Строганный шпон

При лущении и строгании  осуществляется резание древесины  поперек волокон.

Показатели механических свойств  древесины (предел прочности при различных видах деформирования, предел упругости, модули упругости и др.) различны для разных направлений действия

Рис.19. Силы, действующие  со стороны резца на древесину:

1- стружка, 2- резец, 3- плоскость резания, 4- эпюра нагрузки

 

силы по отношению  к направлению волокон. Естественно  поэтому, что усилие, с которым  резец должен воздействовать на древесину  для осуществления процесса резания, будет неодинаковым для главных  видов резания, так же как в  силу волокнистой структуры   древесины различным будет вид получаемых стружек.

Давление со стороны  резца распределено по всей поверхности  контакта резца с древесиной, т.е. является распределенной нагрузкой, изображаемой в виде эпюры (рис. 19). Эту распределенную нагрузку можно заменить сосредоточенной силой воздействия и изобразить вектором S (или S').

 

Величину и направление  вектора S принято определять по его  составляющим — проекциям на два  перпендикулярных одно другому направлению: по касательной к траектории резания и по нормали к траектории резания.

 

ПРОЦЕСС СТРОГАНИЯ.

 

        Строганием называется процесс поперечного резания древесины с целью получения листового шпона с красивой текстурой, при котором траекторией резания является прямая линия.

        Рабочие движения. В существующих конструкциях шпонострогальных станков используют две схемы строгания: вертикальную и горизонтальную (рис.21).

        В горизонтальной схеме (рис. 21, а) движение резания сообщается ножу / и происходит в горизонтальной плоскости. Во время резания кряж 2 остается неподвижным, а в конце холостого хода ножевого суппорта подается вертикально вверх на заданную толщину шпона.

 

 

        При вертикальной схеме строгания (рис. 21, б) древесный кряж 2 (брус или ванчес) совершает прямолинейное возвратно-поступательное перемещение в вертикальной плоскости, в то время как нож 1 остается неподвижным. Подача ножа на толщину шпона происходит в конце нерабочего (холостого) перемещения кряжа вверх.

        По горизонтальной схеме резание обычно ведется с наклоном ножа к оси кряжа и, таким образом, к направлению волокон под углом фн=10—12°. Это позволяет уменьшить усилие на ноже при входе в кряж. Кроме того, при наклонной установке ножа в каждый момент резания нож соприкасается со многими пучками волокон, сила резания распределяется между ними, и поэтому уменьшается опасность выдирания волокон, слабо связанных в поперечном направлении. Наклон ножа обеспечивает получение более гладкой поверхности шпона.

        При вертикальной схеме кряж устанавливают без наклона по отношению к лезвию ножа, но эффект снижения усилий резания и повышения качества шпона достигается перемещением кряжа в направлении va (по наклонным направляющим). Это движение можно представить как сумму двух движений: главного — по нормали к лезвию ножа со скоростью v и дополнительного — вдоль лезвия со скоростью Vдоп. Положительный эффект создается дополнительным движением — «протягиванием» заготовки вдоль лезвия.

        Станки, построенные по этим схемам, имеют свои достоинства и недостатки в части занимаемых производственных площадей, удобства обслуживания и т. д. Что касается силовых и качественных характеристик резания, то различия их для горизонтальной и вертикальной схем .строгания невелики, и они могут не приниматься во внимание.

        Скорость резания при возвратно-поступательном движении резца — величина переменная. Она изменяется от 0 в начале хода суппорта до максимального значения в середине и снова до 0 в конце хода. Так как в станках скорость рабочего хода суппорта обычно равна или мало отличается от скорости холостого хода, скорость резания "можно характеризовать средней скоростью перемещения суппорта Vср (м/с) и определять по формуле

где S — длина хода суппорта, мм; п — частота двойных  ходов суппорта, дв. х./мин.

        Так, например, если ход суппорта установлен в 1800 мм, а частота двойных ходов суппорта при этом равна 9 дв. х./мин, то средняя скорость резания будет 0,54 м/с.

        Кряж на толщину шпона подается толчками в конце холостого 
хода суппорта. Подача может задаваться в широких пределах 
от 0,05 до 10мм.  

        Стружка при строгании получается в виде отдельных (прерывистых) листов определенного формата и одинаковой толщины с текстурой, соответствующей тангенциальному, тангенциально-торцовому, радиальному или полурадиальному срезам. Размеры  стружки по длине и ширине определяются размерами и формой строгаемого кряжа.

