Разделительный круглопильный станок

 

Введение

Обработка древесины и древесных материалов резанием занимает ведущее место в деревообрабатывающей промышленности. Она является наиболее сложной и дорогостоящей частью процесса производства изделий из древесины и древесных материалов. При обработке на деревообрабатывающих станках изменяется форма и размеры заготовок путем снятия с них стружки режущими инструментами.

Современные деревообрабатывающие станки являются сложными технологическими машинами. В их состав входят механизмы резания, подачи, базирования, настройки и регулирования, загрузки и разгрузки деталей. Приводы станков включают механические, электрические, пневматические, гидравлические, вакуумные, электромагнитные устройства для обеспечения заданного закона движения рабочих органов. Мощность приводов колеблется в широких пределах.

Оборудование деревообрабатывающих производств быстро обновляется в связи с непрерывным совершенствованием технологических процессов. За последние годы претерпели изменения универсальные и специальные станки, автоматы и автоматические линии. Повысились надежность оборудования в работе, точность обработки деталей, долговечность механизмов и безопасность работы, улучшились эксплуатационные свойства дереворежущих инструментов. В результате улучшились условия эксплуатации дереворежущего оборудования, расширились его технологические возможности.

В соответствии с заданием предусматривается разработка рациональных режимов резания при эксплуатации круглопильных станков. В технологии механической обработки круглопильные станки осуществляют продольное, поперечное, и под углом к волокнам распиливание древесины и древесных плит. По технологическому назначению круглопильные станки можно разделить на три основные группы: для продольного, поперечного и форматного распиливания. Круглопильные станки подходят в качестве головного оборудования для промышленного лесопиления, но при наличии дешёвого сырья и квалифицированных заточников.

 

Торцовочный станок с тремя (двумя) пилами модель UDK-06/3

Технические характеристики МОДЕЛЬ UDK-06/2 UDK-06/3 Длина реза1-2 пила (мин), мм 1200 1000 Длина реза 2-3 пила (мин), мм - 1200 Длина реза (макс), мм 6000 6000 Высота пропила (макс), мм 160 160 Диаметр дисковых пил, мм 500 500 Посадочный диаметр пилы, мм 30 30 Скорость подачи материала, м/мин 6 6 Мощность эл.двигателя, кВт/об/мин 2х5,5/2900 3х5,5/2900 Вес, кг ~1200 ~1800 Габаритные размеры (ШхДхВ) 2200x6500x1600 мм 2200x6500x1600 мм ► Станок проходного типа, поперечная подача доски. ► Одна фиксированная + одна (две) регулируемые пилы.

 

1. Технологическая часть

1.1 Последовательность технологических  операций получения готовой детали

Загружаем данную заготовку в станок. Выставляем заготовку на заданный размер и производим рез (отрезали первую деталь от заготовки) путем нажатия на педаль (в этот момент пила двигается на нас). И так распиливаем все заготовку.

Рис. 1. Эскиз получаемой продукции

1.2 Выбор оборудования  для заданного процесса обработки  и его обоснование

В массовых производствах для поперечного раскроя досок целесообразно применять станки с механизированной подачей, т.к. они обладают большой производительностью и обеспечивают высокое качество пиления. Станок ЦПА-40 относится к этой группе и удовлетворят заданным первоначальным условиям, что мы увидим в следующем подразделе. ЦТ15-5 недостаток этого станка ручной привод инструмента, потребляемая мощность 4,5 кВт. UDK-06/3 преимущество позволяет выпиливать одновременно две заготовки. Но большая потребляемая мощность 11 кВт. К недостатком можно отнести тот факт, если нам нужно выпилить не две ,а восемь деталей, то нам придется возвращать заготовку в исходную позицию.

1.3 Технические данные  станка

Станок торцовочный модели ЦПА-40 с прямолинейным движением суппорта предназначен для поперечной распиловки досок, брусьев и щитов, а также может быть использован для вырезки пазов.

Основные технические данные станка изложены в табл. 1 [1, с. 9].

Таблица 1.

