Наладка дерево-обрабатывающего оборудования (Соловьев А.А.) - часть 6

43 

 

Рис. 47. Наладка направляющего устройства для пилы 

ленточнопильного станка: 1 — направляющая     бобышка;  

2 — ролик,    3 — пила 

Рис. 48. Приспособление для 

выпиливания круглых деталей  на 

ленточнопильном столярном станке: 

I — стол,    2 — заготовка, 

3 – зажимное устройство, 4 — скоба, 

5 — диск 

 

Рис. 49. Настройка стола ленточнопильного столярного станка: 1 — указатель,   2 — шкала    3 — пила,   

4 — гайка, 5 —стол 

 
Включая  кратковременно  электродвигатель  вращения  шкивов,  проверяют  правильность 

движения  пильной  ленты,  после  чего 
приступают 

к 

регулированию 

направляющего  устройства  (рис. 47). 
Направляющее устройство переставляют 
по  высоте  в  зависимости  от  толщины 
распиливаемого  материала.  Расстояние 
до  верхней  пласти  заготовки  должно 
быть  не  более 10...15 мм.  Боковые 
направляющие  бобышки  1  регулируют 
так,  чтобы  между  ними  и  пилой  3  был 
зазор 0,05...0,10 мм.  Величину  зазора 
контролируют  щупом.  Направляющие 
бобышки не должны зажимать пилу или 
отгибать  ее  в  сторону.  Для  предотвра-
щения  соприкосновения  зубьев  пил  с 
направляющими  бобышками  их  передняя 
кромка должна располагаться на расстоянии 
5...10 мм от впадины зубьев. 

Задний  упорный  ролик  2  устанавливают  так,  чтобы 

между тыльной кромкой пилы и роликом при холостом ходе 
был  небольшой  зазор.  Закрыв  ограждение  шкивов,  при-
ступают  к  пробной  обработке  деталей.  Если  ведется 
криволинейная  распиловка  по  разметке,  то  стол  станка 
должен  быть  свободным  от  посторонних  предметов, 
мешающих подаче заготовки. 

Направляющую  линейку  устанавливают  на  столе 

станка  на  расстоянии,  равном  ширине  выпиливаемой 
дощечки,  и  надежно  фиксируют.  Поверхность  линейки 
должна  быть  параллельна  полотну  пилы.  Точность 
положения 

направляющей 

линейки 

контролируют 

мерительной  линейкой  или  штангенциркулем.  При 
массовой выпиловке деталей прямолинейной формы 
монтируют  на  станке  подающий  механизм.  Перед 
установкой необходимо снять со станка качающуюся 
часть  ограждения  пилы  и  направляющую  линейку. 
Подающий механизм крепят болтами к столу станка 
и  настраивают  в  зависимости  от  ширины 
распиливаемой заготовки. 

Шаблоны 

используют 

при 

массовом 

производстве 

деталей 

с 

криволинейными 

поверхностями.  Конструкция  шаблона  определяется 

формой  детали,  способом  ее  базирования  и  закрепления.  Правильное  размещение  заготовки  в 
шаблоне обеспечивается настройкой и закреплением упоров в требуемом положении. 

При  выпиливании  круглых  деталей  используют  специальное  приспособлений  (рис. 48). 

44 

 

Приспособление  состоит  из  С–образного  основания — скобы  4,  на  одном  конце  которой 
установлен вращающийся диск 5 для базирования заготовки 2, а на другом – зажимное устройство 
3. Приспособление укрепляют на столе 1 станка так, чтобы расстояние от оси вращения заготовки 
до  пилы  было  равно  радиусу  готовой  детали.  Вращая  заготовку  вручную  или  с  помощью 
механического привода, выпиливают круглую деталь. 

Настройка стола ленточнопильного столярного станка необходима при выпиловке деталей, 

у которых  поверхность обработки расположена под углом к базирующей поверхности заготовки 
(рис. 49). В  этом  случае  стол  5  открепляют,  наклоняют  на  требуемый  угол,  пользуясь  круговой 
шкалой  2,  и  закрепляют  в  заданном  положении.  После  размерной  настройки  пускают  станок  на 
холостом  ходу  и  распиливают  пробные  заготовки.  При  ручной  подаче  заготовку  надвигают  на 
пилу 3 равномерно без рывков. 

