"Универсальный токарно-фрезерный станок "Короед-3" Советский патент 1993 года по МПК B27C5/00 B27C7/00 B27C9/00 

Изобретение относится к станкам для лзготовления и обработки преимущественно деревянных фасонных изделий типа тел вращения и граненых тел (так называемых балясин) и для нарезания на них сложной художественной резьбы и может найти применение в лесной, деревообрабатывающей и местной отраслях промышленности для изготовления точеных и многогранных резных деталей сложной формы. Кроме того, изобретение может найти применение для арезания узоров и нанесения алмазной рани на стекле, хрустале, металле и поде- очных камнях при изготовлении художест- енных изделий.

Целью изобретения является расшире- ие функциональных возможностей станка,

На фиг.1 показан поперечный разрез станка; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг.1; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 - разрез Д-Д на фиг.З; на фиг.7 - частичный разрез Е-Е на фиг.2; на фиг.8-12- возможные варианты изделий, изготавливаемые на станке.

Станок согласно изобретению содержит станину 1, на которой закреплен ревер- сивный привод 2 с редуктором 3 и установлена подвижная рама 4 с зажимным центром 5 и реверсивным приводным валом б, на котором закреплены планшайба 7 и делительный диск 8. Рама 4 установлена на станине 1 на роликах 9 и охвачена бесконечной цепью 10. Выходной вал 11 редуктора 3

00 GO 00 О ЧЭ GJ

Ы

выполнен шлицевым, На нем установлена звездочка 12, которая входит в зацепление с роликовой цепью 10. На конце шлицевого вала 11 установлен цилиндр 13 с копирным пазом 14. Кроме того, на средней части вала 11 подвижно установлен дополнительный цилиндр 15 с копирным пазом 16.

В верхней части станины 1 установлен ручной привод 17 со звездочкой 18 и фиксатором 19.

На направляющих 20, закрепленных на станине 1, подвижно установлена поперечная каретка 21. Ее кинематическая связь с редуктором 3 осуществлена посредством цилиндрической шестерни 22, связанной через дополнительный редуктор 23 с зубчатым венцом 24 барабана 25, подвижно установленного в каретке 21 соосно шлицевому валу 11, На барабане 25 подвижно установлен палец 26, входящий в колирный паз 14 цилиндра 13.

На дополнительных направляющих 27, закрепленных на поперечной карете 21, подвижно установлена дополнительная поперечная каретка 28, Ее кинематическая связь с редуктором 3 выполнена в виде выдвижного пальца 29, подвижно закрепленного на каретке 28 и входящего в копирный паз 16 дополнительного цилиндра 15. Каретка 28 снабжена фиксатором 30.

На поперечных направляющих 31, закрепленных на дополнительной поперечной каретке 28, подвижно установлена продольная каретка 32. Она кинематически связана с редуктором 3 посредством повод- ка 33, установленного на каретке 32, в прорезь 34 которого введен палец 35, подвижно установленный на торце цилиндра 13. Каретка 32 снабжена фиксатором 36, На верхней плоскости каретки 32 подвижно установлена поворотная головка 37 со шпинделем 38, патроном 39 и рабочим инструментом 40.

Приводной вал 6 кинематически связан с редуктором 3 с помощью переставной пли- ты 41, установленной на подвижной раме 4. На плате 41 установлены валики 42, на одних концах которых закреплены звездочки 43, входящие в зацепление с роликовой цепью 10, а на других - червяки 44, пооче- редно входящие в зацепление с червячной шестерней 45, охватывающей цилиндрическую втулку 46, установленную на подшипниках 47 на приводном валу 6.

Узел дополнительных вращательных движений приводного вала 6 выполнен в виде закрепленного на нем поводка 48, в прорезь 49 которого введен палец 50, подвижно установленный на торце цилиндрической шестерни 51, эксцентрично

установленной на торце цилиндрической втулки 46 и входящей в зацепление с зубчатым венцом 52 обоймы 53, установленной на подшипниках 54 на цилиндрической втулке 46,

Подвижная рама 4 снабжена фиксаторами 55, 56 и 57 делительного диска 8, цилиндрической втулки 46 и обоймы 53 соответственно.

Обойма 53 снабжена фиксаторами 58 и 59 цилиндрической втулки 46 и червячной шестерни 45 соответственно.

Червячная шестерня 45 снабжена фиксатором 60 цилиндрической втулки 46.

Между зажимным центром 5 и планшайбой 7 закреплена заготовка 61. Приводной вал 6 со стороны делительного диска 8 связан с реверсивным двигателем 62 через муфту (не показана). Каретка 21 снабжена фиксатором 63.

