассеивания погрешностей нормальному закону
распределения можно судить по практической кривой рассеивания (полигону рассеивания) и
теоретической
кривой
нормального
распределения, показанным на рис. 59, б. При
стабильном технологическом процессе и
хорошем техническом состоянии станка полигон
рассеивания близок к теоретической кривой.
Значения технологической
точности
используют для оценки размерной настройки
оборудования. Величина е = х - хд (рис. 59, а)
является критерием абсолютной точности
настройки станка.
3.
Геометрическая
точность.
Геометрической точностью называется точность
изготовления
машины.
Существуют
стандартные виды испытаний станков на
геометрическую
точность,
при
которых
проверяется точность изготовления отдельных
элементов машины: прямолинейность или
плоскостность (рис. 60, а) направляющих или
поверхностей столов, точность вращения
шпинделей — радиальное (рис. 60, б) и осевое
(рис. 60, в) биение, точность ходового винта и
др., правильность взаимного положения и
движения узлов и элементов машины,
параллельность
(рис.
60,
г,
д)
или
Рис. 60. Основные геометрические погрешности
перпендикулярность
(рис.
60,
е)
основных
машины
направляющих или поверхностей стола и осей
шпинделей, соосность или параллельность (рис. 60, ж)
шпинделей, смещение валов (рис. 60, з) или суппортов
в зазорах опор и направляющих.
Проверку геометрической точности машин
проводят по нормам ГОСТа, которые приводятся в
техническом паспорте на оборудование. Например,
плоскостность проверяют следующим образом. На
проверяемую поверхность (см. рис. 60, а) в
продольном
и
диагональном
направлениях
устанавливают калибровочные плитки или щупы
одинаковой толщины класса точности 2. На них проверочной гранью кладут контрольную линейку класса
точности 3. Просвет между поверхностью и гранью
линейки проверяют щупом. Сравнение наибольшей
погрешности с ее допускаемыми значениями,
Рис. 61. Измерение статической жесткости:
а — схема нагружения; б — характеристика
перемещения консоли шпинделя
23
указанными в техническом паспорте или ГОСТе, позволяет определить класс точности станка.
4.
Жесткость. Жесткостью называется способность машины или ее элементов
оказывать сопротивление деформирующему действию внешних сил. При определении
статической жесткости С проводится нагружение неработающего станка (механизма, узла, детали)
статической силой Fv Н, и измерение перемещения z элемента станка в направлении действия
вектора силы:
Технологическая система станок — приспособление — инструмент — деталь (СПИД)
представляет собой упругую систему, деформации которой под действием сил, возникающих при
обработке, вызывают погрешности обработки. Поэтому придание механизмам машины достаточной жесткости и сохранение ее в процессе эксплуатации машины является гарантией
обеспечения технологической точности.
На рис. 61, а приведена схема измерения статической жесткости шпинделя. Сила
нагружения шпинделя создается парой винт—гайка 5, 6, контролируется по индикатору 7
динамометром ДОСМ-3 8 и передается через шарик 4 и призму 3. При использовании шарика
можно наиболее точно выдержать координату точки приложения силы и поворачивать призму при
нагружении, когда меняется расположение нагружаемых элементов. Перемещение измеряют
индикатором часового типа ИЧ-10 2 с ценой деления 0,01 мм. Индикатор устанавливают на
станине экспериментальной установки на специальной или стандартной стойке. Измерения
проводят при ступенчатом нагружении и разгружении вала 1. Весь цикл измерений повторяется
дважды, а при большом разбросе показаний (более 10 %) — трижды. На каждой ступени для
нагрузки и разгрузки вычисляют среднее арифметическое перемещения и по этим данным строят
характеристику перемещения узла (рис. 61, б).
Нагрузочная и разгрузочная линии образуют петлю гистерезиса, которая определяет
работу, затрачиваемую на трение в стыках. По кривым нагрузки и разгрузки можно построить
усредненную линию, пересечение которой с осью z показывает величину зазора z3. Тогда упругое
перемещение узла z = zтах - z3, а жесткость рассчитывается по формуле
Жесткость серийно выпускаемых машин должна нормироваться техническими условиями
или ГОСТами.
Динамическая жесткость определяется для работающего станка и в значительно большей
степени отражает реальную способность механизма (узла, детали) оказывать сопротивление деформирующему действию внешних сил, возникающих в процессе обработки. При этом силы
могут иметь как статический, так и динамический характер, обусловленный процессом резания и
инерционными нагрузками от неуравновешенных вращающихся масс.
По аналогии с формулой (226) динамическая жесткость Сдин определяется как отношение
действующей нагрузки Fдин к упругому перемещению (виброперемещению) Zдин:
Показатели надежности
Основные понятия и определение теории надежности регламентированы ГОСТ 27.002—83.
Надежность — свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени
значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих
заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения,
транспортировки.
Состояние машины, при котором значения всех параметров, характеризующих способность
выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации, считается работоспособным. Если хотя бы один из этих параметров
не соответствует требованиям документации, наступает событие, заключающееся в нарушении
работоспособного состояния машины, которое называется отказом.
Оборудование может потерять работоспособность в двух случаях: когда его узлы
перестают функционировать или когда оно в процессе работы не обеспечивает требуемые
параметры в заданных пределах (технологическую и геометрическую точность, равномерность
24
перемещений и т.д.). В связи с этим различают отказы элементов и параметрические отказы.
Отказы элементов являются явными и обнаруживаются обычным наблюдением. Это
поломки, пластические деформации и разрушение контактирующих поверхностей, которые
сопровождаются остановкой машины. Они легко обнаруживаются в общем потоке отказов.
Различают внезапные и постепенные отказы элементов.
Внезапные отказы возникают как следствие перегрузок, связанных с неизбежными
случайными колебаниями внешних условий и флуктуациями взаимодействия элементов. Если в
случайном стационарном процессе наблюдается колебание нагрузки R(t) около среднего уровня R,
возможен момент t0, когда она достигнет значения, превосходящего допустимый, предельный
уровень Rn, и тогда произойдет отказ. Этот процесс носит название схемы мгновенных
повреждений.
Постепенные отказы элементов машины происходят в результате накапливания износных,
или усталостных, повреждений. Вследствие потери начальной прочности происходит поломка или
пластическое деформирование детали.
Наиболее типичная для реальных машин схема возникновения отказа — это нарушение
характеристик в результате действия нескольких причин, например нагрузки R(t) стационарного
случайного процесса при уменьшающемся вследствие износа предельно допустимом уровне
нагружения Rn(t).
Параметрические отказы приводят к такому состоянию машины, при котором она не
обеспечивает сохранение в допустимых пределах своих выходных характеристик. При этом
машина продолжает функционировать. Такой отказ простым наблюдением за работой машины
выявить практически невозможно. Для его обнаружения требуются специальные работы по
определению численных значений выходных параметров станка. Если момент появления отказа не
был зафиксирован, дальнейшая эксплуатация неисправного станка может нанести значительный
экономический урон вследствие выпуска некачественной продукции. Поэтому большое значение
имеет информация о границах работоспособности машины и динамике изменения выходных
параметров, которые и являются определяющими при анализе параметрического отказа.
Параметрические отказы носят обычно постепенный характер и подразделяются на отказы по
технологическим и функциональным параметрам.
К технологическим относятся отказы по критериям точности обработки, шероховатости
поверхности, качеству отделки и т.д. Отказ наступает в тот момент, когда численное значение
критерия превышает регламентированную ГОСТом величину.
Появлению технологического отказа предшествует процесс ухудшения параметров
технического состояния станка, и при выходе какого-либо одного или нескольких из них за
предельные значения, регламентируемые ГОСТом и ТУ, наступает отказ по функциональному
параметру.
Надежность — сложное свойство, которое в зависимости от назначения машины и
условий ее применения представляет собой сочетание свойств: безотказности, долговечности,
ремонтопригодности и сохраняемости.
Безотказность — свойство машины непрерывно сохранять работоспособное состояние в
течение некоторого времени или некоторой наработки (продолжительности или объема работы
машины).
Долговечность — свойство машины сохранять работоспособное состояние до наступления
предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность — свойство, характеризующее приспособленность машины к
предупреждению и обнаружению отказов и восстановлению работоспособного состояния путем
проведения технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость — способность объекта сохранять значения показателей безотказности,
долговечности и ремонтопригодности в период и после хранения и (или) транспортирования.
Количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность
объекта, осуществляется с помощью единичных или комплексных показателей надежности. Их
оценку проводят статистическими методами.
Для оценки безотказности чаще всего служит наработка на отказ. Средняя наработка на
отказ Т0 — это среднее арифметическое значение наработок между отказами для совокупности
(выборки) N машин:
25
Другим показателем безотказности является вероятность безотказной работы Р (/), или, как
его часто называют, коэффициент надежности. Он характеризует вероятность того, что в заданном
интервале времени t = Т не возникает отказа машины. Например, если вероятность безотказной
работы машины в течение Т = 1000 ч составляет 0,95, то это означает, что из большого числа
машин данной модели в среднем около 5% машин потеряют свою работоспособность раньше, чем
через 1000 ч работы. Применительно к выпуску одного изделия вероятность безотказной работы
определяет шансы изделия проработать без отказов заданный период времени:
где Т = t2 — t1, п и п0 — число отказов на момент времени t1 и t2 соответственно.
Долговечность оценивают по следующим показателям. Средний ресурс Тр —
математическое ожидание ресурса, или средняя наработка от начала эксплуатации до предельного
состояния. Для большей части деревообрабатывающего оборудования такое состояние
определяется выходом за пределы норм точности, регламентированных ТУ, по основным
проверкам, определяющим технологическую точность:
где N — число станков, поставленных на испытания; Tpj — ресурс j-го станка с начала
эксплуатации до выхода за пределы норм точности.
Средний срок службы Тс есть математическое ожидание срока службы, т. е. наработка от
ввода совокупности машин данного типа в эксплуатацию до окончательного снятия с
эксплуатации (капитального ремонта):
где N — число станков, поставленных на испытания; Tcj — срок службы j-го станка с
начала эксплуатации до первоначального капитального ремонта.
Ремонтопригодность оценивается по среднему времени восстановления работоспособного
состояния Тв — математическому ожиданию времени восстановления работоспособного
состояния машины после отказа:
где TBi — длительность восстановления работоспособного состояния при /-м отказе;
— общее число отказов за время испытаний.
Сохраняемость характеризуется средним сроком сохраняемости Tсх — математическим
ожиданием срока сохраняемости совокупности машин данного типа:
где L — число машин, поставленных на испытания; Tcxi — срок сохраняемости j-й машины.
Комплексные показатели надежности. Показателем, определяющим долговечность
машины с учетом затрат времени, идущих на восстановление ее работоспособности, служит
коэффициент использования КТИ:
где Tраб — математическое ожидание суммарного времени работы машины за некоторый
период эксплуатации;
— математическое ожидание суммарной продолжительности ремонтов и
обслуживания машины за этот же период эксплуатации.
26
Коэффициент КTИ — безразмерная величина (0 < КТИ < 1). Он численно определяет
вероятность того, что в данный произвольно взятый момент времени машина работает, а не
ремонтируется.
Для оценки надежности с учетом непредусмотренных простоев оборудования служит
коэффициент готовности Кг, который численно равен вероятности того, что машина окажется
работоспособной в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение
которых использование машины по назначению не предусматривается:
Показатели технологичности. Эти показатели характеризуют свойства продукции,
обуславливающие оптимальное распределение затрат материалов, средств, труда и времени при
технологической подготовке производства, изготовлении и эксплуатации продукции. К числу
основных показателей этой группы относят показатели трудоемкости, материалоемкости и
себестоимости.
Показатели унификации. Эти показатели характеризуют насыщенность машины
стандартными, унифицированными и оригинальными составными частями, а также уровень
унификации с другими машинами. К ним относят: коэффициент повторяемости, коэффициент
изменяемости и коэффициент унификации.
Патентно-правовые показатели. Группа патентно-правовых показателей подразделяется
на подгруппы показателей патентной защиты и патентной чистоты. Показатели патентной защиты
выражают степень защиты машины авторскими свидетельствами в Российской Федерации и
патентами в странах предполагаемого экспорта или продажи лицензий на отечественные
изобретения.
Показатель патентной чистоты выражает степень воплощения в машине, предназначенной
для реализации только внутри страны, технических решений, не попадающих под действие выданных в России патентов исключительного права, а для машины, предназначенной для
реализации и за рубежом, технических решений, не попадающих также под действие патентов,
выданных в странах предполагаемого экспорта. Он позволяет судить о возможности
беспрепятственной реализации машин в России и за рубежом.
Экологические показатели. Эти показатели характеризуют уровень вредных воздействий
на окружающую среду, возникающих при эксплуатации машин. Для обоснования необходимости
учета этих показателей проводится анализ процессов эксплуатации машины в целях выявления
возможных химических, механических, звуковых, биологических и других воздействий на
окружающую природную среду. К экологическим показателям относятся: содержание вредных
примесей или пыли, выбрасываемых в окружающую среду; вероятность вредного излучения в
окружающую атмосферу и т. д.
При выборе экологических показателей надо исходить из стандартов, рекомендаций,
правил международных организаций, занимающихся вопросами охраны природы, системой
государственных стандартов в области охраны природы и др.
Показатели безопасности. Эти показатели характеризуют особенности машины,
обуславливающие при ее эксплуатации или потреблении безопасность обслуживающего
персонала. Помимо этого показатели безопасности должны отражать требования, обуславливающие меры и средства защиты человека в условиях аварийной ситуации, не санкционированной и
не предусмотренной правилами эксплуатации, в зоне возможной опасности. Примерами показателей безопасности могут служить: вероятность безопасной работы человека в течение
определенного времени; время срабатывания защитных устройств; сопротивление изоляции
токоведущих частей, с которыми возможно соприкосновение человека; наличие блокирующих
устройств или аварийной сигнализации и т.д.
При выборе показателей безопасности необходимо руководствоваться системой
государственных стандартов по безопасности труда; правилами и нормами по технике
безопасности,
пожарной
безопасности,
производственной
санитарии;
стандартами,
рекомендациями, правилами СЭВ, ИСО и др.
Экономические показатели. Эти показатели представляют собой особую группу
показателей, характеризующих затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию машины.
27
Себестоимость изготовления продукции. Этот показатель используется для оценки
эффективности внедрения нового оборудования. Когда при применении новой машины меняется
стоимость материалов, составляют расчет общей стоимости изделия, т.е. суммируют затраты по
следующим элементам: материал основной и вспомогательный,
заработная плата с начислениями, электроэнергия и сжатый воздух, эксплуатация
режущего инструмента и приспособлений и т.д.
Если общезаводские затраты до и после внедрения машины не меняются, то достаточно
рассчитать цеховую себестоимость изделия. Когда применение новой машины не влияет на
стоимость материалов, можно ограничиться сопоставлением себестоимости ее обработки.
Себестоимость обработки (С0) может быть определена через ее трудоемкость q и стоимость
единицы трудоемкости С в которую включены все виды эксплуатационных затрат:
Эффективность окупаемости капитальных затрат. Этот показатель определяется
временем t, лет, по истечении которого дополнительные капитальные затраты Кдоп на новую
машину окупаются уменьшением эксплуатационных расходов Сэ на каждое изделие:
где Сэ — разница себестоимости С2 нового и С[ старого изделия, Сэ = С, — С2; /д —
годовой действительный фонд времени работы машины, ч; — часовая фактическая
производительность машины.
Этот показатель не должен превышать 3... 4 лет с момента начала эксплуатации нового
оборудования.
При выборе новой машины часто приходится сравнивать экономическую эффективность
нескольких вариантов машин. В этих случаях удобно пользоваться формулами, по которым
лучший вариант будет определяться наименьшей суммой приведенных затрат:
где Кi — капитальные вложения по каждому варианту; Т0 — отраслевой нормативный срок
окупаемости; Сi — себестоимость продукции за год по тому же варианту; Е — коэффициент
сравнительной эффективности, безразмерная величина, обратная числу лет окупаемости
капитальных вложений.
Рентабельностью называют показатель, определяющий степень прибыльности
предприятия.
Рентабельность производства, %, определяется по формуле
где Пв — прибыль по валовому выпуску; Св — себестоимость по валовому выпуску.
Прибыль на единицу изделия:
где Ц — отпускная цена; С — себестоимость одного изделия.
Контрольные вопросы и задания
1.
2.
3.
4.
Дайте определение понятия «технический уровень».
Перечислите показатели технического уровня оборудования.
Как определяется технологическая точность станка?
Какие параметры характеризуют поле рассеивания размеров обработанной партии
деталей?
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
В чем заключается оценка точности станка?
Как определить, правильно ли настроен станок?
Что такое технологическая точность, от чего она зависит и на что влияет?
Как определяют плоскостность рабочих столов?
Что такое геометрическая точность и каким способом она определяется?
Что такое статическая жесткость, от чего она зависит и на что влияет?
Что такое динамическая жесткость и в чем ее отличие от статической жесткости?
28
Дайте определение производительности машины.
13.
Дайте определение понятия «надежность».
14.
Перечислите свойства надежности и их показатели.
15.
Что такое отказ оборудования и чем он отличается от повреждения или
неисправности?
16.
Приведите классификацию отказов — параметрического и элементов.
17.
Как определить себестоимость обработки?
12.
Линия модели МОБ 2 для обработки брусков
Описание линии
На рис. 3.1 представлена автоматическая линия обработки брусковых деталей МОБ-2.
Линия предназначена для обработки брусковых деталей изделий из древесины – строгания и
формирования рамных шипов и проушин. В ней установлены фуговально-фрезерный агрегат и
двусторонний шипорезный станок облегченного типа, выполненный на базе агрегатных силовых
головок.
Рис. 3.1. Схема линии МОБ-2 для обработки брусков:
1 – автоподатчик; 2 – фуговально-фрезерный агрегат;
3 – двусторонний шипорезный станок; 4 – укладчик;
5 – приемный роликовый конвейер
Использование фуговально-фрезерного агрегата позволяет получить за один проход строго
прямолинейные детали с достаточно высокой точностью размеров по сечению. Для обеспечения
непрерывного базирования детали в процессе её обработки установлен стол, длина которого
больше длины обрабатываемых деталей. Это позволяет исключить перемещения криволинейных
деталей в вертикальной плоскости при их обработке.
Создание базовых поверхностей по пласти и кромке заготовок достигается использованием
трех базоформирующих головок первой секции агрегата:
 нижней горизонтальной – для обработки базовых ленточек на нижней пласти заготовки;
 вертикально-фрезерной – для фрезерования кромки;
 второй горизонтальной – для окончательной обработки нижней пласти.
Во второй секции агрегата установлены правая и левая вертикальные фрезерные головки,
предназначенные для окончательной обработки кромок. На третьей секции смонтирована верхняя
горизонтальная головка, обрабатывающая верхнюю поверхность детали.
Механизм подачи 1 (рис. 3.1) с рассредоточенным тяговым усилием представляет собой
автоподатчик с 14-ю роликами. Вращение роликов производится от гидропривода. В линии
использован фуговально-фрезерный агрегат 2. Двусторонний шипорезный станок 3 имеет
штанговый механизм подачи, который периодически подает детали, набранные в ковер, сначала
на торцовочные пилы, а затем на фрезерные головки. Формирование шипа выполняется набором
фрезерных головок на вертикальном шпинделе электродвигателя.
Окончательно обработанные заготовки сталкиваются на роликовый конвейер подъемной
29
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.
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.
Основные данные линии МОБ 2
Размеры обрабатываемых брусков, мм:
по длине
500-2300
по ширине
30-120
по толщине
20-80
Скорость подачи брусков бесступенчатая, м/мин:
на фуговально-фрезерном станке 6-32
на шипорезном станке
7-16
Кол-во фрезерных суппортов на фуговально-фрезерном станке
6
Диаметры фрез на фуговально-фрезерном станке, мм:
нижней базоформирующей
180
вертикальной базоформирующей 125
фуговальной
140
левой вертикальной
125
правой вертикальной
125
верхней горизонтальной
140
Частота вращения фрез, об/мин
6000
Количество суппортов на шипорезном станке8
Диаметр пил, мм
400
Частота вращения пил, об/мин
3000
Диаметры фрез шипорезного станка, мм:
- проушечных
320
- шипорезных
236
Ширина ковра брусков (закладки), обрабатываемого
на шипорезном станке, мм
до 720
Расход воздуха в эксгаустерной сети, м3/с 7,45
Суммарная установленная мощность, кВт 62,2
Габаритные размеры линии (длина х ширина х высота) 14835x4570 х 1700
Масса, кг
18500
Число обслуживающих, чел.
1
Расчет производительности линии МОБ 2
Производительность линии может лимитироваться либо производительностью фуговальнофрезерного, либо шипорезного станка. Поэтому необходимо рассчитать производительность
каждого станка и для последующих расчетов потребного количества линий принять наименьшую
из них.
Формула для расчета производительности фуговально-фрезерного станка
П1 = 60 * u1 * η/l
где u – скорость подачи брусков, м/мин (расчет см. ниже);
η – коэффициент использования фонда времени линии (см. табл.3.1);
l – длина бруска, м.
Скорость подачи на фуговально-фрезерном станке рассчитывается из требования
получения на обработанной поверхности заданной величины параметра шероховатости – глубины
кинематической волны he = Rz.
Расчет скорости подачи выполняют в такой последовательности:
а)
рассчитывают длину кинематической волны по формуле
30
где D – диаметр той фрезы, которая заканчивает формирование поверхности обработки, мм;
hb – глубина кинематической волны, мм.
Глубина волны принимается в зависимости от назначения поверхности. Например, если
поверхность бруска предназначается для последующей отделки, то hb = 0,01 ÷ 0,02 мм, для
облицовывания – hb = 0,02 ÷ 0,03 мм, для склеивания – hb = 0,03 ÷ 0,05 мм;
б)
рассчитывают скорость подачи по формуле
где lb – длина волны, мм;
п – частота вращения фрезы, об/мин; ;
z – число ножей в фрезе. Для расчета принимается z = 1.
Рассмотрим пример расчета скорости подачи фуговально-фрезерного станка для получения
на поверхности глубины волны hb = 0,03 мм.
Решение.
Формула для расчета производительности шипорезного станка
где иz – скорость подачи закладки заготовок, м/мин.
Расчетная скорость подачи зависит от большого числа факторов. Рабочая скорость подачи
принимается при формировании шипов ия = 7 – 8 м/мин, при торцевании брусков без формирования шипов иг = 10 – 12 м/мин;
η – коэффициент использования фонда времени линии (см. табл. 3.1);
В – ширина ковра заготовок (ширина закладки), мм. Конструктивная ширина ковра
заготовок до 720 мм, рабочая – 500-600 мм;
L – ход ковра заготовок, равный 1700 мм;
b – ширина бруска, мм.
