В этой статье:
Все станки для производства оцилиндровки можно классифицировать по следующим признакам:
- технология производства;
- кинематическая схема реза;
- тип режущего инструмента;
- степень автоматизации процесса обработки.
Вот по этим критериям и будем рассматривать оборудование, представленное на отечественном рынке деревообрабатывающих станков.
Классификация по технологическим схемам
На сегодняшний день используется 3 технологии производства оцилиндрованного бревна:
1) Классическая
Бревно зажимается по центру торцов, вращается. Подвижный резец снимает стружку, перемещаясь вдоль заготовки. По такой схеме работают позиционные токарные станки.
2) Позиционная
Бревно так же фиксируется по центру, но обрабатывается неподвижным оцилиндровочным шпинделем, оснащенным специальной роторной головкой. Такая технология разработана для позиционных станков роторного типа.
3) Проходная
Зажимы для бревна не используются – заготовка передвигается через роторную головку вальцовым механизмом. Станки, работающие по такому принципу, относятся к проходному оборудованию роторного типа.
Плюсы и минусы различных технологий
Преимущества проходной технологии:
- возможна непрерывная подача бревна, что обеспечивает скорость обработки;
- высокая доля выхода готовой продукции (до 90%) достигается равномерным распределением припуска в поперечном сечении. Припуск необходим для формирования цилиндра бревна и круга в его торцах. При данной технологии этот показатель составляет не более 1-2 1-2мсм на диаметре;
- длина бревна практически не ограничена, но минимальный размер должен быть такой, чтобы в процессе обработки заготовка не оказалась в межвальцевом промежутке;
- хорошая производительность – за 8-мичасовую смену на таком станке изготавливают около 35-40м3 продукции (100-130 бревен);
- для удаления стружки применяется аспирация;
- универсальность – на данных станках можно производить не только оцилиндрованное бревно, а и обрезной пиломатериал, блок-хаус, декоративные доски из горбыля.
Основной недостаток: кривизна готовой детали практически идентична кривизне исходного бревна; компенсировать этот недостаток довольно сложно – либо обеспечить загрузку относительно ровного сырья, либо распиливать полуфабрикат на заготовки, длиной 1-2 м.
Главное преимущество позиционных станков – минимальная кривизна бревна на выходе, что позволяет работать с любыми заготовками.
Недостатки:
- объемная доля выхода зависит от исходной кривизны и сбега бревна. Например, при обработке бревен 1-го сорта (по ГОСТу 9463-88), показатель отходов может превышать 50%;
- длина заготовки ограничена габаритами станка;
- меньшая продуктивность, чем у проходного оборудования. Но проблема затрат времени на переналадку в оборудовании с вращением заготовки частично решена – достаточно переместить в поперечном направлении суппорт фрезерного узла. Но при работе на станках с фиксацией бревна трудоемкость настройки инструмента значительна, поскольку необходимо максимально точное выставление резцов режущего модуля при смене типоразмера сырья;
- потребность в квалифицированном персонале – неправильная перенастройка резцов может снизить точность обработки до нуля.
Основной недостаток – средние показатели производительности – можно устранить, установив на станок второй фрезерный узел, что позволит осуществлять чистовую и черновую обработку за время одного прохода.
Оборудование для формирования профиля
Изготовление граней и пазов оцилиндрованного бревна осуществляется с помощью пил или специализированных фрез.
В зависимости от типа станка и его комплектации, эти операции выполняются либо одновременно, вместе формированием цилиндрической формы бревна, либо за дополнительный проход. Разумеется, первый вариант предпочтительней, с точки зрения быстроты обработки и производительности в целом.
В зависимости от типа режущего инструмента процесс оцилиндровки выполняется:
1) Точением
Основное движение – вращение заготовки или инструмента, при котором стружка образуется непрерывно.
В качестве режущего модуля могут выступать:
- ротор (охватывающая головка с набором круглых резцов для черновой и чистовой строжки) – оптимальная комплектация для станков, не вызывающая трудностей в перенастройке;
- проходные резцы (угловые, косопоставленные ножи) – эффективная, но устаревшая технология, применение которой требует участия квалифицированного специалиста.
