Фрезерный станок и головка для режущего инструмента к станку

 

Изобретение относится к станкостроению, преимущественно для деревообрабатывающей промышленности. Станок и головка обеспечивают расширение технологических возможностей, повышение точности, жесткости и производительности при комплексной обработке бревна готового к сборке под сруб в "обло" с одного установа заготовки. Станок содержит станину с продольными направляющими, бабки с упорами для фиксации и зажима заготовки, а также ложементы с приемными роликами для ее подачи на ось станка и съема готового изделия. В направляющих размещена каретка с приводом ее перемещения, несущая основную головку с приводом вращения инструмента для охватывающего фрезерования. Имеются дополнительные головки. В корпусе каждой головки установлен шпиндель с режущим инструментом и приводом вращения инструмента. Часть головок размещена на каретке. Другие головки размещены на станине. Одна из дополнительных головок каретки установлена с возможностью перемещения в вертикальной, а другая - в горизонтальной плоскостях. В станок введены закрепленные на станине с возможностью перестановки вдоль нее копиры, а также установленные на каретке фиксатор, съемная люнетная втулка с отверстием, диаметр которого соответствует по типоразмеру диаметру изделия, на обработку которого настроен станок и с боковым отверстием для прохода режущего инструмента, два толкателя с роликами на концах.

Размещенная на каретке с возможностью перемещения в вертикальной плоскости дополнительная головка выполнена в виде смонтированного в ее корпусе, соосно приводу вращения инструмента, поворотного рычага в форме регулируемой по длине вилки. Вилка связана со шпинделем данной головки и одним из двух толкателей, который выполнен регулируемым по длине и связан через фиксатор с другим толкателем, а ролики обоих толкателей взаимодействуют с копирами станка. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для расширения возможностей станочного парка предприятий деревообрабатывающей промышленности, а также конструкций инструмента к станку для расширения его технологических возможностей.

Известны круглофрезерные деревообрабатывающие станки и профильные машины, например, мод. RHM 160-SR-1-H/UA; RHM 300-SR-11-H/UA, см. проспект фирмы "WEMA PROBST", Molfgang Hofman GmbH, с помощью которых можно производить обработку бревен в цилиндр, а также изготавливать бревна с профилем различного сечения. Станки содержат смонтированные на станине систему центровых и подводящих роликов, ножевые головки для охватывающего фрезерования и фрезерные головки для обработки продольных пазов заданного профиля.

Известные станки имеют общий недостаток, выраженный в том, что они не могут, например, обеспечить комплексную обработку бревна под сруб без привлечения дополнительного специального оборудования.

Известны более близкие по технической сущности к заявляемому бревнообрабатывающие станки модели БОС 14, разработчик МП "Технострой", изготовитель ПО "Коломенский ЗТС", а также станок по патенту РФ N 1836197, МКИ 5 B 23 C 3/00. Станки устраняют указанный выше недостаток и обеспечивают комплексную обработку бревна готового к сборке под сруб в "обло" с одного установа заготовки без привлечения дополнительного специального оборудования. Станок содержит станину с продольными направляющими, установленные на станине бабки с упорами для фиксации и зажима заготовки на оси станка. В направляющих размещена каретка с приводом перемещения, на которой установлена основная головка с приводом вращения инструмента для охватывающего фрезерования. Имеются дополнительные головки, в корпусе каждой из которых установлен шпиндель с режущим инструментом и привод вращения инструмента, часть дополнительных головок размещена на каретке, а остальные на станине, ложементы с приемными роликами для подачи на ось станка и съема заготовки. Одна из установленных на каретке дополнительных головок установлена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а другая в горизонтальной плоскости.

Недостаток известных станков состоит в том, что они не обеспечивают, в частности, возможности выполнения на бревне плоской прерывистой поверхности внутренней части сруба. Кроме того, зажим длинного бревна по торцам упорами не обеспечивает достаточной жесткости системы и снижает качество обработки изделия и надежность станка.

Из указанного выше патента известна устанавливаемая на каретке головка для режущего инструмента к станку, содержащая размещенные в корпусе шпиндель режущего инструмента и привод вращения инструмента.