Примеры расчета часовой производительности линии для двух случаев.
Первый случай.
Обрабатываются бруски размером 500х100х50 мм; у брусков формируются шипы.
Скорость подачи на фуговально-фрезерном станке U1 = 23 м/мин. Скорость подачи на шипорезном
станке U2 = 7 м/мин. Ширина закладки брусков В = 600 мм.
Решение.
Рассчитаем производительность фуговально-фрезерного станка по формуле
Рассчитаем производительность шипорезного станка по формуле
Для последующего расчета потребного количества линий принимаем производительность
линии, равной производительности шипорезного станка П = П2 = 1141 шт/ч.
Второй случай.
Обрабатываются бруски размером 2000х50х50 мм. Концы брусков только торцуются.
Скорость подачи на фуговально-фрезерном станке U1 = 23 м/мин. Скорость подачи на шипорезном
станке U2 = 10 м/мин. Ширина закладки брусков В = 600 мм.
Решение.
Для последующего расчета потребного количества линий принимаем производительность
31
линии равной производительности фуговально-фрезерного станка П = П1 = 525 шт/ч .
1.1.1. Линия модели МРП-1 для раскроя плитных и листовых материалов
Описание линии
Линия предназначена для раскроя плитных и листовых материалов на заготовки.
На рис. 3.2 показана схема линии раскроя листовых и плитных материалов МРП. Весь
процесс раскроя материала, включая его загрузку и укладку заготовок после раскроя в пакеты,
происходит на линии автоматически. Программное управление может быстро изменить схему
раскроя.
Подача материала к линии осуществляется с помощью напольного конвейера. Линия
состоит из подъемного стола, каретки для сталкивания пакета плит из стопы на стол станка
ЦТМФ, многопильного станка модели ЦТМФ, конвейера – укладчика, сталкивателя и подъемного
стола. В свою очередь конструкция станка ЦТМФ включает устройство подачи пакета для раскроя
на полосы, подвижного пильного суппорта, каретки для подачи полос на поперечный раскрой,
десяти пильных суппортов.
Раскрой осуществляется одной продольной и десятью поперечными пилами. На этой линии
можно вести раскрой по пяти программам. Станок ЦТМФ, входящий в линию, имеет высоту
пропила 60 мм, и в зависимости от толщины
раскраиваемого материала количество плит в
закладке меняется.
Раскрой выполняется сначала одной
пилой вдоль плиты на полосы (продольный рез),
а затем каждая полоса индивидуально
раскраивается поперек на заготовки набором
пил (поперечные резы). Продольные резы
выполняются поочередно, а поперечные –
одновременно.
На линии в автоматическом режиме
выполняются следующие операции:
сталкивание пакета плит из стопы и
подача пакета на продольный раскрой;
продольный рез с возвратом пильного
суппорта в исходное положение;
укладка отрезанной полосы на каретке;
перемещение каретки для поперечного
Рис. 3.2. Схема автоматической линии раскроя
раскроя полос;
плит МРП-1: 1 – напольный конвейер;
передача заготовок на приемный стол и
2 – подъемный стол; 3 – каретка; 4 – станок
ЦТМФ; 5 – конвейер-укладчик; 6 – сталкиватель; 7
на рольганг;
– подъемный стол
возврат каретки в исходное положение;
передача заготовок на разгрузчик и
укладка заготовок в стопы.
Для повышения качества раскроя и увеличения производительности линии перед раскроем
пакет, состоящий из нескольких плит, автоматически выравнивается, базируется на каретках.
Скорость движения пильного суппорта для продольного реза и каретки для поперечного реза
снижается перед началом и окончанием пиления. Возвратные (холостые) ходы механизмов
выполняются на повышенных скоростях. Все переместительные, базирующие и технологические
операции выполняются параллельно, то есть совмещаются во времени. Наибольшее время,
обусловливающее производительность линии, затрачивается на продольный рез и возврат
пильного суппорта в исходное положение.
Принцип работы линии заключается в следующем. Стопа плит высотой до 800 мм
устанавливается на напольный конвейер 1, с помощью которого перемещается на платформу
подъемного стола 2. Каретка 3 многопильного станка ЦТМФ 4, перемещаясь над стопой, своими
упорами сталкивает одновременно несколько плит на стол станка, где производится их
32
базирование и фиксация зажимами каретки. В зажатом состоянии пакет перемещается кареткой в
станок 4 на позицию продольного раскроя.
После остановки каретки включается прижим, приводы вращения, подъема и подачи
продольного пильного суппорта. По окончании распиливания полоса остается на
поддерживающих кронштейнах. Прижим поднимается, включая подъем направляющих, и стол
снимает с поддерживающих кронштейнов отрезанную продольную полосу материала.
В начале движения стола поднимаются секционные упоры и базируется материал.
Одновременно включаются и опускаются поперечные пильные суппорты. После того как стол
переместится в крайнее заднее положение, поперечные пилы поднимаются, стол опускается,
оставляя раскроенные полосы на штангах, и возвращается в исходное положение.
Последующим ходом стола раскроенная полоса переталкивается на приемный роликовый
конвейер 5 укладчика и передается на роликовый конвейер сталкивателя 6. Отсюда стрелой
сталкивателя раскроенный материал сдвигается на подъемный стол 7 до упорной базирующей
линейки. Доталкиватели и стрела выравнивают пакет в продольном и поперечном направлениях.
После этого подъемный стол опускается на шаг равный толщине уложенного пакета.
Раскроенные заготовки в зависимости от транспортабельности пакета складируются в
стопы высотой до 1000 мм. Наличие двух подъемных столов позволяет укладывать раскроенные
заготовки в две разные стопы, но при этом в каждой стопе складируются заготовки одинаковых
размеров по ширине и длине. Раскроенные заготовки автоматически подаются в соответствии с их
размерами на тот или другой подъемный стол с помощью программного устройства укладчика.
С подъемных столов уложенный материал поступает на внутрицеховые конвейеры, на
которых стопы раскроенных заготовок разделяются на отдельные стопы. Разделение стоп
происходит в результате более высокой скорости цеховых конвейеров по сравнению со скоростью
подачи подъемных столов. Для того чтобы можно было подобрать необходимую разность
скоростей, приводные ролики платформы подъемных столов имеют бесступенчатое
регулирование частоты вращения.
Линия МРП-1 может работать как в автоматическом, так и в полуавтоматическом
режиме. При работе линии в полуавтоматическом режиме раскроенный материал можно
укладывать вручную. В этом случае каждую поступающую из станка полосу материала вручную
снимают с остановленного приемного конвейера укладчика или с него вручную удаляют крупные
деловые отходы. После этого оператор включает приемный конвейер укладчика. Оставшаяся
часть материала или последующие полосы раскроенного материала, не требующие вмешательства
оператора, переходят на сталкиватель, где процесс передачи и укладки осуществляется
автоматически. Снятые вручную заготовки укладываются на траверсную тележку или другое
транспортное внутрицеховое устройство.
Основные данные линии МРП-1
Наибольшие размеры раскраиваемых плит, мм:
по длине
3750
по ширине
1850
Наибольшая толщина пакета, мм60 Наибольшая высота стопы (штабеля) плит и заготовок для загрузки и
разгрузки линии, мм
800
Наибольшая ширина полосы при продольном раскрое, мм 1300
Наименьшая ширина полосы (заготовки) при продольном расходе, мм
220
Максимальное количество продольных полос в одной карте без учета полоски (отхода), получаемой при
чистовой обрезке кромки, шт.
7
Наименьший размер заготовки при поперечном раскрое полос, мм 245
Точность раскроя заготовок, мм
±2
Минимальные размеры заготовок при автоматической укладке в стопу, мм:
по длине
500
по ширине
300
по толщине
10
Количество пильных суппортов для продольного раскроя плит
1
Количество пильных суппортов для поперечного раскроя полос
10 Диаметр пилы,
мм:
для продольного раскроя
400
33
для поперечного раскроя
320
Давление воздуха в пневмосети, МПа
0,6
Расход сжатого воздуха, м3/ч
9
Количество опилок, удаляемых пневмотранспортом, кг/ч:
от пилы для продольного раскроя
96
от каждой пилы для поперечного раскроя 12
Скорость воздуха в приемных патрубках, м/с
30
Расход воздуха для удаления опилок, м3/ч :
от пилы для продольного раскроя
3600
от каждой пилы для поперечного раскроя 860
Мощность привода пил, кВт:
для продольного раскроя
13
для поперечного раскроя
по 7,5
Суммарная установленная мощность, кВт
115
Габаритные размеры линии (длина х ширина х высота),мм 13840x12130x2880
Масса, кг
32000
Число обслуживающих при автоматической укладке заготовок
2
Линия модели МКШ-1 для калибрования щитов по толщине
Описание линии
На рис.3.3 представлена линия МКШ-1, которая предназначена для одновременного
двустороннего калибрования и шлифования заготовок щитовых элементов из древесностружечных плит перед их облицовыванием. В состав линии входят загрузчик заготовок, два
двухсторонних калибровальношлифовальных станка модели МКШ1-01, щеточные устройства для
очистки пластей щитов от пыли и укладчик щитов.
Стопа заготовок 1 подается на загрузочный стол питателя, откуда верхняя заготовка
упорами питателя 2 сталкивается на распределительный конвейер, очищается от пыли в щеточном
устройстве 3 и подается в первый калибровально-шлифовальный станок 4, где производится ее
калибрование с двух сторон. Затем промежуточным конвейером 5 заготовка подается во второй
калибровально-шлифовальный станок 4, где производится ее двустороннее шлифование с
предварительной очисткой от пыли. Затем заготовка поступает на разгрузочный стол укладчика 6,
где происходит формирование стопы 7.
Рис. 3.3. Линия калибрования древесностружечных плит:
1 – стопа заготовок; 2 – загрузчик автоматический с подъемной платформой; 3 – щеточное
устройство; 4 – двусторонний широколенточный калибровально-шлифовальный станок модели
МКШ1-01; 5 – промежуточный конвейер; 6 – укладчик автоматический с подъемной платформой;
7 – стопа щитов
34
Загрузчик и разгрузчик
линии магазинные,
двухлифтовые, с поперечными
сталкивателями щитов. Когда на одном лифте (на подъемной платформе-рольганге) заготовки
использованы, происходит автоматическое переключение загрузки линии из стопы заготовок,
установленной на другом лифте. Щиты на линию подаются с межторцовым разрывом около 0,2 м.
Загрузчик подает в линию по одному щиту независимо от его размера с минимальным тактом 8 с.
Для калибрования ДСтП в качестве режущего инструмента применяются шкурка
шлифовальная тканевая по ГОСТ 5009-82 и бумажная по ГОСТ 6456-82. Калибруются заготовки
двухразовым шлифованием одновременно с двух сторон. Для первого шлифования применяется
шлифовальная шкурка № 80...50, для второго – №25... 16. Скорость движения шлифовальной
ленты 20-25 м/с, скорость подачи 10-15 м/мин.
от пыли. Затем заготовка поступает на разгрузочный стол укладчика 6,
где происходит формирование стопы 7.
Основные данные линии МКШ-1
Размеры обрабатываемых заготовок, мм:
по длине
по ширине
по толщине
500-2000
250-950
5-50
Наибольшая масса стопы (штабеля) заготовок, кг
Минимальный такт подачи заготовок, с
Скорость подачи заготовок (регулирование
бесступенчатое), м/мин
Количество шлифовальных лент, шт.
Размеры шлифовальной ленты, мм:
ширина
длина
Скорость шлифовальной ленты, м/с
Число осцилляций ленты в минуту
Ход осцилляций ленты, мм
Разнотолщинность щитов после обработки, мм
Шероховатость поверхности после обработки
Давление воздуха в пневмосети, МПа
Расход сжатого воздуха, м3/ч
Наибольшая масса пыли, выделяемой при
шлифовании, кг/ч
Расход воздуха для пневмотранспорта
шлифовальной пыли, м3/ч
Общая установленная мощность, кВт
Габаритные размеры линии (длинах ширинах
высота), мм
Масса, кг
Число операторов, чел.
1600
8
6-24
4
750 – 1000
2600
25
35
20
+ 0,15
Rz =100 мкм
0,5
90
980
64000
244
13730x4760x2550
24500
2
Линия МФП-1 для облицовывания пластей щитов
(комплекс оборудования модели АКДА 4938-1)
Описание линии
Линия облицовывания пластей мебельных щитов МФП-1 предназначена для двустороннего
облицовывания пластей щитовых элементов как шпоном, так и другими листовыми материалами
(рис. 3.4).
Щиты, подлежащие облицовыванию, цеховым вилочным погрузчиком подаются на
рольганг питателя загрузчика. Загрузчик линии 1 магазинный, лифтовый со сталкивателем щитов.
35
Щиты сталкиваются в направлении подачи линии. Далее толкатели механизма загрузки загружают
щит в клеевые вальцы модели КВ-18. Клеенаносящий вальцовый станок 2 наносит синтетический
клей горячего отверждения на обе пласти щита. Изменение расхода клея регулируется
дозирующими вальцами, для двустороннего нанесения.
Рис. 3.4. Линия для облицовывания пластей щитов:
1 – загрузчик щитов; 2 – клеенаносящий вальцовый станок; 3 – конвейер дисковый; 4 – формирующий
транспортер; 5 – этажерка для облицовок; 6 – пресс однопролетный; 7 – конвейер разгрузочный;
8 – автоукладчик щитов
Щит с нанесенным на обе его пласти клеем поступает на дисковый конвейер 3. Дисковый
конвейер подает щит к формирующему транспортеру 4, который является одновременно
накопителем заготовок. Формирующий транспортер – ленточный, служит для сборки пакетов.
Пакеты, состоящие из щитов и облицовок, собирают на ленте конвейера двое рабочих вручную.
После сборки пакета рабочие включают движение ленты фортранспортера и, таким образом,
освобождают место для сборки следующего пакета. Над сборочным конвейером располагаются
две этажерки для облицовок 5.
После формирования набора пакетов каретка со щитами въезжает в однопролетный пресс 6,
выталкивая передней планкой облицованные щиты на конвейер выгрузки. При выходе каретки из
пресса лента конвейера приводится в движение в направлении, обратном движению каретки, а
собранные пакеты поочередно сползают на плиту прессового устройства. Далее происходит
смыкание плит пресса и выдержка пакетов под давлением. После снятия давления облицованные
щиты выгружаются на конвейер разгрузочный 7. Конвейер разгрузочный также ленточный. В
конце конвейера над лентой установлены ролики, которыми облицованный щит прижимается к
ленте и передается на подъемную платформу автоукладчика щитов 8.
Линия обеспечивает облицовывание щитов длиной от 350 до 2030 мм, шириной от 220 до
870 мм и толщиной от 4 до 50 мм. Пресс (модель ДА 4938) гидравлический, одноэтажный с
паровым обогревом плит. Размеры плит пресса 3300 X 1800 мм, температура плит пресса 140°С;
габаритные размеры пресса 19500 X 5430 X 2480 мм.
Линия обслуживается тремя рабочими.
Основные данные линии МФП-1 (комплекс АКДА 4938-1)
Размеры облицовываемых щитов, мм:
в направлении подачи линии
350-1600
в направлении перпендикулярном к подаче линии
220-1700
по толщине 10-50
Наибольшая высота стопы щитов на платформе загрузчика и разгрузчика, мм
Грузоподъемность загрузчика и разгрузчика, кг
1300
Скорость прохождения щитов через клеенаносящий станок, м/мин 30
Скорость подачи пакетов на сборочном конвейере, м/мин:
при сборке пакетов
18
36
1000
при загрузке пакетов в пресс 36
Усилие пресса, тонн
630
Количество этажей (пролетов) в прессе
1
Размер плит пресса (длина х ширина), мм
300 х 1800
Температура плит пресса, °С
130-140
Высота просвета между плитами, мм
100
Скорость смыкания плит пресса, мм/с
90
Скорость размыкания плит пресса, мм/с
40
Время от момента окончания загрузки пакетов в пролет пресса до дачи
давления на пакеты, с
18
Скорость подача щитов на разгрузочном конвейере, м/мин:
при выгрузке щитов из пресса 36
при укладке щитов в стопу
18
Суммарная установленная мощность, кВт
32,35
Габаритные размеры линии (длинах ширинах высота), мм 7700х 6000 х 2650
Масса, кг
37700
Число обслуживающих, чел.
3
Линия модели МФК 2 для обработки и облицовывания кромок
щитов
Описание линии
Линия предназначена для обработки кромок прямоугольных щитов и их облицовывания
рулонным кромочным материалом или шпоном строганым с использованием клея-расплава (рис.
3.5). Последовательность операций и их состав определены подрисуночными надписями.
Линия состоит из двух участков, соединенных поворотным устройством, осуществляющим
поворот щитов на 90° в горизонтальной плоскости. На первом участке обрабатываются и
облицовываются продольные кромки щитов. На втором участке обрабатываются и
облицовываются поперечные кромки щитов. Первый участок линии включает загрузчик заготовок
и комбинированный станок. Второй участок включает буферный накопитель, комбинированный
станок, поворотное устройство и
разгрузчик щитов.
Загрузчик
и
разгрузчик
линии магазинный, двухлифтовый с
поперечными
маятниковыми
перекладчиками и вакуумными
присосками. Длина подъемной
платформы лифта и вакуумных
присосок около 2500 мм. Стопа
(штабели) щитов длиной до 1000
мм размещаются на подъемных
платформах по две стопы в ряд с
межторцовым разрывом. В этих
случаях в линию одновременно
подаются по два щита. Стопы
Рис. 3.5. Технологическая схема двусторонней обработки
щитов длиной свыше 1000 мм
кромок щита в линии МФК-3:
размещаются
на
подъемных
1 – прорезка облицовки нижней пласти; 2 – форматная обрезка
платформах
в
один
ряд.
(опиливание кромки); 3 – выборка четверти или паза (только
В комбинированных станках
справа по подаче, на первом станке линии); 4 – нанесение клеяпо
ходу
подачи с двух сторон
расплава на кромку щита; 5 – прикатывание (напрессовывание)
расположены пильные и фрезерные
полосы облицовочного материала; 6 – снятие (опиливание)
продольных свесов (на первом станке линии не производится)
суппорты,
вертикальные
пилами на суппорте сопровождения; 7 – снятие (фрезерование)
клеенаносящие вальцы, загрузчики
продольных свесов; 8 – снятие (фрезерование) фаски;
37
9 – шлифование кромки (только при облицовывании
натуральным шпоном); 10 – копирующие ролики
облицовочной ленты, ролики прижимные, устройства для снятия свесов облицовки по длине и
высоте, шлифовальные головки и устройства для снятия фасок на рёбрах кромок. Особенностью
форматной обработка щитов на комбинированных станках является то, что опиливание каждой
кромки щита производится последовательно двумя пилами: подрезной и отрезной. Диски пил
располагаются в одной плоскости. Подрезная пила пропиливает паз глубиной 2-3 мм, отрезная –
завершает пропил. Пилы вращаются в разные стороны, при этом силы резания прижимают шпон к
основе щита, исключая отслаивание и разрушение кромок шпона.
В комбинированных станках подача щитов осуществляется цепными конвейерами. В
комбинированном станке первого участка для обработки продольных кромок используется цепной
конвейер без упоров; в комбинированном станке второго участка для обработки поперечных
кромок – цепной конвейер с упорами которыми щиты базируются и подаются на обработку. Шаг
между упорами равен 1000 мм. В комбинированных станках щиты должны подаваться с
межторцовыми разрывами. Межторцовые разрывы необходимы для нормальной работы устройств
для снятия (опиливания) свесов по длине облицовки во время движения щитов и поворотного
устройства. Минимальная величина межторцового разрыва обуславливается максимальным
циклом работы этих устройств.
На линии в автоматическом режиме выполняются следующие операции:
загрузка щитов в линию;
опиливание и фрезерование продольных кромок;
нанесение на кромки клея-расплава;
подача полос облицовки и их прижим к кромкам щита;
снятие свесов по длине и высоте облицовки;
шлифование облицовки;
снятие фасок на ребрах кромок;
поворот щита на 90°;
опиливание и фрезерование поперечных кромок;
Далее операции повторяются, как для случая обработки и облицовывания продольных
кромок.
После снятия фасок на поперечных кромках щит снова поворачивается на 90° и поступает к
укладчику, где укладывается в стопу.
При использовании для облицовывания кромок натурального шпона его поверхность
шлифуется установленными на линии шлифовальными головками.
Переналадка станков для обрезки и облицовывания кромок при изменении размеров щита
заключается в перемещении передвижной траверсы станка, на которой расположены все обрабатывающие одну кромку устройства.
Основные данные линии МФК 2
Размеры обрабатываемых щитов, мм:
по длине
350-2000
по ширине
270-850
по толщине
8-36
Наибольшая высота стопы щитов на разгрузчике и загрузчике, мм 1000
Наибольшая масса стопы щитов, кг
1300
Толщина облицовки, мм
0,3-1,3
Величина снимаемого припуска (свесов) по ширине (высоте) облицовки, мм
4
Диаметры рулона облицовки, мм:
внутренний
200
наружный
600
Скорость подачи щитов (регулирование бесступенчатое), м/мин
12-36
Минимальный такт работы загрузчика и разгрузчика, с4
Давление воздуха в пневмосети, МПа
0,6
Расход сжатого воздуха, м3/ ч
40
Суммарная мощность, кВт
135
Габаритные размеры линии (длинах ширинах высота), мм
41520 х 7200 х 2200
38
Число операторов, чел.
4
Станок модели МОК 3 для одностороннего облицовывания кромок щитов
Описание станка
Станок предназначен для одностороннего облицовывания прямолинейных кромок щитов
синтетическим шпоном (кромочным пластиком) с использованием клея-расплава.
Станок состоит из следующих типовых агрегатов: конвейера, подающего щиты;
прижимной верхней траверсы; поддерживающего устройства; бачка для клея-расплава с
клеенаносящим роликом; механизма подачи облицовочного материала; механизма прижимных
роликов; агрегата для снятия свесов облицовочного материала по длине; агрегата для снятия
свесов облицовочного материала по толщине; агрегата для смягчения граней (снятия фасок).
Принцип работы МОК-3 заключается в следующем. Станочник из стопы перекладывает
деталь на конвейер подачи, прижимая его облицовываемой кромкой к направляющей линейке.
Щиты в станок подаются с межторцовым разрывом. Межторцовые разрывы необходимы для
нормальной работы устройства для снятия (опиливания) свесов по длине облицовки во время
движения щитов. В практике это устройство называют "догонялкой”. Минимальная величина
межторцового разрыва обусловливается минимальным циклом работы “догонялки", равным 0,021
мин.