Наименование параметров	Числовые значения
1. Наибольшая ширина распиливаемого  материала, мм	400
2. Наибольшая высота пропила, мм	100
3. Наибольший диаметр  устанавливаемой пилы, мм	400
4. Диаметр шпиндельной  насадки, мм	100
5. Число двойных ходов  в минуту	33
6. Наибольшая скорость  движения суппорта, м/мин	33
7. Количество электродвигателей, шт	2
8. Мощность электродвигателя  пилы, кВт	3,2
9. Производительность гидронасоса, л/мин	45
10. Давление в гидронасосе, МПа	1,5
11. Частота вращения пильного  вала, об/мин	2835

 

1.4 Технологические операции, выполняемые на станке

В технологии механической обработки древесины круглопильные станки осуществляют продольное, поперечное и под углом к волокнам распиливание древесины, а также древесных плит. При этом в качестве исходного материала служат бревна, брусья, бруски, доски обрезные и необрезные, горбыли и рейки, а также листовые материалы (фанера и плиты).

В данном курсовом проекте я рассматриваю торцовочный станок с прямолинейным перемещением пилы ЦПА40, который предназначен для поперечной распиловки досок, брусьев и щитов, а также для выработки пазов.

1.5 Функциональная схема  станка

Рис. 1. Описание функциональной схемы станка:

1-стол; 2- заготовка; 3- пила.

1.6 Кинематическая схема (пневмо-, гидро схемы) и ее описание

Кинематическая схема станка модели ЦПА40 представлена на рис. 2. На станине полой чугунной отливке смонтирован опорный корпус суппорта. Корпус совместно с суппортом может подниматься и поворачиваться на определенную величину.

Суппорт опирается на подшипники качения и посредством гидропривода совершает возвратно-поступательные движения. В головной части суппорта крепится электродвигатель 2 с режущим инструментом 6 на валу. Управляется станок дистанционно, посредством педали.

Длина хода суппорта устанавливается по шкале при помощи ограничителя рабочего хода, закрепленного в пазу хвостовой части суппорта. Установка суппорта на определенную высоту пропила производится подъемным механизмом 3, 4, 5 по шкале, закрепленной на станине. Регулировка скорости рабочего хода суппорта осуществляется лимбовым устройством, расположенным на корпусе золотника. По мере поворота лимба по часовой стрелке скорость движения суппорта уменьшается.

Рис. 2. Кинематическая схема станка ЦПА40

Гидравлическая схема привода подачи суппорта показана на рис. 3. Масло от насоса Н поступает к предохранительному клапану КП и распределителю Р, управляющему гидроцилиндром Ц.

При нажатии на педаль электромагнит ЭМ переключает распределитель в левое крайнее положение и обе полости цилиндра соединяются с насосом одновременно. Вследствие разности создаваемых усилий от давления масла слева и справа поршень движется в сторону штоковой полости и суппорт совершает рабочий ход. В конце рабочего хода упор 5 со скошенным концом воздействует на рычаг 3 и переключает распределитель вправо. В момент переключения бесштоковая полость цилиндра соединяется с баком Б и суппорт совершает обратный ход. В конце хода ограничитель 1 нажимает на

упор 6, который переключает рычаг 4 и распределитель в исходное правое положение. Суппорт останавливается. Для повторения цикла необходимо вновь нажать на педаль. Скорость рабочего хода регулируют дросселем ДР, ручка 2 которого расположена на распределителе.

1.7 Краткое описание конструкции  станка

Станок торцовочный модели ЦПА40 прост по устройству и надежен в эксплуатации при условии выполнения всех требований.

На станине – полой чугунной отливке, являющейся одновременно масляным резервуаром, смонтирован опорный корпус суппорта. Корпус совместно с суппортом, при надобности, может подниматься и поворачиваться на определенную величину.

Суппорт опирается на подшипниках качения и посредством гидропривода совершает возвратно-поступательные движения. В головной части суппорта крепится электродвигатель с режущим инструментом на валу.

Управляется станок дистанционно посредством педали.

1.8 Требования к качеству  обработанной поверхности, факторы, влияющие на качество обработки

Влияние породы древесины. На обрабатываемость, т. е. на силовые и качественные показатели процесса резания, влияют структура и механические свойства, которые различны у древесины разных пород.

Влияние влажности. При увеличении влажности до предела гигроскопичности снижаются показатели механической прочности древесины и ,следовательно, уменьшается сила резания.

