RU2071414C1

RU2071414C1 - Method and machine tool for working blanks

Info

Publication number: RU2071414C1
Application number: RU93051130A
Authority: RU
Inventors: В.С. Карманов; В.Л. Субач; С.З. Ибрагимов; С.Г. Лакирев
Original assignee: Карманов Владимир Сергеевич
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 1997-01-10

Abstract

FIELD: cutting of blanks from non-rigid materials. SUBSTANCE: method and machine tools are designed for working planes of blanks from non-rigid materials such as plastics, timber and other by milling, grinding and so on. Milling of flat surfaces is performed at one, two, three, four sides including double-side milling of short blanks in order to receive by one pass accurate rectilinear beams and boards from inaccurate curvilinear logs and trunks. End milling cutters are used as cutting member. Said milling cutters form cutting plane including directly in working zone additional intermediate basic plane. It is combined with preliminary orientation of common symmetry axis of blank relative to intermediate basic plane; with provision of elasticity of front plane that may be moved and rocked in order to compensate not only all blanks but also errors of its "rough base" and to receive accurate plane not only at one side of blank but also to work blanks at two, three, four sides and to work short blanks at two sides in automated cycle. All these features are demonstrated by machine tool design, supported for performing the method. EFFECT: improved design of machine tool, enhanced efficiency of method. 4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки резанием заготовок из не твердых материалов и может быть использовано при фрезеровании, шлифовании, полировании и прочих методах обработки плоскостей. The invention relates to the field of processing by cutting blanks from non-solid materials and can be used for milling, grinding, polishing and other methods of processing planes.

Преимущественное применение предполагаемое изобретение может найти при фрезеровании точных плоских поверхностей у деревянных заготовок различной длины и конфигурации, в том числе, для получения точных, прямолинейных брусьев, досок и т. п. из не точных, криволинейных, гнутых бревен и стволов, которые в настоящее время идут лишь на горбыль, щепу или отходы. The alleged invention can find predominant application when milling precise flat surfaces on wooden workpieces of various lengths and configurations, including for producing precise, straight-cut beams, boards, etc. from inaccurate, curved, bent logs and trunks that are currently time goes only to croaker, wood chips or waste.

Известно базирование заготовки неправильной цилиндрической формы (бревен) в деревообрабатывающих станках на плоской базе (рис.9,г), посредством центров, торцовых кулачков (рис.е), в лесопильной раме (рис.9,к) (см. Манжос Ф. М. Дереворежущие станки. М. "Лесная промышленность", 1974 г. стр. 35, рис.9 и описание рис.9 там же, на стр.34,36,37). It is known that the billets of irregular cylindrical shape (logs) are based in woodworking machines on a flat base (Fig. 9, d), through centers, end cams (Fig. E), in a sawmill frame (Fig. 9, k) (see Manzhos F. M. Wood-cutting machines. M. "Forest industry", 1974 p. 35, fig. 9 and description of fig. 9 in the same place, on p. 34,36,37).

Такое базирование заготовок при их обработке на деревообрабатывающих станках взято за аналог. Such basing of blanks when they are processed on woodworking machines is taken as an analogue.