Для  станка  ЛС80-6  при  частоте  вращения  шкивов 950 об/мин  скорость  подачи  в 

зависимости от высоты пропила равна: 

Таблица 7.   Неисправности ленточнопильных столярных станков, причины их появления и способы 

устранения 

 

45 

 

Вибрация  станка  и  пилы  свидетельствует  о  плохой  подготовке  пилы  к  работе,  а  также 

несоответствии  точности  станка  установленным  нормам.  Непараллельность  поверхностей 
выпиленной детали допускается не более 0,5 мм на длине 1000 мм, шероховатость Rm

max

 не более 

200  мкм.  При  неудовлетворительной  работе  станка  следует  отыскать  причину  неполадки,  устра-
нить  ее  или  отремонтировать  станок.  Неисправности  ленточнопильных  столярных  станков, 
причины их появления и способы устранения приведены в табл. 7. 
 

Контрольные вопросы 

 

1. Расскажите о принципе действия ленточнопильного столярного станка.  
2.  Какие  требования  предъявляют  к  месту  соединения  концов  ленточной  пилы  и  ее 

режущим зубьям?  

3. Как выбирают величину натяжения пилы?  
4.  Как  выставляется  направляющее  устройство  пилы  в  зависимости  от  заданного  размера 

заготовки?  

5. Укажите способы устранения соскальзывания пилы со шкивов при работе станка. 

 

ГЛАВА 5. ФУГОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ

§ 1. Общие сведения о процессе продольного фрезерования

 

Фуговальные станки предназначены для создания плоскостей, которые являются базой для 

последующей обработки остальных поверхностей детали. 

Кинематика  процесса  резания.      На  фуговальных      станках  осуществляется  цилин-

дрическое  встречное  фрезерование  вдоль  волокон 
(рис. 50). Ножевой вал 2 вращается вокруг точки О по 
часовой  стрелке  с  частотой  п  (об/мин).  Резцы  1  и 3 
установлены  на  ножевом  валу  так,  что  их  режущие 
кромки расположены на одной окружности радиуса R 
(мм). Заготовка 5, опираясь на передний 6 и задний 4 
столы станка, перемещается справа налево. Разница в 
уровнях  столов  обеспечивает  удаление  с  заготовки 
(превращение  в  стружку)  припуска  толщиной  t;  эта 
величина называется глубиной фрезерования. 

Угол  резания  δ  зависит  от  конструкции 

ножевого вала. Замеряют его между передней гранью 
резца и касательной tt к окружности резания. 

Главное  движение  резания — вращение,  его 

траектория — окружность  радиуса  R.  Скорость 
главного движения резания v вычисляют по формуле 

V = 2πRn/(60 * 1000) 

 Движение подачи — прямолинейное перемещение заготовки, скорость подачи v

s

 (м/мин). 

Оба  движения  совершаются  одновременно,  поэтому  траектория  результирующего  движения 
резания — циклоида. 

На  фуговальных  станках  скорость  движения  подачи  обычно  не  превышает 30 м/мин (0,5 

м/с), тогда как скорость главного движения резания составляет около 40 м/с. Поэтому за скорость 
результирующего  движения  резания  v

e

  принимают  скорость  главного  движения  резания  v,  а 

циклоидальную траекторию заменяют окружностью резания. 

Подачу на один оборот ножевого вала S

o

 и на один резец S

2

 вычисляют соответственно по 

формулам  

S

0 

= v

в

 1000/n;    S

z

 = S

0

/z = v

в

 1000/(nz) 

Рис. 50. Схема фугования: 

1, 3 — резцы,    2 — ножевой   вал,    

4 — задний    стол станка,  5 – заготовка,   

6 — передний   стол    станка 

46 

 

Слой,  срезаемый  резцом  за  один  проход,  имеет  серповидную  форму  (рис. 51). Ширина 

срезаемого слоя b совпадает с шириной заготовки, так как резание открытое. Боковая поверхность 

срезаемого слоя образует фигуру АСВВ'С. Слева срезаемый 
слой  ограничивает  траектория  предыдущего  резца — дуга 
АВ'  с  центром  в  точке  О',  справа — траектория  резца, 
срезающего слой, т. е. дуга АВ с центром в точке О. Снизу 
срезаемый слой ограничен отрезком В'В на обрабатываемой 
поверхности  3  заготовки.  Расстояние  О'О  соответствует 
подаче  на  резец  S

z

.  Если  радиусы  резания  обоих  резцов 

одинаковы,  то  точка  A,  где  пересекаются  дуги  АВ'  и  АВ, 
находится  на  расстоянии 0,5 S

z

  от  нормали  пп  к 

обработанной поверхности 1. 