Геометрия и установка  ножа. К угловым характеристикам  заточки и установки ножа относительно поверхности резания при строгании предъявляются те же требования, что и при лущении. Это — минимальный угол резания d, достигаемый за счет минимально допустимых углов заточки b и заднего a. Лучшие результаты получают при углах b = 16—17° и a= 1-2°.

При строгании, как и при лущении, вблизи от лезвия ножа устанавливают прижимную линейку. Ширина щели Нщ между линейкой и ножом (рис. 21, а) меньше номинальной толщины шпона h, вследствие чего происходит обжим срезанного шпона при про- хождении его через щель. Величину обжима характеризует степень обжима

 

 

 

ШПОНОСТРОГАЛЬНЫЕ  СТАНКИ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ШПОНОСТРОГАЛЬЛЫХ СТАНКАХ.

 
           Строганый   шпон   получают из брусьев и ванчесов путем строгания их плоским ножом на шпонострогальных станках. Процесс строгания характеризуется возвратно поступательным движение режущего ножа или брусьев    (ванчесов) и периодическим перемещением заготовки или ножа на величину подачи (толщину срезаемого слоя древесины).

       Возвратно-поступательное движение ножа или заготовки подразделяется на рабочее и холостое. При рабочем движении осуществляется процесс резания. Характеризуется рабочее движение скоростью Vp. Холостое движение необходимо для возврата ножа или заготовки в начальное положение; осуществляется оно со скоростью Vx.

В зависимости от направления  рабочего движения суппорта шпонострогальные станки подразделяются на горизонтальные с наклонными направляющими и вертикальные.

В горизонтальных шпонострогальных станках рабочее возвратно-поступательное движение совершает ножевой суппорта 3, а ванчесы 2, укрепленные на столе 1,совершают периодическое перемещение вверх на величину подачи. В период резания ванчесы неподвижны, а в конце холостого хода поднимаются со столом  вверх. Возвратно-поступательное движение суппорта осуществляется от реечной передачи 5,а стол поднимается вверх от храпового механизма 6 через систему зубчатых передач и четыре вертикальных винта, соединенных со столом 1 гайками.

       Суппорт переключается с рабочего на холостой ход и обратно электромагнитной муфтой или с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Для получения шпона  с более гладкой поверхностью нож суппорта  располагают под углом 5-12° к оси, перпендикулярной направлению его перемещения, или ванчесы

устанавливают на столе с  перекосом по отношению к той же оси. Резание происходит при

Рис.69. Принципиальная схема горизонтального шпонострогального станка:

а- схема станка, б- схема строгания  наклонным ножом, в- схема строгания  прямым ножом наклонной древесины; 1- стол, 2- ванчес, 3- суппорт с ножом, 4- нож, 5- реечный механизм перемещения  суппорта, 6- храповой механизм подачи стола, 7- винты подъема стола.

 

этом под углом к направлению волокон.

      Основными техническими    характеристиками    горизонтальных

шпонострогальных станков  являются:

      1. Скорости рабочего Vp и холостого Vx ходов суппорта или ползуна,   м/с. При реечном механизме перемещения суппорта они определяются по формулам:

vp = (n3/60)KCKip(pmz/1000);

vx = (n3/60) КCK ix (pm z/1000),

где n3 -частота вращения электродвигателя, об/мин, KCK –коэффициент скольжения ременной передачи, равный0,98; ip -передаточное отношение механизма при рабочем ходе, iх- то же, при холостом ходе: m - модуль зубчатого колеса реечной передачи, мм,

z — число зубьев  зубчатого колеса реечной передачи; pmz/1000— путь суппорта за один оборот зубчатого колеса зубчатой рейки, м. 2. Число двойных ходов суппорта в минуту зависит от скоростей рабочего и холостого ходов, пути перемещения суппорта и определяется по формуле

где up— скорость рабочего, хода суппорта, м/с; uх — скорость холостого хода суппорта, м/с; tp — время реверсирования, с (ориентировочно можно принимать tp = 0,2н-0,3 с); Sp— расчетный путь перемещения суппорта.

Расчетный путь перемещения  суппорта Sp определяют по формуле

 

где SВ— ширина всех строгаемых ванчесов, м; l — длина ванчесов, м; v —угол наклона ножа; Sз — длина пути запаса и реверсирования, м. Так как величина SВ является переменной, то и величины Sp и пх изменяются в широких пределах.