Известно также подвижное базирование заготовок по передней и задней базирующим плитам, расположенным на разных уровнях, и обработку заготовок ножевым валом, расположенным между этими плитами (см.Манжос Ф.М. "Дереворежущие станки", М. "Лесная промышленность", 1974, стр.175, рис.67 и описание рис.67 там же на стр. 173, 174, 175, 176). По этим схемам базирования заготовок, принятым за прототип, построено большинство фуговальных станков, предназначенных для точной обработки плоских поверхностей (см.там же, стр.174, рис.66; стр. 177 рис.69; стр.180 рис.70; стр.188 рис.73а, и описания к ним), а также плоскофрезерные станки двухсторонней и четырехсторонней обработки (см.там же, стр.213 рис.84; стр.218 рис.86; стр.220 рис.87; стр.226 рис.89; стр.229 рис.90; стр.232 рис.91; и описания к ним). It is also known moving basing of workpieces on the front and rear base plates located at different levels, and processing workpieces with a knife shaft located between these plates (see Manzhos F.M. "Wood-cutting machines", M. "Forest industry", 1974, p. .175, fig. 67 and description of fig. 67 in the same place on p. 173, 174, 175, 176). According to these prefabrication basing schemes, adopted as a prototype, most of the jointing machines designed for the precise processing of flat surfaces have been built (see also, p. 174, p. 66; p. 177 p. 69; p. 180 p. 70; p. .188 fig. 73a, and descriptions thereto), as well as two-sided and four-sided plane milling machines (see also, p. 213 fig. 84; p. 218 fig. 86; p. 220 fig. 87; p. 226 fig. 89; p. 229 fig. 90; p. 232 fig. 91; and descriptions thereof).

Недостатки всех этих станков заключаются в низкой точности и большом числе рабочих проходов при обработке плоских заготовок, вследствие принципиальных недостатков самой схемы базирования и обработки заготовок, по которой построены эти станки и которые подробно изложены на рис.67 стр.175 и стр. 173, 174, 175 и 176 процитированного выше литературного источника. The disadvantages of all these machines are low accuracy and a large number of working passages when processing flat billets, due to the fundamental shortcomings of the base and workpiece processing scheme that these machines are built on and which are detailed in Fig. 67 p. 175 and p. 173, 174 , 175 and 176 of the above cited literature.

В кратком изложении эти недостатки заключаются в:
отсутствии предварительной установки заготовок до начала обработки по их общей оси симметрии, хотя такая установка возможна в центрах, торцовых кулачках и т.п. (см.описание аналога);
влияния на начальных стадиях обработки (рис.76а),б),в),г) на точность обработки погрешностей от характера и размера кривизны черновой базы и длины по отношению к длине передней плиты (стр.173, последний абзац).In summary, these shortcomings are:
the lack of pre-installation of blanks before processing on their common axis of symmetry, although such installation is possible in centers, end cams, etc. (see description of analogue);
influence at the initial stages of processing (Fig. 76a), b), c), d) on the accuracy of processing errors on the nature and size of the curvature of the rough base and the length with respect to the length of the front plate (p. 173, last paragraph).

продолжающимся влиянием "фактических неровностей черновой базы заготовки" (последний абзац на стр.174) даже при базировании ее только на задней плите (рис. 67,д), т.к. передняя плита выполнена жесткой, имеется определенное расстояние между передней и задней плитами, где идет только обработка и любое базирование отсутствует, а также нет условий компенсации "неровностей черновой базы заготовки". the continuing influence of the “actual irregularities of the draft blank base” (last paragraph on page 174) even when basing it only on the back plate (Fig. 67, e), because the front plate is rigid, there is a certain distance between the front and rear plates, where only processing is done and there is no basing, and there are no conditions for compensating for “roughnesses in the rough base of the workpiece”.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что с целью повышения точности и снижения трудоемкости обработки, между передней и задней базовыми плоскостями дополнительно вводят, непосредственно в зоне обработки, промежуточную базовую плоскость, являющуюся продолжением задней базовой и режущей вращающейся плоскостей, переднюю плоскость выполняют подпружиненной, а заготовку до начала обработки предварительно ориентируют по оси ее общей симметрии, располагая эту ось параллельно промежуточной базовой плоскости, после чего располагают заходную часть заготовки относительно режущей вращающейся плоскости на размер обработки и обрабатывают заготовку, прижимая ее к промежуточной базовой плоскости обработанной поверхностью. В пп.2,3 и 4 формулы изобретения приведена трансформация предложенного способа применительно к 2-х,4-х-сторонней обработке заготовок и к обработке коротких заготовок, а в п.5 приведена конструкция станка для реализации предлагаемого способа обработки заготовок. The essence of the invention lies in the fact that in order to increase accuracy and reduce the complexity of processing, between the front and rear base planes, an intermediate base plane, which is a continuation of the rear base and cutting rotating planes, is additionally inserted directly in the processing zone, the front plane is spring loaded, and the workpiece is preliminarily oriented along the axis of its general symmetry prior to processing, placing this axis parallel to the intermediate base plane, after which put the input part of the workpiece relative to the cutting rotating plane on the processing size and process the workpiece, pressing it to the intermediate base plane of the machined surface. In paragraphs 2,3 and 4 of the claims, the transformation of the proposed method is applied to 2, 4-sided processing of workpieces and to the processing of short workpieces, and in paragraph 5, the design of the machine for implementing the proposed method for processing workpieces is given.

