RU229258U1 - Сборная фреза с механическим креплением режущих элементов для формирования зубчатых шипов на древесине - Google Patents

Abstract

Полезная модель сборная фреза с механическим креплением режущих элементов для формирования зубчатых шипов на древесине относится к деревообрабатывающим инструментам и может быть использована в лесной и деревообрабатывающей промышленности, в том числе в области строительства при изготовлении деревянных конструкций для формирования зубчатых шипов, при сращивании по длине заготовок из пиломатериалов.

Целью технического решения является создание конструкции фрезы, позволяющей повысить эксплуатационную надежность режущего инструмента при высокой его износостойкости в процессе фрезерования шипов с оптимальными геометрическими размерами, обеспечивающими повышение прочности получаемых в итоге зубчатых клеевых соединений.

Цель достигается за счет выполнения фрезы сборной и состоящей из трех сменных блоков режущих элементов для фрезерования: основной части 2 впадин между шипами длиной L₂ с безопасной величиной b₂ не менее 2 мм, дополнительной части 3 фрезеруемой с минимальным b₁ не более 0,2 мм и минимальной длиной L₁ не более 12 мм, а также торцов деревянной заготовки для формирования затупления вершин шипов b обеспечивающего зазор в стыке при запрессовке шипового соединения и плотного контакта склеиваемых поверхностей.

Износостойкость режущих элементов фрезы достигается за счет фрезерования дополнительной части 3 впадин между шипами с оптимальным значением b_1, равным 0,2 мм, при минимальном объеме стружки древесины из-за уменьшения величины L₁ части 3 до 12 мм.

Конструкция режущих блоков фрезы выполнена сборно-разборной при помощи стяжных элементов 5 для обеспечения регулирования параметров фрезерования и упрощения процесса заточки режущих элементов блоков по Фиг. 2.

Description

Полезная модель относится к деревообрабатывающим инструментам и может быть использована в лесной и деревообрабатывающей промышленности, в том числе в области строительства по изготовлению деревянных конструкций для формирования зубчатых шипов при сращивании по длине заготовок из пиломатериалов.

Целью предложения является повышение эксплуатационной надежности режущего инструмента с высокой его износостойкостью в процессе фрезерования шипов с оптимальными геометрическими размерами, обеспечивающими повышение прочности получаемых в итоге зубчатых клеевых соединений.

Из существующего уровня техники известно, что повышение прочности зубчатых клеевых соединений достигается за счет уменьшения наклона i склеиваемых поверхностей зубчатых шипов к направлению волокон древесины, а также ширины впадины между шипами b₁ (см. Фиг.1). При выборе оптимальных величин этих параметров возникает проблема износостойкости режущих кромок фрезы. С увеличением длины шипа L и тем самым объема фрезеруемой стружки древесины уменьшение b₁ приводит к резкому снижению износостойкости режущей кромки фрезы.

Известен способ и конструкция фрезы по патенту № 2818040 («СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ», опубл. 23.04.2024 Бюл. №12). Способ отличается тем, что с целью осуществления фрезерования шипов с оптимальными геометрическими размерами b₁ и i применен комбинированный метод фрезерования выемок между шипами путем раздельного их фрезерование по длине: основной их части 2 длиной L₂ от общей длины шипа в готовом клеевом соединении L с безопасной величиной b₂ не менее 2 мм, а также дополнительной части 3, фрезеруемой с минимальным значением b₁ не более 0,2 мм и минимальной длиной L₁ не более 10 мм. При этом оптимальная величина i принята 1/10. Для реализации способа предложено применить два комплекта фрез: один для фрезерования части выемки 2, другой ­ части 3. Фрезерование осуществляют последовательно каждым комплектом. Для этих целей также предложено применять один комплект фрез с комбинированными парами режущих элементов. Фрезерование частей 2 и 3 с различными величинами b₁ и b₂ осуществляется поочередно каждой парой элементов. При этом вершины пар элементов расположены на разных диаметрах вращения, а оси симметрии обеих пар находятся в одной вертикальной плоскости при условии одинакового наклона боковых граней шипа i. Способ требует дальнейшего совершенствования фрез, в частности сборного типа.

