Четырёхсторонний станок: устройство, принцип работы, применение — ЕГАИС — СИСТЕМА УЧЁТА ДРЕВЕСИНЫ И СДЕЛОК С НЕЙ

Классификация четырехсторонних станков

Рис. 2. Классическая схема расположения шпинделей четырехстороннего станка:
1 – нижний горизонтальный шпиндель;
2 – правый вертикальный шпиндель;
3 – левый вертикальный шпиндель;
4 – верхний горизонтальный шпиндель

Назначение четырехсторонних продольно-фрезерных станков — фрезерование брусков, досок или бруса для получения заготовок и деталей, имеющих прямоугольное или профильное постоянное по всей длине сечение.

Область применения — деревообрабатывающие и мебельные предприятия, выпускающие погонажные столярно-строительные изделия и полуфабрикаты, а также детали мебели из цельной массивной древесины.

За долгие годы, прошедшие с момента их изобретения, четырехсторонние станки сохранили весь изначально заложенный в них состав узлов, хотя и серьезно изменились за счет совершенствования конструкции.

Любой такой станок и сегодня включает в себя станину с расположенными на ней столами (рабочим и фуговальным); продольные направляющие линейки; механизм подачи (концентрированный или распределенный); прижимы для заготовок (боковые и вертикальные); фрезерные агрегаты (горизонтальные и вертикальные) и систему управления.

По исполнению четырехсторонние станки условно подразделяются на три основные группы. К первой относят легкие, с шириной обработки деталей до 180 мм. Они предназначены преимущественно для производства погонажных столярно-строительных изделий (наличников, плинтусов и т. д.)

Скорость подачи таких станков — от 6 до 36 м/мин (кинематическая), число шпинделей — 4-6. Станки второй группы — средние, с шириной обработки до 250 мм. Применяются для производства строительного погонажа, брусьев, досок и т. д. Скорость подачи станков этой группы — 8-60 м/мин, а у станков для калибрования пиломатериалов — 150 м/мин и выше при числе шпинделей не более пяти.

Третья группа — тяжелые станки с шириной обработки до 600 мм. Служат для обработки строительных балок, стенового клееного бруса и других подобных деталей с большим поперечным сечением. Существуют и сверхтяжелые четырехсторонние станки с шириной фрезерования до 2600 мм, используемые при обработке широких клееных щитов и балок.

Несколько десятилетий назад к первой группе станков относили также станки с шириной обработки 60-100 мм, однако в последнее время спрос на такое оборудование снизился и его серийное производство почти прекращено.

Существует также деление четырехсторонних станков по технологическому назначению. Обычно у станков имеется, как правило, всего четыре шпинделя для обработки заготовки снизу, с обоих боков и сверху.

Если четырехсторонние станки снабжены устройствами и фрезерными агрегатами для устранения кривизны (покоробленности) исходных заготовок, то по аналогии с ручным фуганком на профессиональном языке они могут называться фуговальными. У них имеются на входе удлиненный рабочий (фуговальный) стол и агрегаты, обеспечивающие создание плоской базовой поверхности на нижней пласти и кромке исходных заготовок.

Станки, оснащенные на выходе дополнительным, пятым, шпинделем, предназначенным для выборки глубокого продольного профиля на заготовках или их продольного раскроя пилами на заготовки, называются калевочными — по аналогии с рубанком-калевочником. Станки, совмещающие функции фугования и отборки профиля и оснащенные соответствующими узлами и агрегатами, называются фуговально-калевочными.

Первый калевочный станок сконструировал в 1920 году в Германии Армин Бернер. Работая в фирме Gubisch, он усовершенствовал конструкцию станка и расширил спектр его функций, в результате чего был создан первый фуговально-калевочный четырехсторонний станок.

Комплектующие

Четырехсторонние деревообрабатывающие станки весьма разнообразны и могут быть усовершенствованы за счет использования комплектующих. Очень полезным приобретением является автоподатчик поперечного типа, если данная функция изначально не имеется в комплектации станка.

Увеличение скорости подачи материала повышает степень автоматизации и интенсивность работы, а поэтому агрегат за одну смену обрабатывает большее количество древесины.

Среди других комплектующих принято выделять режущие инструменты, выполняющие важную роль в рабочем процессе. Подрезные и рамочные фрезы, пильные диски разного диаметра, кромки и прочие элементы конструкции делают эксплуатацию вариативнее и универсальнее.