На фиг.1 и 2 представлены начальная стадия обработки заготовки с предварительной ориентацией по оси (центрами) и базированием по дополнительно введенной промежуточной базовой плоскости при поддержке упругой передней плоскостью;
На фиг.3 и 4 представлена промежуточная и завершающая стадии обработки с базированием по дополнительно введенной промежуточной базовой плоскости.Figures 1 and 2 show the initial stage of processing a workpiece with preliminary orientation along the axis (centers) and basing along an additionally introduced intermediate reference plane with the support of an elastic front plane;
Figures 3 and 4 show the intermediate and final stages of processing based on the additionally introduced intermediate base plane.

Фиг.1 и 2 иллюстрируют п.1 формулы изобретения. 1 and 2 illustrate claim 1 of the claims.

на фиг.5 представлена начальная стадия обработки заготовки с ее предварительной ориентацией по оси (центрами), при поддержке подпружиненной передней плоскостью (не показана) и базированием по дополнительно введенным промежуточным базовым плоскостям при двухсторонней обработке;
на фиг.6 представлены промежуточная и завершающая стадии обработки заготовки согласно фиг. 5. Фиг.5 и 6 иллюстрируют п.2 формулы изобретения, а с учетом принципиальной известности способа обработки с 4-х сторон и станков для 4-х сторонней обработки (Ф.М. Манжос. стр.218 рис.86, стр.220 рис.87) эти фиг. иллюстрируют и п.3 формулы изобретения.figure 5 presents the initial stage of processing the workpiece with its preliminary orientation along the axis (centers), supported by a spring-loaded front plane (not shown) and basing on additionally entered intermediate base planes during double-sided processing;
FIG. 6 shows the intermediate and final stages of processing the workpiece according to FIG. 5. Figures 5 and 6 illustrate claim 2 of the claims, and taking into account the principal popularity of the processing method from 4 sides and machines for 4-side processing (F.M. Manzhos. P. 218 fig. 86, p. 220 fig. 87) these figs. Claim 3 of the claims also illustrate.

на фиг.7 представлен способ двухсторонней обработки коротких заготовок;
на фиг.8 станок для двухсторонней обработки коротких заготовок.figure 7 presents a method of two-sided processing of short workpieces;
on Fig machine for two-sided processing of short workpieces.

Обработка заготовок с помощью предлагаемых способов обработки и станка осуществляется следующим образом. Processing blanks using the proposed processing methods and the machine is as follows.

Предварительно (фиг. 1 и 2) во вращающуюся режущую плоскость 1 вводят промежуточную базовую плоскость 2, а заготовку 3 ориентируют, например, с помощью центров 4 и 5, по оси своей общей симметрии, располагают эту ось параллельно промежуточной плоскости 2 и настраивают на размер обработки. Preliminarily (Figs. 1 and 2), an intermediate base plane 2 is introduced into the rotating cutting plane 1, and the workpiece 3 is oriented, for example, by centers 4 and 5, along the axis of its general symmetry, this axis is parallel to the intermediate plane 2 and adjusted to the size processing.