Известна фреза по патенту № 1752554 («СБОРНАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ ШИПОВ НА ДРЕВЕСИНЕ», Авторское свидетельство СССР SU № 1752554, опубл. 07.08.1992, Бюл. № 29). Фреза содержит сменные резцы с наклонными боковыми режущими кромками, а каждый из резцов установлен в пазу корпуса фрезы в упор к фиксатору и крепится зажимным винтом. С целью повышения точности фрезы и снижения трудоемкости ее изготовления фиксатор снабжен дополнительной опорной поверхностью, наклонной к оси фрезы под углом равным углу наклона боковой режущей кромки резца, а поверхность фиксатора выполнена регулируемой вдоль оси фрезы, например, винтом. Решение не направлено на повышение прочности зубчатых клеевых соединений при сохранении высокой износостойкости режущих кромок резцов фрезы.

Известна фреза для сращивания заготовок древесины по длине ­ фирмы «Астра» («ФРЕЗА ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОГО СРАЩИВАНИЯ ЗАГОТОВОК ДРЕВЕСИНЫ ПО ДЛИНЕ НА МИНИ-ШИП С ЗАПЛЕЧИКАМИ (ТИП 2)», каталог фирмы «Астра» г. Москва, сайт­ https://www.astra-2.ru). Фреза включает корпус с четырьмя пазами, в которые крепят зубчатые ножи с заданным режущим профилем. Крепление ножей осуществляется по аналогии с фуговальными ножевыми головками. Фреза включает одинаковые режущие элементы в виде плоских ножей, которые формируют геометрическую форму мини-шипов 3,8×10 мм (t × L). При этом не решается вопрос обеспечения износостойкости режущих кромок фрезы при необходимости уменьшения ее размера b₁ с целью повышения прочности зубчатого соединения.

Известна фреза фирмы ООО «ЭЛСИ» («ФРЕЗА ДЛЯ СРАЩИВАНИЯ ЗАГОТОВОК ПО ДЛИНЕ НА МИНИШИП С РАЗМЕРАМИ 6,2×20 мм», каталог фирмы ООО «ЭЛСИ», г. Муром, Владимирская область, сайт http://elsifr.ru). Фреза включает корпус с четырьмя пазами для механического крепления при помощи винтов блоков с фрезерующими ножами шириной 36 мм, ножи имеют профиль зубчатых шипов и устанавливаются попарно со смещение разреженных зубьев на пол шага t, что позволяет осуществлять фрезерование шипов с геометрическими параметрами 20×6×1 (L×t×b₁) мм с одновременным формированием вершины шипов (b) режущими кромками основания между разреженными на шаг t зубьями ножей. Общая ширина фрезы набирается из необходимого количества блоков. Конструкция фрезы не позволяет обеспечивать долговечную работу ее зубьев, если ставится цель выполнить их для фрезерования шипов с оптимальными геометрическими размерами.

Наиболее близким техническим решением является фреза по патенту № 224448 («ФРЕЗА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КЛИНОВИДНЫХ ШИПОВ НА ДРЕВЕСИНЕ», опубл. 25.03.2024 Бюл. № 9). Фреза отличается тем, что выполнена с комбинированными парами режущих зубьев, формирующими часть длины шипа при ширине впадины между шипами b₂=2,0 мм и дополнительную часть длины шипа при ширине впадины между шипами b₁=0,2 мм, а профиль обеих пар режущих зубьев фрезы выполнен так, чтобы обеспечить при фрезеровании шипов их заданные геометрические размеры. При этом пары режущих зубья фрезы расположены на различных диаметрах D₁ и D₂=D₁-20 мм образуя длину впадины L₁=12 мм. Для исключения из процесса фрезерования впадины между шипами длиной L₂ пары режущих зубьев имеют углубленные участки величиной 0,5 мм на обеих боковых гранях режущего зуба, расположенные на расстоянии 12 мм от вершины зубьев.

