Вытяжное устройство обрабатывающего центра

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ВЫТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО ОБРАБАТЫВАЮЩЕГО ЦЕНТРА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Рудак Павел Викторович Рудак Оксана Геннадьевна Гришкевич Александр Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) 1. Вытяжное устройство обрабатывающего центра, состоящее из колпака-стружкоприемника с прикрепленной к гофрированной юбке гибкой юбкой-ограждением с изогнутой образующей, имеющего патрубок для соединения с источником пониженного давления и щелевидный воздухозаборник, отличающееся тем, что используют гибкую юбку с широким разрывом со стороны колпака-стружкоприемника, противоположной щелевидному воздухозаборнику. 2. Вытяжное устройство обрабатывающего центра по п. 1, отличающееся тем, что в разрыве гибкой юбки в шахматном порядке размещают несколько рядов щеточных пучков. 54132009.08.30 Полезная модель относится к станочной промышленности и может быть использовано при проектировании и модернизации универсальных станков для обработки древесины и других материалов. Известен способ и устройство для удаления отходов с места обработки в рабочей камере станка 1. Рабочая камера станка герметизирована и направленный пучок отсасываемого воздуха, создаваемый внутри нее между находящимися в одной плоскости каналами, пересекает место обработки. К недостаткам данного изобретения относят необходимость создания герметичной и раскрываемой капсулы с двумя взаимнопротивоположными каналами. Подобная капсула ограничивает размеры обрабатываемого материала, а сама может быть материалоемкой и габаритной конструкцией. В случае перемещения рабочего блока с инструментом относительно материала в процессе обработки необходимо обеспечить наличие целых групп каналов с противоположных сторон вдоль перемещения, либо обеспечить перемещение двух каналов вместе с рабочим блоком. Известен пылеуловитель для сверлильных станков 2, содержащий кожух, в котором образована камера с отверстиями. Отверстие в боковой стенке камеры соединяет ее с источником вакуума, а отверстие в противоположной боковой стенке камеры соединяет с ней открытую полость кожуха. К недостаткам указанного изобретения относят ограничение на минимальную длину инструмента, которая должна быть больше высоты камеры, слабая степень герметизации кожуха по контактным площадкам с инструментом и деталью. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для сбора отходов обработки 3. Стружка засасывается соплом и пневматически отводится из зоны обработки. Зона, окружающая режущий инструмент, имеет гибкую юбку, задняя часть которой выполнена в форме усеченного конуса и эта часть деформируется при контакте с деталью, благодаря чему образуется частичное уплотнение. Недостатками изобретения являются использование для подвода воздуха в устройство для сбора отходов обработки форсунки, питаемой источником повышенного давления,что усложняет конструкцию и расширяет привлекаемую аппаратную базу, использование струи воздуха повышенного давления для сдувания отходов обработки с поверхности обрабатываемой детали, что может привести к попаданию отходов обработки на инструмент и повторному их перерезанию, сокращению стойкости режущего инструмента, увеличению энергопотерь. Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности удаления отходов обработки в процессе резания, сокращение энергопотерь, упрощение конструкции вытяжного устройства. Решение задачи достигается тем, что в конструкции вытяжного устройства обрабатывающего центра, состоящего из колпака-стружкоприемника с прикрепленной к гофрированной юбке гибкой юбкой-ограждением с изогнутой образующей, имеющего патрубок для соединения с источником пониженного давления и щелевидный воздухозаборник, используют гибкую юбку с широким разрывом со стороны колпака-стружкоприемника, противоположной щелевидному воздухозаборнику, а в разрыве гибкой юбки в шахматном порядке размещают несколько рядов щеточных пучков. Благодаря использованию гибкой юбки-ограждения с изогнутой образующей сокращаются подсосы воздуха в колпак-стружкоприемник, а в самом колпаке-стружкоприемнике устанавливается характеризуемый большей скоростью воздушный поток. Широкий разрыв гибкой юбки обеспечивает свободное поступление достаточного количества воздуха в колпак-стружкоприемник даже при закрытии нижней части вытяжного устройства обрабатываемым материалом, что характерно, например, при раскрое плитных древесных материалов концевым фрезерным инструментом. Несколько рядов щеточных пучков, размещенных в шахматном порядке в широком разрыве гибкой юбки-ограждении, предотвращают вылет отходов обработки из колпака 2 54132009.08.30 стружкоприемника, а также обеспечивают освобождение обработанной поверхности от остатков отходов обработки, например, при фрезеровании глухих пазов и т.