УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК

Полезная модель предназначена для обработки и изготовления по заданной программе изделий, имеющих сложную пространственную форму, и может быть использована как в деревообрабатывающих, так и в металлообрабатывающих производствах для обработки изделий из дерева и легких сплавов.
Известен деревообрабатывающий станок, содержащий станину с двумя направляющими, каретку с возможностью продольного перемещения, на которой установлена инструментальная головка с приводом, стол для обрабатываемой детали с устройством для ее закрепления, при этом каретка с одной стороны снабжена двумя роликами с коническими канавками, а с другой стороны - цилиндрическим роликом, направляющие расположены с обеих сторон обрабатываемой детали, одна из направляющих выполнена в виде уголка, жестко закрепленного горизонтальной плоскостью на станине, вертикальная полка которого выполнена в виде упора, взаимодействующего с коническими канавками роликов, при этом каретка выполнена с возможностью перемещения на всю длину обрабатываемой детали, стол выполнен с поперечными пазами, в которых закреплены средства крепления обрабатываемой детали (см. патент РФ №2040390, 6 МПК В27С 9/04, «Деревообрабатывающий станок», дата публикации 1995.07.25).
Известный деревообрабатывающий станок достаточно прост по конструктивному исполнению, однако, в связи с тем, что каретка и инструментальная головка установлены только с возможностью продольного перемещения, функциональные возможности его ограничены.
Кроме того, наличие у каретки с одной стороны цилиндрического ролика, не имеющего ограничителя поперечного смещения, а с другой стороны роликов с коническими канавками, взаимодействующими с выступом направляющей, не исключает поперечных нагрузок на конические канавки роликов и выступ направляющей. При значительной металлоемкости каретки и неравномерности ручного ее перемещения эти усилия могут быть значительными, что приведет к износу конических канавок и выступа, имеющих практически точечную поверхность контакта между собой, а следовательно, к необходимости их замены.
Наиболее близким по существенным признакам и назначению является универсальный деревообрабатывающий токарно-фрезерный станок, содержащий станину с расположенным на ней механизмом крепления обрабатываемой детали, а также расположенные на продольных направляющих станины две каретки, одна из которых
имеет механизм пространственного позиционирования и привод управления режущего инструмента, а другая пиноль, станок снабжен блоком управления, станина выполнена в виде замкнутой полой рамы, а продольные направляющие - в виде параллельных стальных стержней с механизмом натяжения, которые расположены внутри рамы, каретки смонтированы с возможностью перемещения их по противоположным сторонам поверхностей стержней, причем на первой каретке установлена каретка поперечного движения, несущая связанный с индивидуальным приводом режущий агрегат с фрезой, который имеет четыре степени свободы, при этом приводы перемещения детали, продольной и поперечной кареток и режущего агрегата связаны с блоком управления (см. патент РФ №2109625, В27С 9/00 «Универсальный деревообрабатывающий токарно-фрезерный станок», опубликованный 27.04.1998 г.).
По сравнению с вышеуказанным аналогом известный станок является более производительным и универсальным.
Однако продольные направляющие, выполненные в виде параллельных стержней (струн), могут прогибаться под действием большой нагрузки в виде каретки продольного перемещения с установленной на ней кареткой поперечного перемещения, несущей режущий агрегат, два двигателя, радиально-упорный подшипник большого диаметра и другие металлоемкие детали. Прогиб в вертикальной плоскости продольных направляющих вызывает смещение вниз каретки и режущего инструмента, что снижает точность обработки деталей.
Кроме того, вследствие вибрационных нагрузок натяжение стержней изменяется, что требует постоянного контроля и необходимости повторного их натяжения.
В случае износа направляющих от взаимодействия с верхними и нижними роликами их необходимо заменить новыми, для чего потребуется демонтаж каретки, установка новых стержней, регулировка их натяжения.
Технический результат полезной модели направлен на упрощение станка, снижение его стоимости, повышение удобства и точности обработки изделий, повышение жесткости и срока службы направляющих.
Указанный технический результат достигается тем, что в универсальном деревообрабатывающем фрезерном станке, содержащем станину, выполненную в виде рамы, продольные направляющие, установленные на станине, каретку продольного перемещения с приводом и расположенными на ней поперечными направляющими, каретку поперечного перемещения, несущую связанный с индивидуальным приводом режущий узел с фрезой, а также блок управления, связанный с приводом управления режущим инструментом, приводами продольного и поперечного перемещения кареток,
согласно полезной модели, каретка продольного перемещения выполнена в виде портала, продольные направляющие выполнены в виде профильной трубы квадратного сечения, установленной на ребро с возможностью осевого поворота, поперечные направляющие выполнены в виде двух соединенных между собой по ребру профильных труб квадратного сечения, каретки продольного и поперечного перемещения снабжены взаимодействующими с направляющими подшипниковыми блоками, оси которых расположены перпендикулярно друг другу и параллельно рабочим поверхностям направляющих, привод каретки продольного перемещения выполнен в виде двигателя и двух ременно-реечных передач, расположенных с разных сторон портала и соединенных между собой передаточным валом, один конец которого соединен с двигателем.