При дальнейшем перемещении щит прижимается верхней прижимной траверсой. На
кромку щита роликом наносится клей-расплав. Затем к кромке щита прижимными роликами
прижимается облицовочный материал. Обработка щита заканчивается снятием свесов
облицовочного материала по длине и толщине и смягчением граней (если это необходимо). Щиты
вручную укладываются на подстопное место.
Технологический режим облицовывания кромок щитов с применением клея-расплава
КРУС
Нанесение клея-расплава
на щитовой элемент
Температура, °С:
для обогрева клеевой ванны
150 - 190
на валике
40 - 70
Расход клея-расплава, г/м2, не более, при нанесении на плиту:
столярную
140
древесностружечную
260
Термостабильность клея при 160 – 180 °С не менее 5 ч
Основные данные станка МОК 3
Размеры щитов в мм:
в направлении подачи200-2000
в перпендикулярном направлении к подаче
100-2000
по толщине
8-25
Толщина облицовки, мм
0,3-1,0
Величина опиливаемого припуска (свесов) по ширине (высоте) облицовки, мм
Диаметры рулона облицовки, мм:
внутренний не менее
35
наружный до
500
Скорость подачи щитов (регулирование бесступенчатое), м/мин
12-36
Диаметр инструментов для снятия свесов, мм:
фрезы
70
пилы
160
Частота вращения пильных и фрезерных головок, об/мин.
12000
Давление воздуха в пневмосети, МПа
0,6
Расход сжатого воздуха, м3/ч
0,3
Расход воздуха для пневмотранспорта отходов, м3/ч 1300
39
4
Суммарная мощность, кВт
15
Габаритные размеры станка (длинах ширина х высота), мм 7000 х 2500 х 1350
Масса станка, кг
3600
Число обслуживающих, чел. (зависит от размеров щитов)
2- 4
Линия модели МШП 3 для шлифования пластей щитов
Описание линии
Линия предназначена для шлифования пластей щитов, облицованных натуральным
шпоном.
Линия спроектирована на базе шлифовальных двухленточных станков с протяженным
утюжком и конвейерной подачей ШлПС-9 и ШлПС-10. Станки предназначены для чистового
шлифования пластей мебельных щитов, облицованных строганым и лущеным шпоном. Основное
преимущество станков в том, что они встраиваются в линию и, таким образом, двухразовое
шлифование одной стороны осуществляется за один проход четырьмя шлифовальными лентами с
Рис. 3.6. Линия для шлифования пластей щитов:
1 – ленточный конвейер шлифовального станка; 2 — щитовые детали; 3 и 7 – шлифовальный
станок; 4 – конвейер роликовый; 5 – поворотное устройство для поворота в горизонтальной
плоскости на 90°; 4 и 6 – рольганг приводной; 5 – сталкиватель щитов; 8 – конвейер роликовый
напольный; 9 – стопа щитов
высоким качеством. На рис. 3.6 представлена линия МШП-3, скомпонованная на базе этих
станков.
Загрузка и разгрузка линии щитами выполняется вручную. Щиты подаются в линию с
межторцовым разрывом, который необходим для нормальной работы прижимных механизмов
шлифовальных станков и поворотного устройства. К щитам, поступающим на линию,
предъявляются следующие требования: коробление не более 1,5 мм на 1000 мм;
разнотолщинность не более 0,6 мм, шероховатость поверхности RZmax не более 200 мкм.
Линия МШП-3 работает следующим образом. Щитовые детали 2 из штабеля перемещаются
на ленточный конвейер 1 шлифовального станка 3, на котором шлифование производится поперек
щита. Шлифовальные станки проходного типа с конвейерной подачей имеют две узкие
шлифовальные ленты, расположенные перпендикулярно направлению подачи щитов.
Шлифовальные ленты прижимаются к верхней пласти щита утюжками, длина которых должна
быть больше размера щита. Затем щит с роликового конвейера 4 посредством устройства для
разворота 5 разворачивается в горизонтальной плоскости на 90° и двумя конвейерами 4 и 6
подается в другой шлифовальный станок 7, на котором пласть шлифуется в другом (вдоль щита)
направлении. Таким образом, на линии за один проход происходит перекрестное, четырехразовое
шлифование верхней поверхности щита шлифовальными шкурками разной зернистости (см. табл.
3.2). Щитовые детали укладываются в стопу 9 и напольным роликовым конвейером 8
перемещаются на другой участок.
40
Таблица 3.2. Режимы шлифования на линии МШП 3
Шлифуемый
Шлифовальные ленты
2
3
Зернистость шкурки
16-12
12-10
10-8
1
Шпон натуральный
4
8
Скорость
резания,
м/с
25
Скорость
подачи,
м/мин
12-14
Основные данные линии МШП 3
Размеры обрабатываемых щитов, мм:
по длине
400-2000
по ширине
400-900
по толщине
10-40
Скорость подачи (регулирование бесступенчатое), м/мин
6-24
Количество шлифовальных лент, шт.
4
Ширина шлифовальной ленты, мм
160
Длина шлифовальной ленты, мм:
для станка ШЛПС-10
6900
для станка ШЛПС-9
7100
Давление воздуха в пневмосети, МПа
0,5
Расход сжатого воздуха, м3/мин
0,4
Расход воздуха на пневмотранспорт шлифовальной пыли, м3/с
15
Суммарная установленная мощность, кВт
55
Габарнтныеразмфылинии(длинахширинахвысота),мм 8500х 4275х 1510
Число обслуживающих линию (зависит от размеров щитов), чел. 2-4
Конвейеризация процессов производства
Основные признаки, характеризующие конвейер как систему организации производства,
следующие:
цепное расположение оборудования и рабочих мест в порядке технологической
последовательности операций;
размещение рабочих мест и оборудования около конвейера или непосредственно на нем;
закрепление за каждым рабочим местом определенной операции;
немедленная передача обрабатываемого, изделия от каждого рабочего места к следующему
без накопления межоперационных запасов;
непрерывное и бесперебойное снабжение каждого рабочего места сырьем, материалами,
деталями, узлами и инструментом;
- закрепление за каждым рабочим местом определенных операций;
- синхронизация работы, т. е. расчленение сборочных процессов на такие операции,
длительность которых равна или кратна продолжительности ритма конвейера (т. е. одинаков
объем затрат времени на всех рабочих местах потока).
Конвейеру свойственна ритмичность, т. е. выпуск продукции через равные промежутки
времени. Ритмичность обеспечивается равенством или кратностью затрат времени на всех рабочих
местах потока.
Нормы выработки на конвейере должны быть тщательно разработаны, они обязательно
должны выполняться на всех рабочих местах.
Конвейеры
могут
быть
классифицированы
следующим
образом:
рабочие,
распределительные, комплектовочно-распределительные, транспортные, периодического или
непрерывного действия, линейные, разветвленные, зигзагообразные, круговые, напольные,
эстакадные, подвесные, грузотянущие, грузонесущие, гравитационные, с ручным передвижением,
двустороннего, одностороннего обслуживания, с регламентированным, свободным ритмом, с
41
адресованием.
На рабочих конвейерах обработка предметов труда производится на самом конвейере.
На распределительных конвейерах предмет труда для обработки снимается с конвейера на
рабочее место и после обработки ставится обратно на конвейер.
Комплектовочно-распределительные конвейеры служат для доставки деталей или узлов к
рабочим местам рабочего или распределительного конвейера.
Транспортные конвейеры предназначены для транспортировки предметов труда внутри
цеха или предприятия, а также для размещения предметов труда в процессе их выдержки после
склеивания, отделки и т. п.
Конвейеры периодического действия перемещают предметы от одного рабочего места к
другому периодически, имеют рабочие паузы, во время которых производится обработка.
Конвейеры непрерывного действия движутся непрерывно и предметы труда на них
обрабатываются в движении.
Линейные конвейеры имеют рабочие места, расположенные непосредственно друг за
другом, по прямой линии. Если к прямолинейному конвейеру примыкают другие конвейеры, на
которых обрабатываются узлы или детали, то такие конвейеры носят название разветвленных.
На конвейерах, замкнутых в горизонтальной плоскости, предметы труда имеют
возможность рециркулировать, возвращаться к одному и тому же рабочему месту. При
выполнении заданной операции их снимают с конвейера и устанавливают следующий предмет
труда на обработку. Если же рабочий операцию еще не выполнил, то предмет труда продолжает
рециркулировать до того момента, когда рабочий сможет приступить к его обработке. Такие
конвейеры с рециркуляцией предметов труда называются круговыми.
Напольные конвейеры расположены на уровне пола, эстакадные имеют высоту эстакады
(стола), удобную для работы сидя или стоя.
Подвесные конвейеры располагаются под потолком здания, в нужных местах они
снижаются до необходимого уровня над полом. Длина подвесных конвейеров практически
неограничена, поэтому они особенно удобны как транспортные конвейеры.
Грузотянущие конвейеры передвигают предметы труда по настилу при помощи
специальных помещаемых на них упоров, грузонесущие – транспортируют предметы труда.
В некоторых случаях применяются конвейеры, на которых предметы труда передвигают
вручную по роликам или специальным дисковым шариковым подшипникам.
Некоторые конвейеры дают возможность работать рабочим с обеих сторон. Конвейеры для
изготовления мягкой мебели обычно бывают с двусторонним обслуживанием.
В последнее время находят применение конвейеры с адресованием предметов труда. На
этих конвейерах каждый предмет труда помещается или в контейнер, или на специальную
съемную площадку (щит). При их установке на конвейер с помощью специальных устройств
задается рабочее место, у которого должен остановиться контейнер или площадка. У этого
рабочего места предмет труда сдвигается с конвейера на рабочее место вручную или
автоматически.
Выбор того или иного типа конвейера зависит от характера выполняемых на нем работ
(технологического процесса), габаритов и веса обрабатываемого предмета труда, от типа и параметров оборудования, устанавливаемого на нем, от размеров и формы помещения, в котором
проектируется установка конвейера.
Конвейеры непрерывного действия движутся непрерывно с постоянной скоростью.
Обрабатываемый узел или изделие движется вместе с конвейером и рабочий при их обработке
передвигается за ним, вдоль конвейера. Этот тип конвейера редко применяется в мебельной
промышленности, так как обработка узла или изделия при их движении затруднительна.
Описанные конвейеры, которые отличаются тем, что изделие обрабатывается без съема с
них, называются рабочими конвейерами.
Кроме них, применяются распределительные конвейеры, которые являются
транспортными средствами. Узлы или изделия транспортируются таким конвейером от одного
рабочего места к другому; для обработки их снимают с конвейера на рабочее место и после
обработки возвращают на конвейер. Такие конвейеры удобны при сборке мелких и легких изделий
или узлов.
Другим не менее важным условием работы конвейера является непрерывное и
42
бесперебойное снабжение каждого рабочего места деталями, узлами, материалами и
инструментом. Если при отсутствии конвейеризации нехватка каких-либо деталей или шурупов
влечет за собой простои одного-двух рабочих, то при работе на конвейере перебои в снабжении
останавливают весь конвейер. Таким образом, конвейер является организующим центром всего
производственного процесса.
Конвейер создает благоприятные условия для механизации всех ручных и тяжелых работ:
механизируется транспорт деталей от одного рабочего места к другому; рабочие освобождаются
от подъема обрабатываемого узла или изделия на рабочее место; концентрируются тяжелые
операции на определенных рабочих местах, что позволяет их механизировать, с применением
даже дорогостоящего оборудования; упрощается транспортировка готовых изделий на склад;
повышается эффективность применения пневматического и электрифицированного инструмента и
др.
В мебельной промышленности применяются рабочие конвейеры в основном трех
конструкций:
грузотянущие конвейеры, у которых обрабатываемые изделия или узлы
продвигаются упорами, скользя по настилу пола или в направляющих на столе;
тележечные конвейеры, у которых обрабатываемые узлы или изделия находятся на
тележках, движущихся по рельсам или на щитах (пластинах), передвигающихся цепями, тросами
или роликами по направляющим;
карусельные конвейеры, у которых изделия установлены в стапелях или на столах
по периферии круглого стола и передвигаются от одного рабочего места к другому при повороте
этого стола.
Выбор конструкции транспортного органа связан с характером и величиной изделий и
типом конвейера. Для распределительных конвейеров обычно выбирают простейшие ленточные,
пластинчатые или сетчатые конвейеры. Для рабочих конвейеров конструкция транспортных
устройств должна обеспечивать выполнение рабочих операций. В связи с этим в сборочных
процессах обычно применяют волочильные устройства, передвигающие изделия по полу или
специальному лотку, если не требуются сборочные стапели, тележные конвейеры со
смонтированными на тележках сборочными стапелями, подвесные конвейеры для отделочных
процессов.
Основные конструкции конвейеров наиболее распространенных в промышленности
приведены в табл. 7.1.
Движение конвейера может быть непрерывным или пульсирующим. Для
распределительных конвейеров обычно пользуются транспортерами с непрерывным движением. В
рабочих сборочных или отделочных конвейерах чаще применяют конвейеры с пульсирующим
движением, так как в этом случае облегчается механизация отдельных операций и сокращается
длина рабочих мест.
ЧЕТЫРЕХСТОРОННИЕ ПРОДОЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
На четырехсторонних продольно-фрезерных станках осуществляют плоскую и профильную
обработку прямолинейных заготовок с четырех сторон в размер за один проход. Станки этой
группы в зависимости от ширины фрезерования подразделяются на легкие (калевочные) для
обработки профильных мебельных и столярных деталей шириной до 160 мм, средние для
обработки столярных плоских и профильных деталей шириной до 250 мм и тяжелые для
обработки погонажных изделий и пиломатериалов массового выпуска шириной до 650 мм.
В четырехсторонних станках, работающих по наиболее распространенной фуговальнорейсмусовой схеме (рис. 105, а), нижний горизонтальный шпиндель создает базовую поверхность
на нижней пласти заготовки, поэтому заготовка должна проходить над этим шпинделем, не
деформируясь. В некоторых станках и автоматических линиях для предотвращения деформации
заготовки применяют различные приспособления, например для создания промежуточной базы,
замены подвижного базирования по пласти жестким базированием по кромкам и др.
При использовании промежуточной базы станок оборудован дополнительной ножевой
43
головкой 5, обрабатывающей заготовку не по всей пласти, а фрезерующей два неглубоких (2...3
мм) паза на кромках. Значительное уменьшение сил резания, а, следовательно, и сил
сопротивления подаче позволяет снизить тяговое усилие. Поэтому при обработке таких пазов
можно значительно снизить давление подающих органов на древесину. По выработанной таким
образом промежуточной базе заготовки осуществляется базирование по специальной
установочной поверхности станка 13 при обработке всей пласти нижней фрезерующей головкой 6.
Далее базирование происходит, как обычно, по всей нижней поверхности.
Правый вертикальный шпиндель 8 создает базовую поверхность на боковой стороне
детали. Левый вертикальный 12 и верхний горизонтальный 1 шпиндели четырехсторонних
станков обрабатывают деталь в размер, как рейсмусовые валы.
Если требуется, можно выполнить также профильную обработку. Вертикальные шпиндели
могут располагаться друг против друга (см. рис. 105, а) или последовательно (см. рис. 105, б).
В средних и тяжелых станках имеются дополнительные горизонтальные и вертикальные
шпиндели для выработки профиля с любой стороны детали или разделения ее с помощью круглых
пил на несколько деталей по ширине. Число рабочих шпинделей зависит от характера рабочих
операций и может достигать восьми, десяти и более.
Шпиндель
четырехстороннего
станка
представляет собой вал, который
вращается в двух подшипниковых
опорах с частотой 6000...9000 мин-1.
Приводится
во
вращение
от
электродвигателя через плоскую
или плоскозубчатую ременную
передачу. В некоторых станках
режущий инструмент установлен
непосредственно
на
валу
электродвигателя, питаемого током
повышенной частоты.
Шпиндели
имеют
вертикальное и горизонтальное
настроечные
перемещения
с
помощью винтовых пар.
В новых моделях легких
станков
горизонтальные
и
вертикальные ножевые головки
имеют консольное закрепление на
унифицированном суппорте. В
средних и тяжелых станках для
придания
большей
жесткости
ножевые головки располагаются
между опорами, одна из которых
делается съемной для быстрой
замены инструмента.
Механизмы
подачи
четырехсторонних
продольноРис. 105. Принципиальные схемы четырехсторонних
фрезерных
станков
подразделяются
продольно-фрезерных станков:
на
две
основные
группы:
а — с сосредоточенной подачей; б — с распределенной
сосредоточенные и распределенные.
подачей
По сосредоточенной схеме (см. рис.
105, а) подающий механизм располагается перед ножевыми головками и заготовки проходят через
станок, проталкивая друг друга. Привод подающих верхних 3 и нижних 4 вальцов осуществляется
от электродвигателя через клиноременный вариатор, червячный редуктор, цепную и зубчатую
передачи. Боковой прижим заготовки к направляющей линейке 7 осуществляют плоские пружины
10, роликовые прижимы 11, верхний прижим — подпружиненные ролики 2.
44
Поскольку по сосредоточенной схеме подачи тяговое усилие развивается только двумя
парами вальцов, требуется большая величина их прижима, что приводит к смятию и пробуксовке
детали. Поэтому при сосредоточенной схеме более надежны вальцово-конвейерная и
двухконвейерная подачи. Так как заготовки по этой схеме проходят через станок, проталкивая
друг друга, необходима достаточная точность предварительной торцовки их концов.
По распределенной схеме (см. рис. 105, б) подающих вальцов 3 значительно больше (8...
14), и они распределены по всему станку. В этих условиях усилие подачи, развиваемое каждым
вальцом, достаточно, чтобы преодолеть силы сопротивления подаче только одной ножевой
головки. Конструкция вальцов позволяет обрабатывать заготовки небольшой длины (от 200 мм).
Особенно надежна распределенная подача при обработке деталей с косыми торцами. Привод
подающих вальцов осуществляется от электродвигателя через клиноременный вариатор,
червячные редукторы и сдвоенные цепные передачи.
Наиболее распространенные конструкции подающих вальцов приведены на рис. 78.
Рабочая поверхность вальцов выполняется рифленой, гладкой металлической или обрезиненной.
Для четырехсторонних станков, оснащенных большим числом шпинделей, прижимных и
подающих устройств, важно обеспечение быстрой переналадки и регулирования станка. В
современных станках все органы настройки и управления вынесены на фронтальную сторону
(сторону обслуживания), все верхние ножевые головки и прижимные элементы выполнены в
одном блоке. В зависимости от толщины изделия настройка блока по высоте производится
одновременно с помощью серводвигателя через червячные передачи и винтовые пары. Для
контроля положения блока применяются отсчетные устройства с точностью до 0,1 мм. Кроме
того, осуществляется независимая точная настройка верхних ножевых головок. Ширина
обработки устанавливается также отсчетным устройством, учитывающим диаметр используемого
инструмента.
Скорость подачи для легких и средних четырехсторонних станков колеблется в диапазоне
5...45 м/мин, для тяжелых станков — 100...200 м/мин. Ручная загрузка деталей в станок при
скорости выше 30 м/мин невозможна, поэтому четырехсторонние станки оснащают
автоматическими загрузочными устройствами.
Технические характеристики четырехсторонних станков
Наибольшие размеры обработки, мм:
ширина...... ........................................... 100...250
толщина ................................................ 50... 125
Число ножевых головок, шт .........................
4...8
Диаметр ножевых головок, мм ....................
125...460
-1
Частота вращения ножевых головок, мин 5000...9000
Суммарная мощность электродвигателей, кВт
18...75
Наладка
четырехсторонних
станков.
Наладка
проводится
в
следующей
последовательности:
1.
Установка режущего инструмента. На станках используют составные и цельные
фрезы, а также насадные ножевые головки со сменными вставными ножами. Ножи в головки
устанавливают и затачивают в заточной мастерской. Радиальное биение зубьев не должно
превышать 0,03 мм, допускаемое отклонение углов заточки от номинальных ±1°.
При замене режущего инструмента на вертикальных шпинделях их разворачивают в
удобное для демонтажа и монтажа положение. При замене головок на горизонтальных шпинделях
снимают дополнительную подшипниковую опору. Рабочие поверхности шпинделей и посадочных
отверстий фрез, ножевых головок должны быть тщательно протерты.
Режущий инструмент можно устанавливать непосредственно на шпиндель при
соответствии диаметра посадочного отверстия и шпинделя или с использованием промежуточных
элементов (переходной втулки, цанговой оправки, конусных цанг и т.д.). После закрепления
режущего инструмента на шпинделе устанавливают подшипниковую опору на горизонтальных
валах без перекоса и закрепляют. Правильность установки проверяют поворотом шпинделя
вручную.
2.
Установка нижней горизонтальной головки. Рабочая поверхность заднего стола
должна располагаться на уровне окружности резания, а передний стол — ниже окружности
резания на толщину снимаемого слоя (2... 3 мм). Правильность установки проверяют так же, как
45
на фуговальном станке.
Правый вертикальный шпиндель устанавливают в таком положении, чтобы рабочая
поверхность задней направляющей линейки располагалась по касательной к окружности резания,
а переднюю линейку устанавливают параллельно поверхности задней направляющей и ниже: на
толщину снимаемого слоя. Левый вертикальный шпиндель устанавливают относительно правого
по ширине эталона обработки. Верхний горизонтальный шпиндель устанавливается по высоте
согласно заданной толщине обработки (эталон или специальные индикаторные устройства).
3.
Установка прижимных элементов. Рабочие поверхности прижимных элементов
должны быть ниже поверхности обработки (настроечный размер) на 2...3 мм. При наличии
пружинных прижимов усилие прижима регулируется степенью сжатия пружин. Чрезмерные
усилия прижима могут привести к повреждению обработанной поверхности и затруднению
работы механизма подачи.
4.
Установка подающих вальцов. Нижние подающие вальцы устанавливают на 0,2...0,5
мм выше рабочей поверхности стола в зависимости от породы древесины (для мягкой — 0,2...0,3;
для твердой — 0,3... 0,5). Поверхности вальцов должны быть параллельны поверхности стола.
Верхние подающие вальцы устанавливают ниже поверхности обработки на 2... 3 мм. Усилие
прижима регулируется степенью сжатия пружин с таким расчетом, чтобы была обеспечена
надежная подача материала без проскальзывания.
5.
Установка необходимой скорости подачи.
6.
Проверка работы станка на холостом ходу пропуском контрольных деталей.
7.
Проверка прямолинейности, перпендикулярности и качества обработанных
поверхностей. При правильной наладке допускаются следующие отклонения: отклонения по
толщине и ширине на всей длине по 11... 13-му квалитетам; непрямолинейность боковых кромок
— не более 0,2 мм на длине 1000 мм; непараллельность боковых кромок — не более 0,3 мм на
длине 1000 мм; неперпендикулярность смежных боковых поверхностей — 0,15 мм на длине 100
мм. В зависимости от полученных результатов проводят подналадку и поднастройку станка.
