RU2040389C1

RU2040389C1 - Cylinder woodworking machine to produce wooden pieces of house frame

Info

Publication number: RU2040389C1
Authority: RU
Inventors: Г.А. Крапухин; А.С. Залкинд; Н.Н. Рылов; В.А. Залкинд
Original assignee: Крапухин Григорий Анатольевич; Залкинд Абрам Соломонович; Рылов Николай Николаевич; Залкинд Владимир Абрамович
Priority date: 1991-12-09
Filing date: 1991-12-09
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: woodworking industry. SUBSTANCE: machine has bed-frame with guide for driven carriage with joint of cutting sharper cutters to form shape, to make longitudinal groove, lunettes, made in the form of self-setting rollers to hold log. Log is gripped between spindle with drive for its rotation and movable in longitudinal direction head. Axis of shaper cutter to form shape is set in given position in respect to axis of log rotation. Sharper cutter has cutting edges, located at an angle to each other. Machine has mechanisms to make transverse grooves. EFFECT: cylinder woodworking machine is used to produce wooden pieces of house frames. 6 dwg

Description

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к оборудованию для изготовления деталей жилых, соц.-бытовых, промышленных и пр. зданий, и может быть использовано в деревообрабатывающей, строительной и др. отраслях промышленности. The invention relates to the woodworking industry, in particular to equipment for the manufacture of parts for residential, social, domestic, industrial and other buildings, and can be used in woodworking, construction and other industries.

В настоящее время известны и используются за рубежом роторные станки для оцилиндровки бревен (см. Кожевников И.П. Соловьев А.М. "Деревянные жилые дома и садовые домики на международной выставке "Лесдревмаш-89". Обзорная информация, М. ВНИПИЭИлеспром, 1990, N 4, Деревообработка). Ротоpный станок содержит станину, механизм подачи бревна в продольном направлении, роторный механизм резания для наружной обработки бревна, вращающийся относительно последнего, механизм выборки продольного паза, механизм выборки поперечных пазов, силовой привод, другие механизмы. At present, rotary machine tools for log rounding are known and used abroad (see Kozhevnikov I.P. Soloviev A.M. "Wooden houses and garden houses at the international exhibition" Lesdrevmash-89 ". Overview, M. VNIPIEIlesprom, 1990 , N 4, Woodworking.) The rotary machine contains a bed, a mechanism for feeding logs in the longitudinal direction, a rotary cutting mechanism for external processing of logs, rotating relative to the latter, a mechanism for selecting a longitudinal groove, a mechanism for selecting transverse grooves, a power drive, others The mechanisms.

Наиболее близким к предложенному нами техническому решению как по конструктивным, так и по функциональным признакам, является оцилиндровочный станок [1]
Известный оцилиндровочный станок для изготовления деревянных деталей сруба содержит станину с направляющими, механизм зажима бревна, каретку с приводом, узлами резания, в виде механизма формирования профиля и механизма выборки продольного паза, и люнетами. Станок имеет механизмы выборки поперечных пазов, установленные на станине посредством поворотных от кривошипного механизма рам и выполненные в виде вертикальных фрез.The closest to the technical solution we have proposed, both in terms of design and function, is a cylindering machine [1]
The well-known cylinder machine for the manufacture of wooden parts of the log house contains a frame with guides, a mechanism for clamping a log, a carriage with a drive, cutting units, in the form of a profile forming mechanism and a longitudinal groove retrieval mechanism, and lunettes. The machine has mechanisms for selecting transverse grooves mounted on the frame by means of frames rotatable from the crank mechanism and made in the form of vertical mills.

К недостаткам известных станков можно отнести сложность их конструкции, в частности роторного механизма формирования профиля изделия. Кроме того, не всегда отвечает современным требованиям качество обработки поверхности изделия. Сложность конструкции роторного механизма состоит в том, что требуется подшипник большого диаметра и достаточно сложный его привод. Перенастройка станка путем установки черновых и чистовых резцов механизма формирования профиля и сменной втулки люнета на необходимый диаметр обрабатываемого бревна создает сложности в обслуживании. Люнет в виде сменной втулки требует высокой точности настройки резцов, в противном случае образующийся между ними и изделием зазор ведет к вибрации бревна, что снижает качество обработки, а избыточной натяг создает большое усилие трения дерева по металлу. Осуществляемое роторными станками резание поперек волокон древесины не дает возможности получить готовое изделие с поверхностью высокого качества. The disadvantages of the known machines include the complexity of their design, in particular the rotary mechanism for forming the profile of the product. In addition, the quality of surface treatment of the product does not always meet modern requirements. The complexity of the design of the rotor mechanism is that it requires a large diameter bearing and a rather complicated drive. Reconfiguring the machine by installing rough and finishing cutters of the profile forming mechanism and the removable lunette sleeve to the required diameter of the processed log creates difficulties in maintenance. A lunette in the form of a replaceable sleeve requires a high accuracy in setting the cutters, otherwise the gap formed between them and the product leads to vibration of the log, which reduces the quality of processing, and excessive tension creates a large friction force of the wood against the metal. Carried out by rotary machines cutting across the wood fibers does not allow to obtain a finished product with a high quality surface.

