Классификация станков для оцилиндровки бревен
В настоящее время различные типы станков для оцилиндровки бревен работают на предприятиях, имеются в патентах и проектах. Для их рационального использования и выбора наиболее оптимальных конструкций полезно провести четкую классификацию такого оборудования. В качестве классификационных признаков для оцилиндровочных станков принимаются: характер движения рабочих органов и обрабатываемого материала (технологическая схема); принципиальная кинематическая схема резания (обработки); тип режущего инструмента; конструктивные признаки; степень механизации и автоматизации процесса обработки.
Классификация оцилиндровочных станков по технологическим схемам
По этому признаку оцилиндровочные станки для бревен можно разделить на 2 вида:
- станки с непрерывным движением бревен при обработке (проходные станки);
- станки с прерывистым движением бревен при обработке (цикловые станки).
В проходных станках бревно обрабатывается в процессе непрерывного движения без остановки в зоне инструмента. Движение бревен может быть осуществлено с промежутком или без промежутка между торцами смежных бревен.
В цикловых станках за один цикл обработки совершается повторяющийся комплекс перемещений. Цикловые станки можно разделить на 2 типа.
- Цикловые позиционные оцилиндровочные станки − бревно в них обрабатывается на позиции инструментом, совершающим рабочие движения.
- Цикло-проходные оцилиндровочные станки − бревно в них обрабатывается во время перемещения относительно зоны режущего инструмента.
Классификация оцилиндровочных станков по кинематическим схемам резания (по схемам обработки)
В результате развития методов обработки древесины создано большое количество методов, которые могут быть применены для оцилиндровки бревен резанием. Получение цилиндрической формы бревен возможно путем различных сочетаний вращательных и поступательных движений бревна и инструмента. Каждое сочетание движений определяет кинематическую схему резания различными методами обработки. Тело вращения цилиндрической формы бревна при его обработке на станке может быть образовано следующими сочетаниями вращательных и прямолинейных движений бревна и инструмента:
- Одно прямолинейное и одно вращательное движение;
- Одно прямолинейное и два вращательных движения.
В проходных оцилиндровочных станках при обработке бревно совершает прямолинейное, а инструмент- вращательное движение. Механизм подачи обеспечивает одну степень свободы бревну − вдоль оси. В позиционных оцилиндровочных станках бревно закрепляется в позиции (в центах). В момент обработки оно неподвижно. Инструмент совершает вращательное движение (относительно оси бревна). После обработки (после завершения рабочего хода) оцилиндрованное бревно удаляется из центров, суппорт режущего инструмента (при холостом ходе) возвращается в исходное положение. После установки в центрах следующего бревна цикл движений повторяется. В цикло-проходных оцилиндровочных станках бревно, закрепленное в центрах, в момент обработки с суппортом сопровождения совершает прямолинейное движение (вдоль оси бревна), а инструмент в позиции совершает вращательное движение. Обработка бревна производится при рабочем ходе суппорта сопровождения. В конце рабочего хода суппорта бревно удаляется из центров, а суппорт возвращается (при холостом ходе) в исходное положение. После установки в центрах следующего бревна цикл движений повторяется. В позиционных оцилиндровочных токарных станках при обработке бревно совершает вращательное движение, а инструмент (резец) перемещается (при рабочем ходе) прямолинейно, параллельно оси бревна. После обработки инструмент возвращается (при холостом ходе) в исходное положение. После установки следующего бревна цикл движений повторяется.
Классификация оцилиндровочных станков по типу режущего инструмента
Каждое конкретное сочетание движений инструмента и бревна определяет кинематическую схему резания различными методами обработки (оцилиндровки бревна), но не является полной характеристикой метода. В зависимости от соотношения скоростей движения, от вида инструмента и формы его режущих кромок можно при одинаковом сочетании движений получить совершенно различные методы обработки. Основной характеристикой метода обработки может служить направление главного движения, определяющее в основном скорость резания. По этому признаку все схемы обработки (оцилиндровки бревен) могут быть разбиты на два типа − точение и фрезерование. Точение характеризуется непрерывным процессом образования стружки. Главным движением (совершающимся с большей скоростью) при точении может быть вращение бревна или инструмента. Фрезерование характеризуется прерывистым процессом образования стружки. Главным движением при фрезеровании является вращение инструмента.