Недостатком головки является то, что ее конструкция не обеспечивает изменение положения режущего инструмента относительно заготовки в процессе резания. Головку устанавливают на каретке перед началом резания на заданный размер относительно оси заготовки и это положение головки не изменяется на протяжении всей длины заготовки. Чтобы получить на заготовке, пример, прерывистую плоскую поверхность для внутренней части сруба, требуется переналадка головки на другой размер при остановленном станке, что снижает производительность обработки. Кроме того шпиндель режущего инструмента жестко связан с приводом его вращения, что ухудшает чистоту обрабатываемой поверхности изделия т.к. на инструмент передается вибрация от двигателя.

Целью изобретения является расширение технических возможностей станков, обеспечение комплексной обработки бревна под сруб, повышения надежности, качества обработки изделий и производительности.

Техническим результатом применения станка является возможность получения в комплексе с другими операциями на заготовке плоской, прерывающейся вблизи углового соединения сруба поверхности, образующей внутреннюю часть сруба, повышение жесткости системы.

Техническим результатом использования заявляемой конструкции головки является обеспечение изменения положения режущего инструмента относительно заготовки и его фиксации в этом положении на станке в процессе резания, улучшение чистоты обрабатываемой поверхности, повышение жесткости системы за счет конструкции устанавливаемой в станке головки.

Для этого во фрезерный станок, содержащий снабженную продольными направляющими станину с установленными на ней бабками с упорами для фиксации и зажима заготовки на оси станка, размещенную в продольных направляющих каретку с приводом ее перемещения, несущую основную головку с приводом вращения инструмента для охватывающего фрезерования, ложементы с приемными роликами для подачи и съема заготовки, а также дополнительные головки, в корпусе каждой из которых установлен шпиндель с режущим инструментом и приводом вращения инструмента, часть дополнительных головок установлена на каретке, а остальные дополнительные головки установлены на станине, причем одна из установленных на каретке дополнительных головок размещена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а другая из установленных на каретке дополнительных головок размещена с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, введены закрепленные на станине с возможностью перестановки вдоль нее копиры, а также установленные на каретке фиксатор, люнетная втулка с отверстием, диаметр которого соответствует диаметру изделия, и с боковым отверстием для прохода режущего инструмента, и два толкателя с роликами на концах, при этом размещенная на каретке с возможностью перемещения в вертикальной плоскости дополнительная головка выполнена в виде смонтированного в ее корпусе, соосно приводу вращения инструмента, поворотного рычага в форме вилки, связанной со шпинделем данной дополнительной головки и одним из двух толкателей, который связан через фиксатор с другим толкателем, а ролики обоих толкателей взаимодействуют с копирами.

Для достижения технического результата, определяемого выполнением головки, в головку для режущего инструмента к заявляемому станку, содержащую размещенные в корпусе шпиндель режущего инструмента и привод вращения инструмента, введены выполненный в виде вилки поворотный рычаг, ось которого жестко закреплена в корпусе соосно приводу вращения инструмента, а вилка поворотного рычага связана со шпинделем режущего инструмента, установленная в корпусе люнетная втулка с отверстием, диаметр которого соответствует диаметру изделия, и с боковым отверстием для прохода режущего инструмента, два подвижных толкателя с роликами на концах и фиксатор, при этом один толкатель связан с вилкой поворотного рычага и установлен с возможностью его фиксации, другой толкатель связан с фиксатором, а ролики обоих толкателей предназначены для контакта с копирами станка.

В головке вилка поворотного рычага может быть выполнена регулируемой по длине.

В головке люнетная втулка может быть выполнена съемной.

В головке связанный с вилкой толкатель может быть выполнен регулируемым по длине.

Отличие станка состоит в том, что в него введены закрепленные на станине с возможностью перестановки вдоль нее копиры, а также установленные на каретке фиксатор, люнетная втулка с отверстием, диаметр которого соответствует диаметру изделия, и с боковым отверстием для прохода режущего инструмента, и два толкателя с роликами на концах, при этом размещенная на каретке с возможностью перемещения в вертикальной плоскости головка выполнена в виде смонтированного в ее корпусе, соосно приводу вращения инструмента, поворотного рычага в форме вилки, связанной со шпинделем данной дополнительной головки и одним из двух толкателей, который связан через фиксатор с другим толкателем, а ролики обоих толкателей взаимодействуют с копирами.

