Погонаж - стилеобразующий элемент интерьера, он позволяют зрительно увеличивать или уменьшать высоту потолка, размеры комнаты. Российский рынок профильного деревянного погонажа не отличается широким выбором изделий, предназначенных для оформления интерьера, поэтому для российских деревообработчиков он может стать плацдармом для роста бизнеса.
Элементы декора помещений в России чаще делают из пластмассы. Например, пластмассовые плинтусы широко применяют в отделке, так как к ним подходят выпускаемые в больших объемах унифицированные элементы: декоративные стыковочные элементы. Однако эти элементы не подходят для деревянных плинтусов, потому что смежная продукция различных отраслей в России не стандартизована. Каждое предприятие работает по своим техническим условиям. Крупных производств, специализирующихся на выпуске погонажных изделий для декора помещений и мебели, в стране немного. Деревообрабатывающие компании такие изделия часто рассматривают как сопутствующее производство и выпускают их без должного контроля качества.
Очевидно, что качество продукции является важным конкурентным преимуществом, а в условиях экономического кризиса его значение вырастает. Для свойств продукта необходима не только оптимизация организации труда, но и соответствующее оборудование, обеспечивающее высокое качество, широкую номенклатуру продукции и высокую производительность.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
Наличие на производстве сушильного хозяйства – одно из основных условий, поскольку только из сухой древесины можно изготовить качественный погонаж, соответствующий технологическим требованиям по стабильности формы изделия и шероховатости обработанной поверхности. Другим условием является наличие соответствующего оборудования и грамотного обслуживающего персонала. Минимальная номенклатура деревообрабатывающего оборудования, вовлеченного в процесс производства погонажа, достаточно узкая. Обычно оно включает круглопильный станок для поперечного раскроя сухого пиломатериала (досок) по длине, многопильный круглопильный станок для продольного раскроя досок по ширине и четырехсторонний продольно-фрезерный станок для профилирования готовых изделий по сечению. В некоторых случаях в технологическую цепочку включают еще и легкий торцовочный станок, позволяющий выкраивать изделия заданной длины или вырезать участки с недопустимыми пороками древесины и т.д.
Если на основном производстве получаются отходы пиломатериала, которые по поперечному сечению могут быть использованы для производства погонажа, то для повышения рентабельности производства целесообразно установить линию сращивания заготовок по длине. Это позволит одновременно повысить качество изделий за счет выпуска погонажной продукции без сучков и других дефектов древесины, а также решить часть проблем с утилизацией отходов.
Товарный вид погонажа с «выхватами» по торцам, неравномерностью профиля по длине и значительным короблением хуже. Покупателю дополнительно приходится торцевать детали, что снижает фактическую длину продукции. Как правило, такие дефекты вызваны неквалифицированной наладкой станка – неправильной установкой его элементов: прижимов, линеек, столов и др. Многие операторы не знают, что подача заготовок в станок торец в торец позволяет избавиться от целого ряда дефектов. Экономить на обучении персонала не стоит. А в договор о приобретении оборудования можно включить пункт об обязательном обучении персонала поставщиком.
РАСКРОЙ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
В основном качество деревянного погонажа формируется на участке продольного раскроя древесины. В качестве станка для продольного раскроя древесины может использоваться, например, многопильный круглопильный станок EconoRip немецкой компании Rаimann. Он относится к экономичному сегменту и обладает достаточно высокими эксплуатационными возможностями. EconoRip является многопильным станком с подвижным (перемещающимся вдоль вала) поставом пил для продольного раскроя. При этом чаще всего одна из пил – коренная, закрепляется на валу неподвижно.
Остальные пилы, либо какая-то их часть, могут вручную или автоматически изменять свое положение на валу. Сама пила устанавливается на валу в шлицевой втулке, а ее перемещение вдоль вала осуществляется с помощью вилки, связанной с приводом перемещения. Перемещение пил может осуществляться как с помощью телескопических валов гидравлическим способом, так и с помощью электромеханических устройств по круглым поперечным скалкам. Фиксация пилы в заданном положении обеспечивается за счет осевой жесткости механизмов перемещения пил. Скорость перемещения пил в поставе может достигать 300 мм/сек.
Станок может комплектоваться патентованными устройствами Quickfix для ручной установки постава пил с помощью калибров, позволяющими в пределах минуты осуществить перенастройку станка. Для этого достаточно ослабить рукой гайку гидрозажима пильного вала и вставить между пилами калиброванные бруски (разлучки) нового постава и снова затянуть гайку вручную. После этого станок готов к работе. Эта система напоминает систему крепления ножевых головок на шпинделях четырехсторонних станков с помощью гидрозажима.
