Способ механической обработки материала и устройство для его осуществления

 

Использование: в механической обработке материалов. Сущность изобретения: предметом изобретения является способ механической обработки материала, а также установка для осуществления этого способа. Способ состоит в том, что вместо известной циркульной пилы, способной делать только плоские пропилы в материале, берут циркульную пилу, имеющую форму сегмента сферы, и подают ее вглубь материала движением, продолжающим сферическую поверхность пилы, в результате чего с помощью пиления, при минимальной потере материала можно получить изделия со сферическими поверхностями, такие, например, как чаши из дерева, слоновой кости, камня, а также линзы.

Установка для осуществления этого способа, включающая циркульную пилу и устройство, обеспечивающее движение пилы относительно обрабатываемого материала, отличается от известных тем, что циркульная пила выполнена в виде сегмента сферы и установлена на оси, шарнирно укрепленной в герметическом центре этой сферы, причем шарнир, в котором укреплена ось вращения пилы, может быть снабжен как одной поперечной осью поворота, так и двумя взаимно перпендикулярными осями, что позволяет перемещать пилу в любом направлении в пределах геометрического продолжения ее сферической поверхности и опиливать со всех сторон неподвижно закрепленную заготовку. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам и установкам для механической обработки материала с помощью циркульной пилы, подвижной по отношению к обрабатываемому материалу.

Известный способ механической обработки материала, в соответствии с которым берут циркульную пилу, имеющую форму плоского диска и делают в материале пропил, через который пилу подают вглубь материала движением, продолжающим поверхность пилы, т. е. в ее плоскости.

Промышленность выпускает циркульные пилы различного назначения и размеров, кромка которых оснащена зубьями или абразивными зернами, но все эти пилы предназначены для выполнения плоских пропилов.

Недостатком известного способа является то, что с его помощью можно получать только плоские пропилы.

Целью изобретения является создание способа выполнения пропилов, имеющих сферические поверхности, что дает возможность, экономно используя материал, получать такие изделия как чаши из дерева, камня, слоновой кости, а также выпуклые и вогнутые линзы из стекла.

Цель достигнута благодаря тому, что берут плиту, имеющую форму сегмента сферы, и подают ее вглубь материала таким образом, чтобы пила не выходила за пределы сферы, являющейся продолжением сферической поверхности пилы.

Осуществляется этот способ с помощью установки для механической обработки материала, включающей циркульную пилу и устройство, обеспечивающее движение пилы относительно обрабатываемого материала.

Циркульная пила, вращаемая двигателем, соединенным с ней непосредственно или с помощью привода, подвижно закреплена на шарнире, причем для облегчения усилий при опускании и подъеме пилы она уравновешена противовесом.

Известна установка для механической обработки материала, в которой используется циркульная пила в виде плоского диска и устройство, обеспечивающее возвратно-поступательное движение пилы по отношению к обрабатываемому материалу, при котором пила остается в пределах одной плоскости.

Недостатком известной установки является то, что она может делать в материале только пропилы с плоскими поверхностями.

Целью изобретения является создание установки, способной делать пропилы со сферическими поверхностями.

Цель достигнута благодаря тому, что в предлагаемой установке циркульная пила выполнена в форме сегмента сферы, а ось, на которой установлены пила и двигатель, шарнирно зафиксирована в точке, совпадающей с герметическим центром этой сферы. В результате сферическая пила получает возможность двигаться в собственном пропиле, внедряясь вглубь материала.

Шарнирная подвеска на одной поперечной оси ограничивала бы размер изделия или требовала вращения обрабатываемой заготовки, поэтому предлагается выполнить шарнир в виде двух осей, пересекающихся друг с другом в точке, совпадающей с геометрическим центром сферы. При таком решении шарнира пилу, имеющую форму сегмента сферы, можно перемещать в любом направлении в пределах сферы, являющейся ее продолжением, совмещая, таким образом пропилы, сделанные со всех сторон заготовки.

На чертеже показана предлагаемая установка.

Обрабатываемым материалом в данном варианте является дерево, точнее закрепленная неподвижно заготовка 1 в виде отрезка бревна.

Установка имеет циркульную пилу 2 с кромкой 3, снабженной зубьями. Пила выполнена в форме сферического сегмента, а учитывая некоторую деформацию от центробежных сил, она имеет такую форму при скорости вращения, соответствующей оптимальному рабочему режиму.

Сферическая циркульная пила 2 установлена на оси 4, которая с помощью патрона 5 соединена с осью электродвигателя 6, являющейся ее геометрическим продолжением. В дальнейшем оси пилы и двигателя рассматриваются с точки зрения геометрии как единая ось 4.

На оси 4 расположена точка 7, соответствующая геометрическому центру сферы, проходящей посредине между сферическими внешней и внутренней поверхностями пилы при ее центробежной деформации.

Через точку 7 проходят две взаимно перпендикулярные оси горизонтальная ось 8 и вертикальная ось 9, взаимодействие которых делает возможным движение сферической пилы 2 в любом направлении в пределах сферы, являющейся продолжением поверхности пилы и, следовательно, возможность получения сферических пропилов в обрабатываемом материале.

Конструктивное оформление устройства, обеспечивающего движение пилы относительно материала, ее шарнирное закрепление это установленный с возможностью вращения на вертикальной оси 9 раздвоенный кронштейн, верхние концы которого 10 несут горизонтальные полуоси, подвижно фиксирующие электродвигатель 6.

Двигатель 6 и пила 2 уравновешены на горизонтальной оси 8 с помощью противовеса 11, а для управления подачей пилы используется рукоятка 12.

На чертеже изображена заготовка 1 максимального диаметра, который определяется тем, что кромка 3 пилы 2 достает до центральной. оси заготовки 1, а место крепления пилы 2 с осью 3 касается внешнего края заготовки 1. Для того, чтобы отделить от заготовки 1 чашеобразную деталь, необходимо в этом случае обвести пилой 2 вокруг заготовки 1 (см. стрелки).

Несколько иными по своей компоновке и размерам будут установки для изготовления чаши из камня и слоновой кости или производства стеклянных линз, однако очевидно, что во всех перечисленных случаях использование изобретения дает серьезный положительный эффект по сравнению с известными методами вытачивания подобных изделий из массивных заготовок только за счет экономии труда и электроэнергии, но в основном за счет исключительно экономного использования материала.

Формула изобретения

1. Способ механической обработки материала, состоящий в том, что вращающейся сферической пилой делают в материале пропил, через который пилу подают по направлению, продолжающему ее поверхность, отличающийся тем, что вращающуюся сферическую пилу подают на материал в пределах продолжения ее сферической поверхности, опиливают со всех сторон неподвижно закрепленную заготовку, отделяя от последней изделие со сферическими поверхностями, например чашу.

2. Устройство для механической обработки материала, включающее вращающуюся сферическую пилу и механизм, обеспечивающий движение пилы относительно заготовки, отличающееся тем, что вращающаяся сферическая пила посредством оси вращения подвешена в шарнире, выполненном, например, в виде раздвоенного поворотного кронштейна, имеющем две взаимно перпендикулярные оси поворота, причем точка пересечения осей поворота шарнира совпадает с геометрическим центром сферической пилы.

РИСУНКИ

Рисунок 1