УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШПУНТОВАНИЯ МАТЕРИАЛА Российский патент 1997 года по МПК B27F1/10 

Изобретение относится к деревообратывающей промышленности, в частности, для производства шпунтованных досок в непроизводственных условиях.

Известен станок для нарезания сопрягающихся шипов-пазов одновременно на двух совмещенных деталях с ориентацией двухшпиндельного режущего инструмента по уже нарезанным пазам при помощи вращающегося диска с винтообразными направляющими кромками, которыми он, зацепляясь за пазы, шагами перемещает обрабатываемые детали относительно режущего инструмента (см. например, авторское свидетельство СССР N 738878, кл. B 27 F 1/00, 1978.

Основными его недостатками являются:
необходимость обработки сразу двух сопрягаемых деталей,
невозможность обеспечения точного расположения выступов и впадин из-за набегания погрешности, т. к. ориентация режущего инструмента производится по ранее нарезанной впадине,
расположение шипов и пазов поперек кромок сопрягаемых деталей, которое не обеспечивает без склеивания этих деталей совмещение их и фиксацию по единой лицевой плоскости.

сложность и массивность станка, необходимость перемещения материала относительно станка эти качества исключает возможность создания ручного устройства на предложенном принципе.

стационарно уставленный электропривод не позволяет использовать его в других целях, что снижает коэффициент использования электропривода.

Наиболее близким к заявленному шпунтовочному устройству является устройство для шпунтования материала, содержащее электропривод и режущий инструмент, размещенные на станине (см. например, патент Франции N 2256807, кл. B 27 F 1/10, 9/00, 1974).

Основными его недостатками являются:
необходимость переналадки режущего инструмента (перестановка фрез на оправке) при нарезании шипов или пазов,
отсутствие базового упора, не позволяющее обеспечить совмещение сопрягаемого шпунтованного материала по лицевым поверхностям,
нежесткость режущего инструмента, состоящего из нескольких фрез, закрепленных на относительно тонкой консольной оправке, что приводит к неточному изготовлению профиля,
сложность, массивность составного режущего инструмента, исключающие возможность создания ручного шпунтовочного устройства,
стационарно установленный электропривод, не позволяющий использовать его в других целях, что снижает коэффициент использования электропривода.

Целью изобретения является создание компактного ручного устройства для шпунтования в непроизводственных условиях длинномерного материала (досок) различной толщины с обеспечением их последующего сопряжения по шпунтам и совмещения лицевых поверхностей в одной плоскости без смены и переналадки режущего инструмента.

Для достижения этой цели в устройстве для шпунтования материала, включающем станину и размещенные на ней электропривод и режущий инструмент, электропривод выполнен съемным, а режущий инструмент выполнен в виде фрезы, устройство снабжено закрепленными на станине полозом и прижимными элементами, причем последний выполнен в виде рукоятки, роликов и траверс с осями, при этом одна из траверс соединена с рукояткой, ролики смонтированы на другой траверсе и между собой траверсы соединены посредством тяг: полоз имеет П-образное сечение и его внутренние стороны выполнены с возможностью движения фрезы относительно поверхности материала, режущий профиль фрезы имеет чередующиеся выступы и впадины, которые относительно вертикальной оси симметрии фрезы расположены зеркально-противоположно, т.е. так, что выступу по одну сторону оси симметрии соответствует такая же по величине и форме впадина по другую сторону оси симметрии.

Другим способом зеркально-противоположный профиль инструмента может быть задан зависимостями: Y= f(x) при X 0 + ∞ и Y -f[X] при X 0 - ∞ ось ординат которых является вертикальной осью симметрии зеркально-противоположного профиля.

Таким образом, предлагаемое устройство для шпунтования материала соответствует критерию изобретения "новизна".

В связи с тем, что автором не известны решения, направленные на применение одной неразъемной фрезы без переналадки станка для нарезания совмещаемых шпунтов, применение двух без обработки с использованием прижимного устройства, обеспечивающих совмещение лицевых поверхностей обрабатываемого материала различной толщины, использование шпунтовочных фрез в ручном компактном устройстве и повышение коэффициента использования его частей путем и с помощью предложенных средств, соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства для шпунтования длинномерного материала; на фиг. 2 показан вид сверху на шпунтовочное устройство; на фиг. 3 представлен график закономерности образования профиля единой фрезы, обеспечивающей сопряжение шпунтованного материала различной толщины при совмещении лицевых поверхностей; на фиг. 4 даны примеры сопряжения шпунтованного материала с совмещением лицевых поверхностей: а) нерегулярного профиля; б) регулярного профиля.

Устройство для шпунтования материала (фиг. 1 и 2) состоит из станины 1 и установленных на ней шпинделей 2 с фрезой 3, привода 4, устройства для установки электропривода 5, электропривода (ручной сверлильной машины) 6, полоза 7 с базовыми поверхностями I и II и прижимного устройства, состоящего из рукоятки 8 с траверзой 9, имеющей возможность поворачиваться на вертикальной оси 10, роликов 11, установленных на траверзе 12, скрепленной с траверзой 13 и имеющей возможность поворачиваться вокруг вертикальной оси 14.

Траверзы 9 и 13 шарнирно соединены тягами 15.2 Указанное устройство работает следующим образом (см. фиг. 2).

Вращение от электропривода 6 передается через передачу 4 на шпиндель 2 с установленной на нем фрезой 3.