Именно эти составляющие отлично сочетаются с четырехсторонними станками, возможности которых весьма широки в сравнении с другой подобной техникой. После определенного времени использования возникает необходимость в смене отдельных комплектующих, среди которых можно выделить подшипники шпинделя и подающие ролики.

При выборе последних важно, чтобы они были сделаны из прочного, надежного материала с полиуретановым покрытием, ведь именно оно не портит внешний вид заготовки и не оставляет на ней никаких следов. Есть немало модификаций и для рабочего стола. Некоторые производители позволяют покупателю опционально выбрать удлинение конструкции с целью размещения более габаритных заготовок.

Также рабочий стол может быть оснащен боковым прижимом для повышения надежности фиксации и разметочными линейками с миллиметровым шагом, что позволяет пользователю более точно направлять древесину к режущему инструменту и останавливать работу станка в подходящий момент.

Наладка дерево-обрабатывающего оборудования (соловьев а.а.) — часть 10

Суппорт вертикального шпинделя четырехстороннего продольно-фрезерного станка

С26-2М

показан на рис. 87. Шпиндель9 размещен в гильзе

, которая перемещается вертикально внутри

1. настраивают по высоте, вращая винт 10
2. съемной рукояткой. Каретка с двумя параллельными отверстиями установлена
3. направляющие скалки 6.
4. регулируют на заводе-изготовителе в
5. Горизонтальная настройка суппорта осуществляется вращением винта 4
6. в гайке3 , закрепленной в каретке. Для отсчета величины перемещения служит лимб
7. 5
8. 2
9. продольно-фрезерный станок С16- 4А

. Закрепляют каретку на направляющих рукоятками .

представлен на рис. 88. На массивной

Режущие инструменты крепятся непосредственно

электродвигателей и вращаются с частотой 6000 об/мин. Вальцы механизма подачи по два снизу и сверху заготовки установлены в передней части станка.

Привод подачи осуществляется от индивидуального электродвигателя, передающего вращение через клиноременный вариатор с раздвижными конусами, червячный редуктор и зубчатые передачи.

Скорость подачи изменяется бесступенчато от 8 до 40 м/мин, что позволяет эффективно использовать станок как индивидуально, так и в составе автоматической линии.

На рис. 89 показан четырехсторонний станок с механизмом подачи, рассредоточенным

по длине станка.

Расположение приводных роликов вблизи каждого режущего инструмента позволяет повысить равномерность подачи и исключить частые остановки заготовки в станке. Корпус приводных роликов подпружинен и смонтирован на продольной балке10.

Внутри балки размещен длинный распределительный вал, который приводится во вращение от электродвигателя через вариатор и редуктор. Каждый валец вращается от распределительного вала через червячную и цепную передачи.

С целью надежной подачи заготовки вальцы делают рифлеными или обрезиненными, а в столе станка устанавливают дополнительно неприводные опорные ролики.

Рис. 87. Суппорт вертикального шпинделя четырехстороннего

  НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА — РЕФЕРАТЫ — История токарного станка

• продольно-фрезерного станка С26-2М:
• 1
• — эксцентриковая втулка,2 — рукоятка зажима каретки,
• 3
• — гайка,4 — винт горизонтальной настройки,
• 5
• – лимб,6 — скалка,
• 7
• 8
• 9
• Источник

— каретка, — гильза, — шпиндель,

Особенности конструкции и назначение

Прежде чем приступить к изготовлению четырехстороннего станка в домашних условиях, потребуется ознакомиться с особенностями конструкции типового строгального агрегата.

Классическая конструкция 4-стороннего деревообрабатывающего станка может быть представлена в виде комбинации следующих основных частей:

• механизм приёма и подачи заготовок;
• наборная секция, состоящая из шпинделя с режущим инструментом (фреза или ножевая пила);
• двигатель (бензиновый или электрический) с приводом;
• органы установки параметров резки, регулировки, подачи и управления всем процессом.

Известны четырехсторонние модели, в которых предусмотрено несколько шпинделей с режущим инструментом, расположенных в один ряд.

По особенностям своего применения все известные конструкции станков для профилирования доски и изготовления бруса делятся на две большие группы, в пределах каждой из которых возможно много промежуточных вариантов.