Выполнение продольных направляющих в виде профильной трубы квадратного сечения повышает жесткость направляющих, следовательно, и точность обработки деталей, а также упрощает станок за счет замены цепной передачи продольного перемещения каретки.
Выполнение продольных направляющих в виде профильной трубы квадратного сечения, установленной на ребро, позволяет, до 4-х раз повысить срок службы направляющих путем их осевого поворота на 90° относительно изношенной поверхности. При этом изношенные поверхности будут повернуты в сторону или вниз, а рабочие поверхности направляющих будут новыми.
Выполнение поперечных направляющих в виде двух соединенных между собой по ребру профильных труб квадратного сечения увеличивает жесткость поперечных направляющих, что уменьшает их вибрацию при работе станка.
Выполнение каретки продольного перемещения в виде портала, на опорных стойках которого установлены подшипниковые блоки, взаимодействующие с продольными направляющими, позволяет упростить сборку станка и быстро освободить продольные направляющие при необходимости их поворота для замены рабочей поверхности.
Расположение осей подшипниковых блоков перпендикулярно друг другу и параллельно рабочим поверхностям направляющих позволяет увеличить поверхность контакта подшипниковых блоков с направляющими, что снижает удельную нагрузку на направляющие и увеличивает срок их службы.
Выполнение привода продольного перемещения каретки в виде двигателя и двух ременно-реечных передач, расположенных с разных сторон портала каретки продольного перемещения и соединенных между собой передаточным валом, один конец которого соединен с двигателем, позволяет синхронизировать перемещение по направляющим
подшипниковых блоков, расположенных в опорных частях портала, что увеличивает точность обработки деталей.
Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков полезной модели, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «новизна».
Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере конкретного выполнения универсального деревообрабатывающего фрезерного станка.
На фиг.1 показан общий вид универсального деревообрабатывающего фрезерного станка.
На фиг.2 показано расположение подшипниковых блоков на направляющих, сечение А-А фиг.1
На фиг.3 показан вид слева на фиг.1.
Универсальный деревообрабатывающий фрезерный станок содержит станину 1, выполненную в виде рамы, продольные направляющие 2, установленные на станине 1, каретку продольного перемещения 3 с расположенными на ней поперечными направляющими 4, каретку поперечного перемещения 5, установленную на поперечных направляющих 4 и несущую режущий узел 6, связанной с индивидуальным приводом 7, привод 8 каретки продольного перемещения 3, привод 9 каретки поперечного перемещения 5, а также блок управления (не показан), связанный с приводами 7, 8 и 9. Продольные направляющие 2 выполнены в виде профильной трубы квадратного сечения, установленной на ребро с возможностью осевого поворота. Поперечные направляющие 4 выполнены в виде двух соединенных между собой по ребру профильных труб квадратного сечения. Каретка продольного перемещения 3 и каретка поперечного перемещения 5 содержат подшипниковые блоки 10, взаимодействующие соответственно с продольными 2 и поперечными 4 направляющими. Каретка продольного перемещения 3 выполнена в виде портала, на опорных стойках 11 которого установлены подшипниковые блоки 10. Привод 8 каретки продольного перемещения 3 выполнен в виде электродвигателя (не показан) и двух ременно-реечных передач 12, расположенных с разных сторон портала каретки продольного перемещения 3 и соединенных между собой передаточным валом 13, один конец которого соединен с двигателем. Продольные направляющие 2 крепятся к стойкам 14 основания 1 при помощи пластин 15, жестко соединенных с направляющими 2, и болтов 16.
Каждый из электроприводов 7, 8 и 9 представляет собой следящую систему, угол поворота выходного вала которой соответствует цифровому коду, поступающему с блока
управления ЭВМ (не показан), который содержит вычислительное устройство и устройство сопряжения с входом следящих систем.
Универсальный фрезерный станок работает следующим образом. Заготовку закрепляют на рабочем столе основания 1. Затем включают блок управления, который по заранее составленной программе вырабатывает последовательность кодов, которые управляют движением электроприводов, 7, 8 и 9, обеспечивая требуемую траекторию движения в пространстве режущего инструмента относительно заготовки обрабатываемой детали.
Коды могут быть записаны в оперативное или запоминающее устройство ЭВМ контроллера, а также иной носитель цифровой информации
Взаимное расположение режущего инструмента и обрабатываемой детали относительно друг друга обеспечивает (3) степени свободы (X, Y, Z). Такая конструкция станка позволяет обрабатывать детали самых разнообразных форм и фасонов.
В случае износа рабочей поверхности направляющих 2 ослабляют болты 16, поворачивают направляющую 2 на 90° от изношенной поверхности. Закрепление направляющей 2 производят в обратном порядке.