Целью изобретения является получение технического результата, выражающегося в том, что упрощение конструкции оцилиндровочного станка сочетается с повышением качества обработки поверхности производимого изделия. The aim of the invention is to obtain a technical result, expressed in that the simplification of the design of the cylindering machine is combined with an increase in the quality of surface treatment of the manufactured product.

Поставленная цель достигается тем, что в оцилиндровочном станке для изготовления деревянных деталей сруба, содержащем станину с направляющими, механизм зажима бревна, каретку с приводом, узлами резания в виде механизма формирования профиля и механизма выборки продольного паза и люнетами, и механизмы выборки поперечных пазов, согласно изобретению механизм зажима бревна выполнен в виде шпинделя с приводом его вращения и бабки, подвижной в продольном направлении, а механизм формирования профиля выполнен в виде фрезы с фигурными ножами, у каждого из которых одна из режущих кромок параллельна плоскости, проходящей через продольную ось между центрами шпинделя и бабки, и перпендикулярной оси вращения фрезы, а вторая кромка наклонена к первой, причем ось вращения фрезы смещена относительно упомянутой продольной оси на расстояние
E C + B/2, где С расстояние от оси вращения фрезы до начала режущей кромки, параллельной вышеуказанной плоскости; В длина названной кромки, при этом люнеты выполнены в виде самоустанавливающихся роликов. Проведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что предложенное техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки, изложенные в совокупности, взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения. Все это свидетельствует о том, что предложение имеет изобретательский уровень.This goal is achieved by the fact that in a cylindering machine for the manufacture of wooden parts of a log house containing a frame with guides, a log clamping mechanism, a carriage with a drive, cutting units in the form of a profile forming mechanism and a longitudinal groove retrieval mechanism and lunettes, and transverse groove retrieval mechanisms, according to The invention, the clamping mechanism of the log is made in the form of a spindle with a drive of its rotation and headstock, movable in the longitudinal direction, and the profile forming mechanism is made in the form of a cutter with curly knives, azhdogo of which one of the cutting edges parallel to the plane passing through the longitudinal axis between the centers of the spindle and the headstock, and perpendicular to the cutter rotation axis, and the second edge is inclined to the first, the cutter rotation axis is offset with respect to said longitudinal axis by a distance
EC + B / 2, where C is the distance from the axis of rotation of the cutter to the beginning of the cutting edge parallel to the above plane; In the length of the named edge, while the lunettes are made in the form of self-aligning rollers. The scientific and technical analysis of the proposal and the level of technology indicates that the proposed technical solution for a specialist does not follow explicitly from the prior art, while the features set forth in the aggregate are interconnected, are causally related to the expected result, and are necessary and sufficient to receive it. All this indicates that the proposal has an inventive step.

На фиг. 1 изображен оцилиндровочный станок, общий вид сбоку; на фиг. 2 расположение фрезы формирования наружного профиля и фрезы выборки продольного паза, вид сверху; на фиг. 3 изображена установка фрезы формирования наружного профиля и люнетов, вид сбоку; на фиг. 4 положение одного из люнетов при движении каретки влево по стрелке А и вращении бревна по стрелке Б; на фиг. 5 и 6 положение одного из люнетов при движении каретки вправо (по стрелке) и невращающемся бревне (момент выборки продольного паза). In FIG. 1 shows a cylindering machine, general side view; in FIG. 2 arrangement of the cutter for forming the outer profile and the cutter for sampling a longitudinal groove, top view; in FIG. 3 shows the installation of the cutter forming the outer profile and lunettes, side view; in FIG. 4 the position of one of the lunettes when the carriage moves to the left along arrow A and the log rotates along arrow B; in FIG. 5 and 6, the position of one of the lunettes when the carriage moves to the right (in the direction of the arrow) and the non-rotating log (the moment of sampling the longitudinal groove).