Поскольку длинная, маложесткая заготовка в центрах будет прогибаться даже под собственным весом, не говоря уж о действии сил резания, передняя базовая плоскость 6 выполняется подпружиненной она компенсирует вес и погрешности расположения заготовки 3 относительно промежуточной плоскости 2. Предварительная ориентация общей оси симметрии заготовки 3 параллельно плоскости 2 может быть выполнена не только с помощью центров 4 и 5, а любым другим известным методом, в том числе с помощью смещений и перекосов упругой передней плоскости 6. При перемещении предварительно ориентированной заготовки 3 под действием 7 рабочей подачи вращающая плоскость 1 обрабатывает заготовку и обработанным участком ее прижимают прижимом 8 к главной базе дополнительно введенной неподвижной базовой плоскости 2, являющейся продолжением режущей вращающейся плоскости 1 и известной жесткой задней базовой плоскости 9. После надежного базирования заходной части заготовки по плоскости 2, любые ориентиры ее оси симметрии, например, центра 4,5 снимаются и заготовки обрабатываются на всю длину (фиг.3,4), базируется на плоскость 2 при поддержке подпружиненной плоскостью 6, а также при дальнейшем базировании и прижиме к задней жесткой базовой плоскости 9. Конфигурация прилегающих к вращающейся режущей плоскости 1 частей базовых плоскостей 6 и 9 принята соответствующей части окружности, а то обстоятельство, что в качестве режущих плоскостей приняты торцовые фрезы, обеспечивает, как это известно, из области технологии машиностроения в части фрезерования металлических, в том числе, труднообрабатываемых заготовок, обеспечивает легкий съем практически не ограниченных припусков при высокой точности обработки, низкой шероховатости обработанной поверхности и высокой стойкости режущего инструмента, т.к. торцевые фрезы намного легче оснащаются твердосплавными пластинками, чем цилиндрические. Since a long, slightly rigid workpiece in the centers will bend even under its own weight, not to mention the action of cutting forces, the front base plane 6 is spring loaded and it compensates for the weight and location errors of the workpiece 3 relative to the intermediate plane 2. Preliminary orientation of the common axis of symmetry of the workpiece 3 parallel to the plane 2 can be performed not only using centers 4 and 5, but by any other known method, including using displacements and skews of the elastic front plane 6. When changing When the pre-oriented workpiece 3 is subjected to the action of working feed 7, the rotating plane 1 processes the workpiece and is pressed by the clamp 8 to the main base of the additionally introduced fixed reference plane 2, which is a continuation of the cutting rotating plane 1 and the well-known rigid rear reference plane 9. After reliable entry parts of the workpiece on the plane 2, any landmarks of its axis of symmetry, for example, the center 4,5 are removed and the workpieces are processed to the full length (Fig.3,4), based on and plane 2, supported by a spring-loaded plane 6, as well as with further basing and clamping to the rear rigid reference plane 9. The configuration of the parts of the reference planes 6 and 9 adjacent to the rotating cutting plane 1 is adopted for the corresponding part of the circle, and the circumstance that as cutting planes end mills are adopted, provides, as is known, from the field of engineering technology in terms of milling metal, including difficult to process billets, provides easy removal of practically no boundedness allowances at high machining accuracy, low roughness and high machined surface resistance of the cutting tool, since end mills are much easier to equip with carbide inserts than cylindrical.

