Деревообработка - процесс, знакомый человеку с незапамятных времен. Ведь древесина долгое время была единственным стройматериалом, пригодным для строительства жилища. В настоящее время изделия из дерева широко используют в промышленности, а также при изготовлении мебели, декоративных элементов интерьера, музыкальных инструментов и пр. При этом особое внимание уделяется автоматизации операций, ранее связанных с ручной обработкой распиленных досок - таких, как фугование и рейсмусование. Все они в той или иной мере обеспечивают получение ровных и плоских по всей длине заготовок. По большому счету они являются разновидностями одной операции - строгания. Однако:
строгание - процедура, используемая при работе с заготовками малого размера;
фугование - обработка длинномерных досок, прогибающихся при строгании и потому требующих наличия длинной станины и прижимного устройства;
рейсмусование - чистовая, более точная обработка, дающая возможность простругать доску по всей длине с миллиметровой точностью. Как правило, применяют этот технологический прием после фугования.
В общем случае все три операции осуществляются при помощи режущих ножей, снимающих с заготовок определенный слой древесины.
История появления строгального инструмента
Начало развитию строгального оборудования положило появление ручного струга для срезания коры и рубанка. Постепенно габариты рубанка росли и в результате появились сначала ручной полуфуганок, а затем большой ручной фуганок и «медведка» - особо мощный ручной фуганок, для работы с которым требовалось уже 2 человека.
Обработка древесины в промышленных масштабах потребовала создания соответствующих станков. Известно что первый механизированный станок, предназначенный для выполнения строгальных операций был создан в 1770 году. Высота строгальной рамки с неподвижно закрепленным на ней резцом регулировалась специальным винтом, а подача заготовки осуществлялась при помощи кривошипно-реечного механизма, оснащенного ручкой.
В дальнейшем строгальную рамку заменили горизонтально расположенным вращающимся барабаном с двумя и более фрезами. Вращающийся вал крепился на станине. Изначально подача заготовки осуществлялась вручную, но со временем появился и автоматический механизм. Модернизация станка осуществлялась как добавлением режущих ножей, так и увеличением ширины и диаметра строгальных валов. В конечном итоге удалось достигнуть оптимального соотношения всех рабочих элементов станка, что позволило увеличить не только его производительность, но и добиться получения поверхности с высоким качеством обработки.
Классификация и назначение
По классификации, принятой Европейской федерацией производителей деревообрабатывающего оборудования Eumabois, продольно-фрезерные станки (фуговальные, рейсмусовые и четырехсторонние) относятся к классу 02.04 «Фрезерные и строгальные станки».
Примечание: продольно-фрезерные станки - это станки, принцип действия которых заключается в движении заготовки относительно режущего инструмента.
Фуговальные станки бывают одно- или двухсторонними и подразделяются на категории, в зависимости от ширины строгальной поверхности, длины рабочей поверхности и скорости вращения режущего вала. Так, например, к разным категориям относятся станки, отличающиеся между собой:
шириной режущей части - 40, 50...52 и 60...63 см;
скоростью вращения режущего вала - 4700...4800, 5000...6000 и 12000 об/мин;
длиной рабочей части - от 250 до 300 и менее 250 см.
В общем случае при помощи фуговального станка создают одну или две технологические базы для того, чтобы в дальнейшем получить на заготовке ровную плоскую поверхность. Как правило, заготовками для обработки на фуговальных станках служат черновые заготовки, получаемые после раскроя сухого пиломатериала. Они, как правило, покороблены и обрабатывать их можно, только создав хотя бы одну идеально ровную поверхность. Для этого их пласти или кромки подвергают фугованию.
Примечание:
пласть - пара широких противоположных деревянных поверхностей прямоугольного сечения;
кромка - узкая продольная поверхность, служащая границей между пластью и ребром пиломатериала.
Односторонние модели обрабатывают за один проход только одну поверхность. При этом заготовка, подлежащая обработке, подается к режущему валу вручную.
Конструктивные особенности двухсторонних станков позволяют за один проход обрабатывать сразу две смежные части. Они удобнее в эксплуатации, так как оснащены механизмом автоподатчика и позволяют в процессе работы выбирать необходимые пазы и фуги.
Конструкция и принцип действия
Фуговальный станок по дереву - это один из основных типов оборудования, которыми оснащаются не только промышленные, но и частные столярные предприятия, профессионально занимающиеся обработкой деревянных заготовок. Приобретают их и для домашних мастерских, хозяева которых занимаются изготовлением изделий из дерева.
Устройство
Конструктивно фуговальный станок состоит из таких узлов и деталей:
станина;
рабочая поверхность;
режущий вал;
направляющая;
круговое ограждение.
Рабочая поверхность собирается из двух плит - передней и задней. При этом уровень неподвижной (задней) плиты находится на одном уровне с верхней точкой кромок режущих ножей, а передней (подвижной) - опускается вниз на толщину снимаемого при обработке слоя древесины. Как правило, перепад высот между поверхностями составляет 1,5 мм, что достаточно для качественной обработки заготовки за два прохода.