Оцилиндровочный станок для изготовления деревянных деталей сруба содержит станину 1 (см. фиг. 1) с направляющими 2, по которым перемещается каретка 3. Привод перемещения каретки 3 на чертеже условно не показан. На каретке 3 установлены узлы резания в виде механизма формирования профиля-фрезы 4, и механизм выборки продольного паза фреза 5, и люнеты 6, предотвращающие прогиб и вибрацию бревна при его обработке. Фрезы 4 и 5 установлены на каретке 3 подвижно, с возможностью перемещения в поперечном относительно движения каретки направлении и фиксации их в заданном положении. The cylindering machine for the manufacture of wooden parts of the log house contains a frame 1 (see Fig. 1) with guides 2 along which the carriage 3 moves. The drive for moving the carriage 3 is not shown conventionally in the drawing. On the carriage 3, cutting units are installed in the form of a mechanism for forming a profile-cutter 4, and a mechanism for selecting the longitudinal groove of the cutter 5, and lunettes 6, which prevent the log from sagging and vibration during its processing. Mills 4 and 5 are mounted on the carriage 3 movably, with the possibility of movement in the transverse direction relative to the movement of the carriage and fixing them in a predetermined position.

На станине 1 установлен механизм зажима бревна, выполненный в виде шпинделя 7 с приводом 8 его вращения и подвижной в продольном направлении (в зависимости от длины бревна) бабки 9 с рукояткой 10. На корпусах шпинделя 7 и бабки 9 на кронштейнах закреплены механизмы выборки поперечных пазов в виде фрез 11. Фреза 4 формирования профиля изделия наружной поверхности бревна имеет фигурные ножи 12 с двумя режущими кромками 13 и 14. Указанные режущие кромки 13 и 14 расположены под углом друг к другу таким образом, что кромка 13 наклонена к плоскости 15, проходящей через ось 16 вращения шпинделя 7 и бабки 9 и перпендикулярной оси 17 вращения фрезы 4, а кромка 14 параллельна указанной плоскости 15. На фиг. 1-3 показан вариант установки фрезы 4, когда ось 17 ее вращения занимает горизонтальное положение. Как видно на фиг. 3 ось 17 вращения фрезы 4 не проходит через ось 16, являющуюся осью вращения шпинделя 7 и бабки 9 и осью вращения бревна, а смещена относительно указанной оси 16 по вертикали на расстояние Е, обеспечивающее соприкосновение бревна и режущей кромки 14 фрезы 4 преимущественно в средней части по длине "в" кромки 14. Это смещение фрезы 4 относительно оси 16 возможно как вверх, так и вниз, и величина его Е определяется из соотношения Е

С +

, где С расстояние от оси 17 вращения фрезы 4 до начала кромки 14. В представленном на чертежах варианте перпендикулярно фрезе 4 установлена фреза 5 с ножами 18, имеющими фигурную режущую кромку 19, представляющую собой часть дуги окружности с радиусом R, равным радиусу обрабатываемого бревна. Это обеспечивает плотность подгонки одного бревна к другому при укладке их в сруб. Возможны и другие варианты формы кромки 19 и соответственно формы профиля продольного паза. Кроме показанного на чертежах взаимного расположения фрез 4 и 5 возможны и другие варианты.On the bed 1, a log clamping mechanism is installed, made in the form of a spindle 7 with a drive 8 for its rotation and a headstock 9 with a handle 10 that is movable in the longitudinal direction (depending on the length of the log). Transverse grooves are fixed to the brackets of the spindle 7 and headstock 9 on the brackets in the form of mills 11. The milling cutter 4 for forming the product profile on the outer surface of the log has curly knives 12 with two

cutting edges

13 and 14. These

cutting edges

13 and 14 are located at an angle to each other so that the edge 13 is inclined to the plane 15, passing 16 minutes through the axis of rotation of the spindle 7 and the carrier 9 and perpendicular to the rotational axis 17 of the cutter 4 and the edge 14 is parallel to said plane 15. In FIG. 1-3 shows the installation option of the cutter 4, when the axis 17 of its rotation is horizontal. As seen in FIG. 3, the axis of rotation 17 of the cutter 4 does not pass through the axis 16, which is the axis of rotation of the spindle 7 and headstock 9 and the axis of rotation of the log, but is offset relative to the specified axis 16 vertically by a distance E, ensuring contact between the log and the cutting edge 14 of the mill 4 mainly in the middle part along the length "in" of the edge 14. This offset of the cutter 4 relative to the axis 16 is possible both up and down, and its value E is determined from the ratio E

C +

where C is the distance from the axis of rotation of the milling cutter 4 to the beginning of the edge 14. In the embodiment shown perpendicular to the milling cutter 4, a milling cutter 5 with knives 18 having a curly cutting edge 19, which is a part of a circular arc with a radius R equal to the radius of the processed log, is installed. This ensures a tight fit of one log to another when stacking them in a log house. Other variants of the shape of the edge 19 and, accordingly, the shape of the profile of the longitudinal groove are possible. In addition to the mutual arrangement of cutters 4 and 5 shown in the drawings, other options are possible.

