Станок для обработки бревен в цилиндрическую форму и головка с режущим инструментом к станку для обработки бревен

(51) Е ИЗОБРЕТЕН К ЕНТУ омитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам(76) Сумовский Василий Антонович(54) СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ БРЕВЕН В ЦИЛИНДРИЧЕСКУЮ ФОРМУ И ГОЛОВКА С РЕЖУЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ К СТАНКУ ДЛЯОБРАБОТКИБРЕВЕН(57) Использование: в деревообработке, в частности в станках для обработки бревен в цилиндр.Сущность изобретения: станок содержит два Г-образных корпуса, связанные между собой направляющими штангами, несущие зажим для бревна,соосно с которыми на штангах установлена приводная головка с кольцевым режущим инструментом, и консольно установленные на полках корпусовклещи дпя захвата и вертикального перемещения бревна Режущий инструмент головки выяви, н составным и содержит несколько колец постепенно уменьшающегося диаметра Кольца имеют один плоский торец и конические наружные и внутренние поверхности, пересечение которых образует режущую кромку со стороны другого торца. Участок контакта плоского торца и внутренней поверхности колец скруглен. Шаг между кольцами определен из условия что расстояние между скругленным участком предыдущего кольца и противолежащим ему участком наружной поверхности последующего кольца в 0,2 - 0,4 раза превышает разность радиусов их режущих кромок Кольца своими ретчущими кромками осуществляют последовательное послойное снятие стружки цилиндрической формы. 2 сп. и 3 э.п. ф - пы, 5 ип5 10 50 55 Изобретение относится к деревообработке и касается, в частности, конструкции станка для придания цилиндрической формы бревнам, используемым для изготовления срубов, а также конструкции инструмента к станку для обработки бревен в цилиндрическую форму.Известен станок для обработки бревен в цилиндрическую форму, содержащий два Г-образных корпуса, связанных между собой направляющей и установленных с возможностью относительного между собой и совместного перемещения, Между корпусами на неподвижной станине смонтирован неподвижный патрон с круговым коническим резцом для оформления бревна в цилиндр и радиальными резцами для разделения на части удаляемой древесины. На обращенных друг к другу торцах горизонтальных полок Г-образных корпусов расположены эажимные центры для бревна, Этот станок является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.Недостатками станка являются низкая производительность и неудобство обслуживания, вызванные необходимостью перемещения корпусом как при установке - сьеме бревна между зажимами, так и в процессе обработки бревна (снятии стружки), когда бревно проталкивают через неподвижный инструмент, Кроме того, зажим тяжелого бревна между консольными частями корпусов не обеспечивает достаточной жесткости системы и снижает надежность станка.Из того же патента известен инструмент к станку для обработки бревен в цилиндрическую форму, содержащий корпус, в котором раэл 1 ещены режущий инструмент с круговым коническим резцом и радиальные ребра с резцами для продольного рассекания стружки,Недостатками инструмента являются невысокая степень и качество обработки, так как он может снять только один слой стружки эа один проход, Последовательное снятие нескольких слоев стружки требует смены режущего инструмента с круговой режущей кромой на инструмент меньшего диаметра, Замена инструмента снижает производительность обработки,Целью изобретения является повышение надежности, производительности и удобства обслуживания станка, а также повышение степени обработки и качества получаемой поверхности за счет конструкцииустанавливаемого в станке инструмента.