5.10.2 Фрезерование древесины

Фрезерование древесины в общем случае – это резание ее вращающимися фрезами, при котором траекторией резания является циклоида. Различают цилиндрическое, коническое, торцовое, торцово-коническое, продольное или фасонное фрезерование (рис. 104).

Цилиндрическое – фрезерование, при котором ось вращения инструмента параллельна поверхности обработки, а лезвия резцов описывают в пространстве цилиндрические поверхности.

Коническое – производится инструментом, ось вращения которого наклонена под углом к поверхности обработки, а лезвия резцов описывают в пространстве коническую поверхность.

Торцовое – происходит, когда ось вращения инструмента перпендикулярна поверхности обработки, боковые лезвия резцов описывают в пространстве цилиндрические поверхности, а торцовые – поверхность кольца или круга.

Торцово-коническое фрезерование происходит аналогично торцовому фрезерованию, но лезвия резцов описывают в пространстве коническую поверхность.

При фасонном режущие кромки инструмента имеют сложное очертание, составленное из криволинейных элементов.

Рис. 104. Виды фрезерования древесины: а – цилиндрическое; б – коническое; в – торцовое; г – торцово-коническое; д - фасонное

Все фрезерные работы можно подразделить на следующие четыре вида:

• фрезерование прямолинейных кромок по линейке;

• фрезерование криволинейных кромок по кольцу и шаблону;

• фрезерование поверхностей двойной кривизны;

• торцовое фрезерование канавок и профилей по копиру.

Фрезерование плоских и профильных кромок прямолинейных деталей ведется на фрезерном станке Ф-4.

Криволинейные кнопки незамкнутого и замкнутого контура фрезеруют при помощи кольца и шаблона. Кольцо может быть закреплено в столе станка или непосредственно на шпинделе.

Наиболее совершенные и производительные фрезерные станки с механической подачей – карусельно-фрезерные (Ф1К или Ф2К-3). В массовых производствах карусельно-фрезерные станки применяют для обработки заготовок по криволинейным контурам.

Торцовое фрезерование канавок и различных профилей обычно выполняют на копировально-фрезерных станках с верхним расположением шпинделя ВФК (Россия) и G60, G800, G900 производства фирмы GRIGGIO (Италия). Обработка производится в специальном шаблоне с пазами на нижней стороне, соответствующими контуру, который нужно обрабатывать.

Фрезерование прямолинейных заготовок по линейке выполняют на вертикально-фрезерных станках с нижним расположением шпинделя (Ф-4, ФШ-4 (Россия), Formula T1LL, T55 W Elite S (Италия) и др.). Различают три вида таких работ: выверку гладких поверхностей, преимущественно кромок, под прямую плоскость; сквозное фрезерование профиля; несквозное фрезерование профиля (рис. 105). В этих случаях фрезерование выполняется с помощью направляющей линейки.

Рис. 105. Обработка прямолинейной кромки на фрезерном станке по линейке: 1 – задняя направляющая линейка; 2 – стол; 3 – - скоба; 4 – ножевая головка; 5 – обрабатываемая деталь; 6 – передняя направляющая линейка

Криволинейные кромки незамкнутого и замкнутого контура фрезеруются при помощи кольца и шаблона. Кольцо может быть закреплено в столе станка или непосредственно на шпинделе (рис.106). Для обработки по копиру заготовка крепится винтовыми или эксцентриковыми зажимами, а в нижней части шпинделя, под фрезой, устанавливается свободно вращающееся кольцо с шарикоподшипником, служащее упором для копира при фрезеровании. В процессе обработки копир с заготовкой боковой кромкой постоянно опирается на это кольцо и с помощью ручного управления проводится мимо фрезы, формирующей на поверхности заготовки заданный профиль. Для механизации подачи под копировальным кольцом устанавливается цепная звездочка с отдельным приводом вращения, а под копиром, строго параллельно ему, крепится пластинчато­роликовая цепь, входящая в зацепление со звездочкой. При вращении звездочки копир с заготовкой перемещается вдоль фрезы, сохраняя постоянный контакт с упорным кольцом.

Рис. 106. Обработка криволинейной кромки на фрезерном станке по кольцу и шаблону: 1 – фреза; 2 – упорное кольцо; 3 – направляющая кромка шаблона; 4 – шаблон; 5 – обрабатываемая заготовка; 6 – линейка шаблона; 7 – прижим; 8 – упор

На копировальных станках с верхним расположением шпинде­ля фрезеруют прямолинейные и криволинейные боковые поверх­ности, щиты и рамки, выбирают пазы, гнезда, полости различной конфигурации, сверлят и зенкуют отвер­стия, а при наличии специальных приспособлений нарезают корот­кие резьбы, вырезают пробки, выполняют различные художест­венные работы.

В эту группу входят копировальные станки (ВФК-2, ВФК-3 (Россия) (рис. 107), G60, G800, G900 (GRIGGIO, Италия) (рис. 108),WINNER LH-1000 (Тайвань)), карусель­ные (Ф1К-2, Ф1К-2А (Россия),Rautek MX-7212, Rautek MX-7516 (Китай) (рис. 109)) и модельные (ФМ25, ФМС (Россия)). Фрезерные копировальные станки с верхним расположением шпинделя уни­версальные.

Различают фрезерные кару­сельные станки с верхним (Ф1К-2, Ф1К-2А) и нижним (Ф2К-ШЗ) рас­положением шпинделя.

Рис. 107. Схема обработки на копировально-фрезерном станке ВФК-3: 1 – стол; 2 – деталь; 3 – концевая фреза; 4 – шаблон; 5 – копир

Рис. 108. Копировально-фрезерный станок с верхним расположением шпинделя G900

Рис. 109. Автоматический фрезерно-копировальный (карусельный) станок Rautek MX-7516

Для фрезерования профилей, сверления отверстий в пласти и кромке, фрезерования по контуру, пропиливания пазов в щитовых деталях из деревянного массива, ДСтП и MDF применяются многооперационные обрабатывающие центры с числовым программным управлением ARROW, ROVER 24 фирмы BIESSE (Италия) (рис. 110), Altesa ADVANCED 24 (Италия) и др. Высокая производительность этих машин достигается за счет быстрой смены инструмента, высокой скорости перемещения по осям, сокращенного времени перенастройки. В оборудование обрабатывающего центра входят следующие узлы: фрезерный узел, сверлильно-присадочная группа, циркулярная группа.

Рис. 110. Обрабатывающий центр с ЧПУ ROVER

Несмотря на широкое распространение копировальных станков с системой ЧПУ, продолжается выпуск оборудования с механическими копирами точнее объемно-копировальных станков. Так копировально-фрезерные станки с ЧПУ Beaver 26 AVTS, Beaver 3015 AVT6, Beaver 9A2 (Китай) (рис. 111) и др. предназначены для высококачественного фрезерования и гравирования поверхностей деталей и заготовок по плоскости (программное обеспечение 2D) и в 3-х мерном пространстве (3D фрезерование).

Рис. 111. Фрезерный станок с ЧПУ Beaver 9A2

Параллельно отметим, что для обеспечения работы оборудования при 3D-обработке (сегодня уже появились станки с 5D-обработкой), то есть для получения математической модели твердотельного объекта предназначен сканер трёхмерного сканирования Optiscan 3D (рис. 112).

Рис. 112.Трехмерный сканер Optiscan 3D