Режущие кромки фрезы 11 для выемки поперечных пазов имеют также форму части дуги окружности с радиусом R, равным радиусу обрабатываемого бревна. The cutting edges of the cutter 11 for the extraction of transverse grooves also have the form of a part of a circular arc with a radius R equal to the radius of the processed log.

Люнеты 6 выполнены в виде роликов, самоустанавливающихся относительно возвратно-поступательного перемещения каретки 3. Это обеспечивается тем, что оси 20 вращения люнетов 6 установлены эксцентрично по отношению к оси 21, перпендикулярной к образующей бревна в точке 22 соприкосновения последнего с люнетом 6. The lunettes 6 are made in the form of rollers that are self-aligning relative to the reciprocating movement of the carriage 3. This is ensured by the fact that the axes 20 of rotation of the lunettes 6 are mounted eccentrically with respect to the axis 21, perpendicular to the generatrix of the log at the point 22 of contact of the latter with the lunet 6.

Работает оцилиндровочный станок для изготовления деревянных деталей сруба следующим образом. Works cylinder machine for the manufacture of wooden parts of the log house as follows.

Устанавливают в исходное положение на каретке 3 и настраивают узлы резания 4, 5 и люнеты 6 в соответствии с размером обрабатываемых бревен. Каретку 3 отводят в крайнее правое (фиг. 1) положение. С помощью любых известных погрузочных механизмов (манипулятор, лебедка и т.п.) бревно размещают и зажимают рычагом 10 между шпинделем 7 и бабкой 9. Подводят к бревну и устанавливают в рабочее положение фрезу 4. Включают привод 8 вращения шпинделя 7, привод вращения фрезы 4 и привод подачи каретки 3, которая начинает движение от бабки 9 к шпинделю 7. При этом кромка 13 ножа 12 фрезы 4 выполняет грубую обработку поверхности бревна, перерезая волокна древесины под углом, что обеспечивает снижение усилия резания. Одновременно кромка 14 ножа 12 фрезы 4 выполняет чистовую обработку поверхности бревна, устраняя заусенцы, обрывки волокон от резания кромкой 13. Установка фрезы 4 на размер Е выше или ниже оси 16 вращения обрабатываемого бревна определяется направлением вращения бревна, фрезы 4 и направлением подачи каретки 3. Смещение оси 17 вращения фрезы 4 относительно оси 16 вращения бревна (фиг. 3) позволяет осуществлять чистовую обработку бревна строганием вдоль волокна древесины кромкой 14 ножа 12 фрезы 4. Это обеспечивает высокую частоту поверхности изделия, особенно при осуществлении контакта древесины бревна и кромки 14 в точке, определяемой из соотношения Е С + B/2. Оптимальные условия обработки поверхности бревна обеспечиваются также тем, что люнеты 6 при этом самостоятельно принимают положение, показанное на фиг. 4. Разворот люнета 6 на угол F происходит вокруг оси 20, смещенной на заданное расстояние от точки 22 соприкосновения бревна и ролика люнета 6. Величина угла F зависит от диаметра бревна, скорости его вращения и скорости движения каретки 3. Использование люнетов описанной конструкции обеспечивает наименьшие потери мощности на трение. Set in the initial position on the carriage 3 and adjust the cutting units 4, 5 and lunettes 6 in accordance with the size of the processed logs. The carriage 3 is diverted to the far right (Fig. 1) position. Using any known loading mechanisms (manipulator, winch, etc.), the log is placed and clamped with a lever 10 between the spindle 7 and the headstock 9. Lead to the log and set the mill to working position 4. Turn on the spindle rotation drive 8, the mill rotation drive 4 and the feed drive of the carriage 3, which begins to move from the headstock 9 to the spindle 7. At the same time, the edge 13 of the knife 12 of the cutter 4 performs rough processing of the surface of the log, cutting the wood fibers at an angle, which reduces the cutting force. At the same time, the edge 14 of the knife 12 of the cutter 4 finishes the surface of the log, eliminating burrs, fragments of fibers from cutting by the edge 13. Setting the cutter 4 to a size E above or below the axis of rotation 16 of the processed log is determined by the direction of rotation of the log, cutter 4 and the feed direction of the carriage 3. The offset of the axis of rotation 17 of the cutter 4 relative to the axis 16 of rotation of the log (Fig. 3) allows for finishing the log by planing along the wood fiber with the edge 14 of the knife 12 of the cutter 4. This ensures a high frequency of the surface of the product , especially when making contact between the wood of the log and the edge 14 at a point determined from the ratio E C + B / 2. Optimal conditions for treating the surface of the log are also ensured by the fact that the lunettes 6 independently take on the position shown in FIG. 4. The rotation of the lunette 6 by an angle F occurs around the axis 20, shifted by a predetermined distance from the point of contact of the log and the roller of the lunette 6. The angle F depends on the diameter of the log, its speed of rotation and the speed of the carriage 3. The use of lunettes of the described construction ensures the smallest friction power loss.