Отличие головки для режущего инструмента к станку состоит в том, что в нее введены выполненный в виде вилки поворотный рычаг, ось которого жестко закреплена в корпусе соосно приводу вращения инструмента, а вилка поворотного рычага связана со шпинделем режущего инструмента, установленная в корпусе люнетная втулка с отверстием, диаметр которого соответствует диаметру изделия, и с боковым отверстием для похода режущего инструмента, два подвижных толкателя с роликами на концах и фиксатор, при этом один толкатель связан с вилкой поворотного рычага и установлен с возможностью его фиксации, другой толкатель связан с фиксатором, а ролики обоих толкателей предназначены для контакта с копирами станка. Вилка поворотного рычага выполнена регулируемой по длине. Люнетная втулка выполнена съемной. Связанный с вилкой толкатель выполнен регулируемым по длине.

Указанные признаки обладают новизной, т.к. в известных технических решениях не выявлены.

При анализе известных технических решений, в том числе, касающихся конструкции головок для режущего инструмента и станков для обработки бревен, не выявлены технические решения, характеризующиеся той же совокупностью существенных признаков и обеспечивающих достижение тех же технических результатов. Это дает основание считать предложенные устройства соответствующими критерию "изобретательский уровень".

Промышленная применимость предложения подтверждается тем, что деревообрабатывающие станки по предложенной конструкции мод. ДСЗТ-22 изготовлены в металле, изготовитель ПО "Коломенский ЗТС".

Сущность изобретения поясняется на чертежах фигурами: Фиг. 1 общий вид станка; Фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1 на каретку; Фиг. 3 вид по стрелке Г на фиг. 2 на головку, толкатели и копиры; Фиг. 4 сечение Д Д на фиг. 2, фиксаторы и толкатели; Фиг. 5 сечение В В на фиг. 2 головки.

Фрезерный станок состоит из станины 1, (Фиг. 1) имеющий продольные направляющие 2. На станине установлены подвижная и неподвижная (с пинолью) бабки 3, 4 с упорами 5, 6 для фиксации и зажима заготовки 7 на оси 8 станка. В направляющих размещена каретка 9 с приводом перемещения 10 (Фиг. 2). На каретке установлена основная головка 11 (Фиг. 2) с приводом вращения 12 инструмента 13 для охватывающего фрезерования. Станок имеет дополнительные головки 14, 15, 16, 17, 18, 19, (Фиг. 1). Каждая из головок имеет установленный в корпусе шпиндель с режущим инструментом и приводом его вращения. Часть дополнительных головок 14, 15, 16, (Фиг.1, 2, 3) размещена на каретке 9 с возможностью установки на заданное расстояние в перпендикулярном направлении от оси станка. Они служат для выполнения на бревне плоской прерывающейся вблизи соединения бревен поверхности для внутренней стенки сруба, выборки желоба под ответное бревно в срубе, формирования компенсационного паза для предотвращения произвольного растрескивания заготовки при естественном высыхании и искусственной сушке. Остальные дополнительные головки 17, 18, 19 установлены на станине 1 с возможностью установки вдоль оси станка на требуемый размер по длине и поворота оси шпинделя на заданный угол к оси заготовки. Они служат для выпиливания чашек и сверления отверстий под шканты. Одна из установленных на каретке дополнительных головок 14 (Фиг. 1, 2, 3) имеет установленный в корпусе 20 шпиндель 21 с режущим инструментом 22, приводом его вращения 23 и размещена с возможностью перемещения ее инструмента в вертикальной плоскости, а другие головки 15, 16 в горизонтальной плоскости. Станок снабжен закрепленными на станине 1 с возможностью их перестановки вдоль нее копирами 24, (Фиг. 3). На каретке 9, (Фиг. 1) жестко закреплен корпус 20 (Фиг. 2, 5) головки 14, в сквозном отверстии которого установлена съемная люнетная втулка 25 (Фиг. 5) с отверстием 26, диаметр которого соответствует диаметру изделия, получаемому из заготовки 7. Втулка 25, (Фиг. 5) имеет боковое отверстие 27 для прохода режущего инструмента 22. Там же имеется фиксатор 28, (Фиг. 4) и два толкателя 29, 30 с роликами 31, 32 на концах. Один из толкателей 29 установлен с возможностью его фиксации и регулировки по длине с помощью винтового соединения.

