Рабочий вал - Часть 3

В универсальных деревообрабатывающих станках можно применять самые разнообразные ножевые валы. Коротко коснемся отличительных особенностей некоторых из них, чтобы грамотнее подходить к их подбору.

Следует предостеречь от применения в самодельных станках валов, имеющих квадратную форму с ножами, привернутыми к ним сверху болтами. Они опасны в экс­плуатации. Кроме того, под ножи, особенно если они не­достаточно жесткие и толстые, набивается стружка, что приводит к нарушениям в работе. Такие ножевые валы применяют в ряде стационарных промышленных станков, предназначенных для выполнения некоторых операций.

На цилиндрическом валу не следует ставить более четырех ножей, дабы не ослабить его.

В некоторых валах предусматривают различные устройства для регулирования ножей по высоте при настройке. Часто эту роль выполняют цилиндрические пружинки, расположенные под ножами.

Для выполнения сверлильно-пазовальных, шлифовальных и других операций на валу закрепляют сверлильный патрон, шлифовальный диск и другой рабочий инструмент. С этой целью один (задний или передний), а иногда и оба конца вала протачивают под конус или, наоборот, растачивают в торце вала коническое отверстие. В этом случае оправки рабочих органов имеют хвостовики соответственно с внутренней или внешней поверхностями (рис. 7 б).

Рис. 7. Детали рабочего вала: а — зажимные шайбы (фланцы); б — оправки: 1 — с конусным хвостовиком; 2 — с конусным отверстием; 3 — с резьбовым отверстием; в — сверлильные патроны. 

В станке «У-1» рабочие инструменты закрепляют на переднем конце вала за отверстия в них или с помощью переходника, имеющего внутреннюю резьбу М1бх1,5 (рис. 7 б). Чтобы предостеречь свинчивание с вала под воздействием сил резания, переходник дополнительно фиксируют на валу одним-двумя винтами. Такой способ крепления рабочего органа позволил избежать удлинения и без того длинного шпинделя (при внешнем конусе на его конце) или нежелательного ослабления (при конусном отверстии).

Что касается второго конца вала, то крепить к нему насадки в станке «У-1» вообще нельзя, чтобы не иметь выступающих частей за пределы задней стенки.

Длина ножевых валов может быть самой разной. В настольных станках оптимальной считается длина 200 мм. Если она больше, то соответственно утяжеляется сам вал и станок, усложняется заточка ножей. В любительских конструкциях вполне оправдывают себя и короткие ножевые валы, имеющие длину 150 и даже 100 мм. Они вполне удовлетворяют требованиям обработки подавляющего большинства заготовок, поскольку последние редко имеют относительно небольшую массу, проще в изготовлении, дешевле, их ножи легче затачивать. Определенные преимущества у вала длиной 100 мм, так как для него подходят широко распространенные ножи от промышленных электрических рубанков.

Единственным узким местом применения короткого вала в станке «У-1» является сочленение его с двигателем. Последний, если он длиннее вала, неминуемо будет выходить за пределы корпуса станка, а этого, как мы условились, допускать нельзя. Можно, конечно, либо значительно удлинить задний вылет рабочего вала, чтобы закрепить на нем шкив, либо разместить шкив между ножевой частью вала и передней подшипниковой опорой. К сожалению, последний вариант тоже сопряжен с определенными неудобствами: каждый раз при смене приводного ремня придется демонтировать весь вал.

Поэтому, думается, короткие ножевые валы более предпочтительны для настольных малогабаритных кон­струкций, отличающихся по компоновке от станка «У-1».

Если кто-то решится собрать станок, предназначенный только для строгания, то можно порекомендовать вал с четырьмя ножами длиной 200 мм, имеющий обороты 8000 мин-1 и более. Он будет в этом случае только с одним вылетом для установки шкива.

Несколько замечаний по месту установки ножевого вала в станке. Это прежде всего зависит от компоновки последнего. Если в «У-1» он, как уже говорилось, разме­щен сверху корпуса, то в ряде конструкций его можно установить на специальное основание, расположить, между передней и задней стенками; подвесить снизу к верхней раме или даже к строгальному столу, если он сделан из толстой прочной металлической плиты, которая не прогибается из-за массы вала и натяжения приводного ремня.

Каждый из этих вариантов имеет свои сильные и слабые стороны: в одном случае можно получить конструкцию компактную, в другом — более жесткую и прочную, в третьем — со свободным доступом к шкивам, с воз­можностью легко переставлять или заменять приводные ремни и т. д.

Крепежные отверстия в подшипниковых опорах (гнездах) при этом тоже придется сверлить в разных местах: снизу, сверху или с торца.

Прежде чем остановить свой выбор на конкретном варианте установки вала в станке, следует заранее все взвесить и просчитать.

В домашних условиях довольно часто применяют са­модельные круглопильные станки (циркулярки). Они от­носительно просты в изготовлении, дешевы и вместе с тем позволяют избежать такой самой тяжелой операции, какой является продольная распиловка древесины вручную. При этом полученные заготовки обычно строгают ручным рубанком или шлифуют.

Разнообразие валов таких циркулярок поистине не поддается описанию, хотя суть их устройства та же, что и ножевых: ось с двумя подшипниками, режущим инст­рументом на одном ее конце и шкивом — на другом. Однако отважимся несколько систематизировать имею­щийся опыт в этой области.

Оптимальным во всех отношениях можно считать вал, аналогичный ножевому, но только без утолщения для крепления ножей. Длина его произвольная с учетом конструкции станка. Будем впредь считать такой вал ба­зовым.

Более простой вал, при изготовлении которого можно обойтись без фрезерной работы по металлу, состоит из оси, двух подшипников в гнездах с закраинами, двух опорных уголков, привернутых к субоснованию.

Довольно рациональная конструкция шпиндельного узла получается из отрезка трубы подходящего диаметра. Для этого в оба ее конца врезают подшипники и закрывают их крышками; вытачивают ось; к корпусу — трубе приваривают крепежные лапки. Чтобы избежать сварочных работ, можно поступить проще: вложить внутрь трубы металлический брусочек с двумя резьбовыми отверстиями и привернуть к нему лапки винтами через со-осные отверстия в корпусе трубы. В качестве готового узла для шпинделя можно успешно использовать втулку колеса от велосипеда, мотоцикла и мотоколяски. Надо только выточить ось, сделать стойку — основание и прикрепить к нему втулку с помощью прочной скобы или хомута. Следует только предупредить, что в случае использования втулки переднего колеса велосипеда диаметр пильного диска не должен превышать 120 мм, а втулки мотоколяски —160 мм. Это объясняется разной прочностью подшипниковых узлов указанных втулок.

Для циркулярок в принципе можно приспособить любые механизмы, где имеются оси с подшипниками. Возьмем, к примеру, сгоревший электродвигатель. Чтобы превратить его в шпиндельный узел, достаточно выбросить центральную часть со статорными обмотками; соединить между собой подшипниковые щиты; до­работать ось (срезать или сбить с нее пакет из стальных листов, нарезать на одном ее конце резьбу), а иногда убрать верхнюю часть подшипниковых узлов, чтобы уве­личить полезный выход пилы из стола.

Рабочий вал — важный узел станка, довольно сложный в изготовлении. Сделать хороший во всех отношениях вал в состоянии только специалист, имеющий в своем распоряжении токарное, фрезерное и другое специальное оборудование. Остальным домашним умельцам такая работа не под силу. Практика подсказывает, что лучший выход из этого — заказать вал профессионалу. Все расходы, связанные с его приобретением, как правило, быстро окупаются.