2) Фрезерованием
Основное движение – вращение инструмента:
- двух продольных фрез;
- торцевых фрез с продольной подачей;
- торцевых конических фрез с продольной подачей.
Самый распространенный вариант на сегодняшний день – торцевоконические фрезы . Но для проходных станков наиболее перспективными считаются профильные.
На позиционном станке с подвижным фрезерным узлом профиль изготавливается уже после формирования цилиндра. Блокируется механизм вращения, на суппорт крепятся фрезы/пилы. При этом решающее значение имеет быстрота переустановки и правильная наладка оборудования, иначе образуется ощутимый простой.
На большинстве станков проходного типа фрезерные и пильные узлы имеются в базовой комплектации. Расположены они по ходу движения бревна, за режущим модулем. Прямолинейность кромок пазов, как и формирование самого цилиндра, напрямую зависит от степени кривизны исходного сырья.
Несмотря на то, что точение признается более точной технологией для получения идеального цилиндра, качество реза от вида станков особо не зависит – только от заточки инструмента, его правильной настройки и эксплуатации. Важно, чтобы сохранялись установочные базы заготовки между операциями – любая перенастройка приводит к потере точности изготовления различных конструктивных элементов. В этом плане лучшим признано оборудование позиционного типа с фиксированным положением бревна. На таких станках отклонения в размерах могут возникнуть только при сильном износе режущих инструментов или недостаточной жесткости конструкции станины.
Формирование «чашек» - соединительных монтажных пазов
Элемент «чашка» выполняется при помощи фрезерного узла и прямолинейных направляющих, подающих инструмент. После формирования паза, фреза возвращается в исходное положение.
Такой конструктивный агрегат может быть частью технологического потока – опорной базой становятся кромки укладочного паза, на которые ориентируется ось «чашки». В наиболее распространенной компоновке фреза врезается в заготовку ниже центральной оси.
Но, как показывает практика, лучшие показатели точности демонстрируют станки позиционного типа, на которых чашкорезный аппарат установлен на суппорт с вертикальным расположением фрезы. В этом случае ось чашки может формироваться под различными углами к плоскости монтажного паза. Для такой работы чашкорезного агрегата необходимо, чтобы бревно поворачивалось вдоль оси и фиксировалось в новом положении.
Если оцилиндровочный станок не укомплектован чашкорезным модулем — оборудование для нарезки пазов можно купить и отдельно. Цена вопроса – от 100 000 руб.
О механизации и автоматизации
По этому критерию оцилиндровочные станки можно разделить на 3 класса:
- автоматизированные – весь комплекс операций (включая загрузку и подачу заготовок) выполняется машиной;
- полуавтоматизированные – процесс автоматизирован в пределах одного рабочего цикла. Далее вручную выполняется только загрузка/разгрузка станка, а все остальные операции выполняет машина;
- механизированные – загрузка/разгрузка, настройка, регулирование работы станка выполняются человеком.
На сегодняшний день в нашей стране используются преимущественно механизированные станки, которые оснащены модулями для загрузки/разгрузки, реза и подачи. Но базирование, настройка, контроль и регулирование производственного процесса совершается человеком. Используется и дополнительное оборудование – грузоподъемники и транспортировщики.
Так что же выбрать?
Учитывая то, что оборудование с разными технологическими схемами имеет практически одинаковый уровень затрат на содержание и обслуживание, основные параметры, по которым оценивают оцилиндровочный станок – производительность и качество обработки всех элементов конструкции.
По первому показателю проходной станок оставляет позади все разновидности оборудования позиционного типа. То есть, позволяет обеспечить наименьший срок окупаемости капитальных затрат и большую прибыль. Правда, это утверждение действенно только при наличии стабильного сбыта и поставки сырья. Но качество изделий оставляет желать лучшего: шероховатая поверхность из-за недочетов системы базирования и несоблюдение прямолинейности при использовании недостаточно ровного сырья.
Относительно же точности обработки – лучшие показатели имеет позиционное оборудование, хотя его пропускная способность на порядок ниже проходных станков.