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Фрезерными называются станки для плоской, профильной и объемной обработки
прямолинейных и криволинейных деталей. Диапазон конструктивных решений этих станков
весьма широк — от простейших с ручной подачей до обрабатывающих центров с ЧПУ.
Станок с нижним расположением шпинделя
На рис. 106 изображен широко распространенный в различных отраслях деревообработки
фрезерный
станок
с
нижним
расположением шпинделя. Кроме
плоского
и
профильного
фрезерования кромок и торцов деталей, эти станки можно использовать
для зарезки шипов и ряда других
операций, выполняемых с ручной и
механической
подачей.
В
зависимости от высоты обработки
они подразделяются на легкие (до 80
мм), средние (до 100 мм) и тяжелые
(до 125 мм).
На станине 17 (см. рис. 106, а)
коробчатой формы крепятся стол 4,
Рис. 106. Фрезерный станок с
суппорт 18 со шпинделем 3 и
нижним расположением шпинделя:
качающаяся
плита
с
электа — кинематическая схема;
родвигателем 13 привода механизма
б — схема криволинейной
резания
через
плоскоременную
обработки с помощью шаблона
передачу 19. Режущий инструмент 9
46
крепится на шпиндельной насадке, которая проходит через центральное отверстие в столе.
Дополнительная подшипниковая опора 8, установленная на подвижном кронштейне, надевается
на насадку. Кронштейн смонтирован на стойке с зубчатой рейкой и перемещается в вертикальном
направлении при повороте маховичка 7.
При обработке прямолинейных поверхностей на столе устанавливают направляющую
линейку, состоящую из передней 11 и задней 5 частей, положение которых регулируется
относительно касательной к окружности резания в направлении подачи. Передняя часть линейки
устанавливается в зависимости от величины снимаемого припуска, а задняя часть по касательной
к окружности резания. Для обеспечения безопасной работы режущий инструмент закрыт
ограждением 10, а для предотвращения вылета заготовки под действием силы резания
предусмотрен зубчатый сектор 6. Вертикальное перемещение суппорта 18 со шпинделем 3 осуществляется маховичком 14 через червячную и винтовую передачи, натяжение ремня привода —
маховичком 15 через тарированную пружину 16.
На станине станка установлен переключатель частоты тока 1 и выключатель 2, а на столе
— кнопочный пульт управления 12.
На станке можно обрабатывать прямолинейные и криволинейные кромки детали. В первом
случае обработка осуществляется по направляющей линейке, во втором — по копирному кольцу 2
(см. рис. 106, б), смонтированному в столе концентрично с фрезой 1. Деталь устанавливается на
шаблоне, рабочая кромка 3 которого выполнена криволинейной по форме детали, и вместе с
шаблоном перемещается относительно фрезы. На плите 4 шаблона установлены регулируемые 6 и
торцевые 8 упоры для базирования заготовки. Заготовку закрепляют эксцентриковыми прижимами 7, смонтированными на стойках 5 шаблона. Обработанная деталь принимает ту же форму,
что и копирная кромка шаблона.
Присоединение шипорезной каретки расширяет технологические возможности фрезерных
станков. Каретка, верхняя поверхность которой находится на уровне стола станка, перемещается
на горизонтальных и вертикальных роликах по направляющим, закрепленным на станине. В
станках с механической подачей движение каретки осуществляется от пневмогидросистемы со
скоростью до 20 м/мин. При фрезеровании шипов детали крепятся на каретке с помощью
зажимных устройств. Для выполнения других операций каретку фиксируют в одном положении с
помощью винтов. При сквозном прямолинейном фрезеровании с целью увеличения производительности и облегчения условий труда на столе станка устанавливается вальцовый
автоподатчик.
Наладка фрезерных станков с нижним расположением шпинделя. Наладка проводится
следующим образом:
1.
Проверяют соответствие шпиндельной насадки выбранному режущему
инструменту, радиальное биение шпинделя. Допуск биения у основания насадки 0,02 мм, на
расстоянии 200 мм — 0,04 мм. Перед установкой насадки тщательно протирают коническое отверстие шпинделя и конус насадки. Закрепляют шпиндельную насадку на шпинделе.
2.
Устанавливают и закрепляют насадную фрезу на шпиндельной насадке затяжной
гайкой. Устанавливают режущий инструмент на необходимую высоту, перемещая суппорт
шпинделя, после чего закрепляют его стопорным устройством. При тяжелых режимах работы
устанавливают дополнительную верхнюю опору и положение кронштейна фиксируют. Проверяют
вручную легкость вращения шпинделя.
3.
Устанавливают в заданном положении переднюю и заднюю направляющие линейки
в зависимости от диаметра режущего инструмента и обрабатываемого профиля.
4.
При обработке криволинейных форм в столе устанавливают копирное кольцо соосно
со шпинделем. Эксцентриситет не должен превышать 0,07 мм.
5.
Устанавливают верхний оградительный щиток и настраивают по высоте зубчатый
сектор.
6.
При наличии шипорезной каретки в процессе нарезания шипов или проушин рабочие
поверхности устанавливают в одной плоскости на уровне длины шипа или глубины проушины.
7.
Направляющий угольник на каретке устанавливают под необходимым углом. На
угольнике рекомендуется закреплять прокладочный брусок, предотвращающий сколы на выходе
фрезы. Конец бруска располагают по касательной к окружности резания.
47
На станках с механической подачей устанавливают автоподатчик. Требования к
точности установки такие же, как и на фуговальных станках.
9.
Опробуют станок на холостом ходу с обработкой пробных деталей.
8.
Фрезерные станки с верхним расположением шпинделя
Эти станки предназначенные для плоскостного и фигурного фрезерования брусковых и
щитовых деталей по копирам в различных деревообрабатывающих производствах.
В настоящее время наиболее распространен станок этой группы ВФК-2 (рис. 107). В
верхней и нижней части станины 1 выполнены направляющие, по которым перемещается
фрезерная головка 12 и корпус 2 со столом 13. Конструкция стола допускает настроечные
перемещения по высоте до 200 мм по нижним направляющим станины с помощью маховика 6
через червячную 5 и 12 и винтовую (3 и 4) пары. Стол в заданном положении фиксируется рукояткой. Перемещение по высоте копирного пальца 9, смонтированного в держателе 10,
выполняется рукояткой 7 через шестерню 8 и зубчатую рейку. На столе установлен угольник
11для ориентации деталей при прямолинейной обработке.
Фрезерная головка служит для крепления
режущего инструмента и обеспечения требуемой
частоты вращения (18 000 мин-1) при заданном
положении относительно других элементов станка.
Главный
узел
фрезерной
головки
—
электрошпиндель ЭВ-18/1,5М, представляющий
собой
высокоскоростной
электродвигатель
специального исполнения, который питается током
повышенной частоты 300 Гц от синхронного
генератора, поставляемого со станком.
Режущий инструмент (фреза, сверло) в
патроне устанавливают непосредственно на
выходном валу электрошпинделя 14, имеющем
внутреннюю расточку под конус Морзе № 2а.
Режущий инструмент крепится с помощью
дифференциальной гайки. Фрезерная головка
может поворачиваться относительно вертикальной
оси на угол до 45° вправо.
Револьверная головка 15 служит для
ограничения опускания фрезерной головки, она
Рис. 107. Схема фрезерного станка с
оснащена шестью регулируемыми по высоте
верхним расположением шпинделя
винтами-упорами. Положение каждого упора
фиксируется шариковой защелкой.
Пневмопривод служит для механического перемещения фрезерной головки по высоте. В
станине установлен пневмоцилиндр Ц2, корпус которого закреплен на оси 19, а шток связан с
рычагом 18, качающимся на оси 17. Второй конец рычага через серьгу 16 связан с корпусом
фрезерной головки.
Из цеховой пневмосистемы сжатый воздух через кран ВН поступает в фильтрвлагоотделитель ФВД, где очищается от твердых частиц, воды и компрессорного масла, далее — в
регулятор давления РД и маслораспределитель МР. Давление контролируется манометром МН.
При нажатии на педаль управления станком срабатывает электромагнит ЭМ
распределителя Р1, переключая распределитель Р2 во второе положение, что обеспечивает подачу
воздуха в поршневую полость цилиндра Ц2 через дроссель ДР2 и обратный клапан К02 и тем
самым опускание фрезерной головки. Скорость перемещения головки при движении вниз
(рабочем ходе) регулируется дросселем ДР1, при движении вверх (холостом ходе) — дросселем
ДР2. При рабочем ходе головки инструмент обдувается сжатым воздухом. Воздух на
пневмоприжим и в штоковую полость подается постоянно, обеспечивая блокировку фрезерной
головки: при отключении напряжения питающей электросети магнит воздухораспределителя ЭМ
48
отключается, головка под действием усилия в што- ковой полости поднимается в крайнее верхнее
положение; при падении давления в пневмосистеме станка происходит фиксация фрезерной
головки с помощью пружины пневмоприжима и системы рычагов.
При работе станка осуществляется ручная подача. Для механизации подачи при фрезернокопировальных работах созданы фрезерные станки с карусельным столом или кареткой.
Отдельную группу составляют фрезерные станки, в которых вращающаяся фреза
обрабатывает заготовку со всех сторон (объемное фрезерование), копируя заданную формы
модели. На них получают несимметричные изделия в продольном и поперечном направлениях.
Станки могут быть одно- и многошпиндельные.
В зависимости от направления вращения фрезы относительно волокон древесины
различают копирование поперечное, продольное и в плоскости волокон. В зависимости от вида и
размеров режущего инструмента объемное копирование бывает с продольной подачей и без
продольной подачи. Схема без продольной подачи используется при копировании деталей
инструментом по всей длине одновременно. Схема такого копирования при поперечном
фрезеровании приведена на рис. 108, а.
Ножевая головка 2 обрабатывает медленно поворачивающуюся деталь 3 сразу по всей
длине. Необходимый размер и форма детали обеспечиваются профилем ножевой головки и
формой копиров 1 и 4. Заготовка на головку надвигается в поперечном направлении. Фрезернокопировальные станки, работающие по этому принципу, служат для получения прямых, конусных
или профильных изделий, имеющих в поперечном сечении форму овала или многоугольника.
На рис. 108, 6 приведена
схема
поперечного
копировального
станка
с
продольной подачей. Модель 10
вращается, зажатая в центрах.
Синхронно с ней в центрах
вращается заготовка 2, кинематически связанная с моделью
шестернями 1. Копирный ролик
9, обкатываясь по модели, через
штангу
отодвигает
или
приближает рабочий суппорт 4.
В верхней части суппорта
смонтирована ножевая головка 3.
В
результате
перемещений
Рис. 108. Схемы объемного копирования: а — поперечного;
суппорта
осуществляется
б — поперечно-продольного; в — продольного
поперечная подача фрезы на
заготовку,
позволяющая
обрабатывать ее при вращении в соответствии с профилем модели. Суппорт имеет регулировочное
приспособление и пневмоприжим 7, обеспечивающий надежный контакт копирного ролика с
моделью.
Продольная подача суппорта 4 выполняется ходовым винтом 8 (или рейкой),
перемещающим блок 6 на направляющих 5. Заготовка может вращаться в любом направлении, что
дает возможность осуществлять встречное и попутное фрезерование. Введение в кинематику
станка масштабных механизмов позволяет при одних и тех же размерах модели получать детали
различной величины.
Копирный ролик через зубчатый сектор и шестерню связан с дросселем регулирования
частоты вращения гидродвигателя. При поперечном движении ролика сектор поворачивается и
закрывает или открывает дроссель, изменяя тем самым частоту вращения гидродвигателя, а
следовательно, частоту вращения модели, заготовок и скорость продольной подачи каретки. Это
позволяет изменять подачу на резец фрез в диапазоне 0,8... 15 мм в зависимости от конфигурации
модели, обеспечивая оптимальные режимы обработки. Частота вращения фрезы 6000 мин-1.
Схема продольного копирования приведена на рис. 108, в. Обозначения те же, что на рис.
108, б. Станки этого типа, в отличие от предыдущего, имеют узкую ножевую головку меньшего
диаметра, выполняющую продольное фрезерование.
49
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Станки этой группы предназначены для высверливания отверстий в брусковых и щитовых
деталях деревообрабатывающих производств по позиционной схеме.
Одношпиндельные сверлильные станки
Эти станки бывают вертикальные и горизонтальные. Наибольшее распространение получили вертикальные станки с ручной или механизированной подачей.
Простейший станок с ручной подачей СВП-2 (рис. 113) оборудован расположенным сверху
шпиндельным узлом 5 и
кронштейном 2 со столом.
Стол можно устанавливать
по высоте посредством
реечного механизма 12
станины 1, а под углом к
горизонтальному
положению — поворотом
части кронштейна 15. Обрабатываемая
заготовка
закрепляется на столе
эксцентриковым
прижимом и перемещается
маховичком
13
посредством
зубчатореечной передачи 14.
В узел шпинделя
входит электродвигатель
6, который через ременную
передачу
7
Рис. 113. Одношпиндельный
приводит во вращение
вертикальный сверлильнорабочий вал 10 с закрепфрезерный станок:
ленным в патроне 11
а — кинематическая схема;
сверлом. Движение подачи
б — шпиндель
осуществляется
через
рычажную
систему
4
педалью 16 или рукояткой 9.
Вверх, в исходное положение шпиндель возвращается
пружиной 3. Шпиндель останавливается тормозом 8 при
повороте рукоятки 9 вверх.
Шпиндель станка 20 смонтирован на двух радиальных
21 и одном упорном 23 подшипнике в гильзе 22 и вместе с ней
может перемещаться вдоль своей оси. Верхняя удлиненная
часть шпинделя проходит через внутреннюю вращающуюся
втулку 17 верхней неподвижной опоры 18 суппорта. Вал и
втулка имеют шлицевое скользящее соединение, позволяющее
передавать шпинделю крутящий момент при одновременном
его осевом перемещении. Вращение шпинделю передается через шкив 19 (на рис. 113, б —
клиноременный).
Станок с механической подачей имеет устройство для механического надвигания шпинделя
и пневмоприжимы. Пневмогидравлический съемный узел привода подачи пристраивается вместо
педали.
50
Многошпиндельные сверлильные станки
Эти станки можно разделить на универсальные и присадочные. Универсальные предназначены для высверливания отверстий различного диаметра и расположения. Они могут быть с
групповым и индивидуальным приводом, вертикальные и горизонтальные.
На станках с индивидуальным электроприводом для уменьшения расстояний между осями
сверл используют насадные многошпиндельные головки.
Присадочные станки предназначены для выработки отверстий под круглые шипы (шканты)
для угловых соединений щитов. Они могут быть горизонтальными, вертикальными и горизонтально-вертикальными.
Широкое признание получила схема горизонтально-вертикального станка с
индивидуальным приводом многошпиндельных сверлильных головок и автоматической подачей.
По этой схеме выпускаются станки различной производительности и габаритных размеров для
производств любой мощности. Ниже дается описание типичного станка, работающего по этой
схеме.
Станок (рис. 114) спроектирован по схеме со сквозным проходом заготовки и работает по
циклу: загрузка, остановка деталей на позиции обработки, выгрузка. Станок имеет ряд
многошпиндельных сверлильных головок — вертикальных 9 и горизонтальных 7. Щит 13
загружается в станок по стрелке А клиноременным конвейером 1. Он свободно проходит под
толкателями 12, подвешенными шарнирно. После того как толкатели сойдут с заготовки, штоки
пневмоцилиндра 10 дошлют заготовку до упоров 4, а торцовой упор 14 пневмоцилиндра 2 — до
упора 8. Вслед за этим срабатывают пневмоцилиндры 5 и своими башмаками 6 прижимают
заготовку к линейке 11 главной опорной базы. Конвейер 1 в это время будет отключен и опустится
ниже поверхности базирования.
Сверление
производится
надвиганием тех головок, которые
предусмотрены
технологией
обработки. После обработки пневмоцилиндры 3 убирают упоры 4,
пневмоцилиндры 5 освобождают
деталь от зажима, поднимается и
включается конвейер и транспортирует деталь по стрелке Б.
Каждая сверлильная головка
имеет ряд настроечных регулировок:
позиционирования по направлению
подачи и перпендикулярно ему;
глубины сверления и расстояния
сверла до заготовки; скорости
подачи.
Отключение
пневматического или ручного фиксатора головки позволяет быстро
Рис. 114. Схема многошпиндельного сверлильноснять ее для замены или повернуть
присадочного станка
на угол до 90°.
Сверла крепятся в патронах
головки с помощью несложного приспособления. В одних головках все патроны вращаются в
одну сторону, в других соседние патроны вращаются в противоположных направлениях. В этом
случае устанавливаются сверла с левым и правым вращением. Применяются спиральные,
винтовые и чашечные сверла различного диаметра.
Сверлильные головки, не занятые в сверлении по данной схеме обработки, сдвигаются
вправо и влево по направляющим и не участвуют в работе.
В наиболее сложных станках настройка осуществляется с пульта числового управления с
помощью персонального компьютера. Имеется также программа самодиагностирования,
помогающая соблюдать технологию обработки и обнаруживать неисправности в механизмах
51
станка.
Станок может быть дополнен устройствами для установки шкантов на клею в
высверливаемые отверстия на кромках заготовок.
Технические характеристики присадочных станков
Размеры обрабатываемых заготовок, мм
ширина ................................................... 50... 1200
длина ...................................................... 205...3200
Минимальное расстояние между вертикальными
сверлильными головками, мм .....................
96
Нормальное расстояние между сверлами, мм
32
-1
Частота вращения сверл, мин ..................... 4000
Мощность электродвигателя головки, кВт . 1,8...3,0
Скорость подачи конвейера, м/мин .............
55
Цикловая производительность, шт./мин ..... 20...25
Станок для заделки сучков
Для повышения качества досок и брусков проводится высверливание сучков и заделка
получающихся отверстий на сверлильном станке СВСА-2 (рис. 115).
Станок состоит из станины 1 с вертикальными направляющими, по которым перемещается
шпиндельный блок, предназначенный для размещения шпинделя 3 высверливания сучка, клеевпрыскивающего устройства 4, шпинделя 5 для изготовления пробки и забивки ее в отверстие,
приводного и кулачкового валов. Шпиндели приводятся во вращение от электродвигателя
мощностью 2,8 кВт, размещаемого в станине, через клиноременную передачу.
Чугунный стол 7 поднимается и
опускается маховичком 8. Для сдувания
стружки при сверлении через сопло 2
подводится воздух от вентилятора.
Обрабатываемое
изделие
устанавливается на столе и прижимается
устройством 6, которое управляется
кулачком от распределительного вала.
Шпиндель 3 высверливает сучок,
а шпиндель 5 с пустотелым сверлом
изготавливает из планки пробку и
устанавливает ее в подготовленное
отверстие. Перемещение шпинделей
осуществляется от кулачкового вала.
Перед установкой пробки стенки
Рис. 115. Станок для заделки сучков СВСА-2
отверстия
смазываются
клеем
с
помощью
клеевпрыскивающего
устройства 4, плунжер которого управляется кулачковым валом и пружиной. Клей находится в
резервуаре станка.
Распределительный кулачковый вал начинает работать при нажатии на педаль, а
прекращает свою работу автоматически после заделки отверстия, после чего суппорт
возвращается в исходное положение.
Технические характеристики сверлильного станка СВСА-2
Размеры высверливаемых отверстий и устанавливаемых пробок, мм:
диаметр ................................................... 25; 35
толщина .................................................. 6; 9; 18
Частота вращения шпинделя, мин-1 ............... 2860
Наибольшая толщина обрабатываемого материала, мм .. 150
Рабочий цикл, с ................................................ 4
52
Наладка одношпиндельных вертикальных сверлильных станков
Наладка проводится в следующей последовательности:
1.
Выбирают и устанавливают режущий инструмент. Тип сверла, концевой фрезы
выбирают в зависимости от диаметра сверления и направления сверления относительно волокон
древесины. Крепят сверло в патроне, который устанавливают на шпинделе.
2.
Устанавливают стол по высоте так, чтобы расстояние от режущего инструмента до
обрабатываемой поверхности в крайнем верхнем положении шпинделя было 20 мм.
3.
При сверлении глухих отверстий устанавливают ограничитель хода шпинделя на
глубину сверления.
4.
В зависимости от характера выполняемых работ устанавливают в соответствующее
положение направляющую линейку, упоры или шаблон.
5.
Устанавливают и регулируют прижим.
6.
Проверяют работу станка и делают пробные отверстия. Отклонение
перпендикулярности оси отверстия и базовой поверхности допускается не более 0,15 мм на длине
100 мм.
Наладку присадочных сверлильных станков
Наладку проводят в следующей последовательности:
1.
Выбирают и устанавливают сверла. Сверла могут быть обычного типа или с
резьбовым хвостовиком и установкой под ключ. Резьба может быть левая или правая. Выбор
сверла зависит от направления вращения шпинделя.
2.
Устанавливают в нужное положение сверлильные шпиндели согласно
расположению отверстий в детали.
3.
Регулируют прижимные устройства, положение направляющих линеек базовых
упоров и устанавливают ограничители глубины сверления.
4.
Устанавливают скорость подачи в зависимости от диаметра сверления и вида
обрабатываемого материала.
СВЕРЛИЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Станки предназначены для выборки в деревянных деталях скругленных глухих или
сквозных гнезд. В качестве режущего инструмента используют концевые фрезы. Для выборки
гнезда необходимо придать фрезе два движения подачи — одно по оси инструмента, а второе —
поперек.
Одношпиндельные вертикальные сверлильно-фрезерные станки применяются в небольших
производствах и вспомогательных цехах. По конструкции они аналогичны сверлильным
одношпиндельным вертикальным станкам (см. рис. 113). Отличие заключается в устройстве стола.
Стол у этих станков имеет продольное перемещение по направляющим в горизонтальной
плоскости с помощью маховичка 12 и зубчато-реечного механизма 14, чем обеспечивается
боковая подача фрезы. Величина перемещения регулируется подвижными упорами.
Горизонтальные сверлильно-фрезерные станки отличаются большим разнообразием схем.
Для последних моделей характерна прямолинейная траектория поперечного движения шпинделя,
которая обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом, а регулирование длины паза —
изменением величины радиуса кривошипа. Прямолинейность траектории этого движения
обеспечивается направляющими или рычажно-шарнирными механизмами. Направляющие
применяются плоские и призматические. Рычажношарнирные механизмы отличаются высокой
точностью и надежностью, а также простотой обслуживания и ремонта, компактностью и малой
массой. Большинство станков имеет ременный привод шпинделя, что позволяет повысить частоту
вращения до 8000 ... 10000 мин-1.