Техническим результатом настоящего решения является создание конструкции фрезы, позволяющей обеспечить фрезерование шипов длиной L 20 мм и более с их оптимальными геометрическими размерами: b₁­ и i­ без снижения износостойкости режущих кромок элементов фрезы и тем самым обеспечить повышение прочности склеиваемых зубчатых клеевых соединений.

Конструкция полезной модели выполнена в виде сборной фрезы с механическим креплением ее режущих блоков, вставляемых в пазы корпуса фрезы, указанной на Фиг.2. При этом фреза содержит три пары блоков для: фрезерования клиновидные шипы с затуплением впадин между ними b₂=2 мм; фрезерования клиновидные шипы с затуплением впадин между ними b₁=0,2 мм и подрезания вершин шипов для обеспечения величины b больше чем b₁, необходимой для обеспечения зазора в стыке и плотного контакта склеиваемых поверхностей при запрессовке шипового соединения, показанных на Фиг. 1.

Технический результат достигается за счет обеспечения комбинированного фрезерования шипов длиной L₂ при b₂=2 мм и шипов длиной L₁=12 мм при b₁=0,2 мм с одинаковой величиной наклона склеиваемых поверхностей шипов i=1/10. Износостойкость режущих кромок фрезы достигается за счет фрезерования параметра b₁ при минимальном объеме стружки древесины из-за уменьшенной величины L₁.

Износостойкость режущих кромок фрезы достигается за счет фрезерования параметра b₁ при минимальном объеме стружки древесины из-за уменьшенной величины L₁. Для исключения из процесса фрезерования части 2 впадин между шипами длиной L₂ режущих элементов блока 4 последние имеют на расстоянии от вершины зуба фрезы 12 мм углубленные участки размерами 1,0 мм на передней грани и 0,5 мм на боковых гранях зуба.

Сущность технического решения поясняется чертежами, на которых изображено:

Фиг. 1. Геометрические размеры фрезерования зубчатых шипов

Фиг. 2. Конструкция сборной фрезы

Обозначения на чертежах:

1	-	режущие элементы фрезы для фрезерования впадин между шипами общей длиной L и шагом t
2	-	зона фрезерования впадин между шипами длиной L2 и затуплением b2 основными режущими элементами фрезы
3	-	зона фрезерования впадин между шипами длиной L1 и затуплением b1 дополнительными режущими элементами фрезы
4	-	блоки фрезерующие впадины с затуплением b1=0,2 мм
5	-	болт и гайка стяжные
6	-	крепежный винт
7	-	прижимная планка
8	-	блоки фрезерующие впадины с затуплением b1=2 мм
9	-	блоки с фуговальным ножом подрезающие вершины шипов до образования их затупления b
10	-	корпус фрезерной головки
D1	-	диаметр вращения вершины зуба блока 4
D2	-	диаметр вращения вершины зуба блока 8
D3	-	диаметр вращения режущей кромки фуговального ножа 9
D4	-	диаметр корпуса фрезерной головки
D5	-	диаметр насадного отверстия фрезерной головки
B	-	длина корпуса фрезерной головки

Осуществление полезной модели.

Сборная фреза содержит корпус с пазами и­ три пары сменных блоков режущих элементов для фрезерования: парой 8 основной­ части 2 впадин между шипами с­ геометрическими параметрами L₂ и b₂=2 мм, парой 4 дополнительной части­ 3 фрезеруемой с параметрами b₁=0,2 мм и L₁=12 мм, парой 9 вершин шипов до величины b на Фиг. 1 и Фиг. 2, обеспечивающей зазор в стыке при запрессовке шипового соединения и плотного контакта склеиваемых поверхностей, при этом вершины режущих зубьев пар 4 и 8 фрезы расположены соответственно на диаметрах D₁ и D₂, за счет разницы которых обеспечивается длина впадины­ L₁=12 мм и перекрытие зон фрезерования основной и верхней частей шипов величиной 2 мм, необходимое для компенсации возможных изменений размеров зубьев при заточке фрезы, а для исключения из процесса фрезерования части 2 впадин между шипами длиной L₂ режущие элементы блока 4 имеют углубленные участки размерами не менее 1,0 мм на передней грани и не менее 0,5 мм на боковых гранях режущего элемента, указанных на Фиг. 2, а фрезерующие блоки режущих элементов 4 и 8 выполнены сборно-разборными при помощи стяжных элементов 5 для обеспечения регулирования параметров фрезерования и упрощения процесса заточки режущих элементов блоков.

