Способ обработки заготовок и станок для его осуществления

 

Использование: в области обработки резанием заготовок из нетвердых материалов. Сущность изобретения: способ обработки заготовок и станок для его осуществления предназначен для обработки плоскостей у заготовок из не твердых материалов (пластмасс, дерева и т.п.) фрезерованием, шлифованием и т.д. Фрезерование плоских поверхностей у деревянных заготовок производят с 1, 2-х, 3-х, 4-х сторон, в том числе при 2-х стороннем фрезеровании коротких заготовок, для получения за один проход точных, прямолинейных брусьев и досок из неточных, криволинейных бревен и стволов. В качестве режущего органа приняты торцовые фрезы, образующие режущую плоскость, в которую, непосредственно в зоне обработки введена дополнительно промежуточная базовая плоскость. Это обстоятельство совместно: - с предварительной ориентацией общей оси симметрии заготовки относительно промежуточной базовой плоскости; - с выполнением передней плоскости упругой с возможностью перемещения и качания, что компенсирует не только все заготовки, но и погрешности ее "черновой базы", позволяет получить не только точную плоскость с одной стороны заготовки, но и обрабатывать заготовки с 2-х,3-х,4-х сторон, а также обрабатывать короткие заготовки с 2-х сторон в автоматизированном цикле, что проиллюстрировано конструкцией станка, предлагаемого для реализации предложенного способа обработки заготовок. 1 с. и 3 з.п.ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области обработки резанием заготовок из не твердых материалов и может быть использовано при фрезеровании, шлифовании, полировании и прочих методах обработки плоскостей.

Преимущественное применение предполагаемое изобретение может найти при фрезеровании точных плоских поверхностей у деревянных заготовок различной длины и конфигурации, в том числе, для получения точных, прямолинейных брусьев, досок и т. п. из не точных, криволинейных, гнутых бревен и стволов, которые в настоящее время идут лишь на горбыль, щепу или отходы.

Известно базирование заготовки неправильной цилиндрической формы (бревен) в деревообрабатывающих станках на плоской базе (рис.9,г), посредством центров, торцовых кулачков (рис.е), в лесопильной раме (рис.9,к) (см. Манжос Ф. М. Дереворежущие станки. М. "Лесная промышленность", 1974 г. стр. 35, рис.9 и описание рис.9 там же, на стр.34,36,37).

Такое базирование заготовок при их обработке на деревообрабатывающих станках взято за аналог.

Известно также подвижное базирование заготовок по передней и задней базирующим плитам, расположенным на разных уровнях, и обработку заготовок ножевым валом, расположенным между этими плитами (см.Манжос Ф.М. "Дереворежущие станки", М. "Лесная промышленность", 1974, стр.175, рис.67 и описание рис.67 там же на стр. 173, 174, 175, 176). По этим схемам базирования заготовок, принятым за прототип, построено большинство фуговальных станков, предназначенных для точной обработки плоских поверхностей (см.там же, стр.174, рис.66; стр. 177 рис.69; стр.180 рис.70; стр.188 рис.73а, и описания к ним), а также плоскофрезерные станки двухсторонней и четырехсторонней обработки (см.там же, стр.213 рис.84; стр.218 рис.86; стр.220 рис.87; стр.226 рис.89; стр.229 рис.90; стр.232 рис.91; и описания к ним).

Недостатки всех этих станков заключаются в низкой точности и большом числе рабочих проходов при обработке плоских заготовок, вследствие принципиальных недостатков самой схемы базирования и обработки заготовок, по которой построены эти станки и которые подробно изложены на рис.67 стр.175 и стр. 173, 174, 175 и 176 процитированного выше литературного источника.

В кратком изложении эти недостатки заключаются в: отсутствии предварительной установки заготовок до начала обработки по их общей оси симметрии, хотя такая установка возможна в центрах, торцовых кулачках и т.п. (см.описание аналога); влияния на начальных стадиях обработки (рис.76а),б),в),г) на точность обработки погрешностей от характера и размера кривизны черновой базы и длины по отношению к длине передней плиты (стр.173, последний абзац).

продолжающимся влиянием "фактических неровностей черновой базы заготовки" (последний абзац на стр.174) даже при базировании ее только на задней плите (рис. 67,д), т.к. передняя плита выполнена жесткой, имеется определенное расстояние между передней и задней плитами, где идет только обработка и любое базирование отсутствует, а также нет условий компенсации "неровностей черновой базы заготовки".

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что с целью повышения точности и снижения трудоемкости обработки, между передней и задней базовыми плоскостями дополнительно вводят, непосредственно в зоне обработки, промежуточную базовую плоскость, являющуюся продолжением задней базовой и режущей вращающейся плоскостей, переднюю плоскость выполняют подпружиненной, а заготовку до начала обработки предварительно ориентируют по оси ее общей симметрии, располагая эту ось параллельно промежуточной базовой плоскости, после чего располагают заходную часть заготовки относительно режущей вращающейся плоскости на размер обработки и обрабатывают заготовку, прижимая ее к промежуточной базовой плоскости обработанной поверхностью. В пп.2,3 и 4 формулы изобретения приведена трансформация предложенного способа применительно к 2-х,4-х-сторонней обработке заготовок и к обработке коротких заготовок, а в п.5 приведена конструкция станка для реализации предлагаемого способа обработки заготовок.