При параллельной обработке согласно п.2 формулы изобретения, двух сторон заготовки 3 (фиг. 5 и 6) сначала размещают параллельно и оппозитно две основную 1 и дополнительную 10 режущие вращающиеся плоскости, две основную 2 и дополнительную 11 промежуточные базовые плоскости, и две основную 9 и дополнительную 12 задние базовые плоскости. Причем одна из промежуточных базовых плоскостей, выполнена подпружиненной. Предварительно ось заготовки 3 выставляется, например, посредством центров 5, параллельно и симметрично относительно плоскостей образованных 1-10, 2-11 и 9-12, а при перемещении 7 с рабочей подачей S, центра, либо другие центрирующие ось заготовки элементы снимаются и заготовка 3, поддерживаемая подпружиненной передней плоскостью (одна на фиг.5,6 внизу и условно не показана) базируясь по плоскостям 9-12 и 1-10 обрабатывается полностью по строгим обеспечением точности выполненного размера, точностью формы и плоскостностью поверхности. Подобным же образом только с использованием 2-х пар режущих вращающихся и дополнительно введенных промежуточных базовых поверхностей осуществляется 4-х сторонняя обработка заготовок согласно п.3 формулы изобретения. Станок для обработки заготовки состоит из рамы 13, на которой крепятся все его узлы, имеет дополнительную переднюю плоскость 14. Двигатель 15 с помощью клиноременной передачи 16 вращает две торцевые фрезы 17 с режущими плоскостями 1 и 10. Мотор-редуктор 18 через цепную передачу 19 приводит во вращение подающий диск 20, которое осуществляет рабочее движение подачи заготовки 3. Диск 20 вращается между плоскостями, образованными плоскостями 6-14; 1-10,2-11,9-12, причем одна из передних и промежуточных плоскостей подпружинены. Заготовки 3 предварительно размещают в загрузочный бункер 21, а после обработки готовые детали отводятся в приемный склиз 22. Описанный станок работает следующим образом. When parallel processing according to claim 2 of the claims, two sides of the workpiece 3 (Fig. 5 and 6) are first placed parallel and opposite two main 1 and an additional 10 cutting rotating planes, two main 2 and an additional 11 intermediate base planes, and two main 9 and an additional 12 rear base planes. Moreover, one of the intermediate base planes is spring loaded. Previously, the axis of the workpiece 3 is set, for example, by means of the centers 5, parallel and symmetrically with respect to the planes formed 1-10, 2-11 and 9-12, and when moving 7 with the working feed S, the center or other elements centering the axis of the workpiece are removed and the workpiece 3, supported by a spring-loaded front plane (one in Fig. 5,6 below and not shown conventionally) based on the planes 9-12 and 1-10, it is completely processed according to strict guarantees of precision of executed size, shape accuracy and flatness of the surface. In the same way, only with the use of 2 pairs of cutting rotating and additionally introduced intermediate base surfaces is a 4-sided processing of workpieces according to claim 3 of the claims. The workpiece processing machine consists of a frame 13, on which all its components are attached, has an additional front plane 14. The engine 15 rotates two end mills 17 with cutting planes 1 and 10 using a V-belt transmission 16 and the motor gearbox 18 leads through a chain transmission 19 in rotation, the feed disk 20, which implements the working movement of the workpiece feed 3. The disk 20 rotates between the planes formed by the planes 6-14; 1-10,2-11,9-12, and one of the front and intermediate planes are spring-loaded. The blanks 3 are preliminarily placed in the loading hopper 21, and after processing the finished parts are discharged into the receiving skid 22. The described machine operates as follows.