Размещенная на каретке 9 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости дополнительная головка 14 выполнена в виде смонтированного в ее корпусе поворотного рычага 33 (Фиг. 2), ось 34 (Фиг. 2, 5) которого жестко закреплена в корпусе 20, соосно приводу вращения 23 инструмента 22. Рычаг 33 имеет форму вилки, выполненной с возможностью регулировки с помощью винтов по длине для натяжения ременного привода и связанной со шпинделем 21 режущего инструмента 22 головки 14 и одним из толкателей 29, который связан через фиксатор 28 с другим толкателем 30 (Фиг. 2, 4, 5). Ролики 31, 32 обоих толкателей 29, 30 установлены с возможностью контакта с копирами 24, (Фиг. 3) станины 1. В станине 1 установлены ложементы 35 (Фиг. 1) с возможностью перестановки их в продольном направлении. Ложементы 35 имеют приемные ролики 36 для подачи заготовки 7 на ось 8 станка и съема готового изделия. Включение приводов отдельных узлов станка осуществляется с пульта управления 37 (Фиг. 1).

Станок работает следующим образом.

Ложементы 35 станка устанавливают в станине соответственно длине обрабатываемых бревен с таким расчетом, чтобы концы заготовки 7 выступали за ложементы. Приемные ролики 36 находятся в крайнем нижнем положении. Подвижную бабку 3 отводят от неподвижной бабки 4 на расстояние, соответствующее длине заготовки 7. Каретку 9 с основной головкой 11 и дополнительными фрезерными головками 14, 15, 16 с помощью привода перемещения 10 отводят в крайнее исходное положение вблизи подвижной бабки 3 так, чтобы упор 5 прошел между резцами инструмента 13, (Фиг.1, 2) для охватывающего фрезерования и внутри отверстия 26 люнетной втулки 25, которую предварительно устанавливают в корпусе 20 головки 14, с тем чтобы отверстие 26, соответствовало по диаметру типоразмеру изделий, на обработку которых настраивается станок. Фрезерные головки станка 14 19 и копиры 24 устанавливают в позиции, соответствующие заданным параметрам обрабатываемого изделия по длине, диаметру, радиусам и углу наклона к оси 8 станка.

Предварительно очищенную от сучьев равную по длине готовому изделию заготовку 7, (Фиг. 1) устанавливают в приемных роликах 36 ложементов 35. По команде оператора с пульта управления 37 ложементы 35 выводят ее на ось 8 станка. Перемещением пиноли с упором 6 неподвижной бабки 4 производится фиксация и зажим заготовки между упорами 5, 6 в положении обработки. Затем ложементы 35 с приемными роликами 36 возвращают в крайнее нижнее положение. С помощью привода вращения 12, (Фиг. 2) инструмент 13 для охватывающего фрезерования основной головки 11 приводят во вращение и включают в работу дополнительные фрезерные головки 14, 15, 16, размещенные на каретке 9. Включают продольную подачу привода перемещения 10 каретки 9. При перемещении каретки 9 резцы инструмента 13 формируют цилиндрическую поверхность изделия на заготовке 7. Обработанная резцами 13 цилиндрическая поверхность изделия размещается в отверстии 26 люнетной втулки 25, которая скользит по этой поверхности, обеспечивая заготовке 7 дополнительную опору, повышая жесткость системы. Фреза головки 15 производит выборку желоба под ответное бревно сруба, режущий инструмент головки 16 выполняет компенсационный паз для предотвращения растрескивания заготовки при ее высыхании.

Фрезерование плоских поверхностей на заготовке под внутреннюю часть сруба осуществляется дополнительной головкой 14 следующим образом. При перемещении каретки 9 ролик 31, (Фиг. 3, 4, 5) толкателя 29 входит в контакт с копиром 24 и толкатель 29 перемещает вилку поворотного рычага 33, которая подводит шпиндель 21 головки 14 с инструментом 22 сквозь боковое отверстие 27 в люнетной втулке 25 к заготовке 7, осуществляя врезание в заданном копиром месте и на требуемую глубину резания. При сходе ролика 31 с копира 24 происходит фиксация толкателя 29, а вместе с ним и режущего инструмента 22. В этом положении производится обработка плоской поверхности заготовки до следующего копира. При дальнейшем перемещении каретки 9 ролики 31 и 32 толкателей 29 и 30 соответственно входят в контакт с копирами 24 и толкатель 30 освобождает фиксатор 28, после чего ролики 31 и 32 выходят из контакта с копирами 24 и толкатель 29 с вилкой 35 и инструментом 22 опускаются. Обработка плоской поверхности на заданном участке заготовки прекращается. Аналогично процесс обработки плоской поверхности может быть повторен на другом участке заготовки для получения прерывистой плоской поверхности. Размещение плоских участков вдоль заготовки определяется соответствующей расстановкой копиров 24 вдоль станины 1. Глубина резания от цилиндрической поверхности изделия задается регулировкой длины толкателя 29 в зависимости от типоразмера диаметра обрабатываемых изделий.