На станине 1 установлены концевые переключатели (не показаны) реверсивного привода 2, входящие во взаимодействие с подвижной рамой 4.

Станок работает следующим образом.

Заготовку 61 закрепляют между планшайбой 7 и зажимным центром 5 соосно приводному валу 6. Реверсивный двигатель 62 отключают от приводного вала 6 с помощью муфты (не показана). Раму 4 перемещают с помощью ручного привода 17 в одно из крайних положений. Фиксатором 19 закрепляют ручной привод 17. Переставную плату 41 устанавливают в одно из крайних положений до вхождения одного из червяков 44 в зацепление с червячной шестерней 45. Фиксаторы 58 и 59 вворачивают в крайнее нижнее положение, что обеспечивает жесткое соединение обоймы 53 с цилиндрической втулкой 46 и с червячной шестерней 45. Палец 29 переводят в крайнее верхнее положение, выводя его тем самым из копир- ного паза 16 дополнительного цилиндра 15. Фиксатор 36 вворачивают в каретку 32, чем жестко соединяют ее с кареткой 28. Каретку 28 подводят к заготовке 61 до соприкосновения с ней инструмента 40 и фиксируют положение каретки 28 фиксатором 30. Палец 35 снимают с цилиндра 13.

Включают шпиндель 38 и привод 2, вращение которого передается через редуктор 3 .выходному валу 11, вместе с которым вращается цилиндр 13, звездочка 12, цилиндрическая шестерня 22 и дополнительный цилиндр 15.

Звездочка 12 перемещает роликовую цепь 10 по раме 4. Благодаря тому, что роликовая цепь 10 бесконечна, рама 4 передвигается по роликам 9. Одновременно роликовая цепь 10 вращает звездочки 43.

Один из червяков 44 вращает червячную иестерню 45 и через цилиндрическую втулку 46, обойму 53, цилиндрическую шестер- ню 51. палец 50 и поводок 49 передает Е ращение на реверсивный приводной вал б, i вместе ним - на планшайбу 7 с заготовкой 61.

Вращение цилиндрической шестерни 2 передается через дополнительный ре- / уктор 23 и зубчатый венец 24 барабану 25. Одновременно вращаются и цилиндр 13, и Сарабан 25, но с различными скоростями. Скорость вращения барабана 25 определяется передаточным отношением дополнительного редуктора 23. В соответствии с оиг.1 барабан 25 вращается со скоростью, меньшей скорости вращения цилиндра 13. 1/1зменяя передаточное отношение редукто- f a 23, например, путем замены барабана 25 i выходной шестерни дополнительного ре- /уктора 23 на другие их диаметры, можно зменять скорость вращения барабана 25 с т скорости, меньшей скорости вращения ьилиндрэ 13, до скорости, большей скорости вращения цилиндра 13.

Вращение цилиндра 13 преобразуется за счет взаимодействия копирного паза 14 с пальцем 26 в поступательное движение г оперечной каретки 21 по направляющим 20. Вместе с кареткой 21 перемещаются по- г ерек заготовки 61 каретки 28 и 32, а следо- Е ательно, и шпиндель 38 с инструментом 40. с а один проход рамы 4 из одного крайнего г сложения в другое инструмент 40 совершает несколько поперечных движений и вращается вместе со шпинделем 38. В результате образуется конфигурация заготовки 61, определяемая конфигурацией копирного паза 14.

Для приведения в действие дополни- льной поперечной каретки 28 вводят па- щ 29 в копирный паз 16 дополнительного иилиндра 15 и выворачивают фиксатор 30. ключают реверсивный привод2 в противоположном направлении и рабочий цикл сганка полностью повторяется но в обратной последовательности, при этом вращение цилиндра 15с помощью копирного паза

1

6 и пальца 29 переходит в дополнительное поперечное перемещение каретки 28 по направляющим 27. Частота и амплитуда дополнительных поперечных движений каретки 28 определяется конфигурацией кэпирного паза 16.

Дополнительные поперечные движения каретки 28 накладываются на поперечные движения каретки 21, и в результате на зготовке 61 образуются различные узоры в процессе движения рамы 4 в обратном направлении до концевого переключателя (не показан).

