Спосіб виготовлення дерев’яного стінового елемента

1. Спосіб виготовлення дерев'яного стінового елемента, який включає циліндрування колоди з наступним вибиранням поздовжнього жолоба та вирізанням "чашок", що виконують на циліндрувальному верстаті, використовуючи комбіновану фрезу, вісь якої розташована в площині, паралельній осі колоди, шляхом переміщення фрези відносно осі колоди у поєднанні з її обертанням та фіксацією у нерухомому положенні, який відрізняється тим, що використовують фрезу, оснащену циліндричною середньою та конічними торцевими робочими поверхнями, при цьому циліндрування колоди виконують шляхом переміщення фрези вздовж осі колоди, яку обертають, розташувавши вісь фрези паралельно осі колоди, а вибирання поздовжнього жолоба виконують на нерухомій колоді, заглибивши фрезу в колоду на глибину жолоба та переміщуючи її вздовж колоди. 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що вибирання поздовжнього жолоба виконують фрезою з діаметром циліндричної частини, рівним діаметру бруса, при паралельному розташуванні осей фрези І бруса. 3. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що вибирання поздовжнього жолоба виконують фрезою, у якій довжина циліндричної частини дорівнює ширині дна жолоба, а кут нахилу її конічних частин дорівнює нахилу бортів жолоба, при перпендикулярному розташуванні осей фрези і бруса. 4. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що вирізання прямих "чашок" виконують на нерухомій колоді, при цьому вісь фрези розташовують перпендикулярно осі колоди і переміщують її вздовж осі власного обертання. 5. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що вирізання похилих "чашок" виконують на нерухомій колоді, при цьому вісь фрези розташовують під гострим кутом до осі колоди І переміщують її вздовж осі власного обертання. Корисна модель відноситься до дерев'яного домобудування, а більш конкретно він стосується технології виготовлення круглого стінового елемента для складання зрубів будівель і може бути використаний у будівельній, ЛІСНІЙ та деревообробній промисловості. Останніми роками різко зросла популярність житлових будинків, зведених з використанням дерев'яних циліндрованих елементів. Це обумовлено підвищенням рівня життя, яке дозволило заможній частині населення перебратися з густозаселеної міської' частини в приміську зону. При цьому повернення до такого давнього будівельного матеріалу як деревина обумовлене насамперед підвищенням вимог до екологічної безпечності сучасного житла. Не останню роль у популярності будівель з дерев'яних елементів відіграє природна краса самої деревини, яка при вдалих архітектурних рішеннях та у поєднанні з сучасними матеріалами надає будівлі неповторного оригінального вигляду Сучасний стіновий елемент - це колода циліндричної форми, споряджена засобами поздовжнього і поперечного кріплення, компенсаційним пропилом та теплозахисним замком. Засоби поперечного кріплення елемента - це так звані "чашки", що мають вигляд поперечних пазів в його тілі з циліндричною формою бічних поверхонь І діаметром рівним діаметру елемента, з яким він сполучається. Засіб поздовжнього кріплення елемента має вигляд поздовжнього жолоба з циліндричною бічною поверхнею, в якому виконують згаданий компенсаційний пропил та теплозахисний замок. Точність виготовлення всіх частин елемента (чашок, жолобів, пропилів та зовнішньої циліндричної поверхні) вирішальною мірою відбивається на якості всього зрубу, а саме щільності з'єднань та теплозахисних якостях будівлі, міцності та правильності форми зрубу. Традиційно, на протязі багатьох століть, де 0) 7291 рев'яні зруби зводилися з круглих протесаних і підігнаних вручну одна до одної колод. Чашку виготовляли шляхом ручного вирубування її в тілі колоди сокирою по розмітці, яку виконували спеціальним інструментом - так званою "рискою". Цей давній спосіб в сучасних умовах використовується дуже рідко. В даний час домобудування з круглого елемента ведеться виключно з використанням машинної обробки. Верстати, що надають колоді циліндричної форми з'явилися давно, ще в часи, коли виникла потреба у великій