По расположению концевых фрез горизонтальные сверлильнофрезерные станки
выпускаются односторонние и двусторонние. Шпиндель двусторонних станков имеет патроны на
обоих концах вала. Приводной шкив располагается между опорами или между опорой и патроном.
53
Привод подачи стола пневматический, гидравлический или пневмогидравлический.
Направляющие столов — плоские, призматические или круглые. Заготовки к столу прижимаются
пневмо- или гидроприжимами.
На рис. 116 изображен
двусторонний
одношпиндельный
горизонтальный
сверлильнофрезерный станок СВПГ-2. Он
имеет два рабочих стола 16,
перемещающихся в вертикальном и
продольном
направлениях.
Продольное
перемещение
по
направляющим 14 обеспечивается
пневмоцилиндрами 4. Вертикальное
перемещение
при
наладке
осуществляется червячно-винтовым
механизмом
15.
Заготовки
устанавливаются на столах и
фиксируются пневмоприжимами 3.
Высокооборотный шпиндель 1 с
двумя патронами 2 смонтирован на
Рис. 116. Двусторонний сверлильно-фрезерный станок
лямбдообразной
шарнирнорычажной системе 5 и приводится
во вращение от электродвигателя 7 через плоскоременную передачу 13. Частота вращения — до
10000 мин-1. Возвратно-поступательное прямолинейное движение шпинделя обеспечивается шарнирно-рычажной системой от кривошипно-шатунного механизма, состоящего из кривошипного
барабана 9 и шатуна 12. Кривошипный барабан 9 является ведомым шкивом клиноременного вариатора 8, который обеспечивает изменение числа качаний шпинделя в диапазоне 150...300 мин-1.
Изменение амплитуды качания шпинделя, а следовательно, и длины паза производится
установкой ползуна 11 на требуемый радиус маховичком 6 через угловой рычаг 10 без остановки
станка. При сверлении отверстий ползун кривошипа устанавливается по центру кривошипного
барабана 9.
На станке можно обрабатывать паз шириной до 16 мм, глубиной 90 мм и длиной 125 мм.
Наибольшая скорость перемещения стола — 3 м/мин.
Цикл работы станка полуавтоматический. Заготовка на столах устанавливается по упорам.
Зажим, рабочий ход, возврат в исходное положение, освобождение зажимов происходят автоматически.
Наладка сверлильно-фрезерных (пазовальных) станков
Наладку проводят в следующей последовательности:
1. Выбирают и устанавливают режущий инструмент. В зависимости от ширины гнезда
используют одно-, двух- и трехрезцовые концевые фрезы. Фрезы крепят в цанговом патроне.
Вследствие неточности изготовления цанговых патронов возникает биение фрезы и ширина паза
увеличивается на 0,1...0,2 мм. Радиальное биение посадочной шейки шпинделя допускается до
0,04 мм.
2.
Устанавливают стол по высоте, поднимая его вручную. Положение стола
определяется расстоянием выбираемого паза до базовой поверхности при обработке. Ход стола
при рабочей подаче устанавливают по глубине паза. В исходном положении расстояние между
фрезой и заготовкой должно быть 20 мм.
3.
Устанавливают амплитуду и частоту качания. Амплитуда качания определяет длину
паза и регулируется изменением величины радиуса кривошипа по шкале на направляющей (станок
СВПА-2) или поворотом маховичка (станок СВПГ-2). Устанавливают упор, фиксирующий
положение одного торца детали на столе. Гидравлическим регулятором (станок СВПА-2) или
поворотом маховичка (СВПГ-2) устанавливают требуемую частоту качания.
4.
Устанавливают прижимы по высоте так, чтобы зазор между ними и деталью был
54
5...6 мм. Не следует располагать прижимы с большим вылетом.
5.
Скорость подачи стола устанавливают в пределах 0,5... 1,5 м/мин в зависимости от
диаметра фрезы и твердости обрабатываемого материала.
6.
Проверяют работу станка на холостом ходу и с обработкой пробных деталей.
Равномерность ширины паза должна соответствовать 11... 13-му квалитетам. Допускается
непараллельность пласти паза и базовой поверхности детали 0,15 мм на 100 мм длины. Шероховатость обработанной поверхности должна быть не более 200 мкм.
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Шлифованием называется процесс
абразивной
обработки
поверхностей
деталей
с
преобладанием
резания.
Шлифовальные станки в технологическом
процессе деревообработки применяются для
выполнения
следующих
операций:
выглаживания поверхностей с доведением
их
до
заданной
шероховатости,
выравнивания поверхностей с доведением
их до плоского состояния и калибрования
на заданную толщину. Различают пять
видов шлифовальных станков: узко- и
широколенточные, цилиндровые, дисковые
и лепестковые.
Рис. 121. Схемы узколенточных шлифовальных
станков: а — с неподвижным столом; 6 — со
свободной лентой; в — с контактным прижимом
узким утюжком; г — то же, широким утюжком;
д — то же, шкивной частью ленты
Узколенточные шлифовальные
станки
В узколенточных станках в качестве
инструмента используется бесконечная
шлифовальная лента небольшой
ширины (80...300 мм), натянутая
на шкивах.
Классификация станков в
зависимости от того, какая часть
ленты используется в работе, и от
характера
контакта
между
древесиной и шлифовальной
лентой представлена на рис. 121.
Станки с неподвижным
столом (рис. 121, а) предназначены для шлифования плоских
деталей.
Наиболее
распространены
станки
с
горизонтально
расположенной
рабочей ветвью ленты 1, под
которой расположен стол 2.
Имеются станки и с вертикально
расположенной лентой.
Станки
со
свободной
лентой (рис. 121, б) применяются
для шлифования криволинейных
деталей.
55
Рис. 122. Узколенточный шлифовальный станок с широким
утюжком: а — функциональная схема; б — схема работы
секционного утюжка
Станки с контактным прижимом классифицируются, в свою очередь, на две группы — с
прижимом утюжком и с прижимом шкивной частью. Из числа первых можно выделить станки, в
которых используется узкий утюжок размером меньше обрабатываемой детали, устанавливаемый
на каретке, и станки, в которых длина утюжка больше детали, подаваемой на конвейере (рис. 121,
г).
В станках с узким утюжком (рис. 121, в) шлифовальная лента 1, натянутая на два шкива 6 и
2 (шкив 6 приводной от электродвигателя), расположена горизонтально. Под нижней частью
находится каретка 3, перемещаемая вручную (рукояткой) по направляющим 5 поперек ленты.
Заготовка укладывается на каретку, а лента к ее поверхности прижимается с помощью рукоятки
утюжком 4. Утюжок закрепляется шарнирно и вручную перемещается вдоль ленты по стрелкам А.
Работа на этих станках малопроизводительна и утомительна, поэтому делаются попытки
механизировать рабочие перемещения. Для этого каретка перемещается пневмоцилиндром. Рычаг
управления цилиндром смонтирован на месте прежней рукоятки ручного перемещения. Нажатие
рычага вниз и вверх соответствует подаче каретки вперед и назад, причем чем больше передвинут
рычаг, тем быстрее движется каретка.
Более совершенен и производителен станок с протяженным утюжком и конвейерной
подачей (рис. 122, а; см. рис. 121, г). Станок имеет две узкие шлифовальные ленты 10 и 11,
движущиеся навстречу друг другу со скоростями 12 и 24 м/с. Вращение на шкивы 2 подается от
индивидуальных электродвигателей 9 через клиноременные передачи 8 (на рисунке показан один
двигатель). Между утюжком и шлифовальной лентой на двух шкивах 1 натянута рифленая
(протекторная) лента. Ее назначение — уменьшить износ утюжка и улучшить отвод
шлифовальной пыли и тепла из зоны резания. Подача материала, обычно щитов, осуществляется
смонтированным на столе 6 ленточным конвейером 5, имеющим индивидуальный привод от
мотора-редуктора 12. Стол имеет установочное механическое перемещение по высоте. Деталь к
столу прижимается роликами 7.
Контакт между шлифовальной лентой и обрабатываемым щитом обеспечивается с
помощью удлиненного секционного утюжка 3 (рис. 122, б). Каждая секция имеет свой
пневмопривод (пневмокамеру или пневмоцилиндр), который производит опускание и подъем
нижней опорной поверхности утюжка. Базирование обрабатываемого щита происходит на верхние
ролики, расположенные по обе стороны от утюжка. За счет давления в пневмокамерах опорная
поверхность утюжка выступает ниже линии базирования на 0,2 мм и благодаря фетровой
подложке облегает поверхность щита. В зависимости от выполняемой операции давление в пневмокамере регулируется для создания наилучших условий прижима. Между опорной поверхностью
утюжка и шлифовальной лентой для предотвращения нагрева и износа последней устанавливается
войлочная антифрикционная лента с приклеенным слоем мелких стеклянных шариков,
снижающих коэффициент трения.
Перед утюжком поперек конвейера 5 (см. рис. 122, а) по числу секций устанавливается ряд
контактных роликов 4, связанных с электронным реле времени, управляющим опусканием и
подъемом каждой секции утюжка. Щит, проходя под роликами, поднимает часть из них, подавая
сигнал на опускание только тех секций утюжка, которые соответствуют его ширине. Это
позволяет избежать прошлифовки продольных ребер щита, особенно при обработке деталей
переменной ширины и рамочных конструкций.
Чтобы предотвратить прошлифовку поперечных ребер обрабатываемого щита, утюжок
должен быть опущен только после того, как передняя по ходу подачи кромка щита пройдет две
трети, а задняя при выходе щита из-под утюжка — одну треть его ширины. Это осуществляется с
помощью тех же контактных роликов 4. Деталь, подходя к ленте, нажимает на контактный ролик,
который подает сигнал на электронное реле времени, по команде которого через определенный
промежуток времени утюжок опускается в рабочее положение. После прохода щита контактный
ролик опускается, подается сигнал на второе реле времени, которое дает команду на подъем
утюжка до полного ухода щита из-под шлифовальной ленты. Высококачественное шлифование
желательно в раде случаев выполнять в два этапа: предварительное шлифование поперек волокон,
затем окончательное вдоль волокон. В этом случае два станка объединяют в линию. На первом, с
более узким столом, осуществляют предварительное шлифование, затем щит поворачивается автоматически на 90° и производится окончательное шлифование.
56
Рассмотренный узколенточный станок оборудован устройствами, упрощающими его
эксплуатацию: пневматическим натяжением шлифовальной ленты, воздушными форсунками для
очистки лент, цепным поперечным щеточным конвейером для очистки отшлифованных
поверхностей и др. Станок легко может быть встроен в автоматическую линию.
В станках с контактным прижимом шкивной частью ленты (см. рис. 121, д) шлифовальная
лента 1 располагается вертикально и прижимается к заготовке рабочим шкивом 2. Жесткость
контакта зависит от твердости обкладочного резинового слоя, а также от его профиля. Толщина
резинового покрытия h — 20 мм, твердость — 25...70 ед. При диаметре вала 0,25...0,35 м жесткость
покрытия j = ah0'35, где коэффициент а = 20...30. Для резины модуль упругости Е = 1 МПа, j =
10...35 Н/мм, что обеспечивает максимальное давление 0,03...0,2 МПа. При столь значительном
давлении глубина шлифования может составлять 0,5... 1 мм, т.е. можно осуществлять операции
выравнивания и калибрования.
По данной схеме созданы даже четырехсторонние шлифовальные станки для
окончательной обработки пиломатериалов вместо традиционных четырехсторонних продольнофрезерных. К их основным преимуществам относятся: повышение качества получаемой
поверхности и возможность снимать очень тонкий слой древесины, к недостаткам — высокое
потребление энергии (общая мощность станка с восемью головками — 880 кВт), необходимость
тщательного контроля размеров заготовок и высокая стоимость шлифовальной шкурки. Несмотря
на это, использование станков оправданно при выпуске высококачественных пиломатериалов,
особенно лиственных пород.
Широколенточные шлифовальные станки
В этих станках ширина ленты больше максимальной ширины обрабатываемой детали. За
последние годы получили распространение станки с лентой шириной 600 ... 2000 мм.
Широколенточные
станки
обладают
рядом
преимуществ по сравнению с
другими типами шлифовального
оборудования: более высокая
производительность,
лучшая
очистка ленты от отходов обработки и повышенная удельная
мощность привода главного
движения (до 0,65 кВт/см). При
ширине обработки 600...900 мм
их производительность в 2...3
раза выше производительности
цилиндровых
шлифовальных
станков и в 10 раз больше
производительности
узколенточных
шлифовальных
станков. Значительная длина
широких лент (2,6...3,8 м)
обеспечивает
их
высокую
стойкость, работоспособность и
точность
обработки.
К
недостаткам этих станков можно
отнести высокую стоимость
ленты, трудность ее подготовки
к работе, осуществляемой, как
правило, централизованно, и
необходимость
высокой
квалификации обслуживающего
персонала,
особенно
при
Рис. 123. Принципиальные схемы широколенточных
57
шлифовальных
станков для выравнивания и чистовой
обработки
использовании тонких лент малой зернистости.
Широколенточные шлифовальные станки по расположению лент делятся на станки с
верхним, нижним и двусторонним расположением, по виду контакта ленты и детали — с
вальцовым или утюжковым контактом и комбинированные, по числу лент — на одно-, двух- и
трехленточные. Станки с вальцовым контактом предназначены для выравнивания поверхности и
калибрования щитовых деталей из столярных плит ДСтП, утюжковые — для выглаживания
облицованной или отделанной поверхности щитовых деталей с частичным ее выравниванием,
комбинированные сочетают в себе обе технологии, т.е. выравнивание, калибрование и
выглаживание. На рис. 123 приведены наиболее распространенные схемы широколенточных
станков для выравнивания и чистовой обработки.
На станках с вальцовым контактом (рис. 123, а, б) производят одностороннюю обработку
верхней или нижней пластей. Станок по первой схеме состоит из ленточного конвейера 6 и одного
верхнего шлифовального агрегата — контрролика 1 с контактным вальцом 2. Детали 5 базируют
обрабатываемой пластью по верхним жестко установленным опорным балкам 3 и роликам 4. Для
компенсирования разнотолщинности предусмотрен подпружиненный стол 7 конвейера. Станок по
второй схеме снабжен одним нижним шлифовальным агрегатом с контактным вальцом.
Базирование на этом станке производится нижней обрабатываемой пластью по опорным балкам 3
и роликам 4. Подаются детали вальцами 2 и контрроликом 1.
На рассмотренных станках достигается удовлетворительное выравнивание поверхности
детали, но не обеспечивается чистовая обработка высокого качества. Для получения нужной
шероховатости необходимо снятие равномерного и незначительного по толщине слоя. Для этого
нужно обеспечить одинаковое давление по всей площади контакта шлифовальной ленты. Это
достигается применением шлифовальных агрегатов с эластичным утюжком (рис. 123, в, г).
Односторонний станок (см. рис. 123, в) аналогичен станку, показанному на рис. 123, а, за
исключением ленточно-шлифовального агрегата, где для прижима ленты к обрабатываемой
поверхности используется утюжковая контактная балка 1.
Станки для чистовой двусторонней обработки, выполненные по второй схеме,
изготавливают сравнительно редко. Они оборудованы одним верхним и одним нижним
разнесенными по направлению подачи шлифовальными агрегатами с утюжковыми прижимами.
На этих станках выполняют чистовое выглаживание мелкозернистыми шлифовальными лентами с
одновременным выравниванием. Снятие повышенного припуска с целью частичного удаления
макронеровностей на поверхности приводит к значительному снижению производительности
обработки и повышенному расходу шлифовальных лент.
Требуемое качество выравнивания и чистового шлифования достигается при обработке на
комбинированных станках с вальцовым утюжковым контактом (рис. 123, д, e). Шлифовальный
агрегат 2 с обрезиненным рифленым вальцом служит для выравнивания детали, а шлифовальный
агрегат 1 с утюжком, имеющим высокоэластичное упругое покрытие, — для выглаживания. Такие
станки делают с верхним и нижним расположением шлифовальных агрегатов, что позволяет
встраивать их в линию. Пласть каждой детали обрабатывается за один проход шлифовальными
лентами различной зернистости, что позволяет наиболее экономично получать требуемые
результаты шлифования.
На станках последних конструкций операция выравнивания выполняется в несколько
этапов. В связи с этим каждый агрегат сошлифовывает меньший слой материала, что позволяет
увеличить производительность станка, повысить качество обрабатываемой поверхности и
стойкость шлифовальной ленты. Некоторые станки (рис. 123, ж) имеют два шлифовальных
агрегата, первый из которых 1 оснащен контактным вальцом, а второй 2 — комбинированным
двухконтактным прижимом. В станке операция выравнивания выполняется двумя
последовательно расположенными шлифовальными агрегатами с вальцовым прижимом (рис. 123,
з).
Все широколенточные станки имеют осциллирующее движение ленты поперек
направления подачи. Это достигается следующим образом. Верхние барабаны выполнены
поворотными в горизонтальной плоскости. Поворот барабана пневмоцилиндром в одну сторону
вызывает боковое движение ленты по их поверхности, а поворот в другую — движение ленты в
противоположную сторону. Ход штока пневмоцилиндра переключается пневмоструйным датчиком, расположенным возле ленты. Воздух из сети поступает в сопло, перед которым находится
58
планка, управляющая датчиком с пневмоусилителем. Как только край ленты отходит в сторону,
струя воздуха попадает на планку, пневмоусилитель срабатывает и переключает подачу сжатого
воздуха через дроссель в соответствующую полость цилиндра, управляющего поворотом
барабана. Барабан поворачивается, и лента сбегает в противоположную сторону. Струя воздуха
перекрывается — и дроссель возвращается в исходное положение.
На рис. 124 изображен широколенточный шлифовальный станок, работающий по схеме
рис. 123, д, дополненный узколенточным агрегатом для предварительного шлифования грубых
или ранее отделанных поверхностей щитов.
Технические характеристики широколенточиых шлифовальных станков
Число шлифовальных лент, шт ....................... 1 ...3
Скорость резания, м/с ...................................... 25
Скорость подачи, м/мин .................................. 6...24
Частота осцилляций, мин-1 .............................. 20...35
Мощность электродвигателей, кВт ................ 35...60
Широколенточные
калибровальные
станки
предназначены для обработки по
толщине
древесно-стружечных,
столярных
и
древесноволокнистых плит, а также
фанеры на заданный размер с точностью ±0,1...0,2 мм. Плиты
калибруют непосредственно на
заводе-изготовителе до их раскроя
на заготовки или уже после
раскроя в щитах.
Такие
шлифовальные
Рис. 124. Широколенточный шлифовальный станок:
станки могут обрабатывать плиты
а — общий вид; б — узколенточный агрегат для
шириной до 2,57 м со скоростью
предварительного шлифования
подачи около 52 м/мин. Как
правило, припуск снимается с
обеих пластей за один проход. Часто на
этих же станках помимо калибрования
выполняют выравнивание и чистовую
обработку. На рис. 125 приведены
наиболее
распространенные
схемы
шлифовальных станков для обработки
ДСтП.
Интересна
схема
с
расположенными друг против друга в
одной вертикальной плоскости двумя
шлифовальными агрегатами 1 и 4 (см.
рис. 125, а). При обработке на таких
станках происходит самоцентрирование
калибруемых
деталей
за
счет
уравновешивания
сил
отжима,
возникающих
при
шлифовании
и
являющихся
вертикальными
составляющими сил резания.
Обрабатываемая плита проходит
через станок, прижатая верхними 2 и
Рис. 125. Схемы широколенточных шлифовальных
станков для калибрования
нижними 3 подпружиненными столами.
плит: а, б — с двумя шлифовальными агрегатами;
Снятие одинакового припуска с каждой
в — с шестью шлифовальными агрегатами;
стороны плиты достигается подвижным
г — цилиндрового
59
(плавающим) креплением подпружиненных столов. При увеличении снимаемого припуска с одной
из сторон плиты силы резания возрастают и действуют на противоположный стол. Он опускается
— и силы уравновешиваются. На переднем верхнем столе смонтирован контрольный неприводной
подпружиненный ролик, прекращающий через конечный выключатель подачу при проходе плиты
с припуском больше допустимого.
В станках, выпускаемых по схеме 125, б, поочередно обрабатывают сначала нижнюю, а
затем верхнюю пласти. При этом плита опирается на базирующие элементы, точность обработки
обеспечивается постоянством рабочего просвета между базирующими 6 и шлифовальными 5
органами.
Современные высокоскоростные
многошпиндельные станки имеют от
двух до шести шлифовальных агрегатов
(см. рис. 125, в). Во всех случаях два
первых агрегата 9 калибруют плиту.
Головки 8 окончательно обрабатывают
плиту по толщине и снимают неровности, оставшиеся от первичного
шлифования.
Обычно
вторичные
агрегаты
выполняют
комбинированными, с использованием
утюжков и контактных роликов с
гладкой поверхностью или спиральными
пазами.
Эти
агрегаты
могут
располагаться один против другого или
Рис. 126. Схема широколенточного калибровальнопротив
базирующих
элементов.
шлифовального станка с ножевым валом
Финишные шлифовальные агрегаты 7 с
мягким
утюжком
удаляют
все
предшествующие дефекты.
Имеются модели станков, где роль калибрующего выполняет ножевой вал, в котором по
спирали устанавливаются перетачиваемые пластины, либо алмазные резцы (рис. 126), стойкость
которых исчисляется годами.
В последние годы успешно применен метод калибрования ДСтП с помощью цилиндровых
станков (см. рис. 125, г). В них в качестве режущего инструмента применены абразивные
цилиндры 10 с нормальной структурой из карбида кремния 55с, 54с, 53с зернистостью № 63, 80,
100, 125 и 160. Связкой инструмента служит эпоксидная смола ЭД-20. Этот метод калибрования
обеспечивает точность ±0,07...0,10 мм и рост производительности в 2 раза. Основным его
достоинством является высокая стойкость шлифовального инструмента.
Цилиндровые и дисковые шлифовальные станки
На цилиндровых шлифовальных станках режущий инструмент (абразивная лента) надет на
образующую поверхность цилиндров. На некоторых из этих станков помимо окончательного
шлифования выполняются калибрование и снятие провесов в собранных узлах. Вследствие
ограниченной окружности барабана, относительно высокой температуры процесса и быстрого
засорения ленты при шлифовании на барабанных шлифовальных станках получается худшее качество поверхности по сравнению с использованием широколенточных шлифовальных станков.
Функциональные схемы многоцилиндровых шлифовальных станков приведены на рис. 127.
Станки с нижним расположением шлифовальных цилиндров 1 и двусторонние оборудованы
вальцовой подачей 4, станки с верхним расположением цилиндров — конвейерной 5. Прижим
детали осуществляется вальцами 3, а очистка ее поверхности — щетками 2.