При открытом резании древесины, имеющей влажность выше предела гигроскопичности, свободная влага попадает на поверхности лезвия и действует как смазка. При этом уменьшается коэффициент трения и дополнительная сила резания.

При закрытом резании, когда с древесиной активно взаимодействуют задние поверхности вспомогательных лезвий (боковые поверхности зубьев) и даже поверхности корпуса инструмента, влияние влажности древесины проявляется по-другому: при увеличении влажности повышаются упругие свойства древесины, усиливается «защемление» лезвия в пропиле, увеличивается сила резания.

Влияние температуры. Прочность древесины, особенно влажной, при нагревании древесины уменьшается. Это вызывает уменьшение силы резания.

Влияние толщины срезаемого слоя. Известно, что сила резания и ее составляющие – касательная и нормальная – складываются из сил, действующих со стороны отдельных элементов лезвия: режущей кромки, передней и задней поверхностей.

Для расчетов процесса резания необходимы численные значения касательной и нормальной сил резания, удельной работы резания, а также параметров шероховатости для различных толщин срезаемого слоя.

Влияние вида резания. Сила резания для трех главных видов различна: наименьшая требуется для поперечного резания, для продольного резания в тех же условиях она больше примерно в 2 раза, для торцового – в 5-6 раз.

Влияние угла резания. Угол резания   определяет положение передней поверхности лезвия относительно плоскости резания. Его величина влияет на силу резания по передней поверхности лезвия, а следовательно, и на общую силу резания.

Влияние заднего угла. Влияние заднего угла на силовые характеристики интенсивно проявляются при  <5-100 , когда заметно увеличивается площадь контакта задней поверхности лезвия с заготовкой: удельная сила резания, нормальная и касательная силы интенсивно возрастают с уменьшением  .

Увеличение   сверх 5-100 не сказывается на силах резания непосредственно, однако при  >15-200 лезвие с небольшим углом резания   может утратить жесткость, а его изгиб при резании даст тот же эффект, что и увеличение угла резания: снижается качество резания.

Влияние остроты лезвия. Сила резания увеличивается по мере затупления режущей кромки. Затупление лезвия приводит к увеличению неровностей на поверхности резания. Анализ показывает, что наибольшее влияние на качество обработанной поверхности оказывает угол встречи резца с волокнами.

Влияние скорости резания. Эксперименты показывают, что увеличение скорости с 40-50 до 100 м/с вызывает рост силы резания на 30-40%. Качество обработки с увеличением скорости резания повышается. Это объясняется появлением добавочного подпора от силы инерции, который получают перерезаемые волокна древесины в дополнение к естественному сцеплению между ними. С появлением такого подпора волокна не успевают податься или отклониться под давлением резца и перерезаются им раньше, чем нарушиться связь их с соседними волокнами. В результате уменьшаются неровности разрушения на обработанной поверхности.

Не рекомендуется допускать следующие недостатки обработанной поверхности: ворсистость, мшистость, неровности разрушения(выколы, вырывы), обработочные риски, повторяющиеся впадины, выступы.

1.9 Обоснование линейных  и угловых параметров режущего  инструмента. Выбор типового инструмента (графическая часть), подготовка его к работе (балансировка, правка, вальцевание, заточка, доводка, и т.д.)

При поперечной распиловке перерезание волокон производится внешней боковой режущей кромкой. Действие короткой режущей кромки сводится лишь к сниманию (отрыву) и удалению стружек, перерезаемых боковыми кромками. Боковая кромка в этом случае должна быть наклонена не назад, как в зубьях при продольной распиловке, а вперёд, так как при таком положении создаётся необходимый подпор волокнам. В противном случае вследствие малой сопротивляемости древесины в направлении, нормальном к длине волокон, последние, поднимаясь под воздействием лезвия зуба, будут рваться и вызывать далеко идущие от зоны резания деформации (мшистый рваный распил).

Для лучшего угла резания передняя режущая и задняя грани должны иметь косую заточку под углом φ (заднюю грань можно затачивать под углом, меньшим φ), вследствие чего угол резания боковой режущей кромки становится меньше 90° (рис. 3).