Зачастую перемещение пил в станке совмещают с перемещением лазеров, проекции лучей которых соответствуют положению пил в поставе, что позволяет оператору точно базировать заготовку при подаче в станок. Система разметочных лазеров, установленных на рамке перед подающим конвейером станка, позволяет оптимизировать продольный раскрой досок. Применение систем ЧПУ с соответствующим программным обеспечением позволяет поположению крайних лазеров на пласти доски производить оптимальный выбор ширин выпиливаемых брусков из подаваемых на вход станка заготовок различной ширины.
Станок EconoRip оснащен точным конвейерным механизмом подачи с ныряющей гусеницей, что позволяет, в сравнении с другими конструкциями станков, в первую очередь с вальцовыми механизмами подачи, уменьшить припуски на дальнейшую обработку и обеспечить наибольшую точность заготовок при продольном пилении. Конвейер перемещается по закрытым призматическим, автоматически смазываемым направляющим повышенной точности, установленным на жесткой станине. Конструктивно конвейер изготавливается в виде замкнутой гусеницы с чугунными литыми траками, на лицевой поверхности которых выполнены пирамидальные шипы, что исключает смещение заготовки относительно конвейера в процессе пиления.
Точность обработки заготовок на таких станках может достигать 0,1 мм на метр длины. Это позволяет значительно снизить величины припусков на дальнейших технологических операциях и экономить древесину, поскольку для целого ряда погонажных изделий, например, обшивочной доски (вагонки), допускается частичная непрострожка нелицевых поверхностей изделия. Зачастую после распиливания на таком станке заготовка может поступать на склеивание мебельного щита без дополнительной обработки, минуя продольное фрезерование.
В этих многопильных станках в качестве режущего инструмента используются круглые пилы толщиной до 1,4 мм, поскольку заготовка надежно базируется на конвейере и движется вместе с ним без увода в сторону и разворота относительно вектора подачи, что исключает отжим пилы в сторону, ее перегрев и прижоги на поверхностях пропила. Использование более тонких пил позволяет также и экономить древесину, снижая ту ее часть, которая уходит в опилки. Толщина распиливаемого пиломатериала для станков EconoRip с конвейерной подачей может достигать 110 мм при минимальной длине заготовок 500 мм при скорости подачи до 35 м/мин.
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФИЛЯ ДЕТАЛИ
Окончательное качество продукции достигается на участке продольного фрезерования погонажа и обеспечивается обработкой на четырехсторонних продольно-фрезерных пяти или шести шпиндельных станках, функциональные схемы которых даны на рис. 1. Чем больше шпинделей у станка, тем шире его технологические возможности, тем более высокое качество продукции можно на них обеспечить. Как правило, все четырехсторонние станки, имеющие скорость подачи 24 и более метров в минуту, такие, как станок Unimat Profi компании Weinig, имеют литые чугунные станины высокой жесткости и виброустойчивости. Для исключения последующего коробления такие станины проходят искусственное старение.
Конструкция станин такова, что она позволяет устанавливать станок в цехе без фундамента либо на виброопоры, либо на специальные подпятники с установочными болтами. Передние столы станков, служащие для подачи обрабатываемых заготовок в зону резания, промежуточные столики и рифленые подающие вальцы подвергаются специальной термической обработке и покрываются толстым слоем твердого хрома для повышения износостойкости.
Шпиндельные узлы, служащие для крепления режущего инструмента и приводимые во вращение от электродвигателя через ременную передачу, являются механизмами резания четырехсторонних станков. Шпиндельные узлы выполнены в виде нормализованных узлов в пыле – и влагозащищенном исполнении и представляет собой стальную гильзу, в расточку которой на высокоточных подшипниках качения с тарированным натягом установлен подвергшийся специальной термообработке динамически сбалансированный шпиндель. Частота вращения шпинделей – 6 тыс.
об./мин. Радиальное биение посадочной шейки шпинделя не превышает 1–2 микрометров. Шпиндельный узел выполняется необслуживаемым, поскольку долговечная пластичная смазка закладывается в подшипники в строго определенных количествах на весь срок их эксплуатации. Шпиндельные узлы различаются по длине консольной части – посадочной шейки шпинделя под режущий инструмент: у горизонтальных узлов она составляет 230 мм, вертикальных – 120 мм при диаметре 40 мм. Привод шпинделя для повышения плавности хода – плоскоременный. Плоский шкив, установленный на шпинделе, имеет увеличенную длину для обеспечения возможности осевого перемещения шпинделя с инструментом при настройке на размер обработки.
Для повышения точности обработки вертикальные шпиндели располагают разнесенными по ходу подачи: сначала заготовка обрабатывается правым вертикальным шпинделем, и лишь после того, как этим шпинделем будет сформирована база по правой кромке, в работу вступает левый вертикальный шпиндель. В станках Unimat Profi привод обоих вертикальных шпинделей осуществляется от одного электродвигателя мощностью 11 кВт. С той же целью на заготовке в процессе обработки на станке формируют вспомогательную технологическую базу, которую используют лишь на промежуточных этапах обработки. Расположение этой базы относительно создаваемой поверхности готового изделия влияния на его размеры и форму не оказывает. Для этого на нижний горизонтальный (фуговальный) шпиндель крепят два режущих инструмента.