Для этого в станке для обработки бревен в цилиндрическую форму, содержащем 15 20 25 30 35 40 45 два корпуса, имеющих Г-образную форму и расположенных на одной горизонтальной оси полками навстречу друг другу. направляющую, жестко связанную с одним из корпусов. с которой другой конец связан с возможностью продольного перемещения, соосно установленные на корпусах два зажима. на одной оси с которыми расположена головка с режущим инструментом, имеющим кольцевую режущую кромку, и привод относительного осевого перемещения головки и зажимов, корпус, жестко соединенный с направляющей, смонтирован неподвижно, направляющая выполнена в виде двух штанг, расположенных в одной горизонтальной плоскости, зажимы смонтированы между штангами в одной плоскости с ними, зажим, связанный с подвижным корпусом, снабжен индивидуальным приводом, головка с режущим инструментом установлена на штангах с возможностью перемещения вдоль них и соединена с приводом, каждый корпус снабжен вертикально подвижным клещевым захватом для бревна, имеющим индивидуальный привод и установленным консольно на торце горизонтальной полки корпуса с возможностью смещения вдоль оси зажимов, при этом вертикальные оси клещей и оси зажимов расположены в одной вертикальной плоскости. Каждый из зажимов станка может быть выполнен в виде коаксиально расположенных кольцевого зубчатого фиксатора и подпружиненного толкателя. при этом фиксатор за. жима подвижного корпуса снабжен приводом осевого перемещения и цилиндрической направляющей, жестко закрепленной на корпусеСтанок может быть снабжен установленными по разные стороны от его продольной оси механизмом подачи бревна в зону между корпусами и механизмом удаления обработанного бревна из этой эоны, содержащими выдвижные рычаги с ложементами,Станок может быть оснащен валами с фрезами для выемки канавки под ответное бревно сруба, закрепленными на горизонтальных полках корпусов с возможностью смещения их осей в вертикальной плоскости и связанными с индивидуальными приводами.Для достижения поставленной цели, определяемой выполнением инструмента, головка, содержащая корпус, в котором размещены режущий инструмент с кольцевой режущей кромкой и радиальные ребра, имеющие на внутренней стороне режущую кромку для продольного рассекания стружки, имеет режущий инструмент, выполненный составным в виде соосно уста 2001747новленнык колец последовательно уменьшающегося диаметра с одним плоским торцом и коническими внутренней и кэружнойоверхностями, расположенными под раз ными углами к оси головки и образующлми режущую кромку со стороны другого торца, причем образующая внутренней поверхности колец наклонена к оси головки под углом, соответствующим заднему углу резания, на наружной поверхности колец выполнен кольцевой уступ, участок контакта плоских торцов и внутренней поверхности колец скруглен, радиальные ребра расположены наклонно относительно оси головки и имеют поперечные выемки на внутренней стороне, ограниченные прямой и наклонными стенками, кольца установлены в этих выемках так, что их скругленный участок расположен вне выемки, а уступ перекрывает место контакта кольца с ребром, при этом шаг между кольцами определен иэ условия, что расстояние между скругленным участком предыдущего кольца и противолежащим ему участком наружной поверхности последующего кольца в 0,2 - 0,4 раза превышает разность радиусов их режущих кромок.При анализе известных технических решений, в том числе, касающихся конструкции протяжного инструмента (протяжек) и протяжных станков, а также станков для обработки бревен, не выявлены технические решения, характеризующиеся той же совокупностью существенных признаков и обеспечивающие достижение той же цели, что и предложенное техническое решение, Изложенное дает основание считать предложение отвечающим критерию "изобрета. тельский уровень".На фиг.1 представлен в аксонометрии общий вид предлагаемого стан ка с механизмами подачи и удаления бревна; на фиг,2 - то же, беэ этих механизмов: на фиг.3 - зажим подвижного корпуса станка; на фиг,4 - зажим неподвижного корпуса; на фиг.5 - продольный разрез головки с режущим инструментом; на фиг.б - разрез А-А на фиг.5.Предлагаемый станок содержит неподвижный 1 и подвижный 2 корпуса, имеющие Г-образную форму и установленные на одной горизонтальной оси так, что их горизонтальные полки обращены навстречу друг другу. На корпусе 1 жестко закреплены одним концом направляющие штанги 3, другие концы которых связаны с опорой 4.Корпус 2 установлен на штангах 3 с возможностью перемещения вдоль них. С корпусом 1 связан неподвижный зажим 5, с корпусом 2 - подвижный зажим б, На штангах 3 установлена головка 7 с кольцевым режущим 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 инструментом. На торцах горизонтальных полок корпусов консольно установлены клещи 8, горизонтально подпружиненные посредством пружин 9 к соответствующей торцовой поверхности и соединенные с приводом 10 их вертикального перемещения, Связь привода и клешей может быть осуществлена, например, посредством установленных на приводном валу зубчатых колес, перемеща;ощих зубчатые реикн, э - крепленные на корпусе кл;.