кількості ліхтарних стовпів і стовпів для електричних та телеграфних ліній. Це були високопродуктивні верстати з так званою „роторною головкою", призначені для масового виробництва. Однак поверхня колод, оброблених на цих верстатах, була настільки грубою, що навіть у ті часи для житлових будинків вони не використовувалися. Створення верстатів для якісного циліндрування колод дало змогу підвищити продуктивність праці, та скоротити строки будівництва, а головне незрівнянно підвищити точність виконання елементів В даний час житлове будівництво з круглого елемента ведеться виключно з використанням машинної обробки деталей на сучасному обладнанні, яке забезпечує низьку собівартість робіт при високій точність форми деталей, що в кінцевому підсумку забезпечує високу якість всієї будівлі. В патентній та науково-технічній літературі описана велика кількість конструкцій верстатів для виготовлення циліндричних колод. Це насамперед, вже згадані вище, верстати з "роторними головками" 1, 2, що мають високу продуктивність, але виконують тільки одну операцію - надання колоді циліндричної форми з дуже низькою якістю зовнішньої поверхні, яка не відповідає вимогам домобудування. На практиці для циліндрування колод пристосовують навіть лущильні верстати 3 і 4, які призначені для виготовлення шпону у сірниковому і фанерному виробництві. Вини теж характеризуються високою продуктивністю та задовільною якістю зовнішньої поверхні виробів, але придатні для обробки тільки коротких колод (довжиною не більше 2,5 метрів). Відомо використання для циліндрування колод верстатів 5, що працюють по принципу токарної обробки. Супорт такого верстата забезпечує точні та швидкі переміщення робочого Інструменту перпендикулярно осі колоди (врізання). Подібні верстати малопродуктивні і не спроможні обробляти довгі деталі, але забезпечують високу якість поверхні, І тому їх застосовують переважно для виготовлення циліндричних фасонних виробів складної форми невеликої довжини. Широкого розповсюдження набула технологія циліндрування колод, за якою вздовж колоди, що обертається, рухається фрезерна головка з циліндричною фрезою на шпинделі, вісь якого розташована перпендикулярно осі колоди, причому зазначена вісь може розташовуватися як нижче 6, так і вище 7 цієї осі. Такі верстати можуть обробляти довгі колоди і характеризуються задовільною продуктивністю. Однак, ці верстати, як і всі описані вище, можуть виконувати виключно одну опе рацію, тобто тільки циліндрування поверхні колоди, і потребують додаткового обладнання для перетворення циліндричної колоди в стіновий елемент. На сучасному технічному рівні при виготовлення стінового елемента досконалими вважаються технології, що дозволяють не тільки виготовити циліндричну колоду, а на одному і тому ж верстаті здійснити циліндрування і пазування колод, а також нарізання „чашок" та інші спеціальні операції, щоб позбутися перевантажування колод із верстата на верстат та проміжного накопичення їх між операціями. Така технологія здійснюється на верстаті 8, який включає пристрій для фіксації' і обертання колоди із зажимним та приводним центрами, робочу каретку з трьома фрезерними головками, кожна з яких виконана у вигляді шпинделя з фрезою та приводом обертання. Робоча каретка встановлена в направляючих розташованих паралельно осі центрів пристрою для фіксації колоди та споряджена приводом поступального переміщення вздовж них. При цьому, кожна операція по виготовленню елемента виконується окремою фрезерною головкою Основна фрезерна головка призначена для циліндрування колоди і споряджена фрезою, вісь обертання якої розташована в горизонтальній площині перпендикулярно осі колоди (осі центрів пристрою фіксації' колоди). Ця фрезерна головка встановлена в горизонтальних поступальних направляючих каретки і споряджена приводом переміщення вздовж них. Фреза має дві робочі поверхні, конічну бічну та плоску торцеву Для виконання на колоді поздовжнього жолоба на робочій каретці встановлена друга фрезерна головка, споряджена круглою фрезою (по формі поперечного перетину пазу) вісь, якої розташована вертикально. Ця фрезерна