После прохождения заготовки 7 кареткой 9 с головкой 11 и дополнительными головками 14, 15, 16 привода этих головок отключают. Каретку 9 возвращают в исходное положение вблизи подвижной бабки 3. В работу включают головки 17, 18, 19, размещенные на станине, и производится выпиливание чашек для соединения бревен "в обло" и сверление отверстий под шканты. По завершению работы этих головок их отводят от заготовки и отключают. В работу включают ложементы 35, приемные ролики 36 которых подводят под обработанную заготовку. Перемещением пиноли неподвижной бабки 4 освобождают ее от упоров 5, 6, снимают изделие и повторяют цикл на следующей заготовке.

Предложенная конструкция станка обеспечивает расширение технологических возможностей станка при проведении полной обработки за один установ заготовки, что повышает качество и производительность.

Головка с режущим инструментом обеспечивает обработку прерывистых плоских поверхностей для внутренних стен сруба за счет изменения положения режущего инструмента относительно заготовки путем фиксации-расфиксации его в процессе обработки. Ее конструкция позволяет повысить жесткость системы и улучшить чистоту обрабатываемой поверхности.

Формула изобретения

1. Фрезерный станок, содержащий снабженную продольными направляющими станину с установленными на ней бабками с упорами для фиксации и зажима заготовки на оси станка, размещенную в продольных направляющих каретку с приводом ее перемещения, несущую основную головку с приводом вращения инструмента для охватывающего фрезерования, ложементы с приемными роликами для подачи и съема заготовки, а также дополнительные головки, в корпусе каждой из которых установлен шпиндель с режущим инструментом и приводом вращения инструмента, часть дополнительных головок установлена на каретке, а остальные дополнительные головки установлены на станине, причем одна из установленных на каретке дополнительных головок размещена с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, а другая из установленных на каретке дополнительных головок размещена с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что в него введены закрепленные на станине с возможностью перестановки вдоль нее копиры, а также установленные на каретке фиксатор, люнетная втулка с отверстием, диаметр которого соответствует диаметру изделия, и с боковым отверстием для прохода режущего инструмента, и два толкателя с роликами на концах, при этом размещенная на каретке с возможностью перемещения в вертикальной плоскости дополнительная головка выполнена в виде смонтированного в ее корпусе соосно приводу вращения инструмента поворотного рычага в форме вилки, связанной со шпинделем данной дополнительной головки и одним из двух толкателей, который связан через фиксатор с другим толкателем, а ролики обоих толкателей взаимодействуют с копирами.

2. Головка для режущего инструмента к станку, содержащая размещенные в корпусе шпиндель режущего инструмента и привод вращения инструмента, отличающаяся тем, что в нее введены выполненный в виде вилки поворотный рычаг, ось которого жестко закреплена в корпусе соосно приводу вращения инструмента, а вилка поворотного рычага связана со шпинделем режущего инструмента, установленная в корпусе люнетная втулка с отверстием, диаметр которого соответствует диаметру изделия, и с боковым отверстием для прохода режущего инструмента, два подвижных толкателя с роликами на концах и фиксатор, при этом один толкатель связан с вилкой поворотного рычага и установлен с возможностью его фиксации, другой толкатель связан с фиксатором, а ролики обоих толкателей установлены с возможностью контакта с копирами станка.

3. Головка по п.2, отличающаяся тем, что вилка поворотного рычага выполнена регулируемой по длине.

4. Головка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что люнетная втулка выполнена съемной.

5. Головка по пп.2 4, отличающаяся тем, что связанный с вилкой толкатель выполнен регулируемым по длине.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5