Впрочем, для объективной оценки производитель любого технологического оборудования обычно предоставляет образец, изготовленный на данном станке. Результаты его осмотра могут рассказать о многом.
Промышленный станок для производства продукции высокого качества должен быть оснащен:
- массивной станиной;
- точными направляющими;
- удобной системой управления;
- мощным приводом (7-90 кВт);
- ограждениями безопасности в зоне реза.
Подытожим: станки проходного типа незаменимы на крупном производстве, где есть возможность сортировки сырья. Основное направление бизнеса – серийное производство готовых строительных комплектов для возведения деревянных домов.
Но для средних, малых предприятий ориентированных на работу по эксклюзивным проектам, с объемами выпуска до 15м 3 /смену, а также – при использовании сырья с высоким процентом кривизны, сучков и прочих дефектов оптимальный вариант – позиционный токарный станок.
Чтобы совершить правильный выбор, необходимо иметь четкое представление о сырьевой базе, параметрах производственного помещения и технологической схеме работы будущего производства. Так как станок должен поддерживать размерный диапазон необработанных бремен, быть совместимым с другим оборудованием, соответствовать планируемой скорости потока и помещаться на территории цеха.
На сегодняшнем рынке деревообрабатывающего оборудования представлено около 30 компаний. Поэтому, зная параметры «своего» станка осталось определиться с производителем.
С давних времен человечество использует деревья для строительства жилья. Это материал широко распространен, не требует сложной подготовки и хорошо сохраняет тепло. В настоящее время дерево можно подвергнуть любой обработке, чтобы придать желаемую форму бревну. Для получения ровных бревен с одинаковой площадью сечения применяют станки для оцилиндровки.
Такая установка позволяет осуществлять различные операции обработки древесины:
- Оцилиндровка дерева.
- Изготовление пазов.
- Производство обрезной доски.
- Получение элементов для паркета.
- Обрезка досок.
- Производство бруса.
- Фрезерование гладкого бревна.
- Пиление древесины на лафет.
Оцилиндровочные установки находят применение на пилорамах, больших производствах и в личном хозяйстве. Главной функцией оборудования является снимание верхнего слоя древесины посредством применения фрезы и различными типами ножевых инструментов.
Разновидности оцилиндровочного оборудования
Зависимо от технологии станок для оцилиндровки бревна подразделяется:
- Проходной – осуществляет переработку древесины во время движения, не делая остановки.
- Цикловой – при обработке древесины происходит прерывание перемещения бревна. Схема движений представляет собой цикл операций.
- А также цикловые установки классифицируются на два подвида:
- Цикло-позиционные – обработка материала происходит в процессе продвижения касательно инструмента
- Цикло – проходные – древесина подвергается деревообработке инструментом, который сам делает нужные движения.
При проходном методе обработки бревно производит линейное перемещение, а станок – вертящееся. А цикло-проходное оборудование предусматривает перемещение бревна касаемо оси, а перемещение инструмента происходит методом кручения. Цикло-позиционные станки осуществляют вертящиеся перемещения бревна, а инструмент производит прямолинейное движение параллельно оси заготовки.
По механизму работы станки разделяются на:
- Механические – предполагают наличие оператора, который осуществляет регулировку режимов, настройку, загрузку и разгрузку оборудования.
- Автоматические – вся схема обработки производится станком. Существуют модели, где человеку нужно произвести только загрузку материала.
- Полуавтоматические – установка выполняет автоматически только один цикл операций, а потом человек снова должен запустить механизм.
Станок для оцилиндровки бревен в случае отдельного вида дает разную производительность. Проходное оборудование более производительно, но уступает по правильности обработки и образованию выраженной шероховатости материала.
Цикло-позиционные установки дают хорошую четкость и высокое качество, но выработка значительно меньше. Если сравнивать по занимаемой площади, то для размещения цикло-позиционного оборудования нужно куда меньше места, чем для проходных установок.
Особенности устройства станков для оцилиндровки
Установка состоит из основных блоков – металлическая рама, передняя и задняя бабки, фрезы. Обычно в качестве рамы служат квадратные трубы, обладающие направляющими для движения силовой конструкции и каретки. Бабки требуются для закрепления бревна в центральной части и для толчка к вращательным действиям.