Во-первых, это переносной (мобильный) станок для профилирования бруса, который может быть собран своими руками и широко применяется в домашних условиях или в небольших по объёмам выпуска мастерских. Основным его достоинством является мобильность (возможность перемещения к месту производства работ), а также хорошая адаптация к любым условиям обработки.

Во-вторых, это универсальный деревообрабатывающий станок в стационарном исполнении, обеспечивающий получение значительных объемов пиломатериала. Стационарные станки обычно оснащаются системами ЧПУ и целым набором сменных режущих инструментов.

Четырехсторонний стационарный станок предназначен для выполнения целого ряда деревообрабатывающих операций, включая фрезерование (этим он похож на фрезерный инструмент), строгание и фугование, а также рейсмусование и профилирование. С их помощью удаётся обрабатывать самые различные виды древесного сырья и получать готовые изделия всевозможных наименований и размеров (брус, ламели, рейку и вагонку).

Поперечно-строгальный станок

Главный узел поперечно-строгального станка – это станина, на которой присутствуют горизонтальные направляющие, гарантирующие перемещение в продольной плоскости ползуна с суппортом.

Вертикальные направляющие станины гарантируют перемещение поперечины, по которым передвигается стол, имеющий стойку для гарантии высокого уровня устойчивости. Заготовка крепится на горизонтальной и вертикальной опорных поверхностях стола в особых Т–образных пазах.

А вот резец находится в особом держателе, который находится на суппорте.

Базовое прямолинейное возвратно–поступательное движение передается ползуну, имеющему резец.

Во время строгания горизонтальных плоскостей движение подачи передается на обрабатываемую деталь, которая двигается вместе со столом по направляющим поперечины.

Чтобы осуществить строгание вертикальных и наклонных поверхностей подача происходит при помощи перемещения суппорта по вертикальным направляющим.

Станина такого инструмента состоит из чугунного корпуса в виде коробки, который установлен на плиту, монтируемую к фундаменту на крепежные болты. Внутренние ребра жесткости позволяют достичь высокого показателя жесткости и прочности станины.

При этом в верхней части станины имеются плоские горизонтальные направляющие, к которым на винты крепятся планки, образующие направляющие типа «ласточник хвост».

Такой формы направляющие помогают ползуну перемещаться и обеспечивают плотную посадку этого станка за счет регулировки одной из направляющих планок винтами сбоку станины.

На передней стенке станины есть плоские направляющие, которые обеспечивают вертикальное движении удерживающей стол поперечины. Внутри станины присутствует коробка скоростей и кулисный механизм, монтаж и ремонт которых можно осуществить через особые отверстия и люки, с крышками, установленные в стеках станины.

Такой станок работает от электродвигателя, который передает вращение шестискоростной коробки скоростей на вал, оборудованный скользящей шпанкой.

Шпанка держит тройной блок шестерен, гарантирующий валу режим из трех скоростей.

Следовательно, во время движения блока вдоль оси вала происходит поочередный захват шестерен с шестернями, закрепленными на шпонке на валу. Таким образом, вал имеет шесть скоростей.

Популярные производители

Beaver – известная фирма, которая изготавливает свои станки в Китае. Основным преимуществом ассортимента является широкий модельный ряд, который представлен самыми разными изделиями и даже мини-станками. Особенностью 4-сторонних агрегатов Beaver можно назвать то, что они опционально имеют 4, 5 или 6 шпинделей.

За счет этого покупатель может выбрать более подходящую модель в зависимости от целей производства. Станки данного бренда можно приобрести во многих магазинах или же у других пользователей, поэтому они являются весьма доступными. Привлекательна и цена, которая не превышает аналогичных показателей своих конкурентов.

В целом четырехсторонние деревообрабатывающие станки Beaver стоит назвать одними из лучших по соотношению стоимости и качества. Неплохие технические показатели, недорогой ремонт и простота эксплуатации делают модели довольно популярными на самых разных предприятиях в России.

https://www.youtube.com/watch?v=zGXqNG-w4xI

V-Hold – отечественный производитель, начавший свое распространение на рынке России с 2002 года. Преимуществом компании является то, что она не только конструирует станки, но и помогает своим клиентам при запуске собственных предприятий.

