Назначение, устройство и самостоятельная сборка оцилиндровочного станка

Дома, дачи, срубы, бани из оцилиндрованного дерева всегда популярны. Качественная обработка древесины выполняется на специальных станках, позволяющих получить бревно одинакового диаметра по всей длине.

Последние модели оцилиндровочных станков выполняют еще целый ряд функций, но для простых действий можно изготовить такой агрегат своими руками.

Функции

Основная функция, которой обладает любой оцилиндровочный станок, – обработка бревен как тела вращения фрезерованием. Но чтобы сложить сруб, просто цилиндрических заготовок недостаточно. И в этом случае на помощь придут дополнительные возможности оборудования:

• выемка пазов для формирования различных замковых соединений;
• изготовление паркетных плашек, бруса;
• пиление погонных изделий;
• распилка лесоматериала на лафет и далее на обрезные доски;
• все стадии оцилиндровки бревен, начиная от черновой и заканчивая финальной;
• выемка монтажных чаш и компенсационных пазов.

При этом само бревно не переустанавливается, а в ходе работы меняются фрезы и отдельные узлы. В результате получают детали с широким диапазоном диаметра. Ограничение касается длины обрабатываемых бревен: санки рассчитаны на семиметровые заготовки. Умелое сочетание фрез с приемами работы позволяет изготовить сложные деревянные конструкции.

Назначение и специфика оборудования

Технология возведения домостроений из цельного бревна предполагает выполнение ряда операций, необходимых для подготовки древесины к качественной сборке сруба. Универсальные функции оцилиндровочного станка дают возможность производить предварительную и чистовую обработку круглого леса при строительстве деревянных домов.
Широкие возможности станка для оцилиндровки бревен позволяют совершать практически полный комплекс работ при однократной установке деревянной заготовки. Полученный элемент не требует дополнительной обработки и получает полную готовность для осуществления сборки сруба. Универсальный агрегат способен последовательно выполнять работу от окаривания спиленного леса до выборки монтажных пазов:

• снятие слоя древесной коры;
• оцилиндровка;
• создание пазов, вырезов простой и фигурной формы;
• изготовление продольных выемок и профильных кромок.

Станок может быть использован для отделки бруса, обработки пиловочника, он легко справляется с древесиной, имеющей кривизну формы и большую степень сучковатости. Агрегат функционирует по токарно-фрезерному принципу и выполняет работу автоматически, в соответствии с заданными оператором параметрами.

Устройство

Установка имеет несколько основных узлов. Станина выполнена в виде металлической рамы. Может иметь жесткое сварочное соединение в виде прямоугольной трубы или мобильное соединение отдельных металлических элементов с помощью болтов и гаек. Является основанием для крепления всех элементов конструкции.

В оцилиндровочном станке присутствуют направляющие, по которым передвигается пильный инструмент. Обычно они составляют единую конструкцию с металлической рамой. В отдельных типах установок по направляющим перемещается бревно.

Может быть одна или две (передняя и задняя) бабки. Их назначение – закрепить и крутить бревно. На передней бабке в некоторых моделях станков расположена делительная головка, служащая для установления определенного угла поворота для разных этапов обработки.

Узел для крепления инструментов и механизмов перемещения – суппорт.

Основное назначение фрезы – крепление режущего инструмента. Она также обеспечивает уменьшение вибрации, увеличение точности выполняемых операций и легкости вхождения в заготовку. Бывают фигурные и универсальные фрезы.

Ножи оцилиндровочного станка изготавливаются из стали высокой марки. Крепится режущий инструмент во фрезу так, чтобы легко можно было его заменить или снять для заточки.

Кроме этого, устанавливаются дополнительные элементы. Это рычаги, обеспечивающие удобство установки заготовки на раму, и ролики-упоры, не дающие ей провисать. Также присутствуют тормоза и фиксатор каретки. Они используются в станках с функцией выборки венцовой чаши и устанавливаются на окончание каретки. Для выемки продольного паза применяют регулятор вращения бревна.

Современные производители деревообрабатывающего оборудования комплектуют такие станки для оцилиндровки автоматизированными модулями с компьютерным управлением.