Обе плиты отливают из чугуна, что делает станину более устойчивой. Для большей сохранности краев, на плитах монтируют специальные стальные накладки, которые служат еще и стружколомателями.
Режущий вал - основная деталь станка, устанавливаемая на станину между двумя плитами. Именно на нем установлены резаки. Чаще всего для работы используют одинаковые однокромочные ножи, которые можно затачивать. Однако в столярных мастерских часто предпочитают использовать двухкромочные резаки, для изготовления которых используют инструментальную быстрорежущую сталь. Такие резаки перезаточить невозможно, поэтому сильно затупившиеся в процессе работы ножи заменяют новыми.
Примечание: для работы с твердыми породами дерева применяют ножи с твердосплавными напайками.
Режущий вал прикрывается круговым ограждением, которое устанавливается на передней плите. При этом оно плотно прилегает к направляющей, что обеспечивается специальной пружиной.
Фуговальные станки последних лет выпуска отличаются наличием цифрового указателя глубины фугования, возможностью электронной настройки высоты переднего стола и наклона направляющей линейки. Кроме того практически все они имеют увеличенную длину стола.
Настройка и работа
Первое, что делают, начиная работать на фуговальном станке, это проверяют и при необходимости осуществляют настройку последнего. Только после этого его переводят в рабочий режим.
Настройка
Правильно настроенный станок - это залог безотказной работы и высококачественной обработки древесины. В процессе настройки осуществляют:
контроль параллельности, а при необходимости и затачивание режущей кромки ножей;
комплексную регулировку столов и направляющей линейки под размер толщины слоя снимаемой древесины;
установку скорости подачи заготовки и регулировку подающего механизма.
Каждый из режущих ножей имеет заостренный на 40° угол и фаску. При этом закругление режущей кромки ножа не должно быть больше 8 мкм. Затачивают ножи на ножеточильном устройстве. При установке ножей не менее важно добиться их параллельности - отклонение на длине 100 см не должно превышать 0,1 мм. Добиться такой точности можно, используя специальные индикаторы.
Ножи устанавливают в режущий вал после того, как будут опущены обе плиты. При этом и вал и лезвия не должны выступать за кромку стружколомателя более, чем на 2 мм.
Плиты рабочей поверхности поднимают до тех пор, пока зазор между их губками и кромками лезвий не достигнет величины 2,5 мм. Если размер щели будет большой (> 3 мм), то древесину начнет вырывать кусками, а если меньше 2 мм - то режущая кромка ножей будет деформироваться. Контролируют зазор специальными калиброванными пластинами.
Что касается направляющей, то зазор между ней и левым краем режущего вала должен быть немногим больше, чем ширина заготовки.
Автоподатчик настраивается, рассчитывая на подачу заготовок с малым прижимом.
ВНИМАНИЕ! Регулируют рабочие механизмы фуговального станка с учетом следующих допусков:
по перпендикуляру - не больше 0,1 мм на каждые 10 см;
по плоскости - не больше 0,15 мм/м.
Настроив станок, делают пробный запуск, во время которого обрабатывают несколько заготовок. В том случае, когда не удалось добиться требуемого результата, регулировку повторяют.
Принцип действия
Приступая к работе, заготовку осматривают и кладут на переднюю плиту выпуклой плоскостью вниз. Когда вал с ножами начинает вращаться, ему навстречу подается заготовка, которую прижимают к направляющей. Обработанную часть заготовки прижимают к поверхности задней плиты.
Если при осмотре обработанной заготовки окажется, что она недостаточно простругана, то процесс повторяют.
При двух перпендикулярных плоскостях сначала обрабатывают ту, которая больше по площади. Затем заготовку прижимают обработанной стороной к направляющей и повторяют процесс.
Уход
Особенности работы фуговального станка способствуют образованию большого количества мелкой древесной стружки и пыли, которые часто служат причиной выхода оборудования из строя. Кроме того отходы производства усложняют уход за станком. Если работы ведутся время от времени, то для домашней мастерской подойдет и обычный пылесос. Однако в тех случаях, когда фуговальный станок работает постоянно, для уборки отходов производства понадобится специализированный стружкоотсос. Последние бывают:
переносными;
стационарными;
мобильными.
Кроме древесной стружки такие устройства улавливают мелкодисперсные отходы, образующиеся в процессе обработки слоистых материалов (МДФ и др).
Заключение
Деревообработка, как технологический процесс, требует использования обширного ряда самого разнообразного оборудования. Не последнее место в нем занимают фуговальные станки, разнообразные образцы которых способны обеспечить высококачественную обработку заготовок. В настоящее время на рынке представлен широкий выбор моделей с практически не отличающимися характеристиками. Однако импортное оборудование более функционально и надежнее в работе, что обуславливает его более высокую цену.