п., не затрудняя поступление воздуха в колпак-стружкоприемник. Выполнение широкого разрыва гибкой юбки-ограждения в колпаке-стружкоприемнике, со стороны противоположной щелевидному воздухозаборнику обеспечивает воздушный поток благоприятного направления - от разрыва юбки через инструмент в щелевидный воздухозаборник. Общий вид вытяжного устройства обрабатывающего центра показан на фиг. 1, принципиальная схема с указанием направления воздушного потока - на фиг. 2, принципиальная схема с обозначением направлений измерения скорости воздушного потока - на фиг. 3, принципиальная схема вытяжного устройства со щеточной юбкой-ограждением на фиг. 4. Вытяжной колпак-стружкоприемник 4 примыкает к электродвигателю-шпинделю с установленным инструментом 1. В процессе обработки в колпаке-стружкоприемнике 4 создается частично герметизированная область, ограниченная снизу поверхностью заготовки, а по периметру - примыкающей к поверхности заготовки гибкой юбкойограждением 6, гофрированной юбкой 5, несколькими рядами расположенных в шахматном порядке щеточных пучков 8, закрепленных в широком разрыве 7 гибкой юбкиограждении. Гофрированная юбка, растягиваясь и сжимаясь в процессе перемещений шпинделя вверх-вниз обеспечивает непрерывность частично герметизированной области в колпаке-стружкоприемнике по высоте. В процессе работы в вытяжном колпаке-стружкоприемнике формируется воздушный поток 10 благоприятного с точки зрения удаления отходов обработки направления - в результате прохождения воздуха в колпак-стружкоприемник через широкий разрыв 7 гибкой юбки-ограждения 6, между щеточными пучками 8, инструмент 1 и отводом воздуха через щелевидный воздухозаборник 9, оканчивающийся патрубком 3, соединенным с источником пониженного давления. Отходы обработки - стружка, пыль, мелкие частицы обрабатываемого материала в процессе резания отделяются от заготовки и выбрасываются из межзубых впадин инструмента 1. В случае выброса отходов обработки в сторону благоприятно направленного воздушного потока 10, происходит всасывание в щелевидный воздухозаборник 9. В случае выброса отходов обработки в сторону, противоположную благоприятно направленному воздушному потоку 10 или под углом к нему, происходит торможение отходов обработки и их всасывание в щелевидный воздухозаборник 9. Увеличенная скорость воздушного потока 10 обеспечивает повышение эффективности удаления отходов обработки и предотвращает их повторное попадание в контакт с инструментом, в том числе и в результате рикошета о стенки колпака-воздухозаборника - повышается стойкость режущих элементов инструмента, сокращаются энергопотери. Принципиальная схема полезной модели применена в качестве вытяжного устройства фрезерной группы обрабатывающего центра с числовым программным управлением моделиВ 4.35. Выполнены замеры скоростей воздушного потока 1, 2, 3 в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Измерения осуществлялись анемометром модели 450 в точке А (т. А), расположенной в окрестности инструмента 1 (фиг. 3). Каждое измерение выполнялось для двух случаев - случай полного перекрытия вытяжного колпака снизу обрабатываемым материалом (операция раскроя плитного материала концевой фрезой) и случай частичного перекрытия вытяжного колпака снизу обрабатываемым материалом (операция снятия припуска с боковой поверхности плитного материала, когда заготовка располагается с одной стороны от инструмента). Аналогичные измерения выполнены для исходной конструкции вытяжного устройства фрезерной группы обрабатывающего центра с числовым программным управлением моделиВ 4.35, которое отличается от полезной модели отсутствием гибкой юбки 3 54132009.08.30 ограждения и нескольких рядов расположенных в шахматном порядке щеточных пучков. Исходное вытяжное устройство содержит щеточную юбку-ограждение 12 и его эксплуатация сопровождается возникновением слабоорганизованных воздушных потоков 11 внутри колпака-воздухозаборника (фиг. 4). Результаты измерений скоростей воздушных потоков приведены в таблице. Анализ данных таблицы показывает, что полезная модель обеспечивает повышение скорости воздушных потоков в колпаке-стружкоприемнике во всех направлениях выполняемых замеров от 1,5 до 8 раз без увеличения мощности электродвигателя привода вентилятора, создающего разряжение. Таким образом, поставленная задача повысить эффективность удаления отходовобработки в процессе резания, сократить энергопотери, упростить конструкцию вытяжного устройства, достигается за счет создания внутри колпака-стружкоприемника воздушного потока повышенной скорости и благоприятного направления - через инструмент, за счет использования гибкой юбки-ограждения с широким разрывом и расположенных в разрыве щеточных пучков, предотвращающих вылет отходов обработки из колпака-стружкоприемника и дополнительно очищающих обработанную поверхность. Величины средних скоростей воздушных потоков в т. А в вытяжном колпаке обрабатывающего центраВ 4.35 Величина средней скорости Тип конструкции выСхема обработки в соответствующем направлении тяжного колпака 1, м/с 2, м/с 3, м/с раскрой 11 7 7,5 Исходная конструкция снятие припуска 0,5 0,5/4 6,5 Конструкция полезной раскрой 20 11 14 модели снятие припуска 4 4/8,5 11 Примечание в числителе указана скорость воздушного потока, измеренного со стороны, снизу не ограниченной обрабатываемой деталью в знаменателе - со стороны, снизу ограниченной деталью. Вытяжное устройство обрабатывающего центра можно использовать при проектировании деревообрабатывающих станков на деревообрабатывающих, мебельных, столярностроительных предприятиях, а также в производствах музыкальных инструментов, авиа- и вагоностроительных, сельхозмашиностроении, автостроении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4