Материал: Современные тенденции развития деревообрабатывающего станкостроения

Четырёхсторонние продольно-фрезерные станки BASIC 400, PHP 500, KOMPAT, предназначены для четырехсторонней плоско - профильной обработки строительного клееного и обычного бруса и других заготовок из массива сушеной древесины и древесины повышенной влажности шириной до 400 мм с целью получения высококачественных изделий точной геометрической формы за один проход.

Область применения: высокопроизводительные станки идеально подходят для предприятий и цехов по производству клееного строительного бруса, клееных деревянных конструкций и деталей для индивидуального малоэтажного домостроения, жилых и общественных зданий заводского изготовления, столярно-строительных изделий и других деревообрабатывающих производств (рисунок 1.25 - 1.27).

Рисунок 1.25 - Общий вид станка BASIC 400

Верхний и нижний горизонтальные шпинделя имеют две опоры крепления инструмента с гидроблоком, что позволяет обрабатывать заготовки с шириной до 400 мм. Фуговальное устройство обеспечивает прифуговку ножей горизонтальных фрезерных головок на станке. Обеспечивается высокое качество обработки поверхности.

Верхняя траверса предназначена для вертикального перемещения подающих роликов и верхнего горизонтального шпинделя и смонтирована на четырех цилиндрических хромированных колоннах. Перемещение траверсы по высоте на заданную толщину обработки осуществляется с помощью высокоточного привода от мотор-редуктора. Позволяет одновременно настраивать на толщину обработки горизонтальный верхний шпиндель и подающие ролики, что обеспечивает точность и быстроту переналадки станка.

Рисунок 1.26 - Общий вид станка PHP 500

Исключительная точность обработки обеспечивается тем, что вертикальные шпиндели расположены друг напротив друга и имеют возможность настраиваться по ширине и высоте. Цифровые датчики контроля перемещения вертикальных шпинделей позволяют быстро и точно выставить конечный размер обрабатываемой заготовки, не делая этого вручную.

Рисунок 1.27 - Общий вид станка KOMPAT

На станке KOMPAT возможна обработка заготовок шириной до 600 мм. Горизонтальные шпинделя с фрезерными головками оснащены устройствами для быстрой смены ножей. Левый вертикальный шпиндель может настраиваться на размер по толщине с помощью привода от электродвигателя с заданием размера и цифровым отсчетом.

Технические характеристики данных станков приведены в таблице 1.8

Таблица 1.8 - Технические характеристики

Четырехсторонние продольно-фрезерные станки СМ-545,СМ-555 (рисунок 1.29)

Рисунок 1.29 - Общий вид станка

Конструктивные особенности:

тяжелый хромированный стол имеет максимальную износостойкость;

специальный защитный щиток на задней стенке станка уменьшает шум и полностью предотвращает разбрасывание опилок;

станина станка из чугуна марки FC25 обеспечивает превосходную стабильность;

система блокировки для защиты от попадания в станок заготовок с превышающими норму шириной и толщиной;

верхние и нижние ролики подачи синхронизированы, с помощью чего обеспечивается плавность подачи заготовок;

металлопластиковый защитный кожух обладает максимальной ударопрочностью и износоустойчивостью;

Технические характеристики данных станков приведены в таблице 1.9

Таблица 1.9 - Технические характеристики

.2 Целесообразность модернизации оборудования

. Механизм подачи станка С25-4АМ - сосредоточенного типа. Для подачи заготовок в передней части станка расположено всего две пары подающих вальцов. Чтобы обеспечить хорошую подачу к прижимным вальцам прикладывается большое усилие прижима, в результате чего на детали остаются следы, и для их удаления требуется большой припуск на обработку. Заготовки часто застревают, и их приходится доставать обратно, в результате чего теряется время, а, следовательно, уменьшается производительность и растет количество брака.

. В приводе механизма подачи установлен клиноременной вариатор, коробка скоростей, открытая цилиндрическая зубчатая и цепная передачи, на обслуживания которых требуется дополнительное время, материалы и запчасти. Из-за большого количества составных частей механизм подачи имеет низкую надежность.

. Модернизация деревообрабатывающего продольно - фрезерного станка с25-4Ам

.1 Технико-экономическое обоснование проекта

Известно, что лесопильные и деревообрабатывающие предприятия работают в условиях изменяющегося рынка, что требует постоянного развития и усовершенствования парка технологического оборудования. Своевременное обслуживание оборудования, его модернизация и доукомплектация являются основными мероприятиями по сохранению конкурентоспособности. Рост ассортимента продукции, изменение сырьевого рынка, ужесточение требований к качеству, а также изменения законодательства приводят к необходимости проведения модернизации оборудования.

Модернизация повышает эффективность работы предприятия и способна существенно увеличить объемы производства. Одновременно замена или обновление некоторых агрегатов или технологических линий продлевает срок работы всего завода. Поэтому каждое предприятие применяет свой индивидуальный подход к каждому этапу проекта модернизации каждого лесопильного потока или завода в целом и обновляет частично или полностью определенную технологическую цепочку или линию.

Модернизация также может касаться как отдельно взятого узла, так и части производственной линии. Зачастую имеет место ситуация, когда технологическая линия или агрегат уже несколько устарели морально и износились физически, однако не всегда целесообразно менять их полностью, а достаточно лишь провести локальную модернизацию.

Экономически наиболее оправдана модернизация производства, обеспечивающая не только сиюминутное простое функционирование предприятия, но и четко спланированное перспективное развитие в условиях изменяющегося рынка.

