ЧЕТЫРЕХСТОРОННИЙ ПРОДОЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ СТАНОК

Полезная модель относится к станкостроению, а именно к четырехсторонним продольно-фрезерным дереревообрабатывающим станкам для брусового и бревенчатого домостроения.
Известны конструкции четырехсторонних продольно-фрезерных дереревообрабатывающих станков (см. например, патент RU №2201336, от 23,04,2001 г.; патент RU №2272706, от 31,12,2004 г., патент RU №2354542, от 31,12,2004 г.)
Продольно-фрезерные станки традиционно включают станину с базовыми направляющими, механизм подачи, суппорты с закрепленными на них шпинделями с установленными на них ножевыми головками.
Известные станки обеспечивают обработку обрезных пиломатериалов или заготовленных брусьев.
Так, в частности, по патенту RU №2272706, от 31,12,2004 г предложен четырехсторонний фрезерно-строгальный деревообрабатывающий станок, содержащий станину, имеющим базовую направляющую, суппорты с шпинделями, несущими ножевые головки, и механизм протяжки. Шпиндели с ножевыми головками горизонтально и вертикально ориентированы. При работе станка осуществляется обработка бруса или бревна, в стеновой профиль деревянного дома, при этом обеспечивается возможность обработки кривых бревен.
Однако данный станок имеет ограниченные технологические возможности, связанные с изготовлением сложного профилирования поверхностей брусовых изделий.
Известны также четырехсторонние продольно-фрезерные деревообрабатывающие станки модели «Topset» производства фирмы SCM Group s.p.a.
Четырехсторонний продольно-фрезерный деревообрабатывающий станок (см. приложение 1 - инструкции по эксплуатации станка «Topset XL» фирмы SCM Group s.p.a. (IT)), содержащий станину с механизмом подачи обрабатываемой заготовки, с суппортами, на которых размещены горизонтально и вертикально ориентированные шпиндели ножевых головок для последовательной обработки и профилирования поверхностей заготовки, и установленный в зоне выхода заготовки универсальный обрабатывающий узел для чистовой обработки предварительно обработанных плоскостей заготовки и/или для их профилирования, суппорт которого расположен на станине с возможностью перемещений в горизонтальной и вертикальной плоскостях и корпус которого имеет поворотное устройство с установленным на нем шпинделем ножевой головки, продольная ось вращения шпинделя и ось поворотного устройства взаимно перпендикулярны, при этом поворотное устройство снабжено ограничителем поворота.
В данном техническом решении в качестве конструктивного варианта поворотного устройства используют расположенные в корпусе суппорта шестерню, взаимодействующий с ней ходовой винт с ограничителем его перемещения, при этом продольная ось винта перпендикулярна плоскости поворота шестерни, а на последней размещен фланец, с которым жестко соединен шпиндель.
Входящие в состав известного станка горизонтальные и вертикальные шпиндели с ножевыми головками обеспечивают формирование базовых поверхностей обрабатываемой заготовки, обработку противолежащих сторон заготовки, в том числе их профилирование с учетом параметров режущего инструмента, а также чистовую обработку и профилирование соответствующих плоскостей обрабатываемой заготовки. Наличие в станке универсального узла повышает технологический потенциал станка, в части касающейся чистовой обработки предварительно обработанных плоскостей заготовки и/или их профилирования, что обеспечивается регулированием положения суппорта относительно продольной оси подачи заготовки и настройкой угла поворота шпинделя относительно плоскостей обработки заготовки.
Однако данный станок имеет ограниченные технологические возможности, т.к. задаваемые универсальным узлом режимы регулирования и настройки шпинделя ножевой головкой реализуют обработку только одной предварительно обработанной плоскости заготовки. При обеспечении технологического процесса по профилированию противолежащей предварительно обработанной плоскости заготовки необходима перенастройка технологического оборудования станка, что снижает его производительность, повышает трудоемкость процесса и приводит к снижению точности изготовления геометрических параметров при профилировании и чистовой обработки плоскостей бруса.