щ,.з им и зажим клещей обеспечиваетгя;свом привода 11 На горизонтальных по,корпусов 1 и 2 закреплены, кроме то о. фреэы 12, связанные с индивидуальнымир, елдами и имеющие воэможносгь смещю, я в вертикальной плоскости. По одгу гторгн, от горизонтальной оси станка установлен м. ханиэм подачи бревен с выдвижными рычагами 13, имеющими на концах ложементы, а по другую сторону от этой оси находится механизм удаления обработанных бревен, содержащий выдвижные рыча и 14 с ложе- ментами на конце.Привод 15 осевого перемещения головки 7 с инструментом включает тяговые цепи, огибающие звездочки 16 и 17, Головка 7 содержит два плоских кольца 18 и 19, образующие несущий корпус, в которых закреплены своими торцами радиальные ребра 20, расположенные наклонно к оси головки и имеющие на внутренней поверхности режущую кромку 21 и поперечные выемки, в которых установлены кольца 22, один торец 23 которых плоский, а другой представляет собой кольцевой резец с режущей кромкой 24. Внутренняя и наружная поверхности колец - конические. Угол наклона образующей внутренней поверхности колец соответствует заданному углу резания. На наружной поверхности колец имеется уступ 25, отделяющий участок боковой поверхности, помещаемый в выемку ребра, от свободного участка, образующего кольцевой резец. Уступ 25 перекрывает место контакта кольца с ребром, Переход от плоского торца 23 к внутренней поверхности кольца выполнен в виде скругленного участка 26. Диаметры режущих кромок колец 22 постепенно уменьшаются, а шаг между кольцами определен иэ условия, что расстояние между скругленным участком 26 предыдущего кольца и обращенной к нему боковой поверхностью последующего кольца превышает а 0,2-0,4 раза разность радиусов их режущих кромок. Установленный на корпусе 1 неподвижный зажим 5 состоит из кольцевого эубчатсго фиксатора 27, представляющего собой цилиндр, закрепленный на корпусе 1 и им 20017475 10 15 20 ющий на свободном торце зубья 28. и горизонтально подпружиненного толкателя 29.Подвижный зажим б корпуса 2 содержит неподвижную цилиндрическую направляющую 30, в которой находятся кольцевой зубчатый фиксатор 31, связанный с приводом 32 осевого перемещения, и подпружиненный толкатель 33, Включение приводов отцельных узлов станка осуществляется с пульта управления 34,Станок работает следующим образом, Головку 7 с рабочим инструментом устанавливают в исходное крайнее положение - со стороны подвижного корпуса, Бревно из механизма подачи выдвижными рычагами 13 с ложементами, на которых бревно находится, вводится в зону между корпусами 1 и 2 станка и клещами 8 снимается, Рычаги 13 отводятся в исходное положение, а клещи 8, опускаясь, устанавливают бревно между зажимами 5 и б, Включается привод зажима б, фиксатор 31 выдвигается и имеющиеся на нем зубья входят в торец бревна. обеспечивая его удержание и прижатие к зубьям 28 противолежащего фиксатора 27. В результате бревно эажимается со стороны обоих его торцоо. В процессе зажима бревна имеет место его осевое смещение, которому клещи не препятствуют, так как движутся одоль оси зажимоо вместе с бревном благодаря их присоединению к соответствующим корпусам посредством пружин 9, После того, как бревно эафиксируется, клещи раскрывают и поднимаются, В процессе подачи и установки бревна головка 7 выведена иэ пространства между зажимами и не мешает манипуляциям, производимым с бревном, При включении привода 15 головка 7 перемещается вдоль бревна от его вершины к комлю, Снятие стружки начинается ножами меньшего диаметоа, которые первыми врезаются в бревно со стороны его меньшего диаметра, По мере продвижения головки по бревну, толщина которого увеличивается, в оревно постепенно врезаются последующие ножи с уоеличиваЮщимися диаметрами режущих кромок. Толщина снимаемого слоя древесины между кажцыми двумя ножами определяется разностью радиусов режущих коомок этих ножей, Количество снимаемых слоев стружки определяется количеством ножей, воздействующих на бревно. Поскольку обрабатываемые бревна имеют различные толщины, в головке 7 закрепляется набор колец 22, который обеспечивает возможность обработки определенного диапазона исходных толщин бревен. Первой на бревно всегда воздействует режущая кромка наименьшего диаметра, Чем ровнее бревно по диаметру по всей его длине, тем 25 30 35 40 45 50 55 меньше ножей принимает участие в его обработке, Наличие на переднем торце головки, т.