На фиг.1 и 2 представлены начальная стадия обработки заготовки с предварительной ориентацией по оси (центрами) и базированием по дополнительно введенной промежуточной базовой плоскости при поддержке упругой передней плоскостью; На фиг.3 и 4 представлена промежуточная и завершающая стадии обработки с базированием по дополнительно введенной промежуточной базовой плоскости.

Фиг.1 и 2 иллюстрируют п.1 формулы изобретения.

на фиг.5 представлена начальная стадия обработки заготовки с ее предварительной ориентацией по оси (центрами), при поддержке подпружиненной передней плоскостью (не показана) и базированием по дополнительно введенным промежуточным базовым плоскостям при двухсторонней обработке; на фиг.6 представлены промежуточная и завершающая стадии обработки заготовки согласно фиг. 5. Фиг.5 и 6 иллюстрируют п.2 формулы изобретения, а с учетом принципиальной известности способа обработки с 4-х сторон и станков для 4-х сторонней обработки (Ф.М. Манжос. стр.218 рис.86, стр.220 рис.87) эти фиг. иллюстрируют и п.3 формулы изобретения.

на фиг.7 представлен способ двухсторонней обработки коротких заготовок; на фиг.8 станок для двухсторонней обработки коротких заготовок.

Обработка заготовок с помощью предлагаемых способов обработки и станка осуществляется следующим образом.

Предварительно (фиг. 1 и 2) во вращающуюся режущую плоскость 1 вводят промежуточную базовую плоскость 2, а заготовку 3 ориентируют, например, с помощью центров 4 и 5, по оси своей общей симметрии, располагают эту ось параллельно промежуточной плоскости 2 и настраивают на размер обработки.

Поскольку длинная, маложесткая заготовка в центрах будет прогибаться даже под собственным весом, не говоря уж о действии сил резания, передняя базовая плоскость 6 выполняется подпружиненной она компенсирует вес и погрешности расположения заготовки 3 относительно промежуточной плоскости 2. Предварительная ориентация общей оси симметрии заготовки 3 параллельно плоскости 2 может быть выполнена не только с помощью центров 4 и 5, а любым другим известным методом, в том числе с помощью смещений и перекосов упругой передней плоскости 6. При перемещении предварительно ориентированной заготовки 3 под действием 7 рабочей подачи вращающая плоскость 1 обрабатывает заготовку и обработанным участком ее прижимают прижимом 8 к главной базе дополнительно введенной неподвижной базовой плоскости 2, являющейся продолжением режущей вращающейся плоскости 1 и известной жесткой задней базовой плоскости 9. После надежного базирования заходной части заготовки по плоскости 2, любые ориентиры ее оси симметрии, например, центра 4,5 снимаются и заготовки обрабатываются на всю длину (фиг.3,4), базируется на плоскость 2 при поддержке подпружиненной плоскостью 6, а также при дальнейшем базировании и прижиме к задней жесткой базовой плоскости 9. Конфигурация прилегающих к вращающейся режущей плоскости 1 частей базовых плоскостей 6 и 9 принята соответствующей части окружности, а то обстоятельство, что в качестве режущих плоскостей приняты торцовые фрезы, обеспечивает, как это известно, из области технологии машиностроения в части фрезерования металлических, в том числе, труднообрабатываемых заготовок, обеспечивает легкий съем практически не ограниченных припусков при высокой точности обработки, низкой шероховатости обработанной поверхности и высокой стойкости режущего инструмента, т.к. торцевые фрезы намного легче оснащаются твердосплавными пластинками, чем цилиндрические.

При параллельной обработке согласно п.2 формулы изобретения, двух сторон заготовки 3 (фиг. 5 и 6) сначала размещают параллельно и оппозитно две основную 1 и дополнительную 10 режущие вращающиеся плоскости, две основную 2 и дополнительную 11 промежуточные базовые плоскости, и две основную 9 и дополнительную 12 задние базовые плоскости. Причем одна из промежуточных базовых плоскостей, выполнена подпружиненной. Предварительно ось заготовки 3 выставляется, например, посредством центров 5, параллельно и симметрично относительно плоскостей образованных 1-10, 2-11 и 9-12, а при перемещении 7 с рабочей подачей S, центра, либо другие центрирующие ось заготовки элементы снимаются и заготовка 3, поддерживаемая подпружиненной передней плоскостью (одна на фиг.5,6 внизу и условно не показана) базируясь по плоскостям 9-12 и 1-10 обрабатывается полностью по строгим обеспечением точности выполненного размера, точностью формы и плоскостностью поверхности. Подобным же образом только с использованием 2-х пар режущих вращающихся и дополнительно введенных промежуточных базовых поверхностей осуществляется 4-х сторонняя обработка заготовок согласно п.3 формулы изобретения. Станок для обработки заготовки состоит из рамы 13, на которой крепятся все его узлы, имеет дополнительную переднюю плоскость 14. Двигатель 15 с помощью клиноременной передачи 16 вращает две торцевые фрезы 17 с режущими плоскостями 1 и 10. Мотор-редуктор 18 через цепную передачу 19 приводит во вращение подающий диск 20, которое осуществляет рабочее движение подачи заготовки 3. Диск 20 вращается между плоскостями, образованными плоскостями 6-14; 1-10,2-11,9-12, причем одна из передних и промежуточных плоскостей подпружинены. Заготовки 3 предварительно размещают в загрузочный бункер 21, а после обработки готовые детали отводятся в приемный склиз 22. Описанный станок работает следующим образом.