Устройство устанавливается полозом на обрабатываемый материал и рукояткой 8 прижимается базой I или II к лицевой стороне обрабатываемого материала силой P1 или P2 от руки оператора.

При этом рукоятка 8, поворачивается вокруг оси и, посредством траверз 9 и 13, соединенных тягами 15, поворачивает траверзу 12 с роликами 11, прижимая роликом материал к соответствующей базе силой P1 или P2.

Таким образом, шпунтовочное устройство оказывается прижатым к лицевой стороне материала одной из своих базовых поверхностей двумя горизонтальными силами, расположенными по концам полоза, это исключает "влияние" инструмента относительно материала и обеспечивает точное движение фрезы параллельно кромке лицевой поверхности материала. К обрабатываемой поверхности сверху устройство прижимается силой собственного веса.

При обработке материала, например, досок, каждая шпунтируемая доска для обеспечения последующего сопряжения по шпунтам с совмещением лицевых сторон должна обрабатываться с использованием обеих без устройства, т.е. при направлении движения инструмента с одного и того же торца доски.

Для обеспечения условия сопряжения разнотолщинных досок по шпунтам с совмещением их лицевых поверхностей в одной плоскости при обработке единой фрезой, режущей профиль этой фрезы должен быть выполнен по зависимости y f(x) при x 0. + ∞ и y -f[x] при x 0. - ∞ ось ординат которых проходит через тело фрезы.

На фиг. 3 изображен график закономерности образования режущего профиля единой фрезы, обеспечивающей сопряжение шунтованного разнотолщинного материала с совмещением лицевых поверхностей.

Начало координат (ось ординат) расположено в центральной части режущего профиля фрезы. Положительная (y f(x) при x 0. + ∞ ) и отрицательная (y= -f[x] при x 0. - ∞ ветви закономерности, в пределах ограничения их длины B₁ и B₂ базами I и II, выполнены на режущем профиле фрезы.

Практически это означает, что одна часть режущего профиля фрезы (расположенная по одну сторону оси ординат) может быть выполнена по произвольному закону y (X), а другая его часть л(расположенная по другую сторону оси ординат) образуется поворотом профиля первой части на 180^o вокруг начала координат в плоскости чертежа, а именно, выступу произвольной формы, расположенному по одну сторону оси ординат будет соответствовать такой же формы впадина по другую сторону оси ординат, т.е. будет обеспечен принцип зеркально-противоположной симметрии профиля с вертикальной осью симметрии по оси ординат.

Базы I и II, ограничивающие положение лицевых поверхностей обрабатываемого материала относительно фрезы, например, материала A и материала B (см. фиг. 3), должны располагаться на одинаковом расстоянии от оси ординат, т.е. B₁= B₂. При этом условии, при сопряжении шпунтов материала A с материалом B (см. фиг. 4) их лицевые поверхности совпадут, вне зависимости от различия в толщине этих материалов (δ_A=δ_Б)
На фиг. 3 и 4,а для обобщенности примера представлен произвольный нерегулярный профиль шпунта.

На практике целесообразнее и удобнее применять регулярный профиль (см. фиг. 4,б) с шагом, например, кратным стандартным толщинам выпускаемого материала. В этом случае единая фреза позволит не только обрабатывать доски всех стандартных толщин, но и избежать сколов шпунта от выхода профиля шпунта под острым углом и тыльной поверхности досок.

Преимуществом заявленного устройства для шпунтования материала по сравнению с устройством, принятым в качестве прототипа, является:
возможность обработки длинномерного материала компактным ручным инструментом,
возможность обработки совмещенных профилей одной фрезой без переналадки режущего инструмента,
возможность обработки материала различной толщины с обеспечением совмещения их лицевых поверхностей в одной плоскости,
возможность использования съемного электропривода, выполненного, например, в виде ручной электрической сверлильной машины (при котором устройство для шпунтования материала является приставкой к сверлильной машине) для других целей и по прямому назначению, что увеличивает коэффициент использования электропривода.

Устройство для шпунтования материала, используемое в производстве строительных материалов, которое благодаря применению съемного электропривода в виде ручной электрической сверлильной машины, единой фрезы со специальным режущим профилем, двух базовых поверхностей и прижимного устройства для ориентации и фиксации материала относительно фрезы, позволяет производить шпунтование длинномерного материала различной толщины (например, досок) ручным инструментом в непроизводственных условиях без переналадки инструмента с обеспечением сопряжения шпунтов, с одновременным совмещением лицевых поверхностей досок в одной плоскости, а также увеличить коэффициент использования электропривода. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для шпунтования материалов, включающее станину и размещенные на ней электропривод и режущий инструмент, отличающееся тем, что электропривод выполнен съемным, а режущий инструмент выполнен в виде фрезы, устройство снабжено закрепленными на станине полозом и прижимным элементом, причем последний выполнен в виде рукоятки, роликов и траверс с осями, при этом одна из траверс соединена с рукояткой, ролики смонтированы на другой траверсе и между собой траверсы соединены посредством тяг, полоз имеет П-образное сечение и его внутренние стороны выполнены с возможностью движения фрезы относительно поверхности материала, режущий профиль фрезы имеет чередующиеся выступы и впадины, которые относительно вертикальной оси симметрии фрезы расположены зеркально-противоположно. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электропривод выполнен в виде ручной электрической машины.