е, на кольце 19, ножа с наибольшим диаметром режущей кромки позволяет обрабатывать бревна с сильно утолщенной или сучковатой комлевой частью, Режущие кромки снимают с бревна цилиндрическую стружку, которая по мере выхода иэ-под каждого кольца 22 подпирается скругленным участком 26 последующего кольца, чем и редот вращается воэможность образования откола-трещины, идущей в глубину бревна, Расстояние между скругленным участком 26 каждого кольца и обращенной к нему боковой поверхностью последующего кольца должно превышать в 0,2 - 0,4 раза разницу радиусов режущих кромок этих колец, поскольку стружка имееттолщину большую, чем толщина снимаемого слоя древесины, При сокращении указанной разницы меньше меньшего передела снимаемый слой стружки застревает в зазоре между соседними кольцами, а увеличение этой разницы свыше верхнего предела исключает подпор снимаемой кольцевой стружки, что создает условия для образования трещин и сколов. Имеющиеся на кольцах уступы 25 предотвращают забивание стружки в зазоры между кольцами и стенками канавок ребер 20, чем обеспечивается направленное движение стружки и исключение ее застревания между кольцами. Кольцевая (цилиндрическая) стружка, попадая на режущие кромки 21 радиальных ребер 20, разделяется вдоль на продольные полосы, которые по направляющей наружной боковой поверхности колец выходят в зазоры между ребрами 20 и попадают в приямок для сбора стружки. Для обеспечения возможности смены колец по меньшей мере два ребра соединяются с кольцами 18 и 19, составляющими несущий корпус головки, с возможностью разъема. Удаление соседних снимаемых ребер обеспечивает легкость доступа к кольцам при их установке в выемки ребер. Если есть необходимость получить на бревне продольные профильные канавки и оыступь, которыми бревна фиксируются при укладке сруба, инструментальная головка может снабжаться приставкой с резцами соответствующего профиля (не круглыми. а в соответствии с профилем канавки), которые устанавливаются в своем корпусе, последовательно присоединяемом к корпусу головки,После прохода головки вдоль бревна и выхода за его пределы опускают клещи 8 и зажимают бревно, подвижный фиксатор 31 приводом 32 отводится от торца бревна.Толкатель 33 дополнительно способствует10 2001747 30 соединена с приводом, а каждый корпус 35 снабжен вертикально подвижным лещевым захватом для бревна, имеющим индивидуальный привод и установленным консольно на торце горизонтальной полки корпуса с возможностью смещения вдоль оси зажимов, причем вертикальные оси клещей и ось зажимов расположены в одной вертикальной плоскости.2. Станок по п,1, отличающиися тем, 45 что каждый из его зажимов выполнен в виде коаксиально расположенных кольцевого зубчатого фиксатора и подп ружиненного толкателя, при этом фиксатор зажима подвижного корпуса 50 снабжен приводом осевого перемещения ицилиндрической направляющей. жестко закрепленной на корпусе.3, Станок по п,1, отличающийся тем,что он снабжен установленными по разные 55 стороны от его продольной оси мехэнизотделению бревна от фиксатора. При этом толкатель 29 зажима 5 сталкивает бревно с фиксатора 27. Обработанное бревно остается в клещах 8 и перемещается ими вверх из зоны обработки, Если никакая дополнительная обработка бревна не требуется, то в пространство между корпусами 1 и 2 вводятся выдвижные рычаги 14 механизма удаления бревен, при разжатии клещей бревно опускается на ложементы этих рычагов, при перемещении которых в исходное положение бревно выводится за пределы станка.