Особенности современных промышленных моделей

Главной особенностью моделей станков, которые выпускают известные производители на сегодняшний день, является использование лазерного указателя для контроля движения каретки. Этот момент обуславливает высокую точность обработки и возможность проведения всего процесса без переустановки заготовки. Таким образом, управляемая ЧПУ каретка с набором инструментов движется по направляющим и выполняет различного рода операции.

Станок для оцилиндровки бревна

Как показывает практика, своими руками можно сделать модель, которая будет иметь ручное управление и возможность обработки заготовок длиной до 7 метров.

Классификация

Специалисты предлагают классифицировать оцилиндровочные станки по пяти параметрам:

• типу механизма;
• способу перемещения бревна;
• уровню автоматизации;
• типу питания привода;
• диаметру используемой заготовки (минимально – 80 м, максимально – 500 м).

Используют в установках два типа механизмов. Первый – проходной (роторный), позволяющий непрерывно передвигать древесину через фрезу. Второй – циклический (токарный), в котором обработка выполняется при повторении цикла действий.

Если циклические действия выполняет режущий инструмент, станок относят к цикло-проходному типу, а если перемещается бревно – цикло-позиционному. В механизмах бревна имеют возможность как вращаться, так и двигаться прямолинейно вдоль направляющих.

Разновидности станков

Стоимость оцилиндровочного станка формируется на основе мощности устройства и наличия дополнительных опций, позволяющих увеличить скорость и комфортность работы. В самых простых модификациях оборудования перемещение заготовки выполняется вручную, но обычно для этой цели предусмотрена установка моторного привода. Скорость движения каретки может доходить до 14 м/сек. Оцилиндровка заготовки в разных моделях производится в пределах от 10 до 15 минут, а при полной обработке бревна временные затраты составляют около получаса. Правильно организованная работа станка обеспечивает выход готового продукта от 100 погонных метров за одну рабочую смену.

Оборудование обладает значительной мощностью и массой, поэтому, прежде чем купить оцилиндровочный станок, следует убедиться в наличии электросети с напряжением 380 вольт и подготовить ровную площадку с бетонным основанием, которое компенсирует вибрацию и снизит шум агрегата во время работы. Производительность устройства определяется модификацией, позволяющей выполнять число рабочих операций, и качеством обрабатываемой древесины.

Рекомендации перед приобретением

Для выбранного уровня производительности важно учесть степень автоматизации оцилиндровочного станка.

В механизированных моделях оператор загружает и выгружает бревна, проводит настройку и регулировку механизмов. Он также следит за качеством выполняемых работ, всеми этапами операций.

В автоматизированных оцилиндровочных станках для специалиста, его обслуживающего, отводится роль контролера за процессом.

В полуавтоматизированных установках мастер подключается к процессу после выполнения станком одного цикла операций.

Обратите внимание! Для создания оптимальных и бесперебойных условий функционирования важно выбрать подходящий тип питания привода.

Электрический может работать без перерыва при условии, что электролинии надежные или есть генератор дополнительного питания. Бензиновый требует постоянной заправки, но не зависит от внешних факторов.

Но основной выбор стоит между проходным и цикловым типами. Проходной обеспечит высокую производительность, порой за счет качества обработки. Большинство моделей таких станков не имеет возможности делать поверхность бревна гладкой, без заусениц и шероховатостей. Цикловые установки работают значительно медленнее, но при этом имеют ряд достоинств:

• обеспечивают очень высокое качество обработки;
• выполняют весь набор операций;
• имеют компактные габариты;
• конструкция устойчивая и комфортная в обслуживании.

Кроме всего перечисленного, важную роль играет цена, производитель оборудования и требуемое качество обработки.

Фрезерование бревен для сруба

Фрезерование бревна

После формирования ровной плоскости необходимо изменить стандартную конфигурацию заготовки. Технология возведение сруба заключается по установке бревен друг на друга. В результате этого не должны появиться щели или и резкие перепады толщины стен.

Для решения этой задачи необходимо использовать фрезу специальной формы, которая устанавливается в движущую часть станка. В отличие от ленточного или дискового распила оно должно формировать не ровную, а овальную выемку на монтажной части заготовки. Благодаря этому сруб будет иметь оптимальные характеристики толщины стены, которые отразятся на степени теплоизоляции.

Этапы фрезерования бревна для сруба.

1. Оцилиндровка. При этом срез заготовки должен иметь идеальную круглую форму.
2. Расчет толщины выемки для формирования монтажного паза.
3. Выбор фрезы.
4. Обработка бревна, вторичная проверка его геометрических размеров.

Но даже после проведения этих работ еще нельзя возводить сруб. Потребуется окончательная стадия обработки, в результате которой будут сделаны монтажные пазы.

Выбор режущего инструмента для сруба напрямую зависит от породы дерева. Учитывается его твердость, количество сучков и геометрические размеры.

Предложения для профессиональной работы

На рынке деревообрабатывающего оборудования есть предложения любой ценовой категории и под разный технический запрос. Наибольшей популярностью пользуются такие модели, как «Шервуд», «Термит», «Кедр», «Тайга», «Терем» с полным циклом функций.

Технические характеристики представлены в таблице.

С чего начать производства оцилиндровки бревен

Цех по оцилиндровке бревен можно расположить в производственном помещении, ангаре и даже просто под навесом. Оборудование обязательно должно быть защищено от солнца и осадков. Заготовки древесины и сама конечная продукция имеют достаточно больше габариты. Оборудование для работы с ними также внушительных размеров. Это нужно учесть при выборе помещения под производство.

К цеху предъявляются требования по пожаробезопасности. Полы и стены отделывают несгораемыми материалами. Сушильная камера обычно устанавливается в отдельном помещении. Отдельно складируют заготовки и готовую продукцию. Кроме этого нужно обустроить офисное помещение для администрации.

В зависимости от объемов выпуска продукции нужно просчитать необходимое количество рабочих. В одну смену на участке с оцилиндровкой бревен смогут справляться 3-4 человека. Из администрации понадобится директор, бухгалтер и менеджер по сбыту.

Принцип действия

Оцилиндровка возможна для сырья, которое удовлетворяет следующим требованиям:

• Разность между диаметрами бревна в вершинной его части не более, чем на 20 мм превышает поперечный размер готового изделия;
• Относительная влажность древесины не должна превышать 20-22 %;
• Относительная кривизна заготовки не может быть более 1 %;
• Стрела прогиба исходного бревна должна быть менее 60 мм на погонном метре заготовки.

Оцилиндровочные станки реализуют одну их трех описываемых далее технологий обработки:

• Классическую, при которой изделие вращается в центрах, а съем материала производится радиальной подачей вращающейся фрезы, закрепленной на шпинделе.
• Продольную, когда изделие неподвижно, а вращается только шпиндель с неподвижно закрепленной фрезой.
• Роликовой, когда съем древесины производится роторной головкой, которая обкатывается по образующей.

В первом случае для выполнения требуемой операции исходную заготовку зажимают в центрах, для чего сырье должно пройти предварительную торцовку. В результате этой операции торцы заготовки выполняются перпендикулярными продольной оси бревна, а неизбежные неровности спила ликвидируются. При таком способе оцилиндровки конечный результат возможен при любой исходной кривизне, однако отходы древесины ожидаются наибольшими, а перерезывание волокон (оно тем вероятнее, чем больше кривизна) приводит к появлению концентраторов напряжений и ухудшению долговечности сруба.

При реализации второго варианта усложняется работа фрезы, поскольку постоянно изменяющиеся поперечные нагрузки снижают усталостную прочность деревообрабатывающего инструмента. Поэтому разработчики такого оборудования ориентируются на изготовление оцилиндровочных автоматических станков. Автомат управления шпинделем постоянно мониторит расстояние между осью обрабатываемой заготовки и рабочей поверхностью фрезы, и в случае недопустимых колебаний между этими параметрами либо отключает станок, либо корректирует траекторию движения шпинделя. При значительной кривизне исходного материала оцилиндрованный полуфабрикат может иметь уступы.

Наибольшей стойкостью обладает инструмент роликовых машин для оцилиндровки бревен. Обкатываясь по поверхности исходной заготовки, роликовые фрезы обеспечивают равномерный съем древесины, независимо от колебаний поперечных размеров. Кроме того, одновременно с основной операцией, могут выполняться и сопутствующие переходы, для чего достаточно предусмотреть установку дополнительной пары режущих роликов. Недостаток схемы в том, что при роликовой оцилиндровке исходные дефекты (в частности, кривизна) не устраняются. Тем не менее, именно такое оцилиндровочное оборудование обеспечивает наибольший выход годной древесины, а потому пригодно для обработки пиломатериалов в повышенных объемах.

В то же время при ограниченных масштабах переработки преимущество получают станки первого или второго типов, как более простые в эксплуатации.

Конструкции

Одношпиндельные станки способны производить только оцилиндровку, а потому в деревообработке постепенно вытесняются более функциональными двухшпиндельными конструкциями. Современные модели оборудования данного типа включают в себя следующие узлы:

• Станину рамного типа (часто – неразборную, что увеличивает жесткость).
• Привод.
• Коробка передач, от которой управляется шпиндель и передний центр (задний центр служит для поддержки бревна).
• Планшайба с комплектом фрез (чаще – одной чистовой и одной черновой, а также инструментом для фрезерования продольного паза).
• Муфта включения.
• Механизм подачи.
• Противовибрационное устройство.
• Подающие ролики или конвейер.
• Направляющие, которые препятствуют закручиванию изделия в процессе обработки.
• Узлы управления.

Особенностью действия любого оцилиндровочного станка является большая трудоёмкость подготовительно-заключительных операций. Несмотря на наличие подающе-ориентирующих устройств, заправка полуфабриката в центрẚ занимает много времени. Поэтому ряд моделей соответствующей техники производятся с парой рабочих планшайб. Их модульная компоновка и независимый привод позволяет во время установки и позиционирования производить оцилиндровку предыдущей заготовки. Переключение планшайб производится при помощи муфты.

Основной производственный цикл работы оцилиндровочных станков проходного типа следующий. Перед началом работы в рабочие каретки устанавливаются необходимые фрезы, выбор которых определяется твердостью древесины, скоростью подачи инструмента и глубиной резания. При наличии автоматизированной системы управления (необходима при различной конфигурации продольного паза по длине бревна) устанавливается нужная программа.

При помощи цепной передачи, снабженной фиксирующими шипами, заготовка с требуемым зазором подается в приемную зону (величина зазора зависит от скорости подачи фрезы и относительной влажности материала). При наличии повышенной кривизны заготовки предусматриваются верхние фиксирующие ролики, которые не позволяют ей выскользнуть из центров. Ролики используются также при оцилиндровке заготовок предельной длины.

При включении механизма подачи планшайба с фрезами подводится к бревну, причем сначала в работу включается черновая, а затем – чистовая фреза. После фрезерования за один проход механизм вращения передней бабки она отключается, и в работу вступает механизм продольного фрезерования, который выполняет продольный паз.

После оцилиндровки готовое изделие помещается на трансферную площадку, откуда удаляется при помощи толкающего плунжера. Площадка обычно имеет возможность переустановки габаритов по размеру обрабатываемой продукции.

Оцилиндровочные станки производятся в модульной комплектации. При заказе обычно указывается состав начального и конечного модуля, а затем – количество предполагаемых промежуточных модулей. Оговариваются также:

• Длина, высота и угол наклона приемного конвейера, данные параметры изменяются при помощи боковых ограничителей;
• Размеры звездочек цепных передач;
• Набор ведущих шестерен коробки подач;
• Необходимость в дополнительных приводных двигателях.

Технологический цикл обработки лесоматериала на станках роликового типа заключается в следующем. Настройка таких станков состоит в установке и отладке количества и комплектации пар рабочих роликов, при помощи которых выполняется оцилиндровка. Обычно длина оси такова, что можно установить до 5-6 пар роликов, производящих не только обкатку-съем материала, но и поддержку заготовки во время обработки. Производимая стружка по направляющим канавкам отводится к измельчающему узлу лопастного типа, который превращает стружку в мелкую щепу. Перемещение роликов производится по винтовой линии, что исключает разрывы и прочие дефекты обработки.

Машины роликового типа более производительны. Объясняется это тем, что в них можно изменять скорость подачи и количество продукции, одновременно находящейся в оцилиндровке.

Технология производства

Теперь перейдем непосредственно к технологии оцилиндровки бревен. Ручной труд здесь практически не используется. Вся обработка производится только на специальных станках. Подготавливают же древесину к строительству только механическим способом.

После окончания изготовления детали проходят контроль размеров, часто сруб собирается без крепежа для проверки целостности конструкции.

0