V-Hold персонально работает с заказчиком для того, чтобы создать технику в зависимости от требований и целей покупателя. Основной упор делается на универсальность и удобство эксплуатации оборудования. Ценовой диапазон средний, вся продукция имеет сертификаты соответствия европейскому качеству.

Станки этой фирмы популярны как в России и странах СНГ, так и за их пределами.

DMG MORI – один из крупнейших мировых брендов (Германия и Япония). Отличительными чертами всей линейки продукции данного холдинга считаются премиальное качество и активное использование различных технологий, которые являются как стандартными, так и инновационными в своей области.

При подборе оборудования производитель дает пользователю полную свободу и позволяет задавать определенные параметры, которые устраивали бы его. Можно выбирать технологии обработки, отдельные сегменты и способы эксплуатации, а также всевозможные системы управления, поддерживаемые техникой.

GRIGGIO – популярная фирма из Италии, создающая высокотехнологичные 4-сторонние модели на основе множества систем и функций. Среди самых главных плюсов можно выделить универсальность станков, а также их надежность. Естественно, при этом цену нельзя назвать низкой.

Компания активно модифицирует производство продукции, тем самым постепенно повышая общий уровень модельного ряда. Компания имеет большой европейский опыт в станкостроении, поэтому отлично знает потребности покупателей. Именно эти знания позволили GRIGGIO стать популярной во многих странах.

Принцип работы и конструкция станка

Строгальные станки используются в процессе производства паркета, багетов, карнизов, а также для распиловки «начисто». При помощи такого станка можно осуществить обработку любой линейчатой поверхности: горизонтальной, вертикальной, наклонной, расположенной под разными углами.

Главные узлы строгального инструмента:

• станина – металлическая основа станка
• ножевой вал
• рабочий стол
• мотор
• вальцы.

Рабочая поверхность станка разделена на две части: подвижную и неподвижную. Между этими частями движется ножевой вал, задача которого состоит в срезании частей заготовки. Во время передвижения по рабочему столу заготовка придерживается вальцами. На всех современных станках присутствуют средства безопасности: специальные крышки, кнопки безопасности, защитные барьеры.

Строгальный станок по дереву оснащен ножами, которые закреплены на валу. Ножи для строгального станка могут присутствовать в количестве двух или трех штук. Три ножа существенно повышают качество обработки, а также делают вал более сбалансированным. Смена комплектов ножей позволяет работать как с мягкими (ель, сосна), так и с твердыми сортами лесоматериалов (дуб, тополь, бук).

Во всех типах строгальных станков имеется направляющая планка, позволяющая регулировать угол наклона. Вся конструкция этого устройства отличается жёсткостью и массивностью, вследствие чего наблюдается несущественный уровень вибрации. Это является важным фактором, который оказывает влияние на качество обработки и комфортное применение, и даже продлевает период эксплуатации инструмента.

Строгальные станки имеют специальный патрубок для подключения пылесоса, который собирает стружку. Благодаря этому рабочее место всегда чистое, уменьшается число остановок для очистки станка. Кроме этого мастер защищён от вредного действия образующейся древесной пыли.

Существует два типа строгальных станков:

Зачастую компактные настольные станки выбирают мастера для использования в домашних или небольших мастерских, тогда как стационарные варианты используются на крупных деревообрабатывающих предприятиях. И стоимость настольного оборудования существенно ниже, чем стационарного.

Самодельный станок (вариант для профилирования бруса)

Профилировочный четырёхсторонний станок должен включать в свой состав такие обязательные элементы, как основание (станина), барабан с набором ножей и электрический или бензиновый двигатель. Помимо этого, в нём должны быть предусмотрены передвижной каркас, располагающий возможностью регулировки размера заготовки по высоте обработки, а также специальные фиксирующие и стопорные элементы.

При изготовлении устройства для профилирования заготовок с размерами 150 х 150 необходимо подобрать достаточно мощный двигатель с подходящими характеристиками. Для заявленных целей вполне подойдёт бензиновый агрегат марки «Хонда» мощностью 6,5 лошадиных сил, развивающий до 3600 оборотов в минуту.

После выбора двигателя следует подготовить набор металлических пластин, уголков и швеллеров и сварить из них по ранее составленному эскизу каркасную конструкцию, на которой выбранный агрегат должен быть надёжно закреплён.

