СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАЗОВ В ДЕРЕВЯННЫХ ДЕТАЛЯХ СРУБА Российский патент 1997 года по МПК B27C5/00 B27G13/14 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а именно, к оборудованию для изготовления деталей деревянных зданий, и может быть использовано для изготовления указанных деталей в условиях небольших лесопильных мастерских для получения продольных и поперечных пазов на деталях, предназначенных для сборки стен сруба из полубрусьев, бревен или бревен, обработанных на один кант.

В условиях индивидуального строительства получение продольного паза на деталях, предназначенных для сборки стен бревенчатого дома, является очень трудоемкой операцией.

Проблема может быть решена за счет применения высокопроизводительных промышленных установок. Известна установка для изготовления деревянных деталей сруба, содержащая станину с направляющими, устройства для зажима и центрирования заготовки, выполненные в виде передней неподвижной и задней подвижной бабок с центрами, каретку с узлами резания и привод. Узлы резания выполнены в виде установленных на каретке механизма формирования профиля (обточки) и механизма выборки продольного паза с цилиндрической пилой, а также смонтированных на поворотных рамках круглопильной и сверлильных головок для получения отверстий под нагели, механизмов для выборки поперечных пазов и отрезных пил. Каретка установлена на направляющих станины, смонтированных параллельно оси центров передней и задней бабок. Механизм формирования профиля выполнен в виде приводной обоймы с неподвижно установленными на ней резцами и люнетом. За механизмом формирования профиля по ходу обработки детали установлен механизм выборки продольного паза, который выполнен в виде вращающейся на опорах цилиндрической пилы. Круглопильная головка расположена за цилиндрической пилой. Приводы поворотных рам выполнены в виде кривошипных механизмов. Механизм выборки поперечных пазов выполнен с цилиндрической чашечной пилой. Привод подачи круглопильной пилы выполнен в виде копира с поводком и установленной на станине направляющей для взаимодействия с поводком.

Установка является прототипом изобретения по совокупности признаков. Эта установка позволяет за одну операцию получить из заготовок бревен разных диаметров детали одного диаметра с продольными и поперечными пазами и с отверстиями под нагели, готовые для сборки из них сруба.

Однако указанная установка сложна и дорога в изготовлении, что позволяет применять ее преимущественно в условиях специализированных промышленных предприятий. Кроме того, индивидуальный застройщик, имея бревна разного диаметра, из-за дороговизны древесины не может пойти на ее потери, связанные с переводом ее в стружку при изготовлении деталей одного стандартного диаметра; он вынужден использовать для кладки стен бревна разного диаметра. При этом возникает задача получения на этих бревнах одинаковых продольных и поперечных пазов, выполненных с достаточной точностью и с наименьшими затратами.

Указанная задача решается путем одновременной обработки сразу двух сопрягаемых бревен с помощью рабочего инструмента фрезы, совершающей, кроме рабочего вращения, сложное движение: возвратно-поступательное движение вверх-вниз, обеспечивающее получение необходимой ширины паза, создаваемое специальным приводом, и поперечное движение вправо-влево, траектория которого задается профилем копира и выбирается в зависимости от необходимой глубины паза и разности диаметров сопрягаемых бревен.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом станке для обработки пазов в деревянных деталях сруба, содержащем станину с продольными направляющими, на которых смонтирована каретка с узлом резания, копиром и приводом рабочего инструмента и механизмы для зажима заготовок, рабочий инструмент выполнен в виде фрезы, а в верхней части каретки смонтирована рама, связанная с ней посредством вертикальных и поперечных направляющих, при этом узел резания установлен на раме и снабжен дополнительным приводом возвратно-поступательного движения корпуса привода фрезы в направлении, перпендикулярном продольной оси станка, кроме того, корпус привода фрезы связан с копиром, выполненным с профилем, соответствующим профилю продольного паза детали.

Станок может содержать механизм изменения кривизны копира.

На фиг. 1 дано схематическое изображение станка (вид сверху); на фиг. 2
схема расположения механизмов (вид с торца станка); на фиг. 3 фрагмент стены сруба; на фиг. 4 вариант выполнения копиров регулируемой кривизны.