        В станках с приводом от кривошипно-шатунного механизма число двойных ходов суппорта регулируют плавным или ступенчатым изменением частоты вращения кривошипа, при этом величина хода суппорта, как правило, не изменяется, а скорости рабочего и холостого ходов суппорта равны.

        На рис. 70 представлена схема к расчету пути и скорости движения суппорта в станках с кривошипно-шатунным механизмом привода.

Из рисунка видно, что  при прямом расположении ножа и косом  расположении ванчесов (брусьев) на столе нож врезается в ванчесы с переменным увеличением скорости резания от upн1, до, upн2, а выходит из зоны резания с уменьшением скорости с upк1 до upк2,

        Для создания необходимого разгона суппорта его располагают по отношению к ванчесам таким образом, чтобы S31 было больше S32

        Длина ножа и стола   определяет   максимально  возможную 
длину строгаемых заготовок.

        Степень использования площади стола. Как видно из рисунка, степень использования стола по площади зависит не только от размеров ванчесов, но и от конструкции стола. Если на стол уложить один широкий ванчес, ограниченный точками  1, 2, 3, 4, его 
длина снизится и площадь ВШl будет меньше площади SBI.

         Коэффициенты использования стола по ширине, длине и площади определяются из отношений:

где SB — суммарная ширина ванчесов, мм; Вст — ширина стола, мм; iСР—средняя длина ванчесов одной закладки, мм; lст — длина стола, мм.

Следовательно в станках  с косым расположением ванчесов степень использования стола станка по длине зависит от ширины ванчесов, тогда как при прямом расположении имеется возможность полностью использовать длину стола при любой ширине ванчеса. Степени, использования ширины стола зависит от качества подбора ванчесов, во всех случаях необходимо добиваться соблюдения условия SВ = ВСТ.

        Максимальная высота строгаемых  ванчесов ограничивается величиной вертикального перемещения стола. При любой степени спользования вертикального перемещения необходимо стремиться к минимальной разновысотности ванчесов, так как в этом случае повышается производительность станка.

         Произведение длины стола на его ширину и максимальную высоту ванчеса называется максимальным объемом блока ванчесов или брусьев.

         Подача — величина перемещения    стола    за    время одного двойного хода   суппорта — определяет  толщину  строганого  шпона, мм.

         В    вертикальных   шпонострогальных     станках (рис. 71)   рабочее возвратно-поступательное движение совершает брус /, закрепленный на ползуне 3, перемещающемся по наклонным направляющим. При движении вниз срезается лист шпона,   а при движении вверх происходит холостой ход. Ножевой суппорт 2 при резании неподвижен, а в конце холостого хода перемещается на величину подачи. В вертикальных станках в ползуне (подвижном столе) крепится один брус, тогда как в горизонтальных может крепиться любое количество брусьев или ванчесов с суммарной шириной SВ, равной рабочей ширине стола.

В СССР наибольшее распространение  получили горизонтальные шпонострогальные станки ФММ-3100, ДКВ-4000, ДКВ-3000 и с наклонными направляющими TN (Италия).

 

ШПОНОСТРОГАЛЬНЫЙ  СТАНОК ФММ-3100

 

           Горизонтальный шпонострогальный станок ФММ-3100 (рис. 72) состоит из двух массивных стоек 1, на которых укреплены опорные направляющие ? для перемещения   по   ним ножевого

суппорта. Стойки 1 соединены  лицевой упорной стенкой 3, а со стороны привода — трубчатой балкой, чем создается жесткая станина. Ножевой суппорт состоит из массивной ножевой траверсы 5 и траверсы 4 прижимной линейки. Ножевая траверса 5 посредством болтов жестко соединена с ползунами 6, скользящими по направляющим 2. Траверса 4 соединена с ползунами так, что она может перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Суппорт получает движение от электродвигателя 9, который сообщает вращение приводному валу 8 через систему зубчатых колес и двойную электромагнитную муфту 7 типа «Вулкан». На приводном валу 8 с двух сторон установлены зубчатые колеса 10, соединенные с рейками 11, которые жестко укреплены на ползунах 6 ножевого суппорта. При вращении зубчатых колес 10 рейка, а вместе с ней и суппорт получают поступательное движение.