Точка А называется точкой входа резца в древесину, 

точка В — точкой выхода. Точке входа соответствует угол 
входа  φ

вх

,  точке  выхода — угол  выхода  φ

вых

.  За  начало 

отсчета  углов  принимают  нормаль  пп  к  направлению 
подачи. 

Угол 

входа 

определяют 

через 

синус 

из 

прямоугольного треугольника ОАА"

 

 

Величина угла входа обычно меньше одного градуса, поэтому в расчетах ее принимают 

равной нулю. 

 

Угол контакта φ

конт

, соответствующий дуге контакта,   есть сумма углов входа и выхода: 

 

На дуге контакта принято находить среднюю точку С, определяемую  как середина дуги 

АВ. Средней точке соответствует средний угол φ

ср

, который равен половине угла контакта: 

 

Длина срезаемого слоя l — длина дуги АВ — равна 

 

Угол выхода определяют через косинус из прямоугольного треугольника ОВ"В: 
Толщина  срезаемого  слоя  а  —  величина  переменная.  Ее  значение  можно  рассчитать  для 

любого текущего угла ср по формуле a = S

z 

sinφ. 

Среднюю толщину срезаемого слоя а

ср

 (мм) вычисляют как отрезок СС в средней точке С 

на дуге контакта: 

 

Угол  подачи  φ

под

 — угол  между  вектором  скорости  движения  подачи,  перенесенным  на 

вершину  резца,  и  направлением  волокон  древесины  в  глубь  заготовки.  Угол  подачи  в  общем 
случае изменяется от 0 до 180°, а при продольном фрезеровании φ

под

 = 0. 

Угол  встречи  φ

встр

 — угол  перерезания  волокон  древесины  в  данный  момент.  Он 

измеряется как угол между вектором результирующей скорости v

e

 и направлением волокон вглубь 

заготовки.  При  фрезеровании  за  результирующую  скорость  принимают  скорость  главного 
движения резания, поэтому φ

встр

 

= φ

под

 + φ, где φ

под

 — угол подачи, град; φ — угол поворота резца, 

град. 

При продольном фрезеровании φ

под

 = 0, поэтому φ

встр

 = φ. Таким образом, угол встречи по 

мере  продвижения  резца  по  дуге  резания  изменяется  от 0° в  точке  входа  через  φ

встр.ср

 = φ

ср

  в 

средней точке до φ 

встр.mах

 = φ

вых

 в точке выхода. 

Шероховатость поверхности. Поверхность обработки, полученная методом фрезерования, 

имеет  неровности  различного  происхождения:  кинематические  неровности — волны,  вызванные 
кривизной траектории резания; неровности разрушения в виде выколов, мшистости и ворсистости;   
неровности  упругого  восстановления  по  годовым  слоям;  неровности  вибрационного 
происхождения. 

 

Рис. 51. Геометрия процесса 

фрезерования: 1 — обработанная 

поверхность,     2— нормаль  пп к 

обработанной  поверхности,  

3 — обрабатываемая поверхность 

47 

 

Шероховатость характеризуется глубиной неровностей, а также наличием или отсутствием 

ворсистости и мшистости (ГОСТ 7016—82). Кинематические неровности характеризуются длиной 
е и глубиной у волны, которые связаны соотношением (мм): 

 

где R — радиус резания, мм. 
Рассмотрим  закономерности  образования  кинематических  волн  при  фрезеровании 

двухрезцовым ножевым валом (R

1 

и R

2

 — радиусы резания первого и второго резцов). 