Назначение и область применения станка

Станок предназначен для плоско - профильной фрезеровки бруса, доски, различных планок; производства половой доски, вагонки, наличников, плинтусов и других видов фасонного погонажа из бруса или обрезной доски; в том числе для изготовления, профилированного домостроительного бруса. Заготовка обрабатывается одновременно с четырёх сторон при постоянной механической подаче.

Область применения: предприятия и цеха по производству столярно-строительных изделий, клееного бруса и щита, производству профильных погонажных изделий, производству мебели, стандартного домостроения и другие деревообрабатывающие производства. Технические характеристики приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Технические характеристики

.2 Модернизация механизма подачи

На основании сделанных выводов в дипломном проекте предлагается вариант модернизации четырехстороннего продольно-фрезерного станка С26-2М:

. Для осуществления этой цели нам необходимо модернизировать станок с целью надёжной и бесперебойной подачи заготовок заданного размера, что обеспечит нам получение точных по размеру и качественных деталей.

. Необходимо создать новое, дополнительное устройство механизма подачи, устанавливаемое на выходе заготовки из станка. Такое устройство было разработано согласно техническому заданию. Данное устройство позволяет избежать застревание заготовок в станке, повышается качество обработки заготовок, уменьшается время простоев станка, а, следовательно, увеличивается производительность, уменьшается количество брака. Данное устройство механизма подачи будет иметь сравнительно невысокую стоимость из-за применения сварных конструкций

. Также предлагается в приводе подачи применить электродвигатель с управлением от частотного преобразователя.

Применение частотных преобразователей даёт:

повышение точности движения, плавного пуска и торможения, что будет положительно влиять на долговечность других элементов передачи;

экономию электроэнергии за счет плавной регулировки частоты вращения двигателя;

увеличение срока службы электродвигателя по причине отсутствия пусковых токов, значительно превышающих номинальные;

увеличение надежности из-за замены механического способа регулирования скорости электрическим;

также применение частотных преобразователей уменьшает материалоёмкость станка и позволяет бесступенчато и плавно регулировать скорость подачи;

исключается вариатор.

В результате применения частотного преобразователя должны снизится экономические затраты связанные с оплатой за электроэнергию; замена вариатора преобразователем исключает затраты, связанные с покупкой вышедших из строя запчастей и агрегатов вариатора, уменьшается время на обслуживание станка, а также облегчается человеческий труд. Затраты на приобретение частотного преобразователя не значительны

На станке применяется насадные цилиндрические сборные дереворежущие фрезы с креплением на двух цангах по ГОСТ 14956-79.

Фреза насадная цилиндрическая сборная предназначена для обработки древесины и древесных материалов на фрезерных и четырёхсторонних продольно-фрезерных станках. Она состоит из корпуса, изготовленного из инструментальной стали, прошедшей термообработку, и сменные (вставные) пластины (Ножи) из легированной стали. Диаметр фрезы - 180 мм.

Центробежно-клиновое крепление - нож держится подтягиваемой клиновой планкой; в следствии данного способа крепления, центробежные силы влияющие на клин во время работы не дадут выпадать ножам, даже если клины не затянуты. Материал пластин - сталь 8Х1НФТ или ХВ62С, HRC=57 - 61. Материал корпуса ножей - сталь У8.

Данные фрезы работают уже довольно давно и зарекомендовали себя в нашей стране с хорошей стороны, обеспечивая достаточную производительность, хорошее качество поверхности заготовки и высокую точность обработки.

3. Конструкторская часть

.1 Расчёт режимов резания

Для определения режимов резания задаются все исходные данные, относящиеся к обрабатываемым заготовкам, включая толщину сострагиваемого слоя древесины, модель станка, время работы режущего инструмента между переточками и коэффициент загрузки станков в течение рабочего времени m. При выполнении расчетов необходимо ориентироваться на применение стального инструмента с углом резания  Схема фрезеровки рисунок 3.1

Рисунок 3.1 - Схема процесса фрезерования

.1.1 Определение скорости подачи

Пример расчета для нижней горизонтальной фрезы (доска 12x50 x6000, h=1.0 мм, b=54 мм, Н=30 мкм.).

Скорость подачи, м/мин:

 м/мин; (3.1)

 м/мин,

где uz - подача на зуб (uz =мм);- число резцов фрезы (z=4);- частота вращения фрезы (n=5000 мин-1).

Подача на зуб ограниченная шероховатостью фрезерованной поверхности, определяется по формуле, мм:

 мм, (3.2)

где Н - высота микронеровностей (Н=30 мкм);- диаметр окружности резания (D=190мм).

.1.2 Дополнительные данные для расчета силовых характеристик

Средняя условная окружная сила резания определяется по формуле, Н:

 Н; (3.3)

 Н,

где К - среднее условное сопротивление резанию в пределах одного оборота, Мпа, при мм:

 Мпа; (3.4)

 МПа,

где Кn - давление стружки по передней грани резца, Мпа, для сосны и ели:

 (3.5)

θс - кинематика угола встречи на половине длины срезаемой стружки (дуги резания), град:

; ; (3.6)

,

где h - высота сострагиваемого слоя (h=1,0 мм);

аρ - коэффициент затупления режущего инструмента:

; (3.7)

Δρ - приращение радиуса затупления режущего инструмента за время работы, мкм:

 (3.8)

где А - приращение радиуса затупления режущего инструмента за 1 м пути резания, мкм/м: для мягких пород древесины ;