Сначала по посадочному буртику шпинделя на него устанавливают шевинговальную фрезу – специальную дисковую фрезу с боковыми подрезателями, диаметр которой на 20 мм больше диаметра фуговальной головки. Затем на шпиндель устанавливают и саму фуговальную головку. Обе фрезы совместно затягиваются на шпинделе крепежной гайкой.
Шевинговальная фреза формирует на правой нижней пласти заготовки вспомогательную базу в виде четверти. По этой четверти заготовка контактирует с короткой дополнительной направляющей линейкой, расположенной на основной направляющей линейке сразу же за фуговальной головкой. За счет этого обеспечивается надежное базирование заготовки по правой кромке. Затем правая вертикальная головка эту четверть убирает. Другим способом создается вспомогательная база в станках, специализирующихся на обработке коротких заготовок типа паркетной фрезы.
На первом нижнем шпинделе вместо фуговальной головки ставится набор пазовых фрез, формирующих на нижней пласти заготовки ряд продольных прорезей в виде гребенки. В базовой поверхности заднего стола под зубья этой гребенки выполнены ответные направляющие пазы, из которых главный направляющий паз (крайняя правая или вторая дорожка) по ширине с высокой точностью соответствует выфрезерованному пазу заготовки. При движении через станок по этим пазам заготовка достаточно жестко ориентирована в направлении, нормальном вектору скорости подачи, что позволяет значительно повысить точность обработки, избавиться от «выхватов» по боковым кромкам детали. Вторая нижняя головка убирает эту гребенку, формируя окончательную поверхность детали и размер по толщине.
Привод подачи современных четырехсторонних станков – распределенного типа, т.е. подающие вальцы достаточно равномерно разнесены над поверхностью обрабатываемой заготовки по всей длине станка. В любой момент времени с заготовкой контактирует хотя бы один подающий валец, обеспечивая ее движение через станок. Станки типа Unimat Profi оснащены электроприводом с плавным (бесступенчатым) частотным регулированием скорости подачи в диапазоне 5–30 м/мин. Подающие вальцы вместе с элементами привода располагаются на единой балке – траверсе, имеющей возможность перемещения по высоте для настройки на толщину обрабатываемой детали. Перемещение траверсы по высоте механизированное, осуществляется с помощью электропривода по направляющим типа «ласточкин хвост». Для исключения поломки привода перемещения траверсы при ее движении вниз, когда верхний горизонтальный шпиндель настроен на максимальную толщину обрабатываемого материала (находится в крайнем верхнем положении), ход траверсы ограничивается концевыми выключателями.
На выходе заготовки из станка в заднем столе устанавливается дополнительный нижний приводной валец, незначительно выступающий над столом и увеличивающий тяговую способность механизма подачи за счет снижения трения заготовки по базовой поверхности стола. Не забыты и традиционные методы снижения трения заготовок по столу: через отверстия в столе в пазы канавки подается специальная смазывающая и обессмоливающая жидкость, не впитывающаяся в древесину. Смазка базовых столов осуществляется в области прижима подающих вальцов, что целесообразно при обработке засмоленных заготовок. Подача смазки осуществляется оператором нажимом рукоятки ручного насоса или педали. Для этой же цели в базовых столах некоторых станков делаются отверстия, к которым подводятся через штуцера шланги от пневмосистемы станка. Сжатый воздух давлением 0,2–0,3 МПа подается под движущуюся по столу заготовку, образуя под ней воздушную подушку.
По ширине стола в одном поперечном сечении может быть расположено в ряд до трех-четырех отверстий, а по длине станка – до пяти-шести таких рядов. В зависимости от ширины заготовки оператор включает в работу нужное количество пневматических контуров. Один из подающих вальцов для повышения точности обработки располагается напротив левого шпинделя. Поскольку ширина деталей может меняться в достаточно широком диапазоне, для подачи заготовки минимальной ширины станок должен комплектоваться вальцом, ширина которого несколько меньше наименьшей по характеристикам ширины обработки детали. В противном случае левая ножевая головка будет цеплять за обод вальца.
В то же время при обработке широких заготовок узкий валец неэффективен из-за недостаточного сцепления с заготовкой, что порой приводит к выработке (выфрезерованию) канавки на поверхности заготовки зубьями вальца. С этой целью вал, на котором устанавливается подающий валец, выполняется телескопическим и может выдвигаться в сторону левого шпинделя. При обработке широких заготовок на выдвинутый телескопический вал устанавливается дополнительный набор вальцов различной ширины, близкий к ширине обрабатываемой детали.