Для получения на бревне поперечных канавок под ответное бревно сруба клещами подводят поднятое бревно к фрезам, На каждом из корпусов 1 и 2 станка смонтирован приводной вал, несущий две фрезы, которые установлены с возможностью радиального смещения относительно его оси, Валы соединены с корпусами с возможностью поворота е вертикальной плоскости. Такое крепление фрез обеспечивает возможность образования поперечных радиусных выемок глубиной, равной половине толщины бревна. Изменение положение вале в вертикальной плоскости обеспечит изменение расстояния между центром вращения фрез и осью бревна. а изменение положения фрез относительно оси вала меняет радиус обрабатываемой выемки, чем достигается получение требуемых выемок Формула изобретения 1. Станок для обработки бревен в цилиндрическую форму, содержащий два корпуса, имеющих Г-образную форму и расположенных на одной горизонтальной оси горизонтальными полками навстречу друг другу, направляющую, жестко связанную с одним иэ корпусов, в которой другой корпус соединен с возможностью продольного перемещения, соосно установленные на корпусах два зажима, на одной оси с которыми расположена головка с режущим инструментом, имеющим кольцевую режущую кромку, и привод относительного осевого перемещения головки и зажимов, отличающийся тем, что корпус, жестко соединенный с направляющей, смонтирован неподвижно, направляющая выполнена в виде двух штанг, расположенных в одной горизонтальной плоскости, зажимы смонтированы между штангами в одной плоскости с ними. зажим, связанный с подвижным корпусом, снабжен индивидуальным приводом, головка с режущим инструментом установлена на штангах с воэможностью перемещения вдоль них и 5 10 15 20 25 на бревнах разных длин и толщин. После получения на бревне поперечных выемок выдвигаются рычаги 14, клещи 8 раскрываются, бревно опускается на ложементы рычагов и удаляется за пределы станка,Предлагаемый станок для обработки бревен имеет высокую производительность и работает без шума. характерного для пильной обработки дерева, нет пыли и опилок Б результате обработки бревна образуется лентообраэная стружка которая легко удаляется, не требуя специальных механизмов отсоса,Головка с режущим инструментом к станку для обработки бревен обеспечивает снятие древесины тонкими цилиндрическими слоями, рассекаемыми вдоль на полосы. Снятие эа один проход головки нескольких слоев обеспечивает высокую производительность инструмента и хорошее качество получаемой поверхности бревна, поскольку резание осуществляется вдоль волокон от вершины к комлю со снятием каждым резцом оптимальной толщины, Кроме того, конструкция головки позволяет легко менять установленные в ней режущие кольца, что обеспечивает обработку широкоо диапазона размеров бревен.(56) Патент СССР йг 20804, кл, В 27 С 7/00,1929. мом подачи бревна в зону между корпусами и механизмом удаления обработанногобревна из этой зоны, содержащими выдвижные рычаги с ложементами4. Станок по п,1, отличающиися тем, что он снабжен двумя валами с фреэами для выемки канавок под ответное бревно сруба, закрепленными на горизонтальных полках корпусов с возможностью смещения в вертикальной плоскости и связанными с индивидуальными приводами,5. Головка с режущим инструментом к станку для обработки бревен, содержащая корпус, несущий режущий инструмент с кольцевой режущей кромкой и радиальные ребра, имеющие на внутренней стороне режущую кромку для продольного рассекания стружки, отличающаяся тем, что режущий инструмент выполнен составным в виде соосно установленных колец последовательно уменьшающегося диаметра с одним плоским торцом и коническими внутренней и наружной поверхностями, расположенными под разными углами к оси головки и образующими режущую кромку со стороны другого торца, при этом образующая внутренней поверхности колец наклонена к оси головки под углом, соответствующим заднему углу резания. на 5 наружной поверхности колец выполненкольцевой уступ, а участок контакта плоских торцов и внутренней поверхности колец скруглен, радиальные ребра расположены наклонно относительно оси 10 головки и имеют выемки на внутренней поверхности, ограниченные прямой и наклонной стенками, кольца установлены в этих выемках так, что их скругленный участок расположен вне выемки, а уступ перекрывает место контакта кольца с ребрами, при этом ваг между кольцами определен иэ условия, что расстояние между скругленным участком предыдущего кольца и рооежащ ему участком вруой поверхности предыдущего кольца в 0,2- 0,4 раза превышает разность радиусов из режущих кромок.