Указанные недостатки известного станка ограничивают возможность его использования для изготовления строительных брусьев, профилированные плоскости которых имеют продольные трапецеидальные пазы на противолежащих плоскостях и которые широко используются в деревянном домостроении.
Задача настоящей полезной модели состояла в расширении технологических возможностей четырехстороннего продольно-фрезерного станка, повышении его производительности при одновременном улучшении точности изготовления геометрических параметров при профилировании и чистовой обработки плоскостей бруса.
Для решения поставленной технической задачи предложен четырехсторонний продольно-фрезерный деревообрабатывающий станок, содержащий станину с механизмом подачи обрабатываемой заготовки, с суппортами, на которых размещены горизонтально и вертикально ориентированные шпиндели ножевых головок для последовательной обработки и профилирования поверхностей заготовки, и установленный в зоне выхода заготовки универсальный обрабатывающий узел для чистовой обработки предварительно обработанных плоскостей заготовки, и/или для их профилирования, суппорт которого расположен на станине с возможностью перемещений в горизонтальной и вертикальной плоскостях и корпус которого имеет поворотное устройство с установленным на нем шпинделем ножевой головки, продольная ось вращения шпинделя и ось поворотного устройства взаимно перпендикулярны, при этом поворотное устройство снабжено ограничителем поворота, согласно полезной модели, станок снабжен вторым универсальным обрабатывающим узлом, который оппозитно расположен относительно первого универсального узла и с противолежащей стороны продольно-вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось подачи станка, при этом с обеих сторон поперечно-вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось шпинделей обоих универсальных узлов, установлены подающие вальцы, расположенные над станиной.
Согласно полезной модели, в качестве шпинделя каждого универсального узла используют электрошпиндель.
Полезная модель позволяет осуществлять за один проход заготовки одновременную чистовую обработку предварительно обработанных противолежащих плоскостей заготовки и/или их профилирование, что уменьшает время перенастройки узлов и агрегатов и обеспечивает стабильность процесса обработки с изготовлением продукции с точными геометрическими параметрами плоскостей обработки бруса, в том числе, по изготовлению брусьев сложного профилирования, например, при получении продольных пазов с положительной конусностью на противолежащих плоскостях.
При анализе известного уровня техники не выявлено технических решений, имеющих аналогичную заявляемому техническому решению совокупность конструктивных признаков, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решении критерию полезной модели: «новизна».
При реализации заявляемой полезной модели используют традиционно известные технологические процессы и материалы по изготовлению соответствующих конструктивных узлов четырехстороннего продольно-фрезерного деревообрабатывающего станка, что свидетельствует о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Полезная модель поясняется рисунками, где на:
Рис.1 показан общий вид кинематической схемы четырехстороннего продольно-фрезерного деревообрабатывающего станка;
Рис.2 - то же, что на рис.1, в части касающееся расположения универсальных узлов (увеличение узлов рис.1 по размеру);
Рис.3 - показано эскизное изображение универсального узла, вид сверху и вид А;
Рис.4 - то же, что на рис.3, вид А.
Четырехсторонний продольно-фрезерный деревообрабатывающий станок содержит станину 1, механизм подачи обрабатываемой заготовки 2. Механизм подачи имеет расположенные вдоль станины станка подающие вальцы 3 с системой привода 4. На станине 1 установлены суппорты 5, на которых размещены горизонтально и вертикально ориентированные шпиндели 6 ножевых головок для последовательной обработки и профилирования поверхностей заготовки. В зоне выхода заготовки на станине станка расположены универсальные обрабатывающие узлы 7, 8 для чистовой обработки предварительно обработанных плоскостей заготовки и/или для их профилирования. Каждый универсальный обрабатывающий узел (см. рис.2) имеет суппорт 9. Суппорты 9 расположены на станине с возможностью перемещений в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Корпус каждого суппорта 9 имеет поворотное устройство 10 с установленным на нем электрошпинделем 11 ножевой головки 12. Каждое поворотное устройство снабжено ограничителем поворота (на рис. не показано). Продольная ось I-I вращения шпинделя 11 и ось II-II поворотного устройства взаимно перпендикулярны.
