Модульный многофункциональный пильный станок
MODULAR MULTIFUNCTIONAL SAWING MACHINE

Изобретение относится к машиностроению, к технологическому оборудованию, которое может быть использовано для получения заготовок путем разделения металла на размеры близкими к размерам детали. Известны процессы, которые используют для этой цели в большинстве случаев: для дерева пильным диском, ленточной пилой, лобзиком, фрезой; для металла абразивным пильным диском, ленточной пилой, лобзиком, фрезой; для плитки керамической алмазным диском.
Изобретение относиться к приоритетному направлению развития техники и технологий «Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий. М.. патент, 2008 г., так как позволяет расширить технологические возможности пильных станков, повысить их универсальность и функциональность.
Известны станки для пиления дерева, металла и керамики российских и зарубежных производителей ЗУБР, Белмаш, BOSCH, Makita и других. Общая характеристика станков этих фирм определяется наличием рабочего стола, системы установки инструмента и его привода, защитных устройств, регулировок наклона рабочего стола и направляющих для настройки на обработку заготовки. На всех станках предусмотрены устройства для обеспечения безопасности: верхняя защита диска, питание осуществляется от бытовой сети в 220 В, корпуса станков выполнены из электроизоляционных материалов, имеется кнопка аварийного отключения.
Для определения технического уровня данного оборудования определены общие качественные и количественные характеристики.
Недостатками аналогов пильных станков для дерева, металла и керамики российских и зарубежных производителей ЗУБР, Белмаш, BOSGH, Makita и других является: узкая специализация станков, что требует увеличение их числа из требований обработки разных материалов; на малых станках - ограниченная площадь рабочих столов; для сбора стружки и пыли требуется дополнительные специальные устройства (пылесосы, фильтры, насосы, ванны); смена инструмента и его настройка требует большего времени из-за отсутствия регулировки продольного положения инструмента. Кроме того, обслуживание станков ограничено доступом к пильному инструменту и приводам. И требует большого числа инструментов и наличие дополнительных контейнеров для их хранения.
В частности, известен пильный станок, содержащий корпус, рабочий стол с подвижной плитой, с установленным на ней параллельным упором для продольного пиления, и направляющим съемным упором для поперечного и косого пиления, механизм вертикального перемещения пильного диска и механизм угла наклона диска, а также пылесос для сбора стружки и древесной пыли (Патент RU 54554 U1, МПК В27В 5/20 (2006.01), «Пильный станок», опубл. 10.07.2006 Бюл. №19).
Недостатком указанного станка является его узкая специализация, заключающаяся в возможности пиления только заготовок из древесины или подобных материалов. Кроме того, обслуживание станка, например, при поломке пильного диска, может быть затруднено вследствие ограниченного доступам к инструменту и приводам.
За прототип принята конструкция пильного станка, опубликованная в журнале «Моделист-конструктор №10 за 2003 год стр. 12». Станок представляет собой рабочий стол с вырезом под пильный диск, приводом служит электрический двигатель с числом оборотов приблизительно 2900 мин 1 и мощностью около 1000 Вт. Шпиндельный узел закреплен с одной стороны в подшипник, а с другой стороны в патрон дрели. Дрель и подшипник закреплены на двух кронштейнах с клеммным зажимом. Стол с электрической дрелью шпинделем и другими элементами с помощью 4-х кронштейнов закреплен на нижнем столе.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой конструкции, являются:
- одна опора шпинделя в виде радиального подшипника закреплена в кронштейне с его клеммным зажимом;
- второй конец шпинделя закреплен в патроне электрической дрели;
- рабочий стол с дрелью, шпинделем и другими элементами закреплен с помощью винтов и гаек на нижнем столе.
Недостатками прототипа являются: отсутствие защиты пильного диска, техническая сложность смены инструмента и установки/снятия дрели, отсутствие устройств для сбора стружки и улавливания мелкой пыли, затруднено и небезопасно включение станка и аварийное отключение от сети, низкая устойчивость и жесткость всего стола и станка в целом, малая площадь рабочего стола, использовать станок для пиления металла и плитки невозможно и опасно при подаче воды в зону резания.