Шлифовальные барабаны вращаются с частотой 1500 мин-1 от индивидуальных
электродвигателей мощностью 5...20 кВт через клиноременную передачу. Для регулирования
толщины снимаемого припуска служит механизм перемещения барабанов по высоте.
60
Конструктивно шлифовальный барабан представляет собой тщательно отбалансированный
цилиндр диаметром 280...300 мм, длиной 750... 2200 мм. На поверхности барабана укреплен слой
мягкого материала (поролона, войлока и др.), служащий прокладкой между абразивной лентой и
барабаном. Лента надевается на барабан по спирали и натягивается с помощью натяжного
устройства. Для уменьшения ее засорения и устранения продольных царапин на обработанной
поверхности в результате затупления и засорения зерен барабанам придается осевое
осциллирующее движение с амплитудой 5...6 мм и частотой около 250 мин-1. Осциллирующее
движение барабана осуществляется от электродвигателя через систему зубчатых и цепной
передач. На валу закреплены эксцентриковые
втулки,
перемещающие
рычаги,
взаимодействующие
с
поводками
шлифовальных барабанов. Барабан имеет
балансировочное устройство, с помощью
которого
производится
статическая
и
динамическая балансировка цилиндра.
Дисковые
шлифовальные
станки
предназначены для шлифования плоскостей
различных деталей, часто ящиков. Главным
рабочим органом служит диск со шлифовальной
лентой.
Он
может
быть
расположен
горизонтально
или
вертикально.
Распространены
станки
с
вертикально
расположенными
дисками.
Иногда
их
выполняют
двухдисковыми
и
снабжают
шлифовальной
бобиной,
что
расширяет
Рис. 127. Функциональные схемы
технологические возможности станка, позволяя
многоцилиндровых шлифовальных станков:
обрабатывать
выпуклые
и
вогнутые
а — с нижним расположением цилиндров;
6 — с верхним расположением цилиндров
поверхности.
Наладка ленточных шлифовальных станков
Наладка этих станков осуществляется следующим образом:
1.
Выбирают и устанавливают шлифовальные ленты. Нельзя использовать
надорванные, неправильно склеенные или обрезанные ленты. Натяжение ленты осуществляется
перемещением неприводного шкива. Величина натяжения ленты должна быть такой, чтобы при
легком нажиме на нее стрела прогиба не превышала 20 мм. Правильность набегания ленты
регулируют поворотом оси шкива.
2.
Регулируют амплитуду смещения ленты в станках с осциллирующим движением
ленты путем перестановки датчиков автоматической системы осцилляции.
3.
Устанавливают стол по высоте, поднимая его таким образом, чтобы зазор между
лентой и обрабатываемой поверхностью был 20...30 мм.
4.
Устанавливают боковые и торцевые упоры на столе станка по размеру
обрабатываемой детали. Их высота должна быть меньше толщины детали.
5.
Устанавливают ход стола, равный ширине обрабатываемого щита.
6.
Скорость перемещения стола и усилие прижима ленты выбирают в зависимости от
зернистости шкурки, породы древесины и условий шлифования.
7.
Проверяют работу станка на холостом ходу с обработкой пробных деталей.
Наладка цилиндровых шлифовальных станков
Наладка этих станков осуществляется следующим образом:
1.
Выбирают и устанавливают шлифовальную шкурку. Листы шкурки подбирают по
зернистости в зависимости от условий шлифования, обрабатываемого материала и номера
шлифовального цилиндра. Навивка шкурки может быть спиральной или цилиндрической в
зависимости от конструкции цилиндра. После установки шкурки цилиндры проворачивают
61
вручную, чтобы убедиться в их свободном вращении.
2.
Устанавливают цилиндры на толщину снимаемого припуска. Настраивают
цилиндры и прижимные элементы по комплекту шаблонов, различающихся величиной
сошлифовываемого припуска.
3.
При наличии нижних подающих вальцов производится установка их
цилиндрических образующих выше рабочей поверхности стола на величину 0,1...0,2 мм.
Устанавливают стол по
высоте в зависимости от заданной
толщины обрабатываемого щита.
Грубая настройка выполняется
механическим приводом, точная
— вручную. Положение стола
контролируют по отсчетному
устройству.
Устанавливают
необходимую скорость подачи в
зависимости
от
толщины
снимаемого
припуска,
зернистости шкурки, степени ее
затупления
и
требуемой
шероховатости.
4.
Проверяют работу
станка на холостом ходу и
обрабатывают пробные детали.
Станки с лепестковым
шлифованием
Режущий инструмент таких
станков представляет собой диск
(рис. 128), по периферии которого
одним концом закреплены ленты
или
пучки
абразивных
шлифовальных материалов, он
вращается с частотой 300... 1200
мин-1.
Центробежные
силы
ориентируют ленты или пучки по
радиусу
и
обеспечивают
необходимый
подпор
при
контакте
с
обрабатываемой
Рис. 128. Станки с лепестковым шлифованием:
поверхностью. Диски вместе с
а — шлифовальный диск; б , в — схемы расположения
прокладками набираются в бадисков в станках
рабан нужной длины, скрепляются
фланцами и устанавливаются на
шпиндель ручного устройства или на специальные станки. Возможно простое вращение
инструмента, но лучший результат дает сложное движение. Барабаны помимо вращательного
движения совершают колебания в плоскости обрабатываемой детали с амплитудой 120 мм каждые
пол-оборота, т.е. 1200 раз в минуту. Это значит, что поверхность заготовки подвергается
обработке до 20 раз в секунду.
Диски предназначены для шлифования плит, светлой древесины, ламинированных
поверхностей.
На рис 128, б, в показаны схемы расположения шлифовальных дисков в станках.
Конвейерно-вальцовые механизмы обеспечивают подачу со скоростью 2... 13 м/мин.
Диаметр головок — 300 мм, мощность, потребляемая одной головкой, — 0,4...0,6 кВт.
62
КОМБИНИРОВАННЫЕ СТАНКИ И ОБРАБАТЫВАЮЩИЕ ЦЕНТРЫ
Комбинированные и бытовые станки
В небольших деревообрабатывающих производствах и в быту, как правило, применяют
комбинированные и универсальные станки, а также ручной электрифицированный инструмент.
Комбинированные станки предназначены для выполнения различных операций: фугования,
продольного и поперечного пиления, фрезерования поверхностей, шлифования и свер- лильнопазовальных работ (табл. 53). Применяются в модельных цехах машиностроительных
производств, столярных мастерских и на ремонтных площадках. Сверху на станине станка
крепится ножевой вал, передний и задний фуговальные столы, пильный стол с поперечной
кареткой, салазки и стол сверлильный. В лучших моделях, обладающих широкими
технологическими возможностями, под ножевым валом имеется настраиваемый по высоте рейсмусовый стол. Для механизации подачи заготовок станок снабжен шестироликовым
автоподатчиком.
Таблица 53 Технические характеристики комбинированных станков
Параметры
Размеры
обрабатываемой
заготовки, мм:
ширина
наибольшая
толщина
длина
наименьшая
Диаметр
инструмента
наибольший, мм
Частота
вращения, мин-1
Общая
установленная
мощность, кВт
Фугование,
рейсмусование
Операция
ФрезероСверление,
Пиление
Шлифование
вание
пазование
250...400
5…160
120... 140
5...100
—
5...150
100
12...100
—
20... 100
300
-
-
-
-
100
400
120
320
20
6000
3000
6000
3000
3000
4,5...5,0
4,5...5,0
4,5...5,0
4,5...5,0
4,5...5,0
Широкое распространение получили универсальные бытовые станки, многочисленные
модели которых отличаются друг от друга набором выполняемых операций, напольным или
настольным исполнением, регулировкой фуговальных и пильных столов, технологическими
параметрами. На них в различных сочетаниях можно выполнять продольное, поперечное и под
углом распиливание, сверление, фрезерование пласти и кромки заготовки, фрезерование пазов,
шпунтов, шиповых соединений, шлифование, точение, заточку режущего инструмента.
Всеобщее признание получили многопозиционные обрабатывающие центры с ЧПУ для
обработки различных деталей из массивной древесины, ДСтП, МДФ и др.
В набор выполняемых на них операций входит форматная обработка и профилирование,
сверление, выборка пазов, пиление во всех вариантах, облицовывание кромок с полной последующей обработкой. Высокая производительность и гибкость в выборе технологий обработки
является причиной широкого использования центров как в малых производствах, так и на
крупных предприятиях. В основу станков этого типа (рис. 129) заложен принцип трехкоординатного перемещения суппорта 9 с набором инструмента над столом с закрепленной на нем
заготовкой. Тем самым происходит ее обработка с пяти сторон. Продольное перемещение всего
суппорта происходит по упрочненным направляющим зубчато-реечным механизмом 7 с
геликообразными зубьями, обеспечивающими высокую скорость подачи без вибраций.
Поперечную подачу осуществляет система с реверсивным роликовым винтом 5, самоцен63
трирующимся по отношению к движущимся массам, обеспечивая устойчивое и быстрое
позиционирование режущих головок. Подачу непосредственно режущего инструмента
(вертикальную или для некоторых инструментов 6 горизонтальную) обеспечивают подающие
устройства 4 самих режущих головок. На суппорте смонтированы рабочие головки 1 с
инструментом различного назначения: цилиндрические и концевые фрезы, сверла, дисковые пилы,
абразивные диски. Помимо этого имеется инструментальный магазин 8 (до 35 инструментов на
тяжелых станках), с помощью которого происходит автоматическая смена инструмента в
зависимости от вида работ.
На рис. 129, а показан
тарельчатый магазин, который
совершает попутное перемещение
вместе с суппортом. Он рассчитан
на
12..
18
инструментов
диаметром от 100 до 160 мм.
Требуемое качество обработки
обеспечивается высокой частотой
вращения инструмента (4000 мин1
для обычных и 1000... 24000
мин-1 для электрошпинделей) и
регулируемой с помощью ЧПУ
скоростью подачи.
Рабочий стол 2 оборудован
универсальными бесшланговыми
вакуумными опорами 3, которые
легко перемешаются на нужный
размер
и
фиксируются
пневматическими
зажимами,
причем закрепление в нужном
положении опоры и фиксация
детали на опорах происходит от
одной и той же вакуумной
пневмосети. Достаточно нажать
на расположенный на опоре
клапан и передвинуть ее на
нужное место. Имеются также
пневматические зажимы для
узких деталей и заготовок с
выступающими краями.
Рис. 129. Многооперационный обрабатывающий центр с ЧПУ:
Система ЧПУ базируется
а — общий вид; б — функциональная схема
на персональном компьютере и
использует возможности многозадачной операционной системы в реальном масштабе времени,
что позволяет контролировать несколько процессов одновременно.
Графический интерфейс позволяет использовать функции, доступные с помощью
функциональных изображений. Система контроля позволяет показывать на дисплее все движения
инструментов и автоматически указывает на экране происходящие ошибки, давая возможность
обратиться к соответствующей странице руководства по эксплуатации через систему помощи.
Технические характеристики обрабатывающих центров с ЧПУ
Величина рабочих перемещений, мм:
по оси X ................................... 1600...2893
по оси Y ...................................
950
по оси Z ...................................
100
Скорость подачи, м/мин:
по оси X ...................................
75
по оси Y ...................................
45
по оси Z ...................................
15
64
Сверлильная группа:
потребляемая мощность, кВт 1,7 ...2,3
количество сверл, шт .............
16
-1
частота вращения, мин .........
4000
Фрезерная группа:
мощность преобразователя, кВт
4,0...7,5
частота вращения, мин-1
1000...24000
Дисковая пила:
диаметр, мм ...................
120
мощность, кВт ............... 1,7...2,3
частота вращения, мин-1
5000
Для обработки деталей дверей и
окон
применяются
угловые
обрабатывающие центры с ЧПУ (рис.
130). Бруски укладываются на каретку
6. Каретка имеет поворотный стол,
позволяющий обрабатывать заготовку
под различными углами. При движении
Рис. 130. Схема углового
каретки по направляющим заготовки
обрабатывающего центра
отторцовываются пилой 5 и на их
торцах
формируется
шип.
На
вертикальном (шипорезном) шпинделе
4 смонтирован набор фрез различного
профиля. Для изменения профиля
6
обработки достаточно переместить
шпиндель по высоте на нужную
величину. Если необходимо обработать
заготовку с двух концов, цикл
повторяется.
После окончания нарезания
шипов
заготовки
автоматически
поступают на вальцовый механизм
подачи участка продольно-фрезерной
обработки. С помощью фрезерных шпинделей 2 и 3 формируется поперечное сечение детали.
Конструкция шпинделей аналогична конструкции шипорезного шпинделя. Окончательную обработку осуществляет продольная пила 1. Команда на позиционирование шпинделей поступает с
пульта управления или по программе.
Контрольные вопросы и задания
1.
2.
3.
4.
Объясните принципиальную схему ленточнопильного станка.
Приведите классификацию круглопильных станков.
Объясните принципиальную схему прирезного станка с конвейерной подачей.
В чем заключаются преимущества и недостатки одно- и многопильных форматных
станков?
5.
6.
Приведите классификацию продольно-фрезерных станков.
В чем заключаются особенности обработки базовой поверхности на фуговальных
станках?
Объясните принципиальные схемы рейсмусового и четырехстороннего станков.
Дайте объяснение схемы объемного копирования.
В чем различия фрезерных станков с нижним и верхним расположением шпинделя?
Какие виды шиповых соединений вы знаете и на каких станках они
вырабатываются?
11.
Объясните принципиальную схему одностороннего рамного шипорезного станка.
7.
8.
9.
10.
65
Приведите классификацию и принципиальные схемы сверлильных одно- и
многошпиндельных станков.
13.
Объясните принципиальную схему присадочного проходного сверлильного станка.
14.
Какие сверлильно-фрезерные станки вы знаете?
15.
Объясните принципиальную схему сверлильно-фрезерного станка с шарнирнорычажной схемой.
16.
Приведите схему объемного копирования с продольной и поперечной подачами.
17.
Приведите классификацию токарных станков и объясните принципиальные схемы
каждого из них.
18.
Какие узколенточные станки вы знаете?
19.
Приведите принципиальные схемы узколенточного и широколенточного
шлифовальных станков.
20.
Каково назначение и принцип работы шипорезных станков?
21.
Как производится наладка шипорезных станков?
22.
Для выполнения каких технологических операций применяют долбежные станки?
23.
Как производится наладка сверлильных станков?
12.
СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ
ПРОИЗВОДСТВ
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ И СБОРКИ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И
КОНСТРУКЦИЙ
Оборудование этой группы предназначено для изготовления сборочных заготовок и
изделий с клеевым соединением элементов: сращивание по длине, толщине и ширине заготовок,
сборка и т.д.
Оборудование для сращивания по длине
Существует большое разнообразие схем и конструкций этого оборудования. На рис. 144, а
приведена линия с ручным управлением. Заготовка 12 загружается на стол 1 консольной каретки
2. Стол представляет собой ленточный конвейер, смонтированный на поворотной плите. Конвейер
имеет реверсивный малогабаритный привод МР (мотор-редуктор). Включается конвейер, и
заготовки, перемещаясь по стрелке А, прижимаются к линейке. После выравнивания торцов срабатывает пневмоприжим заготовок к столу, и каретка начинает движение подачи по
направляющей 3. Последовательно происходит выравнивание торцов пилой 11, нарезание
зубчатого шипа фрезой 10 и нанесение клея на шипы валиком 9. Затем каретка возвращается в
исходное положение, заготовки освобождаются, происходит поворот стола на 180° — и цикл
базирования заготовок и их обработки повторяется.
Обработанные с двух сторон заготовки смещаются на рольганг 8 и вручную подаются на
приводные вальцы 6, которые торец в торец подают их в пресс. Приводная станция состоит из
регулируемого электродвигателя и редуктора. Лента заготовок доходит до упора 5 и включается
механизм прессования. Пневмоцилиндр 4 создает усилие прессования в продольном направлении
и одновременно опускается верхняя плита пресса, предотвращая выгибание ленты заготовок
вверх. После окончания прессования включается пильный суппорт 7, который торцует ленту,
подвижный упор 5 и верхний прижим возвращаются в исходное положение, и толкатели
сбрасывают склеенную доску на приемный стол.
66
В автоматической линии
(рис. 144, б) заготовки 14
укладываются
на
подающий
конвейер 15, который переносит их
по стрелке А на конвейерный стол
13 подвижной каретки. Конвейер
стола включается и, перемещая
заготовки по стрелке Б, выравнивает по опустившемуся упору
торцы заготовок. Каретка движется
по стрелке В, и заготовки
последовательно обрабатываются
пилой
16,
фрезой
17
и
клеенамазывающим валиком 18.
Затем конвейер 13 выключается
вновь и, перемещая заготовки по
стрелке Д, выравнивает их торцы.
Каретка движется по стрелке Г, и
происходит зарезка шипов на
противоположных
сторонах
заготовок.
Когда
каретка
останавливается
в
исходном
положении, выключаются конвейеры 13 и 15, и обработанные
заготовки по стрелке Е выгружаются на рольганг 22, а новая их
партия по стрелке А поступает на
каретку.
Затем
заготовки
автоматически
поступают
на
участок сборки и с помощью
приводных вальцов 20 одна за
одной подаются до неподвижного
Рис. 144. Оборудование для сращивания заготовок по длине:
упора. Одновременно происходит
а — с ручным перемещением заготовок;
подпрессовка.
Включается
б, в — автоматические линии
пильный суппорт 21 и торцует
полосу на заданный размер, после чего она перемещается в пресс. Пневмоцилиндр 19 создает
усилие прессования, а верхняя плита пресса предотвращает выгибание полосы. Склеенная доска
выталкивается на приемный стол.
В автоматической линии, изображенной на рис. 144, в, заготовки 25 загружаются на
конвейер 24 и выравниваются по упору. Все обрабатывающие шпиндельные головки 26, 27, 28
смонтированы на одной суппортной каретке 30, которая вместе с промежуточным конвейером 23
перемещается по направляющим 29. Во время ее движения происходит обработка заготовок.
После возвращения каретки в исходное положение обработанные с одной стороны заготовки
перемещаются на конвейер 36, а новые загружаются на конвейер 24. При следующем ходе каретки
происходит одновременная обработка обеих групп заготовок.
Обработанные заготовки выгружаются на стол 35, а затем автоматически подаются на
участок подпрессовки, оснащенный конвейером 31 и прижимными роликами. Подпрессовка
происходит из-за разницы скоростей подачи конвейера и вальцов 34 с тормозом 33. Длина полосы
заготовок определяется подающими вальцами, соединенными с шаговым двигателем. По его
команде происходит торцовка полосы. Прессование осуществляется пневмоцилиндром 32 по
приведенной выше схеме.
Технические характеристики оборудования для сращивания заготовок по длине
67
Размеры заготовок, мм:
длина .................................................... 150... 1200
ширина ................................................. 30... 160
Максимальные размеры склеиваемой доски, мм:
длина .................................................... до 6 м
толщина ............................................... до 60 мм
Скорость подачи пресса, м/мин................... до 80
Давление при сборке, кг/см2 ........................ 10... 15
Общая мощность, кВт ................................. 14...20
Оборудование для сращивания по толщине и ширине
Это
оборудование
используется при изготовлении
панелей, брусьев и заготовок из
кусковых отходов, низкосортных
пиломатериалов и маломерных
отрезков
древесины,
для
склеивания щитов, приклеивания
брусков из массива к кромкам
щитовых деталей.
Наиболее
простыми
являются
вертикальные
электропневматические
и
электрогидравлические прессы
(рис. 145, а). На расположенной
рядом с прессом установке 3 на
кусковые заготовки наносится
клей, и они одна за другой
укладываются в пресс. На
сварной
раме
пресса
смонтированы
верхние
прижимные цилиндры 5 (от 3 до
6 шт.). Внизу имеются базовые
перемещаемые на размер щита
нижние упоры 4. Когда все
заготовки уложены на цилиндры,
подается давление и начинается
прессование.
Чуть
раньше
Рис. 145. Оборудование для сращивания заготовок по ширине и
срабатывают
горизонтальные толщине: а — электрогидравлический пресс; б — веерный пресс;
в — автоматическая линия склеивания щитов
цилиндры 2, прижимающие к
склеиваемому щиту две балки 1,
которые предотвращают выпучивание щита.
В целях увеличения производительности и экономии производственных площадей
выпускаются так называемые веерные прессы, в которых щит набирается описанным выше
способом в рамочных конструкциях, расположенных по радиусу к общему валу (рис. 145, б).
Когда один щит набран и запрессован, вал поворачивается на один шаг, готовый щит удаляется, а
на его место набирается следующий. В это время происходит склеивание уже собранных щитов.
На рис. 145, в приведена высокопроизводительная (до 300 м2 в смену) автоматическая
линия склеивания щитов. Делянки 1 щита конвейером 2 доставляются на подающее устройство.
Во время движения на них устройством 3 наносится клей. Загрузочное устройство 4 сталкивает
бруски в пресс, где происходит их сжатие и склеивание. Выпучивание склеиваемой полосы
предотвращается плитой пресса. Усилие прессования создается за счет сил сопротивленияподаче,
возникающих при трении щитов о стол и плиту пресса.
68
Общие технические параметры оборудования для склеивания по толщине и ширине
Давление склеивания, МПа .... ....................... 0,4...0,5
Усилие прессования, Н … 2000
Ширина делянок на входе, мм..
до 180
Толщина щитов, мм… 5...80
Оборудование для
изготовления гнуто-клееных
деталей
Это оборудование реализует
метод гнутья в пресс-формах с
одновременным
склеиванием
и
обогревом клеевых слоев, для чего
используются прессы с усилием около
0,5 МН. Детали с незамкнутым
открытым
профилем
часто
запрессовывают
в
пресс-формах,
состоящих из двух основных деталей —
матрицы и пуансона. Для изготовления
деталей с П-образным профилем и
изделий с замкнутым профилем применяют специальные многоплунжерные
прессы.
Заготовки
собирают
из
нескольких
слоев
шпона,
предварительно намазанных клеем, и
закладывают между пуансоном и
нагревательной лентой.
Обогрев клеевых слоев деталей
небольшой толщины (до 25 мм) в
прессах проводят контактным методом,
паром
или
электрическими
нагревателями
сопротивления.
Склеивать детали больших сечений
целесообразно
методом
высокочастотного нагрева. Сочетание
высокочастотного
нагрева
с
контактным
дает
значительную
экономию электроэнергии.
Рис. 146. Оборудование для сборки рамок и корпусных
изделий: а — сборочная вайма; б — рабочее место для
сборки рамочных конструкций
69
Оборудование для сборки рамок и корпусных изделий
Сборка рамочных и корпусных изделий механизирована за счет использования сборочных
станков (вайм). В качестве примера гидравлического сборочного станка на рис. 146, а показана
универсальная переналаживаемая пневматическая вайма-стапель для сборки корпусных изделий.