Если радиусы резания обоих резцов совпадают R

1

 = R

2

 (рис. 52, а), то слои I и II, срезаемые 

поочередно  первым  и  вторым  резцами,  одинаковы.  Длина  волн,  остающихся  на  поверхности 
обработки, совпадает с величиной подачи на резец для обоих резцов. 

Когда  радиус  резания  второго  резца  на  τ  (мм)  меньше,  чем  радиус  первого  (R

1

 — R

2

 = τ) 

(рис. 52, б), второй, более короткий резец срезает слой //, толщина которого на 2τ меньше слоя /, 
срезаемого длинным резцом. Длины волн вычисляют по формулам: 

 

Эти формулы действительны, когда подача на резец больше критического значения: S

2Kp

 =  

√2Rτ. 

При S

z

 ≤ S

zкp 

волны будут только от одного длинного резца, а их длина составит:  

e

1

= 2S

z

. 

 
Кинематические неровности имеют сравнительно небольшую глубину, хотя наличие волн 

на поверхности детали является существенным дефектом. 

Возникновение  выколов  обусловлено  образованием  трещин,  заходящих  под  поверхность 

обработки при резании со встречным косослоем. 

При мшистости на поверхности обработки остаются пучки волокон, а при ворсистости — 

отдельные волокна древесины, не вполне отделенные от массива. Такой дефект возникает за счет 
слабой связи волокон древесины в поперечном направлении. Эта связь нарушается под действием 
больших  усилий  со  стороны  режущей  кромки  и  задней  грани  резца,  возникающих  при  резании 
тупыми  резцами.  Происходит  как  бы  размочаливание,  раздавливание  поверхностного  слоя 
древесины. 

Неровности  упругого  восстановления  по  годичным  слоям  встречаются  при  фрезеровании 

тупыми  резцами  древесины  тех  пород,  у  которых  ранняя  и  поздняя  зоны  годичного  слоя 
различной упругости, например у хвойных. При фрезеровании сухой древесины больше выступает 
поздняя, более плотная часть годичного слоя, а при фрезеровании сырой древесины, наоборот, — 
ранняя. При тангентальном резании неровности больше, чем при радиальном. Высота неровностей 
увеличивается с уменьшением подачи на резец. Чтобы избежать появления неровностей упругого 

Рис.  52. Кинематические  неровности  при  фрезеровании: 

а — образование волн при R

1

 = R

2

, 6 — образование волн двумя резцами,   в — образование волн при критическом 

состоянии

48 

 

восстановления по годичным слоям, следует работать только острыми резцами. 

Вибрационные  неровности  имеют  вид  дугообразных  выхватов — нерегулярных  волн, 

длина  которых  значительно  превышает  длину  обычных  кинематических  волн.  Они  образуются 
при  фрезеровании  вибрирующей  заготовки.  Вибрация  заготовки  возникает,  если  заготовка  не 

имеет  достаточной  жесткости  и  плохо  базируется 
на  стайке.  Часто  такие  неровности  получаются 
при фрезеровании конца тонкой заготовки. 

Глубина  неровностей  некинематического 

происхождения  не  поддается  геометрическому 
расчету, 

поэтому 

пользуются 

экспе-

риментальными  данными,  представленными  в 
виде  таблиц,  номограмм  и  формул.  Например, 
шероховатость  по  неровностям  разрушения  при 
продольно-торцовом  фрезеровании  острыми  рез-
цами  определяют  по  номограмме,  показанной  на 
рис. 53. По  горизонтали  расположена  шкала  угла 
подачи  φ

под

,  по  вертикали — шкала  подачи  на 

резец  S

z

.  Все  поле  номограммы  разделено  на 

полосы — зоны шероховатости. Например, при φ

под

 

= 30° и S

2 

= l мм обеспечивается Rm

mаx

  = 240 

мкм,   При   φ

под

 = 120° и S

2 

= l,2 мм — Rm

max

 = 70 мкм. 

Силы и мощность резания. При срезании одного  слоя касательная и нормальная силы ре-

зания изменяются, так как изменяются толщина срезаемого слоя и угол встречи. 

Фактическая касательная сила F

x

 увеличивается от нуля в точке входа А до максимального 

значения F

x max

 в точке А, где толщина срезаемого слоя 

наибольшая, а затем быстро падает до нуля в точке вы-
хода В. За это время резец пройдет путь, равный длине 
срезаемого 

слоя 

l. 