Задачей заявляемого изобретения является расширение функций пиления разных материалов: дерева, металла и керамики, используя при этом соответствующий инструмент и упрощение сбора отходов пиления и улавливания пыли.
Поставленная задача достигается тем, что станок включает модуль шпинделя и привода станка, жестко закрепленного на модуле рабочего стола станка по двум базовым отверстиям при помощи винтов, которые установлены на модуле оснований станка при помощи четырех поворотных кронштейнов, а под верхней крышкой установлены съемные ящики для сбора отходов пиления и улавливания пыли.
Модуль рабочего стола станка выполнен с возможностью откидывания и фиксируется в этом положении штырем, что обеспечивает доступ рабочего при смене инструмента и обслуживании привода станка.
В рабочем положении модуль рабочего стола станка фиксируется четырьмя штырями.
Точная установка пильного Инструмента в поперечном направлении производится с помощью двух кронштейнов с клеммным зажимом. Обеспечение точности пиления достигается компоновкой привода и инструмента в одном модуле, с возможностью регулировки перпендикулярности пильного диска относительно рабочего стола станка за счет прокладок и базовых отверстий.
На модуле основании станка установлены верхняя и нижняя защиты пильного диска, причем нижняя защита выполняет функцию канала для направления отходов и пыли. Для пиления металла и плитки предусмотрены ящики с возможностью выдвижения и снятия, и нижняя защита для улавливания искр при обработке металла и отходов при пилении керамики. Предусмотрен выключатель для включения привода и его аварийного отключения, Отличия от прототипа доказывают новизну заявляемого изобретения.
Пильный станок иллюстрируется фотографиями:
Фиг. 1 - Общий вид конструкций модульного многофункционального пильного станка;
Фиг. 2 - Модуль основания станка;
Фиг. 3 - Модуль рабочего стола станка;
Фиг. 4 - Модуль шпинделя и привода станка.
Конструкция модульного многофункционального пильного станка (фиг. 1) включает три основных модуля: модуль основания станка 1; модуль рабочего стола станка 2 с набором регулируемых направляющих для резки; модуль шпинделя и привода станка 3.
Модуль основания станка 1 представлен на фиг. 2 и выполняет следующие функции:
- Крепление и поворот рабочего стола с помощью двух поворотных кронштейнов 4, а его фиксация производится штырем
- В верхней части расположена крышка 5 для постоянного и временного Хранения пильных дисков, инструмента, приспособлений.
- Установка нижней защиты 6 с уплотнением.
Для сбора стружки и улавливания пыли предусмотрены три ящика 7, снабженные ручками и уплотнением торцевой поверхности, с возможностью выдвижения и снятия. Среднее отделение Имеет выходное окно с фильтром для сбора пыли при пилении дерева, металла, керамической плитки.
Каркас модуля основания станка представляет собой корпус 8 из основания ДСП, торцевой стенки, четырех поперечных стенок. Верхняя и нижняя крышки жестко закреплены к каркасу клеем, штифтами и шурупами. Углы оклеены текстильной лентой. Крышка 5 состоит из металлической окантовки, На правой боковой стенке установлены: кнопка «включения» (закрытого типа) и кнопка 9 «отключения» (открытого типа). К нижней части модуля основания станка установлены Четыре опоры для жесткой фиксации рабочего стола.