Фреза согласно предлагаемому техническому решению работает следующим образом. Подготовленные пары фрезерующих блоков фрезы 4, 8 и 9 попарно вставляют в корпус фрезы 10 и фиксируют прижимными планками 7 и крепежными элементами 6 как показано на Фиг. 2. Заготовку пиломатериала устанавливают таким образом, чтобы сформировать полную длину шипов. ­ Заданный размер затупления шипов b, например 0,3÷0,4 мм, для обеспечения зазора в стыке при запрессовке шипового соединения обеспечивают установкой фуговального ножа­ блока 9 на необходимый диаметр вращения D₃. Вершины режущих элементов фрезерующих блоков 4 и 8 фрезы устанавливают соответственно на диаметрах D₁ и D₂, за счет разницы которых обеспечивается длина впадины L₁=12 мм и перекрытие зон фрезерования основной и дополнительной частей впадин между шипами на величину 2 мм, необходимую для компенсации возможных изменений размеров зубьев при заточке фрезы.

В процессе фрезерования шипов пары блоков фрез 4 и 8 соответственно фрезеруют зоны 3 и 2 длиной L₂ и L₁, обеспечивая общую длину шипов L за один рез фрезы.

Цитированные документы:

[1] СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ патент № 2818040, опубл. 23.04.2024 Бюл. №12

[2] СБОРНАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ ШИПОВ НА ДРЕВЕСИНЕ», Авторское свидетельство СССР SU № 1752554, опубл. 07.08.1992, Бюл. № 29

[3] ФРЕЗА ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОГО СРАЩИВАНИЯ ЗАГОТОВОК ДРЕВЕСИНЫ ПО ДЛИНЕ НА МИНИ-ШИП С ЗАПЛЕЧИКАМИ (ТИП 2), каталог фирмы «Астра» г. Москва, сайт­ https://www.astra-2.ru

[4] ФРЕЗА ДЛЯ СРАЩИВАНИЯ ЗАГОТОВОК ПО ДЛИНЕ НА МИНИШИП С РАЗМЕРАМИ 6,2×20 мм», каталог фирмы ООО «ЭЛСИ», г. Муром,­ Владимирская область, сайт http://elsifr.ru.

[5] ФРЕЗА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КЛИНОВИДНЫХ ШИПОВ НА ДРЕВЕСИНЕ», Патент № 224448 опубл. 25.03.2024 Бюл. № 9.

Claims (1)

1. Сборная фреза с механическим креплением режущих элементов для формирования зубчатых шипов на древесине, выполненная с комбинированными парами режущих зубьев, формирующими часть длины шипа при ширине впадины между шипами b₂=2,0 мм и дополнительную часть длины шипа при ширине впадины между шипами b₁=0,2 мм, отличающаяся тем, что сборная фреза содержит корпус с пазами и три пары сменных блоков режущих элементов для фрезерования: парой основной части впадин между шипами с геометрическими параметрами L₂ и b₂=2 мм, парой дополнительной части фрезеруемой с параметрами b₁=0,2 мм и L₁=12 мм, парой вершин шипов до величины b, обеспечивающей зазор в стыке при запрессовке шипового соединения и плотного контакта склеиваемых поверхностей, при этом вершины режущих зубьев пар фрезы расположены соответственно на диаметрах D₁ и D₂, за счет разницы которых обеспечивается длина впадины L₁=12 мм и перекрытие зон фрезерования основной и верхней частей шипов величиной 2 мм, необходимое для компенсации возможных изменений размеров зубьев при заточке фрезы, а для исключения из процесса фрезерования части впадин между шипами длиной L₂ режущие элементы блока имеют углубленные участки размерами не менее 1,0 мм на передней грани и не менее 0,5 мм на боковых гранях режущего элемента, а фрезерующие блоки режущих элементов выполнены сборно-разборными при помощи стяжных элементов.