головка змонтована в горизонтальних направляючих каретки перпендикулярних осі центрів пристрою фіксації колоди. Для виконання пазів поперечного кріплення колоди - "чашок" робоча каретка споряджена третьою фрезерною головкою у вигляді вертикального шпинделя з торцевою фрезою і приводом обертання, що встановлені в вертикальних поступальних направляючих каретки. Суттєвим недоліком даного способу є те, що кожна з операцій виконується окремою фрезерною головкою. В результаті верстат для здійснення даної технологи' має складну громіздку конструкцію та невиправдано високу вартість, бо має три майже однакових за функціональними призначенням та конструкцією механізми - фрезерні головки, кожна з яких змонтована в окремих направляючих каретки із окремими засобами переміщення та керування. Найдосконалішим серед відомих та найближчим за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є спосіб 9 виготовлення дерев'яного стінового елемента, який здійснюється на циліндрувальному верстаті, за допомогою однієї фрезерної головки, оснащеної консольною комбінованою фрезою. Ця фреза включає послідовно встановлені на спільному шпинделі торцеву та профільну фрези. Торцева фреза має плоску робочу поверхнею, а профільна має робочу поверх S 7291 нею, що в поперечному перетині відповідає про- вісь фрези розташована в площині парафілю поздовжнього жолоба. Вісь фрези розташолельній осі колоди; вана перпендикулярно осі колоди. Виготовлення - спосіб здійснюють шляхом переміщення елемента здійснюють шляхом комбінування перефрези відносно осі колоди у поєднанні з її оберміщення фрези вздовж та впоперек осі колоди у танням та фіксацією у нерухомому положенні; поєднанні з обертанням колоди або її фіксацією в До нових суттєвих ознак корисної моделі слід нерухомому стані. Циліндрування колоди виконувіднести: ють торцевою поверхнею фрези, переміщуючи її - використовують фрезу оснащену, циліндричвздовж осі колоди, яка при цьому обертається. ною середньою та конічними торцевими робочими Вибирання поздовжнього жолоба виконують проповерхнями; фільною фрезою, яку переміщують вздовж осі не- циліндрування колоди виконують шляхом рухомої колоди, а вирізання „чашок" виконують на переміщення фрези вздовж осі колоди, яку обернерухомій колоді торцевою фрезою, яку перетають, розташовувавши вісь фрези паралельно осі міщують вздовж її власної осі обертання, тобто колоди, впоперек осі колоди. - вибирання поздовжнього жолоба виконують Суттєвим недоліком описаного способу є те, на нерухомій колоді, заглибивши фрезу в колоду що торцева фреза, яка використовується при на глибину жолоба та переміщуючи її вздовж коциліндруванні колоди, характеризується невисолоди. кою продуктивністю в роботі та якістю виробів. Суть корисної моделі ілюструють креслення Профільна фреза, яка використовується для видодані до опису, на яких зображено: бирання поздовжнього жолоба, складна у виготовФіг. 1 - загальний вигляд фрези; ленні і створює проблеми при експлуатації, оскільФіг. 2 - загальний вигляд готового елемента, ки при переточуванні ножів потребує точної Фіг. З - фрагмент зрубу; витримки геометричних параметрів лез та їх точФіг. 4 - схема циліндрування колоди (вид з ного взаємного розташування при складанні фреторця колоди та зверху), зи. Фіг. 5 - схема вибирання поздовжнього жолоба В основу корисної моделі покладена задача (вид з торця колоди та зверху); удосконалення відомого способу виготовлення Фіг. 6 - схема вирізання „чашок" (вид з торця дерев'яного стінового елемента, в якому за рахуколоди та зверху); нок вибору форми фрези, розташування її відносФіг. 