Для приведения в движение продольной каретки 32 устанавливают палец 35 на торце цилиндра 13с необходимым эксцентриситетом относительного его оси и выворачивают фиксатор 36 из каретки 32, Затем включают реверсивный привод 2 в прямом

направлении и рабочий цикл станка полностью повторяется в прямой последовательности для каретки 21 и в обратной последовательности для каретки 28. При этом вращение цилиндра 13 преобразуется

в продольные перемещения каретки 32 по направляющим 31 за счет взаимодействия пальца 35, вращающегося вокруг оси цилиндра 13, с поводком 33. Частота и амплитуда продольных движений определяются передаточным отношением редуктора 3 и эксцентриситетом пальца 35 относительно оси цилиндра 13. Продольные движения каретки 32 накладываются на поперечные движения каретки 21 и на дополнительные

поперечные движения каретки 28, в результате чего на заготовке 61 выполняются более сложные узоры в процессе движения рамы 4 в прямом направлении до концевого переключателя (не показан).

Описанные выше действия можно выполнять одновременно всеми каретками 21, 28 и 32 за один проход рамы 4, при этом инструмент 40 совершает сложное движение, являющееся суммой его вращения,

продольных, поперечных и дополнительных поперечных движений.

Для сообщения заготовке 61 дополнительных зращательныхдвижений выворачивают фиксаторы 58 и 59 и вворачивают

фиксаторы 60 и 57, При этом обойма 53 жестко соединяется с рамой 4, а червячная шестерня 45 - с цилиндрической втулкой 46. Включают привод 2. Его вращение передается, как это было описано ранее, на червячную шестерню 45, вместе с которой вращаются цилиндрическая втулка 46 и зубчатая шестерня 51 с пальцем 50, который через поводок 49 вращает приводной вал 6 с заготовкой 61. В связи с тем что обойма 53

неподвижна, цилиндрическая шестерня 51 обкатывается по зубчатому венцу 52 и приобретает вращательное движение вокруг своей собственной оси, которое преобразуется в дополнительные вращательные движения приводного зала 6 за счет взаимодействия пальца 50 с поводком 49. Амплитуда дополнительных вращательных движений приводного вала 6 определяется величиной эксцентриситета пальца 50 относительно оси цилиндрической шестерни 51.

Дополнительные вращательные движения приводного вала 6 накладываются на его вращательное движение, благодаря чему расширяются функциональные возможности станка при выполнении сложной резьбы на заготовке 61,

При перестановке платы 41 в другое крайнее положение изменяется направление вращения заготовки 61 на противоположное, в результате чего на ней выполняется тот же узор, но в зеркальном отображении.

Для получения только дополнительных вращательных движений приводного вала 6 вворачивают фиксаторы 56 и 59, а фиксаторы 57, 58 и 60 выворачивают, Включают привод 2. При этом обойма 53 вращается, а цилиндрическая втулка 46 жестко соединена с рамой 4. Зубчатый венец 52 вращает цилиндрическую шестерню 51, вращение которой преобразуется с помощью пальца 50 и поводка 49 в дополнительные вращательные движения приводного вала 6 и соответственно заготовки 61.

Для выполнения на заготовке 61 продольных элементов резьбы (пазов, граней, каннелюр и т.п. в зависимости от вида рабочего инструмента 40. закрепленного в патроне 39) выворачивают фиксаторы 56-60 и вворачивают фиксатор 55, благодаря чему делительная головка 8 и.вместе с ней приводной вал 6 жестко скрепляются с рамой 4. Переставную плату 41 устанавливают в нейтральное положение- (червяки 44 не входят в зацепление с червячной шестерней 45). Включают привод 2, и рама 4, как и прежде, совершает продольное движение, но уже без вращения заготовки 61. После выполнения продольного элемента узора резьбы по всей длине заготовки 6.1 фиксатор 55 выворачивают, делительную головку 8 переводят в следующую требуемую позицию и повторяют цикл работы выполнения продольного элементе резьбы.

При производстве токарных, шлифовальных или полировальных работ с заготовкой 61 выворачивают все фиксаторы 55-60, плату 41 устанавливают в нейтральное положение, соединяют приводной вал 6 с приводом 62 муфтой (не показана) и включают приводы 62 и 2.

Поворотная головка 37 обеспечиваетус- тановку рабочего инструмента 40 под необходимым углом к заготовке 61.

Станок согласно изобретению, обладает широкими функциональными возможностями, что обеспечивает значительное повышение художественного качества изготавливаемых на нем изделий. На нем можно изготавливать, например, балясины самых

разнообразных форм - цилиндрические, сферические, многогранные, витые много- заходные, конические, пирамидальные, бо- чонкообразные и т.п., комбинации этих и

других форм. При этом на самих изделиях и на их элементах (каннелюрах, постаментах, гранях, галтелях, сферах кубах и др.) можно выполнять художественную резьбу на любой вкус.