На выходе из станка подача уже готовой детали осуществляется гладкими обрезиненными подающими вальцами, исключающими смятие обработанной поверхности древесины от усилий прижима. Прижим подающих вальцов к заготовке осуществляется пневмоцилиндрами с индивидуальной или групповой установкой прижимного усилия через регуляторы давления. Наряду с подающими вальцами в зоне вертикальных шпинделей устанавливаются дополнительные прижимные ролики, снижающие вибрацию заготовки при врезании ножей в древесину, в том числе и откидные. Для повышения качества обработки заготовка на входе в станок прижимается к направляющей линейке боковым прижимным роликом.
Набор таких подпружиненных роликов – прижимов качения, смонтирован и в блоке прижима перед левой вертикальной головкой. За левой головкой по касательной к окружности резания устанавливается плоская прижимная линейка, параллельная направляющей, исключающая увод заготовки влево. Еще одна линейка аналогичного назначения устанавливается под верхней головкой. Привод вальцов подачи осуществляется от электродвигателя с частотным приводом для плавного регулирования скорости подачи через оправдавшую себя систему червячных редукторов и карданных валов, что обеспечивает стабильную подачу заготовок. В четырехсторонних станках все чаще находят применение оригинальные электронные системы управления как для вспомогательных функций (индикации и диагностирования текущего состояния станка, учета продукции), так и для наладки и размерной настройки механизмов резания и подачи (регулирования скорости подачи, позиционирования шпинделей с режущим инструментом на заданный размер обработки).
Станки Unimat Profi комплектуются программируемой процессорной системой Memori, позволяющей хранить в памяти и отрабатывать до 99 профилей. После установки соответствующего режущего инструмента и ввода номера изделия левые и верхние шпиндели станка перемещаются в соответствующие положения, которые можно проконтролировать по электронным индикаторам положения шпинделей. Четырехсторонние станки оснащены защитными кожухами с окнами для обзора рабочих органов станков в процессе эксплуатации. При открывании кожуха, в соответствии с требованиями техники безопасности, автоматически выключаются механизмы резания и подачи, срабатывают встроенные тормоза всех электродвигателей. Кожух защищает оператора как от выброса из зоны резания щепок и сучков, так и от воздействия значительного уровня аэродинамического шума.
Органы управления и настройки располагают для удобства эксплуатации на лицевой панели станка. Как правило, все органы настройки шпиндельных суппортов станка выведены на один уровень и снабжены цифровыми счетчиками положений с электронной индикацией. Аналогичные счетчики установлены и на задних прижимах верхних горизонтальных суппортов, что позволяет оператору весьма просто устанавливать тарированное усилие прижима заготовки и обеспечивать стабильность обработки деталей без сколов и подрывов.
РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
Для изготовления нестандартного погонажа по эскизам клиента необходимы нестандартные ножи. Сейчас несложно изготовить любой профиль ножей для фрез. По образцу того же пластмассового плинтуса можно изготовить в масштабе 1:1 чертеж его профиля, а затем – его шаблон. Установив такой шаблон в заточной станок, в течение короткого времени вы получаете на ножевых бланкетах фрезы соответствующие профили. Часто специалисты в области деревообработки изготовление шаблонов считают сложным. Многие компании выпускают специальную оснастку – электронный кондуктор для фрезерования шаблонов. Это настольный фрезерный министанок с вертикальным шпинделем, он оснащен системой ЧПУ, что позволяет быстро, точно и без особых усилий изготавливать шаблоны либо из металла, либо пластика.
Шаблоны далее используются инструментальщиком при профилировании ножей, наладчиком – для настройки станка, а мастером ОТК – для контроля профиля готовой продукции. Такая технология позволяет обеспечить стабильность профилей выпускаемой продукции: купив плинтус или наличник соответствующего по каталогу номера, покупатель будет уверен, что он совпадет в точности с тем профилем, который он приобрел один-два года назад.
Профилирование фрез осуществляется на станках Rondamat, позволяющих качественно изготавливать и затачивать с применением охлаждающей жидкости ножи из быстрорежущей стали, стеллита или твердого сплава. Эти станки, например, Rondamat 960, обеспечивают четкое воспроизведение профилей, повторяя контур шаблона с погрешностью не более пяти микрометров. Большой выбор оснастки к таким станкам позволяет затачивать и профилировать не только фрезы в сборе для плоского и профильного фрезерования, но и специфические инструменты, например, концевые фрезы, составные фрезы для формирования зубчатого шипа линий сращивания и т.д.
В последнее время в России появился ряд инструментальных центров для деревообработчиков, например, «Тул лэнд», «Центр режущего инструмента» и др., где можно заказать инструмент соответствующего профиля, периодически осуществлять его квалифицированную заточку, а также получить грамотную консультацию по вопросам технической эксплуатации инструмента.
Комментарии