7 - схема стругання внутрішньої" площини но колоди та підбору комбінації переміщень фрези (вид з торця колоди та зверху); відносно колоди, яку обертають або фіксують, заЗапропонований спосіб здійснюється на безпечена можливість виконання всіх операцій по циліндрувальному верстаті. Загально відомо, що виготовленню стінового елемента за допомогою циліндрувальний верстат включає механізм однієї фрези, яка при цьому має просту у виготовфіксації та обертання колоди, виконаний у вигляді ленні та експлуатації конструкцію. передньої бабки з приводним центром І задньої бабки з затискним центром а також робочу каретПоставлена задача вирішується тим, що у віку, оснащену фрезерною головкою, виконаною у домому способі, який включає циліндрування ковигляді шпинделя з фрезою, спорядженого приволоди з наступним вибиранням поздовжнього жодом обертання. Робоча каретка встановлена в лоба та вирізанням „чашок", що виконують на поступальних направляючих, які розміщені вздовж циліндру вальному верстаті, використовуючи комосі центрів зазначеного механізму фіксації та біновану фрезу, вісь якої розташована в площині обертання колоди. Вона забезпечує переміщення паралельній осі колоди, шляхом переміщення фрезерної головки вздовж та впоперек осі колоди. фрези відносно осі колоди у поєднанні з її оберПри здійсненні запропонованого способу викоританням та фіксацією у нерухомому положенні, застовують консольну комбіновану фрезу 1 (див. фіг. пропоновано використовувати фрезу оснащену, 1}, ножі які утворюють циліндричну середньою циліндричною середньою та конічними торцевими робочу поверхнею 2 та конічні бічні робочі поверхробочими поверхнями, при цьому циліндрування ні 3, а на передньому торці фрези встановлені колоди виконувати шляхом переміщення фрези додаткові ножі. Після обробки колоди отримують вздовж осі колоди, яку обертають, розташовувавстіновий елемент (див. фіг. 2) з циліндричною ши вісь фрези паралельно осі колоди, а вибиранбічною поверхнею 4, поздовжнім жолобом 5 та ня поздовжнього жолоба виконувати на нерухомій поперечними пазами - „чашками" Стінові елементи колоді, заглибивши фрезу в колоду на глибину при відповідному складанні утворюють зруб жолоба та переміщуючи її вздовж колоди при пабудівлі (див. фіг. 3.) Колоду 6, призначену для обралельному розташуванні осей фрези і колоди. робки, встановлюють між передньою та задньою Суттєвими ознаками запропонованого способу бабками, центрують та фіксують між приводним та спільними з прототипом є такі: зажимним центрами. - спосіб виготовлення дерев'яного стінового елемента; Насамперед виконують операцію - спосіб включає циліндрування колоди з нациліндрування колоди (див. фіг. 4). Для цього ступним вибиранням поздовжнього жолоба та фрезу 1 встановлюють в горизонтальне положенвирізанням „чашок"; ня тобто в положення, коли її вісь розташована паралельна осі обертання колоди, включають - спосіб здійснюють на циліндрувальному веробертання фрези і колоди, а робочу каретку з статі, фрезерною головкою переміщують вздовж колоди - спосіб здійснюють використовуючи комдо одного з її кінців. За цим фрезу підводять до біновану фрезу; 7291 колоди та заглиблюють в її тіло, чим встановлюють бажану глибину різання, яка вибирається виходячи з конкретних умов (початкового діаметра І форми колоди та вимог до кінцевого виробу, тобто діаметра і чистоти циліндричної поверхні). Переміщуючи робочу каретку з фрезерною головкою (по стрілці А) вздовж колоди, яка при цьому обертається, виконують циліндрування колоди, тобто надають їй циліндричної форми. Запропонована фреза забезпечує велику глибину різання, і тому в більшості випадків можна обмежитися одним проходом. Для досягнення високої якості обробленої поверхні циліндрування можна виконати за два проходи. Після надання колоді циліндричної форми, на ній вибирають поздовжній жолоб, використовуючи ту ж фрезу. Для цього відключають привод обертання колоди і фіксують їі від випадкових поворотів, використовуючи фіксатори затискного та приводного центрів. При цьому можливі два варіанти вибирання жолоба. По першому варіанту (див. фіг. 5) фрезу, яка після циліндрування знаходиться біля одного з кінців колоди, а її вісь розташована (як і під час циліндрування) паралельно осі колоди, заглиблюють в тіло колоди на глибину різання, яку встановлюють виходячи з глибини жолоба. За цим робочу каретку, переміщуючи вздовж колоди (по стрілці А). Виходячи з конкретних умов, за один або два проходи вибирають жолоб необхідної глибини. При цьому використовується фреза, у якої середня циліндрична частина має діаметр рівний діаметру циліндрованого елемента. По другому варіанту жолоб виконують фрезою, у