МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЙ КОПИРОВАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК Российский патент 1994 года по МПК B23C1/16 B27C5/00 

Изобретение относится к фрезерным станкам и может найти применение в деревообрабатывающей промышленности для выполнения на деревянных заготовках сложных многообразных по глубине и форме лекальных пазов и узоров, а также для нарезания узоров на стекле, хрустале, поделочных камнях, металле, пластмассе при изготовлении художественных изделий.

Известен копировально-фрезерный станок, выбранный в качестве прототипа и содержащий станину, привод с редуктором, рабочий стол с узлами крепления заготовки, горизонтальную и вертикальную копирные линейки с обкатывающими роликами, каретку со шпинделем и инструментом и узлы силового прижима обкатывающих роликов к копирным линейкам.

Данный станок сложен по конструкции и обладает низкой производительностью, так как с его помощью можно производить обработку изделий сначала в одной плоскости, например в горизонтальной, а затем - в другой, например в вертикальной, причем при переходе на другую плоскость фрезерования станок необходимо переналаживать. В направляющих при движении каретки обязательно присутствуют зазоры, что снижает точность изготовления узоров, особенно на обратных ходах каретки.

Многошпиндельный копировально-фрезерный станок согласно изобретению обладает высокой производительностью за счет того, что обеспечивает обработку изделий сразу в двух плоскостях - в горизонтальной и вертикальной одновременно. Точность изготовления узоров и на прямом и на обратном ходу более высокая, так как зазоры в соединениях исключены. Станок обладает более широкими технологическими возможностями в связи с тем, что копирные линейки могут устанавливаться в разнообразных сочетаниях положений относительно друг друга.

Получение указанных технических результатов обеспечивается за счет того, что станок снабжен тремя парами плоскопараллельных пружинных пластин, одни концы которых соединены между собой через цапфу, другие концы одной из пар пластин прикреплены к каретке, а концы двух других пар - к станине с обеих продольных сторон рабочего стола, причем копирные линейки установлены на рабочем столе параллельно заготовке по обе ее стороны.

На фиг.1 показан предлагаемый станок, продольный разрез; на фиг.2 - то же, план; на фиг.3 - то же, вид слева; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3.

Многошпиндельный копировально-фрезерный станок содержит станину 1, на которой установлены реверсивный привод 2 и редуктор 3. На выходном валу 4 редуктора 3 закреплена приводная шестерня 5, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 6, прикрепленной снизу рабочего стола 7. Последний вдвинут в станину 1 между рядами вертикальных 8 и горизонтальных 9 ограничивающих роликов. На рабочем столе 7 с помощью узлов 10 крепления закреплена заготовка 11. На продольных краях стола 7 параллельно заготовке 11 жестко закреплены горизонтальная 12 и вертикальная 13 копирные линейки. На станине 1 с обеих продольных сторон рабочего стола 7 закреплены концы двух пар плоскопараллельных пружинных пластин 14, другие концы которых прикреплены к цапфе 15, на которой, в свою очередь, закреплены концы третьей пары плоскопараллельных пружинных пластин 16. Другие концы пластин 16 прикреплены к каретке 17, на которой установлены шпиндели 18 с инструментом 19. На каретке 17 выполнены посадочные места в виде отверстий 20 для установки других дополнительных шпинделей.

На каретке 17 установлены кронштейны 21 и 22 с обкатывающими роликами 23. Кронштейн 21 с роликом 23 упирается в линейку 12, а кронштейн 22 с роликом 23 - в линейку 13. Цапфа 15 связана со станиной 1 вертикальным узлом 24 силового прижима обкатывающего ролика 23 к вертикальной копирной линейке 13. Каретка 17 связана со станиной 1 узлом 25 силового прижима обкатывающего ролика 23 к горизонтальной копирной линейке 12. Обкатывающие ролики 23 выполнены в виде сфер. На станине 1 установлены концевые переключатели.

Многошпиндельный копировально-фрезерный станок работает следующим образом.

На рабочий стол 7, находящийся в одном из крайних положений, с помощью узлов 10 крепления закрепляется заготовка 11. На продольных краях стола 7 параллельно заготовке 11 жестко закрепляются копирные линейки 12 и 13. При этом ролики 23 вводятся в контакт с копирными линейками 12 и 13. Станок готов к работе.