Внутри сварной рамы 4 расположены базовые упоры 5, переставные траверсы 2 с фиксатором и
парой горизонтальных пневмоцилиндров обжима 3 и несколько вертикальных пневмоцилиндров
1, регулируемых по высоте. С помощью фиксатора и отверстий в балках рамы траверса 2
устанавливается в положение, необходимое для данного изделия. Сбоку на станине расположена
насосная станция 6. Имеются аналогичные ваймы с пневмоприводом.
Как правило, после сборки изделие подвергается последующей обработке: установке
фурнитуры, петель, сверлению отверстий и гнезд и т.д. Эти операции выполняются на
специальных стеллажах, ваймах. На рис. 146, а приведены в качестве примера регулируемый по
высоте и углу наклона стапель для обработки оконных створок, на рис. 146, б — оснащение
рабочего места по сборке и монтажу рамочных конструкций.
Оборудование для облицовывания пластей и кромок щитов
Облицовывание пластей может производиться пленочными материалами и шпоном. В
последнем случае шпон проходит до облицовывания несколько подготовительных операций:
разметку, раскрой на делянки, при необходимости фугование кромок, набор и соединение делянок
в листы нужных размеров.
Для возможного сращивания в полноформатные листы куски шпона обрабатывают по
кромкам на кромкофуговальных станках и гильотинных ножницах.
В кромкофуговальных станках пачку шпона укладывают на стол, выравнивают по линейке
и зажимают прижимной балкой. Суппорт с двумя ножевыми головками или пилой и одной
ножевой головкой по направляющим перемещается вдоль кромок шпона и обрабатывает их.
Первой головкой производится предварительное фугование, второй — окончательная обработка.
На суппорте может быть установлен клеенаносящий валец, который намазывает клеем
обработанные кромки.
На гильотинных ножницах обрезка шпона производится прямолинейным ножом,
закрепленным в перемещающейся вертикально траверсе. По сравнению с кромкофуговальными
станками ножницы имеют ряд преимуществ: обработанные куски шпона имеют строго
параллельные
кромки,
улучшаются
условия
и
повышается
производительность труда на
этом участке.
В станке НГ-30 (рис.
147) пакет шпона укладывается
на стол. Отрезаемую кромку
располагают
относительно
линии ножа, совпадающей со
световой
ориентирующей
полоской.
Затем
подается
команда
на
опускание
прижимной траверсы 1, привод
которой осуществляется от
гидроцилиндра
30
через
систему рычагов 9. Концы
траверсы связаны тягой для
равномерного прижима пакета
и предотвращения перекоса. По
Рис. 147. Гильотинные ножницы
достижении
необходимого
70
давления прижима срабатывает ножевая траверса 31, подвешенная на системе рычагов 10 таким
образом, что нож в верхнем положении находится под углом 45° к плоскости стола, а по мере
резания выравнивается. Последние модели станков этого типа имеют два синхронно работающих
ножа: первый производит черновой рез, второй — окончательную обработку.
Привод ножевой траверсы осуществляется от электродвигателя 23 через ременную
передачу 22, фрикционную многодисковую муфту 21, три пары зубчатых колес (12, 13, 14, 18, 19,
20), кривошип 11 и шатун. Для удержания траверсы в крайнем верхнем положении входной вал
редуктора тормозится фрикционной муфтой 17.
Управление муфтами (включение одной и выключение другой) осуществляется штоком 16
гидроцилиндра 15. После каждого двойного хода ножевая траверса автоматически останавливается в верхнем положении, после чего поднимается прижимная траверса. Пакет шпона на столе
перемещается под нож на требуемую величину кареткой 6 с упорами 2. Привод каретки — от
электродвигателя 5 через ременную 4, червячную 3 и цепные 8 передачи. Ширина обрезаемого
пакета контролируется с помощью механизма отсчета 29. Ручное перемещение каретки — с помощью маховичка 28.
Упоры 2 при пропуске
обрезанного пакета шпона на
проходе или развороте пакета
больших
размеров
могут
опускаться
с
помощью
гидроцилиндра
7.
Питание
гидросистемы
станка
осуществляется насосами 26 и
24, приводимыми в движение
через клиноременную передачу
27 и 25 от электродвигателя 23. В
ряде
гильотинных
ножниц
смонтирован
дополнительный
суппорт
с
клеенаносящим
вальцом. После окончания реза
он перемещается вдоль пакета
шпона,
нанося
клей
на
обработанные кромки.
Торцевые кромки шпона
обрабатываются на усовочных
станках. Куски шпона по одному
подаются поперек волокон на
установленную под небольшим
углом фрезу. Направляющие
устройства регулируют длину
уса в зависимости от толщины
шпона.
Ребросклеивающее
оборудование предназначено для
склеивания кусков шпона по их
кромкам (ребрам) в полноформатные листы. В ленточных
ребросклеивающих станках PC6, РС-7, РС-9 (рис. 148, а) куски
шпона
соединяются
гумированной лентой 3 шириной
Рис. 148. Принципиальные схемы станков для склеивания
20... 25 мм, одна сторона которой
кусков шпона в полноформатные куски: а — ленточного;
покрыта мездровым клеем. Лента
б — безленточного; в — безленточного с поперечной подачей;
из рулона 4 проходит через
г — для склеивания нитью; д — узколенточного пресса
ванночку с водой 5, а затем
71
пропускается через электронагреваемый ролик 2, под который одновременно поступают
подаваемые рифлеными роликами 6 плотно прижатые кромками два куска шпона 1. В результате
нагрева бумага склеивается со шпоном и подсушивается.
Более совершенны безленточные ребросклеивающие станки PC-5, РС-8 и РСП-2. Клей
здесь наносится на кромки шпона на гильотинных ножницах или в кромкофуговальных станках, а
затем куски склеивают, пропуская под обогреваемым прижимом. Различают станки с продольной
и поперечной подачей.
Безленточный ребросклеивающий станок с продольной подачей (рис. 148, б) имеет стол, в
котором смонтирован пластинчатый конвейер 3 и два нижних подогревателя. Над столом располагается регулируемая по высоте траверса с верхними подогревателями 2 и стягивающие
конусные ролики 4. Куски шпона 1 подаются в станок вручную и захватываются роликами 4. При
их движении происходит смачивание кромок, прогревание клеевой прослойки и плотное
прижатие.
В безленточном ребросклеивающем станке с поперечной подачей (рис. 148, в) после
склеивания кусков образуется непрерывная лента, которую можно разрезать на листы
необходимых размеров. В отличие от станков с продольной подачей здесь контакт кромок шпона
обеспечивается за счет разности скоростей подающих роликов 1 и конвейера 4 в зоне нагрева
плитами 2 и 3.
Наиболее прогрессивны и экономичны станки для склеивания нитью с термопластичным
клеем (рис. 148, г). Нить из стекловолокна, покрытая термопластичным клеем, с катушки 3
подается в электронагреваемый укладчик 2, совершающий колебательное движение по дуге
окружности. Расплавленная в укладчике нить укладывается волнообразно на оба соединяемых
листа шпона 4 и прижимается роликами 1. Куски шпона подаются вращающимися дисками 5, а
затем ускоренно выбрасываются роликами 6.
Для склеивания усованного шпона применяются узколенточные прессы (рис. 148, д).
Склеиваемые куски 1 укладываются на подающую каретку и подаются под нагреваемые плиты 3 и
4. Давление создается цилиндрами 2.
Технические характеристики ребросклеивающих станков
PC-6
PC-7 PC-9 PC-5 РС-8 РСП-2
Размеры склеиваемых полос, мм:
ширина .
от 80
от 80 от 60 от 80 от 80 от 80
толщина
0,5...4 0,5...4 0,5...4 0,5...5 0,4...3 1,15...3
Скорость подачи,
м/мин ..............
5...40
5...40 14...40 7...21 4...40 3...15
Установленная мощность
электродвигателей, кВт
0,65
0,6
1,32
1,7
1,1
4,5
Для облицовывания пластей
щитов, т. е. приклеивания шпона или
других
листовых
материалов,
применяются гидравлические прессы с
обогреваемыми плитами: одно- и
многопролетные.
В многопролетных прессах с
числом пролетов 10... 20 сформированные пакеты (щит с нанесенным
на него клеем и облицовочным
материалом)
загрузочными
этажерками подаются в пресс. После
одновременного
смыкания
плит
происходит
прессование.
Затем
загрузочная этажерка удаляет готовые
детали
из
пресса.
Применение
Рис. 149. Схема станка для облицовывания пластей щитов:
а—
72на базе однопролетного пресса; б — кашированием
многопролетных
прессов
целесообразно
при
использовании
клеевых
материалов,
продолжительность схватывания которых 20...30 мин.
При склеивании с использованием синтетических клеев горячего отверждения
продолжительность выдержки в прессе сокращается до 20...40 с. Многопролетные прессы
целесообразно заменять однопролетными. Обычно для таких прессов не требуются фундаменты
глубокого заложения, не требуется использование поддонов и специальных устройств для
охлаждения и транспортирования, можно автоматизировать большинство операций.
На рис. 149, а приведена схема линии на базе однопролетного пресса. Стопа щитов 2
помещается на подъемную платформу 1 загрузчика. Верхний щит сдвигается упором питателя и
поступает в щеточный станок 3, где пласти очищаются от пыли. Чистый щит поступает в
клеенаносящий станок 4, где на пласти наносится тонкий слой клея. Покрытые клеем щиты
подаются дисковым конвейером 5 к месту формирования пакета. На сборочном конвейере 6
вручную формируют пакет: укладывают на ленту неподвижного конвейера нижнюю облицовку,
на нее кладут основу, а на основу — верхнюю облицовку. Набранный пакет по команде оператора
конвейера перемещается на некоторое расстояние, освобождая место для очередного пакета. По
заполнении сборочного конвейера пакеты подаются в пресс 7, где выдерживаются под давлением
при заданной температуре. Облицованные щиты выгружаются из пресса конвейером 8 и
укладываются в стопу с помощью конвейера-укладчика 9.
Накатывание на поверхность щитов рулонных пленочных материалов с последующим
отверждением клеевого слоя называют кашированием. Щитовые детали 1 (рис. 149, б)
загружаются в линию автоматическим загрузчиком, аналогичным показанному на рис. 84, а.
Вначале они поступают в щеточную машину 2, где с них удаляется пыль, а затем в зоне 3
нагреваются до заданной температуры. Клей наносят на щиты вальцами 4, ас помощью
инфракрасного излучателя 5 удаляют лишнее количество растворителей из клея для достижения
оптимальной концентрации. Пленка 8 подается системой роликов из рулона 6 на щиты и попадает
под прессовые валки 7. Между
щитами пленку разрезает нож 9.
Далее пленку прикатывают
другими
кашировальными
валками 10 и складывают в
штабель.
По
принципу
кэширования
создано
оборудование
для
облицовывания
погонажных
профильных
изделий.
В
качестве основы профильных
деталей используют ДСтП и
ДВП.
Рейки
из
плит
обрабатывают
фасонными
фрезами
для
получения
требуемого профиля, затем
шлифуют, очищают от пыли,
нагревают
до
нужной
температуры и наносят на них
клей. Прикатка облицовочного
материала
производится
последовательно расположенными роликами, ось каждого из
которых перпендикулярна оси
того участка, на котором
проводится обработка.
Облицовывание
профильных
деталей (например,
Рис. 150. Схема работы мембранного пресса
крышек столов, филенок дверей
73
и др.) производится в мембранных прессах. Пресс состоит из рамы с нижней и верхней плитами.
Нижняя плита 6 (рис. 150) пресса неподвижна. Верхняя плита 2 перемещается с помощью
гидроцилиндров и нагревается электросопротивлением или под действием ИК-лучей. Деталь 4,
лежащая на опорах 5, и облицовочная пленка 1 помещаются между плитами, которые по
периметру имеют бортики 3. При смыкании плит верхний бортик ложится на нижний, образуя
замкнутое пространство. Перед закрытием пресса через отверстия 7 в нижней плите подается
горячий воздух. Под его действием облицовочная пленка прижимается к верхней нагретой плите и
происходит активация связующего, нанесенного на пленку. После этого воздух из замкнутого
пространства между плитами откачивается по каналу 8 вакуумной системы. Затем в полость
поверх облицовочной пленки подается сжатый воздух, создающий заданное давление. Полезный
формат пресса 3600 х 1800 мм, температура прессования 90...110°С, длительность рабочего цикла
120…. 150 с, ресурс мембраны в среднем 1,5 мес.
Оборудование для облицовывания кромок щи- то в по сложности и степени автоматизации
можно разделить на три группы: простейшие станки с ручной и механизированной подачей,
односторонние механизированные и полуавтоматические станки и автоматические линии.
Автоматическая линия облицовывания кромок состоит из загрузчика, станка для
облицовывания продольных кромок, разворотного устройства, станка для облицовывания
поперечных кромок и разгрузчика-накопителя. Станки для облицовывания имеют идентичную
конструкцию, поэтому ограничимся рассмотрением первого из них.
На общем основании (рис.
151) смонтированы неподвижная и
подвижная 12 балки, на которых
располагаются агрегатные головки
и конвейер механизма подачи 7.
Правая подвижная балка имеет
настроечное перемещение поперек
направления подачи, что позволяет
обрабатывать щиты различной
ширины. Перемещение балки 12
происходит по направляющим
основания с помощью ходовых
винтов и гайки 8. Вращение на
винты
передается
от
24 23
22 21
20
19 18 17 16 15 14 13
электродвигателя 11 через цепные
Рис. 151. Схема станка для облицовывания кромок щитов
передачи 10. Более тонкая настройка осуществляется вручную с
помощью маховика.
Механизм подачи состоит из подающего 7 и прижимного 1 конвейеров, расположенных на
подвижной и неподвижной балках. На неподвижной стойке установлена базирующая линейка.
Конвейер подачи состоит из двух шарнирно-роликовых цепей, к звеньям которых прикреплены
пластинки с прокладками из резины, на которые укладывают щиты. Цепи скользят по
направляющим. Приводной туер 24 конвейера получает движение от электродвигателя 6 через
планетарный вариатор 5, червячный редуктор 4 и муфту проскальзывания 3. Скорость подачи
может регулироваться бесступенчато в диапазоне 6...35 м/мин.
Прижимной конвейер состоит из двух ремней, скользящих по роликам 2. Вращение на
ведущие звездочки передается через цепные передачи от привода подающего конвейера, что
обеспечивает синхронность их перемещений.
Первой операцией, которой подвергается обрабатываемый щит 9, является форматная
обрезка. Вначале подрезной пилой 13 снизу производится предварительный пропил, после чего
пила 14 отрезает кромку щита. Фрезерный агрегат 15 с правым и левым вращением производит
окончательную обработку кромки перед облицовыванием.
Клей на кромку щита наносится приводным роликом 17, смонтированным в клеевом бачке.
Литой из алюминиевого сплава бачок состоит из двух секций. В первой секции находится
электронагреватель, с помощью которого расплавляют гранулированное термопластичное
связующее. Во второй секции находится клеевой ролик, который при вращении наносит клей,
74
нагретый до температуры 200... 250 °С, из бачка на кромку щита. Вращение ролика
синхронизировано с подачей щитов.
На станке можно облицовывать кромки натуральным полосовым или рулонным
синтетическим шпоном. Магазин 16 крепится на кронштейне. Здесь же смонтированы
пневматические ножницы для разрезания рулонного облицовочного материала. При подходе щита
к магазину облицовочная кромка автоматически подается к ней накатывающим роликом 18. Три
ролика 19 обеспечивают плотное прилегание облицовки к кромке щита.
Далее по ходу подачи на суппортах сопровождения, выполненных в виде пантографов,
расположены две пильные головки 20. Пилы вращаются на электрошпинделях с частотой 12 000
мин-1. Щит передней кромкой нажимает на упор, и пилы, двигаясь вместе со щитом, производят
поперечный рез, отпиливая свисающую впереди и позади щита облицовочную кромку.
Верхние и нижние свесы снимаются фрезерными головками 21, которые могут отклоняться
на угол до 45°. Каждый электрошпиндель с фрезой установлен на рычагах, к которым крепятся
копирные ролики большого диаметра. Ролики катятся по плоскости щита, копируя все его
неровности, что обеспечивает снятие фаски заданной величины. Шлифовальная осциллирующая
головка 22 работает по схеме ленточного станка с контактным прижимом, в качестве которого
использован пневматический утюжок. Устройство 23 для шлифования фасок на кромках состоит
из двух двигателей со щетками из полосок шлифовальной шкурки или другого материала.
На односторонних станках выполняются те же операции, что и на двусторонних (за
исключением форматной обработки), только на одной кромке щитовых деталей. Порядок
расположения агрегатных головок такой же. Подача щитов осуществляется одной цепью и одним
прижимным ремнем. При большой ширине щита выдвигаются неприводные ролики,
поддерживающие свободный край деталей.
Простейшие станки с ручной и механизированной подачей применяются для
облицовывания малогабаритных деталей и на небольших предприятиях. Лучшие образцы этих
станков снабжены электронным регулятором температуры клея-расплава, верхними и нижними
плавающими высокооборотными фрезерными головками для снятия продольных свесов,
подающим устройством с приводом. Для снятия свесов по длине щита применяется ручной
торцовочный аппарат.
Технические характеристики оборудования для облицовывания кромок щитовых
деталей
Размеры обрабатываемых щитов, мм:
длина ....................................... 300... 2000
ширина ................................... 100...850
толщина ................................. 8... 25
Толщина облицовочного материала, мм ........0,25... 1
Скорость подачи, м/мин ................................. 12...50
Установленная мощность, кВт........................ 15... 177
Отдельную группу составляют станки для облицовывания продольных погонажых деталей
(наличники, раскладки и т.п.). Заготовки из ДСтП, ДВП или МДФ непрерывной лентой подаются
в станок и попадают на роликовый конвейер. С рулона, расположенного под заготовками,
разматывается облицовочная пленка, на которую наносится клей. Пленка захватывается вальцами
и прижимается к заготовкам. При продвижении заготовки рулон разматывается и пленка
постепенно покрывает всю поверхность непрерывной линии заготовок. Одновременно на пленку
начинают воздействовать прижимные ролики, расположенные по спирали от вертикальных до
горизонтальных. Они постепенно прижимают ее к продольной поверхности заготовки.
Облицованная непрерывная лента раскраивается торцевыми пилами на детали нужной длины.
75
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОТДЕЛКИ ЛАКОКРАСОЧНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
Классификация методов нанесения лакокрасочных материалов и схем применяемого для
этого оборудования приведена на рис. 152.
Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов пневматическим
распылением. Отделка этим методом производится в распылительных камерах тупикового и
проходного типа. В камере тупикового типа (рис. 152, а) изделие 1 устанавливается на поворотном
столе 3 и отделывается с помощью пневмораспределителя 2, основной рабочей частью которого
является форсунка. По конструкции различаются форсунки внешнего и внутреннего смешения
воздушного потока и лакокрасочного материала. В распылителях с внешним смешением форсунка
имеет два сопла: материальное, из которого с небольшой скоростью вытекает отделочный
материал, и охватывающее его кольцевое сопло, из которого под давлением 0,3...0,5 МПа со
скоростью 450 м/с вытекает сжатый воздух. При высокой относительной скорости возникает
трение между струями воздуха и
распыляемым материалом, вследствие
чего
происходит
дробление
лакокрасочного материала с образованием множества полидисперсных капель
(аэрозоли), формирующих факел. В
распылителях внутреннего смешения
лакокрасочный материал под давлением
0,1...0,2 МПа и воздушный поток смешиваются перед материальным соплом.
Под напором воздуха смесь выходит из
сопла и дробится на мелкие капли,
образуя факел. Степень дробления
частиц материала в этих распылителях
невелика, что затрудняет нанесение
равномерного по толщине покрытия.
Образуемые
в
процессе
распыления летучие элементы лакокрасочных материалов взрывоопасны,
однако, соединяясь с водой, они
образуют безопасную смесь, которую
затем легко удалить из камеры. Поэтому
в
камерах
создается
вытяжная
Рис. 152. Схемы оборудования для нанесения
вентиляция с помощью вентилятора 7
лакокрасочных покрытий: а — пневмораспылителем;
(скорость воздуха 1 м/с) и водяная заб — гидравлическим распылителем;
веса. Уносимые вместе с воздухом
в — в электрическом поле высокого напряжения;
летучие
элементы
проходят
в
г — окунанием; д — струйным обливом; е — наливом;
гидрофильтре через водяную завесу,
ж — экструзией; з — вальцами
создаваемую форсунками 5, и оседают в
водяную ванну 4. Воздух, частично насыщенный этими элементами, проходит через сепараторы 6,
где происходит окончательное их отделение, и выбрасывается в атмосферу.
Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов гидравлическим
распылением
Гидравлическое распыление лакокрасочных материалов проводят с помощью специальных
форсунок (рис. 152, б), в которые они подаются под значительным давлением (10...20 МПа) и
выбрасываются с большой скоростью. Когда силы сопротивления воздуха движению жидкости
начинают превышать силы когезии самой жидкости, происходит ее дробление на части и распыление. Несмотря на ряд преимуществ, в первую очередь высокие производительность и
76
коэффициент использования материала, этот метод имеет ограниченное применение — в
основном для распыления низковязких отделочных материалов при окраске больших
поверхностей 1 (вагонов, кузовов автомобилей и т.п.). Существенный недостаток механического
распыления — невозможность регулирования степени распыления без изменения расхода краски
или лака. Качество покрытий, получаемое при механическом распылении, уступает качеству
покрытий, достигаемому при пневматическом распылении.
Нанесение лакокрасочных материалов в электрическом поле высокого напряжения
основано на использовании электрических сил для дробления, перемещения и осаждения
заряженных частиц лакокрасочного материала на отделываемой поверхности. Обычно оно
применяется для отделки решетчатых конструкций, таких как стулья, оконные блоки и т.п., для
сокращения (до 5... 10%) потерь лакокрасочного материала в сравнении с обычным пневматическим распылением (40... 70 % потерь). Кроме того, этот метод позволяет автоматизировать процесс
отделки и улучшить санитарно-гигиенические условия.
Принципиальная схема установки для отделки изделий в электрическом поле высокого
напряжения приведена на рис. 152, в. К распылителю (катоду) подводится отрицательный
электрический заряд напряжением 65...130 кВ, а к отрицательному изделию (аноду) —
положительный. Мелкие частицы лакокрасочного материала адсорбируют на всей поверхности
отрицательного электрода, ионы получают заряд и движение в направлении к изделию, образуя на
его поверхности лакокрасочное покрытие.
В качестве источника питания установок применяют роторные электрические генераторы и
высоковольтно-выпрямительное устройство, которое может работать по одно- и
двухполупериодным схемам выпрямления тока с заземлением положительного полюса.