якої довжина циліндричної частини дорівнює ширині дна жолоба, а кут нахилу м конічних частин дорівнює нахилу бортів жолоба. Фрезу, яка після циліндрування знаходиться біля одного з кінців колоди, встановлюють так щоб її вісь розмістилася перпендикулярно осі елемента. За цим фрезу заглиблюють в тіло колоди на глибину різання (яку встановлюють виходячи з глибини жолоба), а робочу каретку переміщують вздовж колоди (по стрілці А). Діаметр циліндричної частини фрези за другим варіантом не має значення. Таким чином, при першому варіанті вісь обертання фрези розташована паралельно осі колоди, а при другому варіанті вісь обертання фрези розташована паралельно осі колоди. Два варіанти виконання жолоба надають даному способу додаткові технологічні можливості. Для виконання засобів поперечного кріплення, тобто "чашок", фрезу розвертають з горизонтального у вертикальне положення, при якому вісь фрези розташовується перпендикулярно осі колоди (див. фіг. 6). За цим фрезу піднімають вгору так, щоб вона розташувалася вище рівня колоди і всю робочу каретку переміщують вздовж колоди до того місця, де повинна бути виконана чашка. Перемістивши фрезу впоперек колоди, на відстань, що є глибиною чашки, включають обертання фрези та її осьову подачу. При цьому фреза, рухаючись вниз (по стрілці А) вздовж своєї осі, врізається в колоду бічною конічною робочою по 8 верхнею та формує в тілі колоди поперечний паз. Якщо елемент повинен мати дві, чи більше чашок, робочу каретку підводять відповідно до тих місць, де чашки повинні розміщуватися, і повторюють описані вище дії по виконанню чашок. Інколи на практиці, наприклад, при будівництві альтанок, ґанків, церков та Ін., „чашки" виконують під гострим (переважно 30° або 45°) кутом до осі колоди. Для виконання елементів поперечного кріплення, тобто "чашок", які розташовані під кутом 45 або 60 градусів фрезу встановлюють так, щоб вісь її обертання розташувалася відповідно під кутом 45 чи 60 градусів до осі колоди. В подальшому повторюються всі дії описані в попередньому абзаці. Іншими словами, „похилі чашки" виконуються аналогічно „прямим чашка", тобто з прямим кутом між осями фрези і колоди. У деяких випадках на стіновому елементі, з того боку, який в зрубі буде обернений всередину, вистругують площину. Для цього (див. фіг. 7) елемент повертають навколо його осі (вручну) тим боком до фрезерної головки, який буде обернений в середину зрубу І фіксують в нерухомому стані, а фрезу повертають у вертикальне положення (якщо в цей момент вона була в іншому положенні). За цим, фрезу підводять до одного з кінців вже проциліндричного елемента і, заглибивши ЇЇ в тіло елемента на глибину різання, включають подачу переміщення робочої каретки з фрезерною головкою вздовж осі елемента (по стрілці А). В результаті цього на елементі утворюється плоска поверхня. Після виконання описаних вище операцій отримують стіновий елемент готовий для укладання в зруб будівлі (див. фіг. 3). Основною перевагою запропонованого способу у порівнянні з прототипом є те, що для його здійснення використовується значно простіше обладнання, а саме фреза, проста конструкція якої не створює проблем при її виготовленні і складанні, а також при загостренні та регулюванні ножів в процесі експлуатації Крім цього, запропонований спосіб має значно ширші технологічні МОЖЛИВОСТІ. Перелік джерел прийнятих до уваги при експертизі: 1. Патент Росії на винахід № 2 012 484 по М. В27С1/17, 2. Авт. Свідоцтво СРСР № І 276 491 по М. В27С 1/17, 3. Авт. Свідоцтво СРСР № 950 528 по М. B27L 5/02, 4. Авт. Свідоцтво СРСР № І 140 954 по М. B27L 5/02, 5. Авт. Свідоцтво СРСР .№ І 787 768 по М. В27С 7/00, 6. Авт. Свідоцтво СРСР № І 813 633 по М. В27С 7/00, 7. Патент СРСР на винахід № 1 475 787 по М. B27L 1/00, 8. Патент Росії на винахід № 2 026 173 по М. B27L 1/00, 9. Деклар. патент України № 65 742 по М. В27В 15/08 (Прототип). 9 10 7291 Фіг. 1 4 5 6 Фіг. 2 Фіг. 5 7291 12 Фіг. 7 Фіг. 6 Комп'ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки Украіни Державний департамент інтелектуальної власності, вуп. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601