При включении двигателя 15 и мотор-редуктора 18, установленных на раме 13, через клиноременную 16 и цепную передачу 19 начинают вращаться соответственно две торцевые фрезы 17 и подающий диск 20. В ячейку подающего диска 20, в верхнем его положении, из загрузочного бункера 21 поступает заготовка 3, которая, продвигаясь к зоне обработки предварительно базируется между (как передними базовыми плоскостями 6 и 14, одна из которых подпружинена. Изменяя положение пластин 6 и 14 относительно фрез 17, управляют величиной и симметричностью снимаемого с каждой торцевой стороны заготовки 3 припуска. При дальнейшем вращении подающего диска 20, заготовка 3 обрабатывается с двух сторон фрезами 17 и одновременно базируется и удерживается базовыми промежуточными плоскостями 2 и 11, причем одна из последних подпружинена в осевом направлении. Важно отметить, что удерживающие промежуточные плоскости 2 и 11 во время работы не вращаются и служат лишь для надежного базирования и удерживания коротких деталей при обработке. При дальнейшем движении подающего диска 20 деталь проходит через задние базовые плоскости 9-12 и отводится в приемный склиз 22. Расстояние между фрезами 17, базовыми промежуточными 2 и 11 и задними 9-12 плоскостями соответствуют размерам обработанной детали.

Использование предлагаемого способа обработки заготовок и станка для его осуществления существенно повышает производительность и точность обработки, а также позволяет автоматизированно обрабатывать короткие заготовки и получать точные брусья и доски из не точных, изогнутых бревен и стволов.

Формула изобретения

1. Способ обработки заготовок, включающий последовательное базирование и прижим их по передней и задней базовым плоскостям обрабатываемой поверхностью с расположением общей оси симметрии заготовки параллельно упомянутым плоскостям и обработку заготовок на необходимый размер в зоне, расположенной между передней и задней базовыми плоскостями, отличающийся тем, что между передней и задней базовыми плоскостями, непосредственно в зоне обработки устанавливают промежуточную базовую плоскость, являющуюся продолжением задней базовой и режущей вращающейся плоскостей, переднюю плоскость выполняют подпружиненной, а при обработке заготовку прижимают к промежуточной базовой плоскости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для параллельной обработки двух сторон заготовки располагают дополнительные заднюю, промежуточную базовую и режущую вращающуюся плоскости и размещают их оппозитно и параллельно основным, причем одну из промежуточных базовых плоскостей выполняют подпружиненной.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для обработки двух пар параллельных и взаимно перпендикулярных плоскостей располагают еще пару задних, промежуточных базовых и режущих вращающихся плоскостей параллельно между собой и перпендикулярно соответствующим дополнительным плоскостям на расстоянии, равном размерам обработки, причем одну промежуточную базовую плоскость из пары выполняют подпружиненной.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что для обработки коротких заготовок с параллельными сторонами устанавливают дополнительную переднюю базовую плоскость и располагают ее параллельно основной на расстоянии, равном размеру заготовки, причем подпружиненную переднюю базовую плоскость размещают на стороне подпружиненной промежуточной базовой плоскости.

5. Станок для обработки заготовок, включающий раму, плоскости базирования заготовки, режущий инструмент в виде двух соосно размещенных вращающихся инструментов, подающий элемент, разгрузочный бункер, приемный склиз и приводы вращения режущего инструмента, перемещение заготовки и подающего элемента, отличающийся тем, что плоскости базирования заготовок выполнены из трех частей в виде передней, задней и промежуточной базовых плоскостей, при этом режущие инструменты выполнены в виде торцевых фрез с возможностью охвата промежуточных базовых плоскостей с расположением их режущих плоскостей заподлицо с задней и промежуточной базовыми плоскостями, подающий элемент выполнен в виде диска с ячейками, которые размещены на диске относительно оси его вращения на расстоянии, равном от этой оси до осей вращения инструментов, и с возможностью взаимодействия в верхнем положении с загрузочным бункером, а в нижнем с приемным склизом, причем одна из передних и промежуточных базовых плоскостей выполнены подпружиненными и смонтированы на одной стороне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8