Преобразованный ток поступает на распылитель 3. Лакокрасочный материал, подаваемый из бака
насосом в распылитель, подается последним в зону распыления автоматически в момент
прохождения изделия 2 на конвейере 1 со скоростью 1,4... 2,5 м/мин.
Применяются распылители двух видов: электромеханические и электростатические. Более
распространены электромеханические, представляющие собой диск, вращающийся с частотой
900...1500 мин-1, чашу или грибок, в который подается различный отделочный материал условной
вязкостью 18...30 с.
Вследствие чрезвычайно низкой электропроводности древесины необходимо перед
отделкой обработать ее специальными токопроводящими грунтовками или растворами. К
недостаткам рассмотренного метода, связанного с необходимостью введения дополнительных
операций нанесения и сушки токопроводящих грунтовок, можно отнести также ограниченную
область применения.
Нанесение лакокрасочных материалов окунанием
Этот вид нанесения производителен и наиболее прост по технике выполнения. Условием
его применения является простая, хорошо обтекаемая форма отделываемого изделия без
внутренних углов и гнезд, в которых мог бы задержаться лакокрасочный материал (детали
стульев, ножки столов, буфетов, ручки, вешалки и др.). Детали 1 (рис. 152, г) погружают в ванну с
лакокрасочным материалом, затем извлекают из нее, выдерживают до момента стекания излишков
отделываемого материала и высушивают покрытие. Опускают и извлекают детали из ванны
плавно и равномерно. Оптимальная скорость окунания — 0,2 м/мин, извлечения — 0,1 м/мин. При
небольшом объеме отделочных работ изделия погружают в ванны и извлекают вручную. В
массовом и крупносерийном производстве изделия транспортируются на подвесных конвейерах.
Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов методом
струйного облива с последующей выдержкой в парах растворителя (рис. 152, д).
Равномерные по толщине покрытия на поверхности изделий можно получить, помещая их
сразу после обливания из разбрызгивающего устройства в атмосферу, содержащую высокую
концентрацию паров растворителей. Испарение растворителей с поверхности нанесенного слоя
жидкого лакокрасочного материала замедляется, излишки его стекают с изделия, и на поверхности
остается равномерный слой.
77
Участки струйного облива имеют подвесной конвейер с монорельсом, на котором изделия 1
со скоростью 0,7 м/мин последовательно проходят через входной тамбур с воздушной завесой,
камеру облива и туннель с атмосферой, содержащей пары растворителей, для стекания излишков
лакокрасочного материала. Для быстрого и равномерного стекания вязкость лакокрасочного материала должна быть 20...40 с по ВЗ-4.
Нанесение лакокрасочных материалов наливом
Этот вид нанесения получил широкое распространение при отделке щитов. Деталь 1 (рис.
152, е), перемещаемая конвейером 2 с заданной скоростью, проходит через завесу 3 жидкого
отделочного материала, и ее верхняя поверхность покрывается равномерным тонким слоем.
Существует несколько конструктивных схем образования завесы лаконаливной машины
(рис. 153). Завеса (см. рис. 153, б) может быть образована при стекании отделочного материала
(схема I), подаваемого через коллектор 1 по наклонному экрану 5. При этом достигается хорошее
качество покрытия 4, но с большой открытой поверхности экрана интенсивно испаряются
растворители и загрязняют окружающую среду. Вторая схема (II) предусматривает использование
наливочной головки с донной щелью. Недостатком является трудность обеспечения постоянной
толщины завесы по всей ее длине, образование воздушных пузырьков и засорение щели, что
приводит к разрыву завесы отделочного материала.
По
третьей
схеме
(III)
используется головка со сливной
плотиной, таким образом трудно
получить тонкие пленки (25... 35 мкм).
Применение таких головок приемлемо
при работе с полиэфирными лаками.
Наиболее
совершенными
являются наливные головки (IV) со
сливной
плотиной
и
экраном.
Внутренняя полость головки состоит
из
двух
частей,
разделенных
вертикальной перегородкой, в нижней
части которой имеется переливная
щель, перекрытая капроновой сеткой.
Лак, поступающий из коллектора 1 в
левую часть головки, через сетку
переходит в правую часть, по мере
повышения уровня переливается через
плотину, растекаясь тонким слоем по
экрану, и сливается завесой на
поверхность проходящей детали 2.
Излишки лака стекают через лоток в
бак 3, откуда насосом снова подаются
в коллектор.
Лаконаливная машина (см. рис.
153, а) состоит из двух лаконаливных
головок
5,
установленных
на
вертикальных подъемных стойках 3,
Рис. 153. Лаконаливная машина: а — общий вид;
механизмов подъема и установки
6 — схемы наливных головок
головок в горизонтальное положение,
трубопроводов 2 лакокрасочных материалов, туннелей 6, служащих для защиты лаковых завес от
воздействия воздушных потоков, конвейера 7 подачи заготовок с гидроприводом, двух насосных
установок с баками 8 для лакокрасочных материалов и шнековых насосов 1 с фильтрами 9.
Регулирование положения лаконаливных головок 5 по высоте осуществляется маховичком 11, a в
горизонтальной плоскости — эксцентриковым устройством 4. Механизмы регулирования, головки
и конвейер подачи смонтированы на станине 10.
78
Равномерная подача лакокрасочного материала без вспенивания и образования пузырей
воздуха при наливе обеспечивается применением насоса шнекового типа. Нанесение лака на
обрабатываемую поверхность происходит при перемещении щита на конвейере под наливными
головками 5, которые формируют сплошные лаковые завесы. Количество наносимого лака
регулируется бесступенчатым изменением скорости подачи конвейера и производительности
насосов.
На машине можно обрабатывать детали с наименьшей длиной 400 мм, наибольшей
шириной 1300 мм при скорости подачи
40..
. 140 м/мин. Машина обеспечивает производительность 280 м2/ч.
Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов на детали округлой формы
1 (рис. 152, ж). Этот вид оборудования реализует метод экструзии.
Оборудование для нанесения лакокрасочных материалов вальцами
Этот вид оборудования (см. рис. 152, з) предназначен для нанесения лакокрасочных
материалов на плоские поверхности щитов и деталей. Нанесение вальцовым методом заключается
в равномерной подаче лакокрасочного материала на вращающийся валец, который переносит его
на поверхность движущейся детали. Отделочный материал непрерывно работающим насосом
подается в промежуток между наносящим 1 и дозирующим 2 вальцами. Толщина наносимого слоя
лакокрасочного материала зависит от величины зазора между наносящим и дозирующим
вальцами, скорости подачи, прижимного усилия наносящего вальца на деталь и вязкости
лакокрасочного материала. По назначению все вальцовые станки можно разделить на станки для
крашения, для нанесения высоковязких материалов, для нанесения низковязких материалов и
печатные.
Станки для крашения пластей щитов
Рис. 154. Фрикционные схемы станков для нанесения
лакокрасочных материалов вальцами: а — для крашения
пластей щитов; б — для нанесения высококачественных
материалов; в — для печати текстуры древесины на
поверхности щитов
В вальцовом станке (рис. 154, а)
щит 5 с помощью приводного
конвейера 6 перемещается под тремя
последовательно
расположенными
механизмами нанесения красителя.
Каждый из них представляет собой
блок двух вальцов: наносящего 3,
покрытого
слоем
поролона,
и
дозирующего 4 — металлического с
гладкой поверхностью. Наносящий
валец попутно вращается с окружной
скоростью, равной скорости движения
щита.
Затем щит проходит через
вибратор 2, представляющий собой
колодку со щеточным основанием.
Вибратор
установлен
поперек
движения щита и совершает возвратнопоступательное
движение
с
амплитудой 20 мм и частотой 150 мин1
. Вибратор равномерно растирает
краситель и прокрашивает поры. На
выходе щеточный барабан 1 очищает поверхность щита.
Станки для нанесения высоковязких материалов
К высоковязким материалам относятся грунтовки и шпатлевки. В станках (рис. 154, б) щит
5 подается наносящими 9, 11 и нижними подающими обрезиненными 14 вальцами.
Шпатлевочный состав подается в промежуток между наносящими 11 и дозирующими 12
вальцами. Поверхность дозирующего вальца хромирована. Шпатлевка вдавливается в углубления
79
поверхности древесины гладким хромированным вальцом 9. Для очистки вальцов, втирания,
разравнивания и удаления излишков шпатлевки станок снабжен эластичными пластинкамиракелями 7, 8, 10 и 13. Качество шпатлевания обеспечивается при равнотолщинности щитов не
более ±0,8 мм, коробление щитов не должно превышать 1,5 мм на 1 м длины.
Станки для нанесения низковязких материалов, лаков, красящих составов и грунтовок
вязкостью не более 60 с по В3-4. В станке отделываемый щит с помощью ленточного конвейера
подается в рабочую зону, где обрезиненный валец наносит на поверхность щита тонкий слой
материала. Станок обеспечивает наименьший расход наносимого материала 20 г/м 2, при котором
возможна тонкослойная отделка пластей щитов. При его применении возможно снизить расход
отделочных материалов, повысить качество и увеличить производительность отделочных работ.
Вальцовые машины для печатания текстуры древесины на поверхности щитов
Имитация может быть проведена нанесением печатного рисунка на светлую древесину,
однако большее распространение получили комбинированные покрытия. В этом случае
поверхность древесины, ДВП или ДСтП выравнивают, окрашивают непрозрачной фоновой
краской, наносят печатный рисунок текстуры и поверх него — слой прозрачного лака.
Станок для двухцветной печати МПТ состоит из двух печатных секций, соединенных
между собой промежуточным роликовым конвейером, загрузочного и разгрузочного столов и
общего привода. Схема одной печатной секции приведена на рис. 154, в. Ролик 21 с резиновым
бандажом переносит равномерный слой краски на гравированный печатный ролик 19 из емкости
22, в которой краска поддерживается на постоянном уровне. Ракель 20 снимает излишки краски
таким образом, чтобы краска оставалась только в углублениях гравировки. Валец 18 с резиновым
бандажом переносит краску заданным узором на поверхность щитов 16, перемещаемых
конвейерным механизмом 15. Излишки краски с вальца 18 снимаются ракелем 17. Под вальцом 18
расположен опорный валец. Расход краски составляет около 0,5 кг на 100 м2. Двухэтажный оттиск
получается последовательным нанесением на одну и ту же поверхность совмещенных и
выполняемых разными красками оттисков с двух печатных валов.
Технические характеристики оборудования для нанесения лакокрасочных
материалов вальцами
Размеры обрабатываемых деталей, мм:
длина .................................................. 300...2000
ширина ..................................... 150...900
толщина .................................... 4... 60
Скорость подачи, м/мин ....................... 5... 39
Установленная мощность, кВт ...................... 2...3
Оборудование для отверждения (сушки) покрытий
В зависимости от вида и агрегатного состояния нанесенного на поверхность лакокрасочного материала превращение его в покрытие может быть результатом испарения летучих
растворителей, химических превращений пленкообразователей и совместного протекания этих
процессов.
Конвективные сушильные установки. Покрытия сушат нагретым воздухом, омывающим
деталь (изделие). Воздух нагревается калориферами, теплоносителями в которых являются вода,
пар, электричество или термомасло. Для сокращения длины сушильных камер их выполняют Побразными, что позволяет загружать и выгружать детали с одного места. Многоярусное расположение деталей позволяет увеличить емкость камер. Со стороны загрузки и выгрузки туннели
закрыты раздвижными дверями. Четырехколесные этажерки с уложенными на них деталями перемещаются внутри камеры с помощью цепного замкнутого конвейера, расположенного на потолке
секции камеры.
Терморадиационные установки для нагревания покрытия (или подложки) И К-излучение м.
Для подогрева подложек ИК-излучением используют темные излучатели — трубчатые
электронагреватели (ТЭНы) и напольные нагреватели, обогреваемые газом, электричеством,
термомаслом или другими теплоносителями. Температура на оболочке ТЭНов достигает 450...700
°С, на поверхности панелей — 400 °С. Эти установки используют как для прямой сушки лака, так
80
и для накопления (аккумуляции) тепла подложкой перед нанесением лака с последующей его
сушкой накопленным теплом. Для сушки толстых покрытий, когда тепла, аккумулированного
подложкой, недостаточно для окончательного отверждения, используют камеры конвективной
сушки.
Термоконтактные установки. В термоконтактных установках отверждение лака
осуществляется непосредственно от нагретой плиты плоского пресса или цилиндрического
каландра. Основные требования при сушке этим способом: отсутствие адгезии к горячим
металлическим поверхностям и способность отверждаться под действием давления и тепла. К
моменту контактирования нагревательных элементов из лаковой пленки должна быть удалена
вода.
Установки фотохимического отверждения покрытий УФ-излучением. Установка
фотохимического отверждения покрытий УФ-излучением наиболее эффективно применяется для
сушки прозрачных полиэфирных лакокрасочных материалов: лаков, грунтовок, шпатлевок. Метод
основан на способности пленкообразователей, входящих в состав полиэфирного лакокрасочного
материала, вступать в химическую реакцию полимеризации под воздействием УФ-лучей с длиной
волны 0,3...0,4 мкм. Скорость отверждения увеличивается при введении в состав материала
светочувствительной добавки — фотосенсибилизатора. Отделку можно вести как специальными
лаками УФ-отверждения (ПЭ-2106, ПЭ-2116 и др.), так и любыми серийными лаками (ПЭ-246,
ПЭ-265) с добавлением фотосенсибилизатора.
Источниками УФ-излучения служат трубчатые ртутно-кварцевые лампы высокого
давления ДРТ мощностью 1... 10 кВт, а также люминесцентные ртутные лампы низкого давления
ЛЭР-30, ЛЭР-40 и ЛУФ-80-4 мощностью 30; 40 и 80 Вт.
УФ-сушильные камеры оборудованы облучателями, состоящими из соответствующих
ламп, зеркальных отражателей, защитных кварцевых колб и пускорегулирующей аппаратуры.
Корпус камеры представляет собой туннель длиной 4 м. Над корпусом смонтирована приточновытяжная вентиляция, внизу располагается пластинчатый конвейер для перемещения деталей. Над
конвейером установлены облучатели.
Установки радиационно-химического отверждения покрытий ускоренными
электронами. Этот способ наиболее пригоден для отверждения полиэфирных лакокрасочных
материалов, которое длится несколько секунд. Поток ускоренных электронов получают в
специальных установках — ускорителях электронов, которые состоят из источника энергии постоянного тока (высоковольтного трансформатора), генератора электронов (катода), вакуумной
системы, ускорительной трубки и пульта управления.
Пучок электронов, выходящий из ускорителя, имеет следующие технические
характеристики: сила тока — 10 мА; энергия — 700 кВт; длина развертки — 1200 мм; ширина
развертки — 20 мм. Применяется ускоритель «Электрон-Ш». Установка представляет собой
непрерывную поточную линию, состоящую из подающего роликового и конвейеров с защитными
экранами, приемного роликового конвейера и ускорителя электронов с выходным окном. Детали в
камеру подаются и удаляются через специальные окна, закрываемые защитными экранами.
Преимущества рассмотренного способа: практически мгновенное (за несколько секунд)
отверждение покрытий и возможность полной автоматизации. Недостаток — высокие
капитальные вложения. Поэтому он экономически эффективен только на предприятиях с большим
объемом выпускаемой продукции.
Установки с обогреванием покрытия токами высокой частоты (ТВЧ). Избирательная
способность нагрева с помощью ТВЧ позволяет отверждать покрытие без нагрева подложки.
Наиболее эффективен способ сушки ТВЧ для водоразбавляемых покрытий. Этот метод сушки
пока не применяется в отечественной промышленности из-за отсутствия необходимого оборудования и материалов.
Оборудование для промежуточного шлифования
Промежуточное шлифование лакокрасочных покрытий предназначено для удаления
неровностей на высохшей лаковой пленке. Для этой цели применяются щеточно-, цилиндро- и
виброшлифовальные станки.
Механизмы подачи и базирования аналогичны во всех этих станках. Детали перемещаются
81
с помощью нижнего подающего роликового конвейера с приводными роликами, покрытыми
резиновыми бандажами с кольцевыми выступами. Базируются детали на верхние неприводные
ролики. Их поверхность гладкая, обрезиненная, к ней обрабатываемая деталь прижимается
подающими роликами. Такая схема базирования позволяет обрабатывать разнотолщинные детали.
Разнотолщинность деталей компенсируется деформацией кольцевых выступов приводных
роликов.
В щеточно-шлифовальных станках обрабатывающим рабочим органом является
осциллирующий щеточный барабан (частота колебаний 90 мин-1, амплитуда 10 мм), состоящий из
набора дисков с пучками растительных волокон. Частота вращения барабанов 950 мин-1, скорость
подачи деталей 9 м/мин.
В цилиндрошлифовальных станках детали обрабатываются вращающимися и
осциллирующими цилиндрами, либо обтянутыми шлифовальной шкуркой, либо состоящими из
смеси нейлона и абразивных зерен.
В виброшлифовальных станках обработка ведется шлифовальной шкуркой,
перематываемой автоматически с барабана на барабан. Шкурка к детали прижимается двумя
последовательно расположенными виброутюжками, которые представляют собой жесткую плиту
с рабочей поверхностью, покрытой войлоком (первый по ходу детали) и латексом (второй).
Виброутюжки насажены на эксцентриковые валы приводов, что приводит их в колебательные
движения в горизонтальной плоскости с амплитудой 4 мм и частотой 1500 мин -1. При
прохождении детали со скоростью 6...20 м/мин под первым утюжком сошлифовываются выступы
на лакокрасочном покрытии. Второй утюжок с более мягким основанием снимает поднявшийся
ворс.
Оборудование для облагораживания лакокрасочных покрытий
Выравнивание и полирование являются основными операциями облагораживания
лакокрасочных покрытий. Оборудование для выравнивания в зависимости от используемого
инструмента подразделяется на станки, разглаживающие поверхность тампоном, и шлифовальные
станки.
В станках для разглаживания (рис. 155, а) покрытия обрабатывают тампоном,
представляющим собой шерстяную шайбу 7, вставленную в алюминиевый стакан и обтянутую
трикотажным материалом. Тампон
установлен на выходном валу
планетарного
механизма
6,
одновременно вращающегося вокруг
своей оси и оси шпинделя
электродвигателя
5.
Механизм
тампона
смонтирован
над
обрабатываемой деталью 8 на
суппорте 1. В поперечном направлении по стрелкам А тампон
перемещается по направляющим 4
каретки
3.
Перемещение
в
продольном
направлении
по
стрелкам Б осуществляется кареткой
3 по направляющим станины 2.
Для сухого и влажного
Рис. 155. Схемы оборудования для выравнивания
шлифования лакокрасочных покрылакокрасочных покрытий: а — с тампоном;
тий на пластях деталей применяются
б — узколенточные, с узким утюжком; в, г — то же, с
специальные
узколенточные
и
протяжным утюжком; д — широколенточные; е — для
обработки кромок
широколенточные
шлифовальные
станки с контактным прижимом
(рис. 155, б, в, г, д, е). Часто с этой целью используются шлифовальные станки общего назначения
(см. гл. 41).
Для полирования покрытий пастами применяют узколенточные шлифовальные и
82
барабанные полировальные станки. Если на станке со шлифовальными агрегатами шлифовальные
ленты заменить фетровыми, его можно использовать как полировальный.
Барабанные полировальные станки получили более широкое распространение благодаря
компактности конструкции и повышенной стойкости полировальных инструментов, возможности
придания им осциллирующего движения и использования для их изготовления сравнительно
дешевых хлопчатобумажных тканей. Главный рабочий орган таких станков — полировальный
барабан — набирается из тканых дисков, состоящих из трех гофрированных тканых шайб,
насаженных на фибровое кольцо. Диски надеваются на специальные крыльчатки вала барабана,
обеспечивающие обдув (охлаждение) полируемой поверхности.
В однобарабанном станке (рис. 156, а) полировальный барабан 6 смонтирован в суппорте,
расположенном в центральной части станка. На одном валу с ним установлен червяк 4, который
входит в зацепление с червячной
шестерней
5,
сидящей
на
эксцентриковом валу. Шейки
эксцентрикового вала связаны с
корпусом суппорта шатунами 3.
Таким
образом,
от
электродвигателя 1 через клиноременную
передачу
2
при
вращении
вал
барабана
одновременно
совершает
Рис. 156. Схемы полировальных станков:
осциллирующее движение. Деталь
а — однобарабанных; б — многобарабанных
7, закрепленная на каретке 8,
совершает вместе с ней возвратнопоступательное движение под полировальным барабаном. Привод каретки — гидравлический.
Многобарабанные полировальные станки (рис. 156, б) оборудуются конвейерной подачей,
они значительно производительнее и могут быть встроены в станочные линии. Ленточный
конвейер 1 подает щиты 2 под шестью осциллирующими барабанами 3. Во время обработки щит
прижимается к конвейеру прижимными роликами. К верхней поверхности каждого барабана
прижимается брусок полировальной пасты.
Недостатком многобарабанных станков является возможность недополировки поверхности
щита за один проход, даже несмотря на наличие шести барабанов.
Автоматические линии для полирования состоят из набора различных станков. В
зависимости от условий производства и имеющихся площадей такие линии имеют переменные
состав оборудования и компоновки. В одной из таких линий вакуумный питатель подает щиты на
роликовый конвейер, по которому они поступают к двум узколенточным станкам. Затем следуют
обработка на двух шестибарабанных полировальных станках, выдержка в камере нормализации и
обработка еще на двух полировальных станках и на глянцевальном устройстве. Готовые щиты
укладываются в стопу вакуум-укладчиком.
Контрольные вопросы и задания
Приведите классификацию и принципиальные схемы оборудования для нанесения
лакокрасочных материалов.
2.
Объясните принцип действия машины для отделки древесины пленками.
3.
Приведите классификацию и дайте краткое описание методов отверждения (сушки)
лакокрасочных покрытий.
4.
Нарисуйте принципиальную схему узколенточного станка для выравнивания
лакокрасочных покрытий.
5.
Приведите классификацию и схемы полировальных станков.
1.
83
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Амалицкий В.В., Амалицкий В.В. Оборудование отрасьли: учебник/ В.В.
Амалицкий, Вит.В. Амалицкий. – М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2005.-584 с.:ил.
2.
Барташевич, А.А. Конструирование мебели / А.А. Барташевич, В.Д. Богуш. –
Минск: Высшая школа, 1998. – 343 с.
3.
Клюев Г.И. Технология производства мебели: учебное пособие для нач. проф.
образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 176 с.
4.
Фурин А.И. Производство мягкой мебели
5.
Тарасенко В.М., Вихрева В.В. Оборудование мебельного производства
6.
Шумега С.С. Иллюстрированное пособие по производству столярномебельных изделий.
84