Суппорты 9 обрабатывающих узлов 7 и 8 расположены оппозитно относительно друг друга с противолежащих сторон продольно-вертикальной плоскости III-III, проходящей через продольную ось подачи станка.
С обеих сторон поперечно-вертикальных плоскостей IV-IV, проходящей через продольные оси электрошпинделей 11 обоих универсальных узлов 7 и 8, установлены подающие вальцы 13, 14, расположенные над станиной аналогично вальцам 6 и кинематически связанные с ними через общий привод 4.
Для крепления ножевых головок 12 на электрошпинделях 11 используют традиционно известные универсальные быстросъемные узлы (например, HSK-63F).
Четырехсторонний продольно-фрезерный деревообрабатывающий станок работает следующим образом:
Предварительно изготовленное брусовое изделие (например клеенный брус из досок 2) подается в обрабатывающую зону станка, в которой осуществляется обработка заготовки при ее подаче с четырех сторон. Последовательно расположенные в обрабатывающей зоне станка горизонтальные и вертикальные шпиндели ножевых головок производят обработку плоскостей заготовки, в том числе с учетом заданных технологических требований осуществляется процесс предварительного формирования на противолежащих плоскостях заготовки продольно-ориентированных прямоугольных пазов. В данном случае процесс выполнения пазов осуществляется с использованием ножевых головок соответствующего профиля установленных на вертикальных шпинделях.
В соответствии с показанной на рис.1 кинематической схемой деревообрабатывающего станка обработку брусовой заготовки осуществляют в последовательности:
- первый нижний горизонтально ориентированный шпиндель ножевой головки формирует нижнюю базовую плоскость заготовки;
- правый и левый вертикально ориентированные шпиндели ножевых головок формируют продольные прямоугольные пазы на противолежащих плоскостях;
- последующие, по ходу подачи заготовки, горизонтально ориентированные шпиндели ножевых головок осуществляют обработку нижних и верхних плоскостей (пластей) брусовой заготовки;
Затем заготовка посредством механизма подачи подается в зону обработки универсальных узлов 7 и 8, где осуществляется дополнительная чистовая обработка плоскостей заготовки или ее профилированиие с учетом заданных технологических требований и используемого для этих целей режущего инструмента (ножевых головок 12) съемно-устанавливаемого на электрошпинделях 11. Оппозитное расположение шпинделей обеспечивает геометрическую точность при выполнении продольного трапецеидального паза по всей длине заготовки. При использовании поворотного устройства каждого электрошпинделя унивесальных узлов 7 и 8 осуществляют поворот электрошпинделя заданный угол в плоскости перпендикулярной оси вращения электрошпинделя с фиксацией их ограничителями поворота, что обеспечивает настройку режущих головок данных электрошпинделей на соответствующие противолежащие плоскости обработки заготовки 2, например:
для чистовой обработки плоскостей предварительно спрофилированных прямоугольных пазов на противолежащих сторонах заготовки;
для дополнительного профилирования плоскостей прямоугольных пазов с формированием их профиля по трапециидальной форме с меньшими основаниями, обращенными к режущим головкам шпинделей.
Возможны с учетом заданных технологических требований и другие варианты чистовой обработки и профилирования плоскостей заготовки при соответствующей настройке суппортов электрошпинделей и углов их поворота.
При реализации технологических процессов по обработке плоскостей заготовки подающие вальцы 13, 14 стабилизируют положение заготовки относительно универсальных узлов 7 и 8, обеспечивают надежную их подачу через данную обрабатывающую зону станка, что улучшает стабильность обработки и точность качественных характеристик по геометрическим параметрам обрабатываемых зон заготовки за один проход.
Таким образом, при использовании четырехстороннего продольно-фрезерного деревообрабатывающего станка обеспечивается получение брусовых изделий соответствующих технологическим требованиям точности изготовления геометрических параметров обработанных плоскостей заготовки при их профилировании или чистовой обработки за один проход через обрабатывающие зоны станка. Изготовленный строительный брус широко используются в деревянном домостроении.