Следующий 

нож 

начнет 

контактировать  с  древесиной  после  того,  как  первый 
пройдет путь, равный шагу резцов t

3

 = 2nR/z, где R — 

радиус резания, мм; z — число резцов, шт. (рис. 54). 

График  зависимости  фактической  касательной 

силы  резания  от  пути,  пройденного  резцом  при 
срезании  одного  слоя,  приближенно  может  быть 
изображен в виде треугольника AD'B. 

Средняя на резце касательная сила резания F

xz

 — 

это  такая  условная  постоянная  сила,  которая,  действуя 

на  пути,  равном  длине  срезаемого  слоя  I,  совершает  ту  же  работу,  что  и  фактическая  сила  при 
срезании  одного  слоя.  На  графике  касательной  силы  площадь  треугольника  AD'B 
пропорциональна  работе  фактической  силы  F

x

.  Если  прямоугольник  АА'  В'В  равновелик 

треугольнику  AD'B,  то  высота  этого  прямоугольника  и  будет  силой  F

xz

.  Отсюда  следует,  что 

F

xmax

≈2F

xz

. Считают, что F

xz

 приблизительно совпадает с фактической силой в средней точке С. 

Средняя  окружная  касательная  сила  резания  F

x  окр

  —  это  такая  условная  постоянная 

касательная сила, которая, действуя за время полного оборота фрезы на пути, равном окружности 
2лR,  совершает  ту  же  работу,  что  и  фактическая  переменная  сила  при  срезании  z  слоев.  Работа 
окружной силы составляет F

XOKP

  

2nR, а работа срезания z слоев — F

xz

lz. Из их равенства вытекает, 

что 

 

где z

vem

 = l/t — число одновременно режущих резцов, шт.  

Нормальная  сила  резания  может  быть  силой  отжима  (положительной),  либо  затягивания 

(отрицательной). Среднюю окружную нормальную силу F

Z OKP

 

вычисляют с помощью

 

переходного 

множителя т по формуле 

Окружные силы (рис. 80) считают приложенными к средней 

точке С дуги контакта АВ. Средняя точка 

Рис. 53. Номограмма для определения шерохо-

ватости по глубине неровностей   разрушения 

при фрезеровании острыми резцами 

Рис. 54. Касательные силы за один оборот 

двухрезцовой фрезы 

49 

 

С соответствует среднему углу φ

ср

.

 

Средние окружные касательную 

F

 

x okp

 

и нормальную   F

zov

p силы резания (Н) вычисляют по 

формулам: 

 

где F

T

 — табличная сила, Н/мм (выбирают в зависимости от средней толщины срезаемого 

слоя а

ср

; b — ширина срезаемого слоя, мм; а

попр

 = а

п 

а

δ

а

р

 — общая поправка, равная произведению 

поправок  соответственно  на  породу  древесины,  угол  резания  и  затупление;  z

реж

 — число 

одновременно режущих резцов; т = т

т

 + ть —переходный множитель; т

Т

 — табличное значение 

m  (определяют  в  зависимости  от  средней  толщины  срезаемого  слоя  и  остроты  резцов;  m

δ

  — 

добавка на угол резания: 

 
Мощность     резания     Р

рез

     вычисляют     по    формуле P

рез

 = F

x окр 

v. 

 

Т а б л и ц а  8. Значения табличной силы F

Т

, поправки для продольного фрезерования на затупление а

р

  и 

переходного множителя т

т 

для продольного фрезерования 

 

Точность обработки. Неточность обработки при фуговании вызывается неправильностью 

формы  обрабатываемых  заготовок,  деформациями  (прогибом)  заготовок  во  время  обработки, 
ошибками в настройке станка и внутренними напряжениями в древесине. 

Неправильная форма обрабатываемых заготовок обусловлена неточностью распиливания и 

короблением  заготовок  во  время  сушки.  Она  проявляется  в  виде  продольной  и  поперечной  по-
коробленности, а также крыловатости. Во время фугования обрабатываемая заготовка базируется 
своей неправильной поверхностью на переднем столе, поэтому за один проход заготовка не может 
приобрести  правильную  базовую  поверхность.  Точное  фугование  достигается  за  несколько 
проходов. 