Основным ходовым инструментом выступают фрезы. Они обеспечивают легкое вхождение в древесину, уменьшая вибрации и увеличивая точность. Они бывают универсальные и фигурные. Универсальная фреза применяется при классической оцилиндровке, фрезеровки и выборки венцевых чашек. Фигурная фреза употребляется при выборке пазов.
Фрезы оснащены ножами, которые можно снять. При несоответствии получаемых параметров бревна необходимо заменять ножи. Они изготавливаются из прочной стали и применяются продолжительное время.
Чтобы уменьшить время и сделать помещение бревна на раму легче, применяют рычаги, устанавливаемые в центре бревна. Для выбора венцевой чашки нужно надежное прикрепление каретки. Поэтому применяются тормозные приспособления, размещаемые на окончаниях каретки. Если нужно получить продольный паз, то используют удобный регулятор вращения древесины.
Выбор станка для производства оцилиндрованного бревна
Для выбора станка не следует ориентироваться на разрекламированные установки. Нужно хорошо оценить предлагаемые образцы. Конечно, полезно побывать на производствах, где используют такие станки. Общение с непосредственными операторами оборудования принесет неплохие плоды при выборе установки.
На российском рынке широко представлены следующие модели: Русь, Шервуд и Термит. Оборудование Шервуд и Русь могут быть отдельными составляющими, или входить в состав деревообрабатывающей системы. Объем бревна, которое проходит через данные установки, составляет 24 см. существуют модели, пропускающие большие диаметры. Такие установки применяемы при обработке различных материалов: береза, дуб, ясень, сосна и другие.
Конечно, приобрести популярные станки можно, но иногда приходится их переделывать под собственные нужды. Поэтому более практичным способом иногда выступает изготовка оцилиндровочного станка своими руками.
Самостоятельное изготавливание станка для работы с древесиной
Самодельный оцилиндровочный станок предпочтительно выполнить с применением пилорамы. Чтобы происходило кручение бревна, применяется электрический мотор, устанавливаемый дополнительно. Заместо переднего конусной конусной части делается упор, подшипником для которого служит бабка, располагающаяся сзади.
Изготовление фрезы происходит путем сбора из составляющих элементов. Для движения фрезы употребляется рельса. Установка напоминает фрезерный станок, так как установка бревна происходит в имеющиеся пазы, потом происходит кручение. В итоге фреза начинает перемещаться вдоль бревна.
Самодельный оцилиндровочный станок крепится на твердую поверхность, предпочтительно бетонную. При изготовке рамы также используются шпалы или толстый брус.
Этапы сбора станка:
- Собирание рамы, используя уровень для размещения в устойчивом горизонтальном положении. Обычно высота рамы достигает 20 см.
- Монтирование силовой конструкции (передних и задних бабок), на которую натягивается трос крепления электрокабеля.
- Оборудование силовых стоек стопором.
- Обеспечение заземления.
- Подключение двигателя, приводящего к кручению бревна. При этом следует ориентироваться на точное подключения фаз. При неправильном подключении направление силовой головки не совпадет с направлением кнопок.
- Проверка направления кручения бревна. При неправильном направлении необходимо заменить фазы на электрическом моторе. Следует помнить, что пока не будет правильно подключены фазы питания, вращательные действия бревна и двигателя запрещены.
А также следует прочно закреплять бабки, устанавливая их одновременно с направляющими. Линии движения осей стоек должны быть похожи. Для этого меряется точная длина между продольным профилем и центральной частью стойки и между ближайшей направляющей и центром бабки. Эти расстояния должны быть равны для обеих бабок.
Установка фрез происходит на конический элемент, и закрепляются они болтами. Нужно соблюдать равновесие фрез и изменение скачок заточки ножей.
После всех операций монтажа следует проверить правильность сборки и горизонтальность рамы.
После продолжительного стояния без работы своего станка или нахождения во влажном помещении нужно перед запуском выдержать установку в сухом помещении для удаления лишней влаги.
Видео: самодельный оцилиндровочный станок.