После окончания формирования наружного профиля бревна фрезой 4 выключают привод подачи каретки 3, фрезы 4, привод 8 шпинделя 7, отводят фрезу 4 в нерабочее положение на каретке 3. Устанавливают в рабочее положение фрезу 5, включают ее привод и привод подачи каретки 3 в обратном направлении (от шпинделя 7 к бабке 9). Производят выборку продольного паза в бревне фрезой 5, при этом люнеты 6 устанавливаются самостоятельно в положение, показанное на фиг. 5 и 6. Одновременно производят выборку поперечных пазов (чашек) фрезами 11. Готовое изделие снимают со станка. Каретка находится в положении начала цикла обработки бревна и готова к новому циклу. Совмещение во времени работы фрезы 5 с фрезами 11 сокращает время рабочего цикла и повышает производительность станка. Поочередная работа фрез 4 и 5 исключает холостой ход каретки, т.е. исключает трату мощности на холостой ход и позволяет производить обработку бревен в условиях снижений (по сравнению с прототипом) мощности силовых приводов станка. Исключение из конструкции станка громоздкого, энергоемкого, сложного по изготовлению и в эксплуатации роторного механизма формирования профиля изделия упрощает конструкцию предлагаемого оцилиндровочного станка. Одновременно обеспечивается высокое качество поверхности вырабатываемого изделия благодаря использованию фрезы с фигурным профилем ножей. After the formation of the outer profile of the log, the cutter 4 turns off the feed drive of the carriage 3, the cutter 4, the drive 8 of the spindle 7, take the cutter 4 to the inoperative position on the carriage 3. Set the cutter 5 to its working position, turn on its drive and the feed drive of the carriage 3 in the opposite direction (from spindle 7 to headstock 9). A longitudinal groove is sampled in the log by the cutter 5, while the lunettes 6 are independently mounted in the position shown in FIG. 5 and 6. At the same time, the transverse grooves (cups) are sampled with cutters 11. The finished product is removed from the machine. The carriage is in the position of the beginning of the log processing cycle and is ready for a new cycle. The combination in time of the operation of the cutter 5 with the cutters 11 reduces the time of the working cycle and increases the productivity of the machine. Alternate operation of cutters 4 and 5 eliminates the idling of the carriage, i.e. eliminates the waste of power on idling and allows the processing of logs in conditions of reduction (compared with the prototype) of the power of the power drives of the machine. The exception from the design of the machine is bulky, energy-intensive, complicated to manufacture and operate a rotary mechanism for forming the product profile simplifies the design of the proposed cylindering machine. At the same time, a high surface quality of the manufactured product is ensured through the use of a cutter with a figured profile of knives.

Claims

OSCILLATING MACHINE FOR MANUFACTURING WOODEN DETAILS OF A FELLING, containing a frame with guides, a carriage with a drive for moving along the guides, cutting units in the form of a profile forming mechanism and a longitudinal groove retrieval mechanism and lunettes, a log clamping mechanism and a longitudinal groove retrieval mechanism, characterized in that the log clamp is made in the form of a spindle with a drive of its rotation and headstock, movable in the longitudinal direction, the profile forming mechanism is made in the form of a cutter with curly knives, each of one of the cutting edges is parallel to the plane passing through the longitudinal axis between the centers of the spindle and headstock and perpendicular to the axis of rotation of the cutter, and the second cutting edge is inclined to the first, and the axis of rotation of the cutter is offset relative to the longitudinal axis by

where c is the distance from the axis of rotation of the cutter to the beginning of the cutting edge parallel to the plane;
b the length of the specified cutting edge,
and the lunettes are made in the form of self-aligning rollers.