Заготовки деформируются во время обработки, если они имеют недостаточную жесткость. 

Прижимают  деталь  к  столу  настолько,  чтобы  избежать  вибрации,  но  не  прогнуть  деталь.  При 
механической подаче также регулируют усилие прижима подающих элементов. 

Неправильное расположение плит стола относительно ножевого вала и между собой может 

привести к неточности обработки. Этот дефект станка устраняют настройкой. 

Наличие внутренних напряжений и неравномерная влажность заготовок при односторонней 

обработке на фуговальном станке также служат причиной дополнительного коробления заготовок 
как во время обработки, так и после выравнивания влажности. 

Выбор  режима  резания.  Скорость  движения  подачи  на  фуговальном  станке  выбирают  с 

учетом предельно допускаемой загрузки электродвигателя резания и обеспечения заданной шеро-
ховатости. Пользоваться нужно наименьшей из скоростей движения подачи, определенных исходя 
из каждого условия отдельно. 

Скорость движения подачи по мощности резания v

S

(p) (м/мин) равна 

50 

 

 

где а

ср

(Р) — средняя толщина срезаемого слоя, мм, при которой электродвигатель резания 

загружен полностью; z — число резцов, шт.; п — частота вращения инструмента, об/мин. 

Находят а

ср

(Р) по табл. 8, предварительно вычислив значение табличной силы Т

т

 (Н/мм): 

 

 

где  Р

рез

 — мощность  резания,  Вт;  v  —  скорость  резания,  м/с;  b  —  ширина 

фрезерования, мм; z

реж

 — число одновременно режущих резцов; a

nonp

 — общая поправка. 

Скорость движения подачи по заданной шероховатости v

s(m) 

(м/мин) равна 

 

где  S

z

(m)  —  значение  подачи  на  зуб,  мм,  меньшее  из  двух:  S'

z(ш),

  найденной  исходя  из 

кинематических неровностей, и S"z(m) — исходя из неровностей разрушения. 

Если задана шероховатость поверхности по ГОСТ 7016—82 параметром Rm

max

 (мкм), то его 

приравнивают к глубине наибольшей волны у

1

. 

 Глубина второй волны y

2

 (при z = 2) будет y

2

 = у

1 

— τ, где τ — точность установки резцов 

(мм). Подача на оборот S

o

, равная 2S

Z

, складывается из значений длинной волны е

х

 и короткой е

2

: 

 

Длины волн можно вычислить (мм) через их глубину, поэтому 

 

В  частном  случае  (у

1

  ≤  х)  второй  волны  не  будет.  Подачу  на  зуб  по  неровностям 

разрушения находят по номограмме. 

§ 2. Конструкции фуговальных станков

 
В зависимости от размеров обрабатываемых заготовок фуговальные станки бывают: легкие 

с  наибольшей  шириной  фрезерования 250 мм  (СФЗ-3),  средние  с  наибольшей  шириной  фрезе-
рования 400 мм (СФ4-1), тяжелые с наибольшей шириной фрезерования 630 мм (СФ6-1). 

По  числу  режущих  инструментов  различают  станки  одно-  и  двухшпиндельные.  На 

одношпиндельном  станке  фрезеруют  только  нижнюю  поверхность  заготовки,  которая  служит 
базой при дальнейшей обработке детали на других станках. 

На двухшпиндельном станке (С2ФЗ-3, С2Ф4-1) фрезеруют одновременно две поверхности 

заготовки: пласть и кромку. По типу подачи обрабатываемого материала различают фуговальные 
станки  с  ручной  и  механизированной  подачей.  Механизированная  подача  осуществляется 
пристроенными  автоподатчиками  (СФАЗ-1,  СФА4-1)  или  встроенными  в  станок  механизмами 
подачи (СФК6-1). Для сбора и удаления стружки и пыли станки снабжены стружкоприемниками, 
присоединяемыми к заводской эксгаустерной сети. 

Рис. 55. Силы, действующие на 

заготовку  при   острых (а) и 

тупых (б) резцах (А— точка 

входа резца, В — точка выхода 

резца)