Преимущества самодельного станка
Оцилиндровочный станок, сделанный своими руками, обладает определенными преимуществами:
- Небольшой расход древесины.
- Получение материала для любых собственных нужд.
- Достижение хорошего качества получаемого бревна.
- Наличие станка под рукой.
Конечно, как и любой покупной станок, самодельное оборудование требует приобретение комплектующих частей. Но обработка древесины на своем оборудовании получается более подходящей к личным целям применения получаемого бревна. Достижение определенных технических свойств у изделий происходит при наличии самодельного оцилиндровочного оборудования.
Для возведения деревянного сруба необходимо правильно подготовить исходный материал. Для этого применяются специальные станки, предназначенные для обработки бревен. Они отличаются не только функциональными возможностями, но и принципом работы.
Станок для оцилиндровки бревен
После подготовки бревен для сруба необходимо выполнить их обработку. Она заключается в формировании кругляков, имеющих одинаковую форму и геометрические параметры. Это во многом облегчает дальнейший процесс возведения.
Станок для оцилиндровки бревен состоит из рамной части, на которой расположена подвижная каретка. Заготовка фиксируется на передней и задней бабки. Причем первая имеет делительную головку для поворота бруса относительно режущей части. Это необходимо для равномерной обработки всей плоскости.
Стандартный сруб должен возводится из заготовок определенного размера и качества. Поэтому при выборе станка необходимо учитывать его следующие технические параметры:
- минимальный и максимальный диаметр оцилиндрованных бревен;
- толщина слоя, который будет срезаться за один проход;
- длина заготовки.
В зависимости от типа обработки станки для оцилиндрованного бревна могут быть с непрерывным движением режущей части и с прерывистым. Вторые предназначены для производства заготовок высокого качества.
Важным моментом является выбор правильной фрезы. Она напрямую повлияет на степень выравнивания поверхностей, и как следствие — на качество.
Фрезерование бревен для сруба
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.
- Оцилиндровка. При этом срез заготовки должен иметь идеальную круглую форму.
- Расчет толщины выемки для формирования монтажного паза.
- Выбор фрезы.
- 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.
Станок для формирования венцовых чашей
Окончательным этапом работы считается фрезерование венцовых чашей. Они предназначены для установки бревен сруба друг на друга. Дополнительно с их помощью делают внутренние перегородки дома.
Формирование монтажных элементов происходит только согласно технической документации. В ней указывается какой формы должна быть венцовая чаша в том или ином месте сруба, ее размер и другие дополнительные параметры. В некоторых случаях может возводится сруб нестандартной формы. Исходя из начальных параметров технология изготовления монтажных элементов должна присутствовать функция изменения угла наклона режущей фрезы. Она может располагаться под углом от 45 до 90 град.
Дополнительно в настройках станков указываются следующие параметры:
- диаметр обрабатываемых бревен;
- скорость прямой и обратной подачи;
- частота вращения фрезы;
- мощность силовой установки.
Втулки вхождения должны изготавливаться из специальных сортов стали и являются обязательным элементом комплектации станков. Их форма напрямую влияет на качество и степень обработки бревен для сруба.
Важным моментом является первичная подготовка заготовок, из которых в дальнейшем будет разводиться сруб. В первую очередь это касается технологии заготовки и выбора оптимальной породы дерева. Также следует уделить внимание первичной обработке.
Профессионалы рекомендуют выполнять заготовку леса кругляка в зимний период при минусовой температуре. В это время содержание влаги в древесине минимальное. В дальнейшем во время сушки изменение изначальной геометрии будет незначительным.
Важно правильно выбрать определенные участки бревна для сруба. Необходимо, чтобы плотность материала была максимальной. Для этого выбирают участок от корневища и до кроны. Они характеризуются небольшим наличием сучков и других дефектов. Сруб из такого бревна будет максимально качественным.
Степень кривизны поверхности не должна превышать 1 см на 1 м.п. Это же относится и к отклонению от диаметра основания и верхушки. Если этот параметр будет больше вышеуказанного — бревно необходимо забраковать.
В видеоматериале показан пример работы станки для бревен, из которых будет возводиться сруб:
