Четырехсторонние продольно-фрезерные станки

На четырехсторонних продольно-фрезерных станках осуществляют плоскую и профильную обработку прямолинейных заготовок с четырех сторон в размер за один проход. Станки этой группы в зависимости от ширины фрезерования подразделяют на легкие (калевочные) для обработки профильных мебельных и столярных деталей шириной до 160 мм, средние для обработки столярных плоских и профильных деталей шириной до 250 мм и тяжелые для обработки погонажных изделий и пиломатериалов массового выпуска шириной до 650 мм.

В четырехсторонних станках, работающих по наиболее распространенной фуговально-рейсмусовой схеме, горизонтальный шпиндель создает базовую поверхность на нижней пласти заготовки, поэтому заготовка должна проходить над этим шпинделем, не деформируясь. В некоторых станках и автоматических линиях для предотвращения деформации заготовки применяют различные приспособления, например, для создания промежуточной базы, замены подвижного базирования по пласти жестким базированием по кромкам и др.

При использовании промежуточной базы станок оборудован дополнительной ножевой головкой, обрабатывающей заготовку не по всей пласти, а фрезерующей два неглубоких (2...3 мм) паза на кромках. Значительное уменьшение сил резания, а следовательно, и сил сопротивления подаче, позволяет снизить тяговое усилие. Поэтому при обработке таких пазов можно значительно снизить давление подающих органов на древесину. По выработанной таким образом промежуточной базе заготовки осуществляется базирование по специальной установочной поверхности станка при обработке всей пласти нижней фрезерующей головкой. Далее базирование происходит, как обычно, по всей нижней поверхности.

В зависимости от сложности профиля, шероховатости поверхности и точности обработки станки могут иметь до 10 шпинделей. Правый вертикальный шпиндель создает базовую поверхность на боковой стороне детали. Левый вертикальный и верхний горизонтальный шпиндели четырехсторонних станков обрабатывают деталь в размер, как рейсмусовые валы. Если требуется, можно выполнить также профильную обработку. Вертикальные шпиндели могут располагаться друг против друга или последовательно. В средних и тяжелых станках имеются дополнительные горизонтальные и вертикальные шпиндели для выработки профиля с любой стороны детали или разделения ее с помощью круглых пил на несколько деталей по ширине.

В легких станках горизонтальные и вертикальные ножевые головки имеют консольное закрепление на унифицированном суппорте. В средних и тяжелых станках для придания большей жесткости ножевые головки располагаются между опорами, одна из которых делается съемной для быстрой замены инструмента.

Механизмы подачи четырехсторонних продольно-фрезерных станков разделяются на две основные группы: сосредоточенные и распределенные. По сосредоточенной схеме подающий механизм располагается перед ножевыми головками и заготовки проходят через станок, проталкивая друг друга. Привод подающих верхних и нижних вальцов осуществляется от электродвигателя через клиноременный вариатор, червячный редуктор, цепную и зубчатую передачи. Боковой прижим заготовки к направляющим линейкам вначале осуществляют плоские пружины, затем роликовые прижимы, верхний прижим – подпружиненные ролики.

Поскольку по сосредоточенной схеме подачи тяговое усилие развивается только двумя парами вальцов, требуется большая величина их прижима, что приводит к смятию и пробуксовке детали. Поэтому при сосредоточенной схеме более надежны вальцово-конвейерная и двухконвейерная подачи. Так как заготовки по этой схеме проходят через станок, проталкивая друг друга, необходима достаточная точность предварительной торцовки их концов.

По распределенной схеме подающих вальцов значительно больше (8...14), и они распределены по всему станку. В этих условиях усилие подачи, развиваемое каждым вальцом, достаточно, чтобы преодолеть силы сопротивления подаче только одной ножевой головки. Конструкция вальцов позволяет обрабатывать заготовки небольшой длины (от 200 мм). Особенно надежна распределенная подача при обработке деталей с косыми торцами. Рабочая поверх­ность вальцов выполняется рифленой, гладкой металлической или обрезиненной.

Привод подающих вальцов осуществляется у большинства станков от электродвигателя (у тяжелых – чаще всего от гидромотора) через клиноременный вариатор, червячные редукторы и сдвоенные цепные передачи или карданные валы. Скорость подачи регулируется, как правило, плавно, либо вариатором, либо, что более перспективно, электронным способом. Скорость подачи для легких и средних четырехсторонних станков колеблется в диапазоне 5...45 м/мин, для тяжелых станков – до 80 и даже до 200 м/мин. Ручная загрузка деталей в станок при скорости выше 30 м/мин невозможна, поэтому четырехсторонние станки оснащают автоматическими загрузочными устройствами.

Для того, чтобы увеличить тяговую способность механизма подачи за счет снижения трения заготовок по базовым поверхностям станка на входе заготовки в станок или на выходе готового изделия, иногда устанавливают дополнительные нижние приводные вальцы. Для этой же цели в столах некоторых станков выполняются отверстия, через которые под давлением 0,2–0,3 МПа подается сжатый воздух, который создает эффект «воздушной подушки».

Для четырехсторонних станков, оснащенных большим числом шпинделей, прижимных и подающих устройств, важно обеспечение быстрой переналадки и регулирования станка. В современных станках все органы настройки и управления вынесены на фронтальную сторону (сторону обслуживания), все верхние ножевые головки и прижимные элементы выполнены в одном блоке. В зависимости от толщины изделия настройка блока по высоте производится одновременно с помощью серводвигателя через червячные передачи и винтовые пары. Для контроля положения блока применяются отсчетные устройства с точностью до 0,1 мм. Для обработки деталей, имеющих в сечении несимметричную форму, блок может быть наклонен на угол до 30 градусов. Кроме того, осуществляется независимая точная настройка верхних ножевых головок. Ширина обработки устанавливается также отсчетным устройством, учитывающим диаметр используемого инструмента.

Четырехсторонние станки могут комплектоваться программируемой процессорной системой, позволяющей хранить в памяти большое количество размеров обрабатываемых деталей. При вводе соответствующего номера изделия левые и верхние шпиндели станка перемещаются в соответствующие положения и станок готов к работе. Как правило, станок, оснащенный такой системой, не требует пробных заготовок для настройки.

Практически все выпускаемые ныне четырехсторонние станки оснащены звукопоглощающими кожухами с окнами для обзора рабочих органов станка в процессе эксплуатации. Смазка большинства узлов трения станков, как правило, осуществляется через пластиковые трубки от пресс-масленок, выведенных на центральный смазочный узел.