Модуль рабочего стола станка 2 приведен на фиг. 3 и представляет собой плиту из ДСП или армированной керамики в базовой комплектации станка. Плита 10 имеет четыре опорных кронштейна 11, закрепленных винтами и гайками. В нижней части расположены отверстия для крепления к опорным площадкам, закрепленным на верхней крышке модуля основания станка. Для поворота плиты 10 два задних кронштейна 11 соединены двумя болтами с гайкой и шайбой, а два остальных кронштейна 11 - двумя осями. При переводе плиты 10 в вертикальное положение производим фиксацию ее в этом положении путем установки осей на фиксирующем кронштейне 11. Верхняя плоскость рабочего стола выполняет функцию перемещения деталей перпендикулярно плоскости пильных дисков. Для размерной привязки деталей в конструкции станка предусмотрен продольный паз 12 и продольная переставная направляющая планка 13. При пилении металла и керамики в конструкции станка предусмотрена ручная винтовая передача 14. Для защиты рабочего и Настройки пилы установлена верхняя защита 15.
Модуль шпинделя и привода станка 3 представлен на фиг. 4 и предназначен для крепления инструмента и привода вращения инструмента. Модуль состоит из опорной пластины 16, двух кронштейнов с клеммным зажимом 17, шпиндельного вала 18, подшипника 19 и прижимной гайки 20. Пильный диск 21 устанавливается точно под углом 90°±10' к плоскости плиты 10 за счет подбора подкладок 22 и фиксируется винтами 23 крепления клеммных опор 17.
Крепление третьего модуля производится по установочному пазу глубиной равной толщине опорной пластины и закрепляется винтами и гайками с шайбами.
Работа пильного станка осуществляется следующим образом. На станке выполняются работы по распиловке заготовок из древесных материалов (Дерево, ДСП, ДВП и др.) и пластика, металла, включая и цветные (листовой, круглый, уголки и профили), керамической плитки. Для каждого вида материала используется свой инструмент: для дерева дисковые пилы, для металла абразивные отрезные диски, для керамики алмазные круги. Процесс пиления производится по прямым линиям с базированием по направляющей планке 13, которая перемещается по продольному пазу рабочего стола станка. Подача материала типа древесины и пластика производится вручную с использованием толкателя, а металлических заготовок при помощи винтового механизма 14 с закреплением его на планке 13.
Для замены инструмента необходимо привести модуль рабочего стола станка 2 в вертикальное положение с обязательной фиксацией осей поворота стола 11. Ослабить крепление прижимной гайки 20 шпинделя и патрона привода. Затем ослабить клеммное соединение 17 на подшипнике 19 и вынуть шпиндель 18, снимая при этом прижимную гайку 20 и пильный диск 21. Установка нового инструмента выполняется в обратном порядке.
Точность установки нового инструмента в поперечном направлении и параллельное положение пильного диска относительно направляющей необходимо производить при установленном пильном диске. В этом случае нужно разжать клемму подшипника шпинделя и прижать диск к направляющей, после чего зажать клеммное соединение.
Работоспособность заявляемого изобретения обеспечивается проведенными лабораторными испытаниями. Испытания проводились с установленной электродрелью мощностью N=650 Вт и частотой вращения n=2900 об/мин, с ручной постоянной подачей. Принимался следующий пильный инструмент для пиления соответствующих материалов: пильный диск с твердосплавными напайками диаметром 190 мм, абразивный диск диаметром 180 мм и толщиной 2,5 мм, диск с алмазным напылением 140 мм и толщиной 1,6 мм. Материалом для испытания выбраны: доска сосновая толщиной 40 и плита ДСП толщиной 17 мм, труба из Ст3 квадратного сечения и размером стороны 25 мм и толщиной стенки 1,5 мм, уголок из Ст3 с высотой полки 40×40 мм и толщиной 4 мм, лист из Д16Т толщиной 4 мм и длиной 115 мм, пластина из стали 65Г толщиной 7 мм и длиной 55 мм, кафельная плитка толщиной 7 мм и длиной 96 мм. Время и скорость обработки различных материалов сведены в таблице.
Использование заявляемого изобретения позволяет расширить технологические возможности модульных пильных станков при пиления разных материалов, создать многофункциональные, мобильные и простые по конструкции пильные станки, нашедшие свое применение и спрос как в индивидуальном хозяйстве, так и в промышленности.