Включаются шпиндели 18 и инструменты 19 получают вращение. Затем включается привод 2, который вращает через редуктор 3 приводную шестерню 5. Последняя передвигает рабочий стол 7 за зубчатую рейку 6. Инструменты 19 входят в соприкосновение с заготовкой 11 и вырабатывают на ней пазы, траектория и глубина которых соответствует копирным линейкам 12 и 13, которые, продвигаясь вместе со столом 7, передвигают обкатывающие ролики 23 вместе с кронштейнами 21 и 22. Так как кронштейны 21 и 22 жестко соединены с кареткой 17, она также перемещается в вертикальной и горизонтальной плоскостях благодаря тому, что она подвешена на паре плоскопараллельных пружинных пластин 16 к цапфе 15, которая, в свою очередь, подвешена на двух парах пружинных пластин 14.

Плоскопараллельные пружинные пластины 14 и 16 обеспечивают перемещение каретки 17 в вертикальной и горизонтальной плоскостях строго параллельно самой себе, благодаря чему угол между инструментом 19 и заготовкой 11 сохраняется постоянным, в силу чего обеспечивается перемещение инструмента 19 эквидистантно горизонтальной 12 и вертикальной 13 копирным линейкам. Благодаря тому, что обкатывающие ролики 23 выполнены в виде сферы, они имеют возможность прокатываться по рабочей поверхности каждой из копирных линеек 12 и 13 одновременно и в вертикальной и в горизонтальной плоскостях без заедания.

После обработки заготовки 11 в конце рабочего хода стола 7 его движение отключается концевым выключателем. В этом положении стола 7 обработанная заготовка снимается и закрепляется новая заготовка. Включается движение стола 7 в обратном направлении и цикл обработки повторяется в обратном направлении.

Станок может выполнять разнообразные узоры, форма которых задается формой копирных линеек 12 и 13. При этом форма узоров определяется не только формой их рабочих поверхностей, но и их взаимным расположением на рабочем столе 7, а также сочетанием различных пар линеек, чем обеспечивается большое разнообразие узоров. Кроме того, узор может быть усложнен путем перестановки обработанной заготовки 11 в зеркальное положение на рабочем столе 7, а также путем простого передвижения заготовки 11 после ее обработки вдоль рабочего стола 7 на определенную долю шага узора или поперек стола 7 на определенную величину. Разнообразие узоров обеспечивается, кроме того, за счет установки на каретку 17 различного количества шпинделей 18 и использования инструмента 19 различного профиля.

Для нормального функционирования станка ширина копирных линеек 12 и 13 должна быть несколько больше максимальной высоты их профиля.

При замене режущего инструмента 19 на шлифовальные головки соответствующего профиля на станке возможно выполнение сложных узоров на стекле, хрустале, например выполнение алмазной грани на зеркалах или витринных стеклах. Возможно проведение камнерезных работ на поделочных камнях. Станок позволяет выполнять сложную орнаментальную резьбу-насечку на металлических или пластмассовых изделиях. Кроме того, возможно изготовление высококачественных оптических зеркал при использовании в качестве вертикальной копирной линейки 13 отрезка оптического зеркала.

На станке возможно изготовление прямолинейных деревянных изделий фигурного сечения, например плинтусов, карнизов, деталей оконных рам, багетов и пр.

Возможна профильная резка материала небольшой толщины как на прямолинейные, так и на криволинейные изделия, например те же копирные линейки.

Учитывая небольшие силы, действующие на копирные линейки, последние можно изготавливать из обычных пород древесины без применения сложного оборудования.

Использование: деревообрабатывающая промышленность, обработка пазов и узоров. Сущность изобретения: станок содержит стол 7, на котором при помощи узлов 10 крепления закрепляют заготовку 11. На продольных краях стола параллельно заготовке закреплены копирные линейки 12 и 13 для вертикального и горизонтального перемещений каретки 17 с шпинделями. На станине с обеих сторон рабочего стола закреплены концы двух пар плоскопараллельных пружин пластин 14, другие концы которых прикреплены к цапфе 15. На цапфе 15 закреплены концы третьей пары плоскопараллельных пружинных пластин 16. Другие концы пластин 16 соединены с кареткой 17. 4 ил.

МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЙ КОПИРОВАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК, включающий станину, размещенные на ней привод с редуктором, рабочий стол с узлами крепления заготовки, копирные линейки для вертикального и горизонтального относительного перемещения стола и каретки со шпинделями, ролики, предназначенные для взаимодействия с линейками, узлы силового прижима роликов к линейкам, отличающийся тем, что станок снабжен установленной на станине цапфой с тремя парами плоскопараллельных пружинных пластин, одни концы которых закреплены на цапфе, а другие концы одной из пар жестко соединены с кареткой, а двух других - со станиной, при этом последние пары лент размещены по обе стороны стола, а копирные линейки расположены на столе параллельно продольной оси узлов для крепления заготовки по обе стороны последних.