Оцилиндровка бревен точением может осуществляться проходными резцами (угловыми, косопоставленными ножами); круглыми резцами с продольной подачей; многорезцовой охватывающей головкой (ротором). В современных станках для оцилиндровки бревен чаще используются многорезцовые охватывающие головки (роторы) с различным набором резцов для грубой и чистовой обработки.
Оцилиндровка бревен фрезерованием может осуществляться двумя продольными фрезами; торцевоконическимим фрезами с продольной подачей; торцевыми фрезами с продольной подачей. В современных станках чаще используются торцевоконические фрезы. Перспективными являются профильные фрезы, особенно в станках проходного типа.
Классификация оцилиндровочных станков по конструктивным признакам
Основные конструктивные признаки − это механизмы резания, подачи, базирования, привода. В современных станках используется в основном электромеханический привод. В проходных станках используются следующие механизмы подачи: вальцовые, цепные конвейеры и транспортеры, а также комбинированные. В позиционных станках подача обеспечивается суппортами, каретками и столами. Базирование в проходных станках осуществляется по направляющим, горизонтальным и вертикальным вальцам (цилиндрическим и профильным). В позиционных станках базирование бревен в основном осуществляется в центрах относительно осевой линии бревен. Для совершенствования оцилиндровочных станков в последующем целесообразно шире использовать гидравлический, пневматический и пневмогидравлический приводы, особенно для настроечных, регулировочных, загрузочно-разгрузочных механизмов.
Классификация оцилиндровочных станков по степени механизации и автоматизации
Современные деревообрабатывающие станки по этому признаку разделяются на четыре класса: механизированные, полумеханизированные, автоматические, полуавтоматические. В механизированных станках главное движение и движение подачи выполняются без участия человека. Человек обеспечивает загрузку и разгрузку станка, настройку и регулирование. В автоматических станках (автоматах) весь комплекс операций и движений выполняется станком. Роль человека сводится к периодической загрузке станка заготовками и наблюдению за работой. В полностью автоматизированных станках автоматизирована и загрузка заготовок. В полуавтоматических станках автоматизирован комплекс операций только в пределах одного рабочего цикла, а для обеспечения следующего цикла обработки необходимо участие человека. Современные оцилиндровочные станки для обработки бревен можно отнести к механизированным станкам. Они имеют механизмы резания и подачи, совершают загрузочно-разгрузочные операции. Базирование, настройка и регулирование в них производится человеком. При этом используются специальные транспортные и грузоподъемные механизмы и устройства.
Для обобщения и проведения сравнительного анализа все современные оцилиндровочные станки следует классифицировать по основным характерным признакам: характер движения рабочих органов и обрабатываемого материала (бревен); кинематическая схема резания (схема обработки); тип используемого режущего инструмента; конструктивные признаки; степень механизации и автоматизации.
Производительность оцилиндровочных станков может быть увеличена путем выбора эффективной технологической схемы, применения оптимальных режимов резания, использования многорезцовых инструментальных охватывающих головок (роторов), совмещения основных и вспомогательных операций, механизации и автоматизации загрузочно-погрузочных и настроечно-регулировочных операций.
Сравнивая различные оцилиндровочные станки для бревен, можно придти к следующим выводам:
- станки проходного типа обладают высокой производительностью, но имеют низкую точность обработки и сравнительно большую шероховатость обработанной поверхности из-за недостатков системы базирования;
- цикловые позиционные станки обладают высокой точностью и хорошим качеством обработанной поверхности, хотя выпускная способность их меньше проходных станков;
- цикловые позиционные станки обладают надежной системой базирования, занимают небольшую производственную площадь и должны найти широкое применение в производстве.
Рациональной конструкцией режущего инструмента в позиционном станке можно признать: многоножевую охватывающую головку (ротор) с косорасположенными ножами (они обеспечивают черновую обработку) и двумя вспомогательными (зачистными) ножами, которые обеспечивают чистовую обработку. Отсутствие разнообразия в параметрах и форме режущих инструментов позволяет упростить конструкцию и сократить время на настройку и наладку инструмента.
А. В. СЕРГЕЕВИЧЕВ, к. т. н.