При включении двигателя 15 и мотор-редуктора 18, установленных на раме 13, через клиноременную 16 и цепную передачу 19 начинают вращаться соответственно две торцевые фрезы 17 и подающий диск 20. В ячейку подающего диска 20, в верхнем его положении, из загрузочного бункера 21 поступает заготовка 3, которая, продвигаясь к зоне обработки предварительно базируется между (как передними базовыми плоскостями 6 и 14, одна из которых подпружинена. Изменяя положение пластин 6 и 14 относительно фрез 17, управляют величиной и симметричностью снимаемого с каждой торцевой стороны заготовки 3 припуска. При дальнейшем вращении подающего диска 20, заготовка 3 обрабатывается с двух сторон фрезами 17 и одновременно базируется и удерживается базовыми промежуточными плоскостями 2 и 11, причем одна из последних подпружинена в осевом направлении. Важно отметить, что удерживающие промежуточные плоскости 2 и 11 во время работы не вращаются и служат лишь для надежного базирования и удерживания коротких деталей при обработке. При дальнейшем движении подающего диска 20 деталь проходит через задние базовые плоскости 9-12 и отводится в приемный склиз 22. Расстояние между фрезами 17, базовыми промежуточными 2 и 11 и задними 9-12 плоскостями соответствуют размерам обработанной детали. When you turn on the engine 15 and the gear motor 18 mounted on the frame 13, through the V-belt 16 and the chain gear 19, two end mills 17 and the feed disk 20, respectively, start to rotate. The feed hopper 20, in its upper position, enters from the feed hopper 21 workpiece 3, which, advancing to the processing zone, is preliminarily based between (as the front reference planes 6 and 14, one of which is spring-loaded. By changing the position of the plates 6 and 14 relative to the milling cutters 17, the magnitude and symmetry of the torus removed from each are controlled on the left side of the stocking stock 3. With further rotation of the feed disk 20, the stocking 3 is machined on both sides by cutters 17 and at the same time is supported and supported by the base intermediate planes 2 and 11, one of the latter being spring-loaded in the axial direction. and 11 do not rotate during operation and serve only to reliably base and hold short parts during processing. With further movement of the feed disk 20, the part passes through the rear base planes 9-12 and is diverted to the receiving skid 22. The distance between the cutters 17, the base intermediate 2 and 11 and the rear 9-12 planes correspond to the dimensions of the machined part.

Использование предлагаемого способа обработки заготовок и станка для его осуществления существенно повышает производительность и точность обработки, а также позволяет автоматизированно обрабатывать короткие заготовки и получать точные брусья и доски из не точных, изогнутых бревен и стволов. Using the proposed method for processing workpieces and a machine for its implementation significantly increases productivity and accuracy of processing, and also allows you to automatically process short workpieces and obtain accurate boards and boards from inaccurate, curved logs and trunks.

Claims

1. A method of processing workpieces, including sequentially basing and pressing them along the front and rear reference planes of the work surface with the common axis of symmetry of the workpiece parallel to the said planes and processing the workpieces to the required size in the area located between the front and rear reference planes, characterized in that between the front and rear reference planes, directly in the processing zone, an intermediate reference plane is established, which is an extension of the rear reference plane and of the rotating planes, the front plane is spring-loaded, and during processing, the workpiece is pressed against the intermediate base plane.

2. The method according to claim 1, characterized in that for parallel processing of the two sides of the workpiece, additional rear, intermediate base and cutting rotating planes are arranged and placed opposite and parallel to the main plane, one of the intermediate base planes being spring loaded.

3. The method according to claim 2, characterized in that for processing two pairs of parallel and mutually perpendicular planes, a pair of back, intermediate base and cutting rotating planes are arranged parallel to each other and perpendicular to the corresponding additional planes at a distance equal to the processing dimensions, one intermediate the base plane of the pair is spring loaded.

4. The method according to claim 2, characterized in that for processing short workpieces with parallel sides, an additional front base plane is installed and parallel to the main one at a distance equal to the size of the workpiece, the spring-loaded front base plane being placed on the side of the spring-loaded intermediate base plane.

5. A machine for processing workpieces, including a frame, the basing plane of the workpiece, a cutting tool in the form of two coaxially placed rotating tools, a feeding element, a discharge hopper, a receiving skid and rotation drives of the cutting tool, moving the workpiece and the feeding element, characterized in that the basing plane the blanks are made of three parts in the form of front, rear and intermediate base planes, while the cutting tools are made in the form of end mills with the ability to cover intermediate bases planes with the location of their cutting planes flush with the rear and intermediate base planes, the feeding element is made in the form of a disk with cells that are placed on the disk relative to its axis of rotation at a distance equal from this axis to the axis of rotation of the tools, and with the possibility of interaction in the upper position with a loading hopper, and in the lower one with a receiving slit, one of the front and intermediate base planes being spring-loaded and mounted on one side.