Станок состоит из станины 1, направляющих 2, параллельных продольной оси станка, каретки 3, выполненной с возможностью продольного перемещения по направляющим 2, с установленным на ней узлом резания.

Станина 1 состоит из расположенных по ее концам труб 4, соединенных балками 5. Она может быть выполнена в виде разнесенных по длине тумб, установленных на фундаментах.

Направляющие 2 выполнены в виде рельсов, которые либо конструктивно связаны со станиной 1, либо укладываются на полу помещения.

Каретка 3 представляет собой коробчатую конструкцию, в нижней части которой установлены колеса 6, опирающиеся на направляющие 2. Продольное перемещение каретки по направляющим 2 осуществляется вручную либо с помощью привода, не показанного на чертеже.

Узел резания установлен в верхней части каретки 3 на раме 7. Рама 7 вместе с узлом резания имеет возможность перемещения по вертикальным направляющим 8 каретки 3 от ручного привода 9 с рукояткой 10. Узел резания имеет также возможность перемещения по поперечным направляющим 11, установленным на раме 7 каретки 3, от ручного привода 12 с рукояткой 13.

Узел резания включает в себя электродвигатель 14, на валу которого установлен кривошип 15 кривошипно-шатунного механизма, и привод вращения фрезы, в корпусе 16 которого смонтирован электродвигатель. На валу этого электродвигателя расположен шпиндель 17 с установленной в нем деревообрабатывающей фрезой 18. Привод вращения фрезы, расположенный в корпусе 16, является основным, а привод, обеспечивающий возвратно-поступательное движение корпуса 16 в направлении, перпендикулярном продольной оси станка, является дополнительным.

В верхней своей части корпус 16 основного привода фрезы шарнирно соединен с шатуном 19. На корпусе 16 смонтированы ролики 20, взаимодействующие с копирами 21, установленными на каретке 3. Ролики 20 постоянно прижаты к рабочим поверхностям копиров 21 под действием груза 22 или иного механизма, например, пружинного. Каждый из копиров 21 для повышения точности обработки продольного паза 23 может быть выполнен из двух частей 24 и 25 (фиг. 4), каждая из которых шарнирно соединена с тягами 26, связанными с механизмом 27 изменения кривизны копира, приводимым в действие от рукоятки 28.

Таким образом, фреза 18 получает возможность сложного движения, складывающегося из возвратно-поступательного движения вверх-вниз, создаваемого кривошипно-шатунным механизмом, и поперечного движения вправо-влево, создаваемого при обкатывании роликов 20 по копирам 21 (или 24, 25). Параметры кривошипно-шатунного механизма и форма копиров рассчитываются исходя из условия получения в обрабатываемом бревне 24 паза 23 радиусом R, глубиной h и шириной b,где R радиус бревна, находящегося в срубе над обрабатываемым бревном 24, b постоянная величина, зависящая от требуемой в данной климатической зоне теплопроводности стены.

Для обеспечения движения привода фрезы вверх-вниз может применяться не кривошипно-шатунный, а иной механизм, например, гидравлический цилиндр, шток которого шарнирно соединен с корпусом 16 привода.

На тумбах 4 установлены болты 26 с поворотными прижимами 27 и гайками 28 для закрепления заготовок с помощью подкладок 29.

Длина направляющих 2 выбирается исходя из длины обрабатываемых бревен.

Станок позволяет получить в заготовке и поперечные пазы 30 на концах бревен. При этом диаметр фрезы 18 должен быть равен диаметру самого тонкого из используемых бревен.

В комплект станка входит набор технологических подкладок 32 разной толщины для установки заготовок по высоте.

Работа на станке в случае, когда в качестве заготовок используются обработанные на один кант бревна, осуществляется следующим образом.

В исходном положении каретка 3 находится в одном из крайних положений.

Подбирается пара бревен, которые в стене сруба будут соседними, например, из данной пары бревно 25 будет в стене нижним, а бревно 24 верхним.

На тумбы 4 кантом вниз укладывается бревно 25 комлем вперед и выставляется так, чтобы его образующая была параллельна направляющим 2; в таком положении оно закрепляется прижимами 27. Затем кладется бревно 24 комлем назад и выставляется так, чтобы расстояние между бревнами было равно диаметру фрезы 18 за вычетом желаемой глубины h продольного паза 23. Бревно 24 фиксируется в таком положении прижимами 27. Осевая линия I-I обоих бревен должна быть на одной высоте, что достигается установкой подкладки 32.