От вала двигателя вращающийся момент передаётся на ножевой барабан посредством системы шкивов. Все эти детали можно снять со старых неработающих станков или заказать в мастерской, предварительно подготовив их чертежи.

Подвижный каркас должен перемещаться по специально подготовленным направляющим с встроенными в них роликами (они крепятся по углам конструкции). Всего необходимо предусмотреть четыре ролика, фиксируемых с нижней её части.

Подача обрабатываемых заготовок осуществляется в самодельном устройстве вручную (за счёт мускульной силы оператора). Для изменения высоты и глубины обработки в пределах 5-10 см двигатель с ножевым барабаном должен свободно перемещаться по вертикали до ограничительных упоров.

Надо отметить, что перед изготовлением деревообрабатывающего станка с четырёхсторонней обработкой необходимо тщательно изучить теоретический материал и варианты практического исполнения. Лишь при этом условии можно будет изготовить надёжную рабочую конструкцию, гарантирующую решение поставленной перед пользователем задачи.

Строгаем или фрезеруем?

Древесину умели строгать уже три тысячи лет назад, еще в Древнем Египте, а при раскопках города Помпеи, погибшего в 79 году н. э., были найдены рубанки, весьма схожие с современными.

Механизировать процесс строгания пытались все долгие столетия, прошедшие с тех пор. И если первый токарный станок был создан Диодором Сицилийским еще в 650-е годы до н. э., то такого, который можно было бы на 100% назвать строгальным, нет и сегодня. Вместо него у человечества имеются лишь заменяющие его фрезерные станки — фуговальные, рейсмусовые, фрезерные с вертикальным шпинделем (верхним или нижним) и четырехсторонние — в виде комбинации названных ранее, позволяющие обрабатывать заготовку за один проход последовательно со всех четырех сторон.

Но поскольку их применение позволило отказаться от строгания вручную, еще в конце XIX века столярами они были ошибочно названы строгальными. А когда по прошествии ста лет российские ученые стали разбираться с классификацией деревообрабатывающего оборудования, оказалось, что эти станки не строгальные, а продольно-фрезерные.

Дело в том, что строганием называется процесс резания древесины ножом, лезвие которого перемещается параллельно обрабатываемой поверхности. Строгание как технологический процесс предполагает получение за проход ножа одной стружки постоянной толщины, например, сливной завитками стружки при строгании ручным рубанком или строгании шпона на специальных станках, когда нож движется прямолинейно.

А фрезерованием называется процесс резания древесины вращающейся фрезой, резцы которой совершают резание во время движения по круговой траектории, тогда как прямолинейное поступательное движение подачи может совершать либо заготовка, либо весь инструмент.

Главное отличие этих двух видов обработки состоит в том, что, с точки зрения геометрии обработанной поверхности, при строгании она получается плоской, а при фрезеровании — волнистой, образованной у вершин циклоид траекторий фрезерующих ножей чередующимися впадинами и гребнями.

Но термин «строгальный» уже прочно вошел в профессиональную лексику, техническую литературу и даже в учебники по деревообработке. И, разрабатывая первый наш ГОСТ на эти станки, его создатели еще в начале 1970-х, чтобы не совершать революции, были вынуждены в его наименовании взять термин «продольно-фрезерные» в скобки, оставив в качестве основного привычный «строгальные». Конечно, со временем планировалось исправить эту ошибку, но потом это благое намерение как-то забылось…

Тем не менее четырехсторонними называются «станки продольно-фрезерные, предназначенные для плоского и профильного продольного фрезерования заготовок из древесины за один проход со всех четырех сторон по поперечному сечению».

Технические особенности оборудования

Четырехсторонний станок деревообрабатывающий работает по принципу фрезерного. В четырехсторонний станок зажимной патрон подает необходимый элемент для обработки, который затем специальными фрезами отделывается с четырех сторон и выдается назад уже с идеально гладкими поверхностями.

Четырехсторонний строгальный станок укомплектован системой управления ЧПУ. Она может иметь различные модификации, однако наиболее популярная версия – eta. Современные модели дают при этом возможность выпускать образцы различных конфигураций через ЧПУ, в том числе, с соединениями шип-паз, а также другими элементами. Популярные образцы: 4015, 26, 13, 160, 15, 51.