0При замене планшайбы 7 и зажимного центра 5 на соответствующие зажимные устройства, а инструмента 40 - на шлифовальные головки необходимого профиля на станке возможно выполнение сложных узо5 ров на хрустале, например алмазной грани на хрустальных вазах самых сложных форм. Возможно проведение камнерезных работ на поделочных камнях, Станок позволяет выполнять сложную орнаментальную резь0 бу-насечку на металлических изделиях, например на кувшинах и т.п.

Кроме того, возможно изготовление высококачественных оптических изделий - цилиндров, многогранников, усеченных

5 пирамид и т.п. за счет большого количества степеней свободы у инструмента и заготовки.

Формула изобретения

1. Универсальный токарно-фрезерный

0 станок, содержащий станину, подвижную раму с зажимным центром и реверсивным приводным валом, на котором закреплены планшайба и делительный диск, шпиндель с патроном и инструментом, привод и редук5 тор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей станка, шпиндель смонтирован на станине посредством продольных, поперечных и дополнительных поперечных кареток,

0 приводной вал снабжен узлом дополнительных вращательных движений, причем каретки, подвижная рама и приводной вал кинематически связаны с редуктором, а выходной вал последнего выполнен шлице5 вым.

2. Станок по п,1,отличающийся тем, что кинематическая связь подвижной рамы с редуктором выполнена в виде охватывающей ее бесконечной роликовой цепи, 0 входящей в зацепление со звездочкой, закрепленной на выходном валу редуктора.

3. Станок по пп.1 и2,отличающий- с я тем, что кинематическая связь поперечной каретки с редуктором выполнена в виде 5 подвижно установленной на шлицевом валу редуктора цилиндрической шестерни, которая входит в зацепление посредством дополнительного редуктора с зубчатым венцом барабана, установленного в поперечной каретке соосно со шлицевым валом,

причем на барабане закреплен выдвижной палец, входящий в копирный паз цилиндра, который соединен с шлицевым валом, а поперечная каретка смонтирована на направляющих станины и снабжена фиксатором.

4. Станок по пп.1-3, отличающий- с я тем, что кинематическая связь дополнительной поперечной каретки с редуктором выполнена в виде выдвижного пальца, который закреплен на каретке и входит в копир- ный паз дополнительного цилиндра, подвижно установленного на шлицевом валу, редуктора, причем дополнительная поперечная каретка установлена на дополнительных направляющих, закрепленных на поперечной каретке, и снабжена фиксатором.

5. Станок по пп.1-4, отличающий- с я тем, что кинематическая связь продольной каретки с редуктором выполнена в виде установленного на ней подводка с прорезью, в которую введен палец, закрепленный на торце цилиндра с копирным пазом поперечной каретки, причем продольная каретка установлена на поперечных направляющих, закрепленных на дополнительной поперечной каретке, и снабжена фиксатором.

6. Станок по пп.1-5, отличающий- с я тем, что кинематическая связь приводного вала с редуктором выполнена в виде ус0

5

0

5

0

тановленной на подвижной раме переставной платы с двумя валиками, на одних концах которых закреплены звездочки, входящие в зацепление с роликовой цепью, а на других - червяки для зацепления с червячной шестерней, которая охватывает цилиндрическую втулку, установленную на подшипниках на приводном валу.

7. Станок по пп.1-6, отличающий- с я тем, что узел дополнительных вращательных движений приводного вала выполнен в виде закрепленного на приводном валу поводка, в прорезь которого введен палец, подвижно установленный на торце цилиндрической шестерни, которая эксцентрично установлена на торце цилиндрической втулки и входит в зацепление с зубчатым венцом обоймы, установленной на подшипниках на цилиндрической втулке.

8. Станок по пп.1-7, отличающий- с я тем, что подвижная рама снабжена фиксаторами делительного диска, цилиндрической втулки и обоймы, причем последняя снабжена фиксаторами цилиндрической втулки и червячной шестерни, а червячная шестерня снабжена фиксатором цилиндрической втулки.

9. Станок по пп.1-8, отличающий- с я тем, что подвижная рама установлена на станине посредством роликов и снабжена ручным приводом с фиксатором.

ю

Фиг.

г

28

L Ц ;5 п 2 25 L зз бз

БГ

со

05

о

СО

со

оо

3

1

Q

у

oo

CO CO

о

CO CO

Cpt/e.ff

Ј - Ј л0Јер#улг0

фие.7

pЈ/e.ff

VT

7

L

fit/aft

A

(flt/r

,, .y

риг.12