После установки бревен кривошипно-шатунный механизм приводится в одной из крайних положений. Затем рукояткой 10 режущий узел перемещается по направляющей 8 каретки 3, и фреза 18 совмещается по высоте с заранее размеченным местом на бревне 24, где продольный паз 23 должен выходить на поверхность этого бревна. Включаются электродвигатель 14 и электродвигатель, вращающий фрезу 18, и производится продольное перемещение каретки 3. За счет сложного движения фрезы 18 происходит выборка продольного паза 23 в бревне 24 и профилирование части наружной поверхности бревна 25, сопрягающейся при сборке с продольным пазом 23 бревна 24. Размеры паза 23 в процессе обработки контролируются и при необходимости могут корректироваться, например, при обработке бревен, имеющих кривизну, поперечным перемещением каретки 3 рукояткой 13.

После обработки продольного паза 23 обрабатывается поперечный угловой паз 30. Каретка 3 перемещается так, чтобы фреза 18 располагалась на месте этого паза. Узел резания вращением рукоятки 13 отводится по направляющим 11 на величину, определяемую размерами сопрягаемого поперечного бревна. Когда фреза 18 окажется в нужном месте, включается приводящий ее во вращение двигатель. Вращением рукоятки 10 опускается рама 7 с узлом резания по направляющим 8 на величину, равную глубине паза 30. Бревно 24 снимается со станка; бревно 25 перемещается на место бревна 24, а на место бревна 25 подается бревно 31, в котором и выполняется продольный паз аналогично описанному выше. Таким образом обрабатываются все бревна, образующие данную стену сруба. После этого переходят к обработке бревен одной из поперечных стен. Процесс повторяется, пока не будут обработаны все бревна сруба, после чего они подаются на сборку.

Перед обработкой бревна должны быть промаркированы, чтобы обеспечить нужный порядок их укладки в стены сруба.

Использование: в деревообрабатывающей промышленности, для получения продольного и поперечных пазов в круглых бревнах, полубрусьях или бревнах. Сущность изобретения: станок содержит станину с продольными направляющими 2, каретку 3 с узлом резания, включающим рабочий инструмент - деревообрабатывающую фрезу 4 с приводом. Каретка 3 имеет возможность продольного перемещения по направляющим 2 при помощи колес 6. Узел резания выполнен с возможностью поперечного перемещения по направляющим 7 каретки 3 от привода, а также вертикального перемещения по направляющим 9 от привода 10. Узел резания снабжен дополнительным приводом 11 возвратно-поступательного движения рабочего инструмента 4 в плоскости, перпендикулярной оси станка. Рабочий инструмент 4 кинематически связан с копиром 12, профиль которого соответствует форме обрабатываемого продольного паза 13. При одновременной обработке двух сопрягаемых бревен 14 и 15 фреза 4, кроме рабочего вращения, совершает сложное движение, складывающееся из возвратно-поступательного движения, обеспечивающего получение необходимой ширины продольного паза, и поперечного движения, траектория которого задается профилем копира 12, выбираемым из условия получения необходимой глубины продольного паза и учета разности диаметров сопрягаемых бревен. Станок может содержать механизм изменения кривизны копира. Станок позволяет получать и поперечные пазы на концах бревен. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Станок для обработки пазов в деревянных деталях сруба, содержащий станину с продольными направляющими, на которых смонтирована каретка с узлом резания и механизмы для зажима заготовок, копир и привод рабочего инструмента, отличающийся тем, что рабочий инструмент выполнен в виде фрезы, а в верхней части каретки смонтирована рама, связанная с ней посредством вертикальных и поперечных направляющих, при этом узел резания установлен на раме и снабжен дополнительным приводом возвратно-поступательного движения корпуса привода фрезы в направлении, перпендикулярном продольной оси станка, кроме того, корпус привода фрезы связан с копиром, выполненным с профилем, соответствующим профилю продольного паза детали. 2. Станок по п.1, отличающийся тем, что он содержит механизм изменения кривизны копира.