Данный вид токарного оборудования сегодня выпускается в различных вариантах. В основном делят его на две большие группы:

1. Переносные модели. Именно такие образцы, как правило, применяют для домашней обработки вагонки. Обладают небольшой мощностью и скоростью работы с материалом, зато дают возможность достичь высоких результатов работы в короткие сроки. ЧПУ у них обычно примитивен, а патрон рассчитан на узкий ассортимент заготовок.
2. Стационарные станки. Это уже разновидность фабричного оборудования, которую чаще используют в цехах. Более сложна в управлении, требует специальных навыков для работы. Часто на них установлен четырехкоординатный eta ЧПУ. Патрон в таковых, в частности, в версиях 26, 13, 160, 15, легко адаптирован под различные виды сырья.

Помимо вышеприведенных вариантов существует также самодельный тип станков, которые можно найти в частных хозяйствах.

Стационарный четырёхсторонний строгальный станок Weinig PFA 17A

Они, как правило, дают более низкую и скорость, и качество обработки древесины, но ввиду низких затрат на организацию популярностью пользуются достаточно высокой. к меню

Технологические схемы четырехсторонних станков

Любой четырехсторонний станок можно рассматривать как комбинацию механизмов фрезерных станков, сгруппированных на одной станине в порядке последовательности выполнения операций по обработке деталей.

При классической схеме расположения шпинделей (рис. 2) первым по подаче располагается нижний горизонтальный, который, подобно шпинделю фуговального станка, создает на нижней пласти заготовки прямолинейную плоскую базовую поверхность.

Затем в станке устанавливается первый вертикальный шпиндель (обычно справа по подаче), задачей которого является создание плоской прямолинейной базовой поверхности на кромке заготовки, которая будет строго перпендикулярна базовой, сформированной на ее нижней пласти.

В станках классической схемы за первым вертикальным шпинделем следует аналогичный, но выполняющий функцию рейсмусовой обработки для получения заданной ширины заготовки. Этим же шпинделем может одновременно выполняться и формирование профиля на кромке.

Толщина формируется верхним горизонтальным шпинделем за счет съема припуска с верхней пласти заготовки — аналогично обработке на одностороннем рейсмусовом станке. Этим же шпинделем при установке соответствующего инструмента можно формировать и профиль на верхней пласти заготовки.

Таким образом, на четырехстороннем станке последовательно обрабатываются все четыре продольные поверхности детали, что, собственно, и предопределило название оборудования.

Однако в ряде случаев последовательность расположения и количество шпинделей в четырехстороннем станке могут отличаться от принятых в классической схеме.

Основное значение при этом имеет форма сечения обрабатываемого профиля. У него может быть, например, большая глубина припуска, который невозможно снять одной фрезой из-за необходимости большого увеличения диаметра фрезы. Величина (глубина) припуска может ограничиваться мощностью привода одного шпинделя, что не позволит удалить припуск полностью за один проход. У профиля могут также иметься какие-то поднутрения, недоступные для горизонтальной или вертикальных фрез.

Кроме того, при продвижении обрабатываемой заготовки через станок, посредством надежного контакта с элементами механизма подачи должна обеспечиваться строгая равномерность этого перемещения. Но, скажем, при изготовлении деталей треугольного или близкого к нему сечения на заготовке просто не остается поверхностей, пригодных для контакта с вальцами механизма подачи, и окончательное формирование профиля должно производиться несколькими фрезами, установленными на суппортах, которые расположены как можно ближе к выходной стороне станка.

Все это может привести к необходимости использования в станке дополнительных горизонтальных и вертикальных шпинделей, в том числе наклоняемых.

Но наиболее часто в калевочных четырехсторонних станках для формирования относительно несложных профилей используется пятый, дополнительный, шпиндель, суппорт которого позволяет размещать его сверху, снизу, слева или справа от заготовки или наклонять под любым заданным углом.

Патент на такой универсальный калевочный суппорт, переставляемый в различные положения, был получен в 1954 году немецкой фирмой Weinig.

Число шпинделей, по сравнению с классической схемой, увеличивается и в фуговальных четырехсторонних станках. А о принципе работы этого оборудования и способах фугования речь пойдет в следующей публикации.

Андрей МОРОЗОВ,компания «МедиаТехнологии»по заказу журнала «ЛесПромИнформ»