Эти доли миллиметра и составляют эксцентриситет между осями шпинделя и инструмента, который является причиной возникновения дополнительной вибрации станка и появления так называемой кинематической волны на обработанной поверхности заготовки.

В низкосортных изделиях строительного назначения (наличниках, вагонке, доске пола для временных сооружений) «кинематическая волна» приемлема. В изделиях столярного назначения более высоких сортов видимая динамическая волна недопустима.

Для ликвидации такой волны используют разные методы:
● увеличивают число ножей на фрезе;
● снижают скорость подачи;
● применяют инструмент, который фиксируют на шпинделе станка без эксцентриситета.

Вот о таком инструменте и пойдет речь.

Сегодня в основном используется инструмент с гидравлической фиксацией на шпинделе станка. Его принципиальная схема такова.

В инструменте или оправке, на которую надевается обычный инструмент, есть внутренняя полость, в которую под огромным давлением (примерно 300 атм) с помощью шприца-нагнетателя закачивается рабочая жидкость – специальная жировая смазка.

Тонкая стенка полости, прилегающая к шпинделю, деформируется под давлением и плотно обжимает его, при этом оси вращения инструмента и шпинделя совпадают. При эксплуатации этого инструмента надо учитывать такие нюансы, как, например, лимит его службы – из-за микротрещин, которые образуются на деформируемой стенке полости в результате чрезвычайно высокого давления рабочей жидкости. Если на стенке полости появились микротрещины, такой инструмент уже не отремонтировать, и пользоваться им нельзя.

В связи с большим весом инструмента с гидравлической посадкой у приводов шпинделей должны быть значительные мощности.

Стоимость комплекта гидроинструмента (фреза, шприц, картриджи с жировой смазкой) довольно высока, поэтому его целесообразно приобретать для крупных предприятий, которые выполняют большие заказы. Кроме того, оператор станка должен понимать принцип работы такого инструмента и уметь правильно обращаться с ним. Некомпетентные действия оператора, например, создание давления в полости инструмента, не установленного на шпиндель, могут привести к выходу дорогостоящего инструмента из строя.

А что же делать малым и средним предприятиям, ведь и у них есть спрос на погонажные изделия высокого качества? Группой отечественных инженеров с многолетним опытом работы с промышленным деревообрабатывающим инструментом спроектирована и создана сборная фреза с цанговой посадкой на шпиндель (далее – фреза), которая механическим способом устраняет нежелательный эксцентриситет между осями вращения шпинделя и инструмента. На специализированном предприятии по выпуску высококачественного деревообрабатывающего инструмента с прецизионной точностью изготовлены опытный экземпляр фрезы и комплект оснастки для нее. Фреза подвергнута статической и динамической балансировке на специальных установках. Успешные испытания фрезы, проведенные на промышленном предприятии в условиях действующего производства, показали ее актуальность как точного прецизионного инструмента для отделки плоских поверхностей погонажных изделий строительного и столярного назначения.

В отличие от ранее предлагавшихся вариантов конструкции с обычными коническими разрезными цангами, в этом инструменте используются разрезные цанги с двойными конусами, пришедшие в промышленную деревообработку из тяжелого машиностроения. В металлообработке, а теперь и в деревообработке они широко применяются для фиксации концевого инструмента в цанговом патроне фрезерного станка.

При изготовлении погонажных изделий используется множество типов насадного строгального инструмента. Один из наиболее популярных – фрезы с прямой посадкой на шпиндель станка. В этом случае диаметр отверстия фрезы должен быть на несколько сотых долей миллиметра больше диаметра шпинделя, иначе посадка инструмента невозможна. В конструкции фрезы две такие цанги, сопрягаемые с имеющимися на фрезе коническими отверстиями. Наружные малые конусы цанг сопрягаются с коническими поверхностями специальных колец из комплекта фрезы. При затягивании фиксирующей гайки шпинделя происходит гарантированно корректное равномерное обжатие цанг коническими поверхностями отверстия фрезы и колец. Операция выставления ножей на фрезе упрощена благодаря комплекту из двух обойм, позиционируемых за цилиндрическим отверстием фрезы. У этой фрезы есть еще одно немаловажное достоинство: при ее установке на станок с другим диаметром шпинделя не нужны никакие переходники – достаточно лишь заменить использовавшиеся ранее цанги цангами иного посадочного диаметра. Это можно учесть при заказе фрезы и таким образом избежать хлопот с установкой фрезы на станках с разными диаметрами шпинделей. Кроме того, следует принять во внимание следующее:

● фреза не предназначена для большой глубины резания и большой скорости подачи заготовки (для этого существует другой инструмент, например, многолезвийные сборные фрезы с твердосплавными ножами), в противном случае возникает риск разрушения цанг. Основное назначение фрезы – создание максимально плоской поверхности погонажного изделия; это достигается на небольшой глубине резания при средней скорости подачи заготовки;
● необходим постоянный контроль степени затупления ножей; их надо перетачивать на высококачественном прецизионном оборудовании с соблюдением всех правил переточки (квалификация заточника, величина съема за проход, зернистость абразива, соответствие СОЖ и т. д.);
● весовая разница оппозитных ножей после переточки должна быть не более 0,5 г.

В планах разработчиков проектирование и изготовление фрезы для профилированных оребренных бланкет, фрезы небольшой высоты, довольно большого диаметра и со сменными твердосплавными ножами (например, для изготовления филенчатого щита межкомнатной двери).

Михаил ЕРЗУНОВ