CH677633A5

CH677633A5 - High precision internal finishing apparatus - uses belt drive and friction wheel to rotate workpiece and hold it against oscillating tool carrier

Info

Publication number: CH677633A5
Application number: CH1124/90A
Authority: CH
Inventors: Elis Mantovani
Original assignee: Tdm S A
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1991-06-14

Description

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CH677 633 A5

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Descrizione

Nella moderna tecnica di rettifica di interni, dato l'elevato grado di progresso tecnologico oggi raggiunto, il traguardo che un costruttore di macchine utensili si ripropone è quello di affinare le prestazioni delle singole unità nel senso dell'aumento della precisione e della affidabilità dell'unità stessa nell'assicurare il più ristretto campo di tolleranze dimensionali dei pezzi lavorati.

Net campo specifico della microrettifica di interni, essenziale è il preciso controllo e l'immediata rilevazione in «continuo», della profondità di passata data l'esiguità dello spessore dello strato di materiale ad asportare (nell'ordine di pochi centesimi di millimetro).

Nelle caratteristiche proprie dell'unità oggetto della presente invenzione, questo aspetto specifico, come pure quello dell'estrema precisione, sono stati risolti con soluzioni innovative, e parimenti innovative e notevoli sono i diversi altri dispositivi che compongono l'unità stessa e che ne garantiscono una precisione di funzionamento ed una manovrabilità non ancora raggiunte dalle macchine analoghe attualmente esistenti sul mercato.

Oggetto dell'invenzione è un'unità per la rettifica ad alta precisione di interni, caratterizzata dalla parte caratterizzante della rivendicazione 1.

Una preferita forma di realizzazione è caratterizzata dalla parte caratterizzante delle rivendicazioni 2,3,4,5.

Nella fig. 1 è rappresentata la vista della sezione del mandrino porta-utensile e del braccio girevole porta-pezzo.

Nella fig. 2 è rappresentata la sezione assiale del dispositivo porta-pezzo e del braccio girevole porta-pezzo.

Nella fig. 3 è rappresentata la sezione assiale dell'insieme utensile-pezzo da lavorare.

Nella fig. 4 è rappresentata la sezione assiale del dettaglio del dispositivo per la trasmissione del moto rotatorio al pezzo.

Nella ftg. 5 è rappresentata la vista frontale schematica dello stesso dispositivo.

Il pezzo da lavorare 19, fig. 3 viene fissato sull'estremo 17', fig. 2 del braccio girevole portapezzo 17, braccio che, infulcrato intorno al perno 18, è montato su cuscinetti a contatto obliquo 30, 30', 30", 30"', fig. 1. Solidale a detto braccio girevole 17 è un'asta 16 alla quale sono assicurati almeno due contrappesi 20, 21 di posizione variabile, variando la posizione dei quali si ottiene la desiderata forza dì accostamento fra utensile e pezzo nel corso della lavorazione, forza che, per l'equilibrio alla rotazione del braccio girevole 17 è appunto funzione della distribuzione geometrica delle sue masse.

Va detto che sia il braccio porta-pezzo che i contrappesi sono dimensionati in modo da offrire un momento di inerzia alla rotazione relativamente alto, al fine di ammortizzare senza rimbalzi gli urti fra utensile e pezzo dovuti all'esistenza di microasperità sulla superficie da lavorare.

La rotazione del braccio girevole 17 viene ottenuta per mezzo dell'elettromotore 8 il quale, per opera di un sistema di ruotlsmi 9,10,11,12, con una voluta demoltiplicazione finale, causa con la sua rotazione la rotazione del perno filettato 13, il quale, con il suo spostamento assiale, provoca un pari spostamento assiale del riscontro 15 che, essendo a contatto con l'asta 16, ne permette una voluta rotazione relativa al perno 18, con conseguente rotazione del braccio girevole porta-pezzo 17 nel quale l'asta 16 è incastrata, nel senso dell'avanzamento del pezzo 19 nella direzione di accostamento radiale all'utensile 2.

Il pezzo 19, fig. 4 da lavorare viene fatto ruotare durante la lavorazione per effetto dell'attrito su di esso esercitato dalla ruota 26, di trascinamento la quale è calettata sull'alberino 34 della puleggia 23 e che è posta in rotazione con la puleggia dal motore elettrico 25, fissato al dispositivo porta-pezzo, per opera del collegamento effettuato dalla cinghia elastica di trasmissione 24, la quale genera la voluta pressione di accostamento tra utensile e pezzo esercitando una trazione sulla puleggia (33) fissata sul braccio girevole porta-pezzo 17.

La tensione di tale cinghia è predeterminata, e può variare a seconda del tipo di lavorazione e delle dimensioni del pezzo da lavorare.

Va notato che l'asse dell'alberino 34 è inclinato rispetto all'asse del pezzo 19 da lavorare, in modo tale che, la forza esercitata sul pezzo dalla ruota 26 di trascinamento per effetto della cinghia 24 generi anche una componente assiale nel senso di fare costantemente aderire il pezzo contro il piano dello spallamento 27 di riferimento durante tutta la lavorazione.

Notevolmente innovativo, come già anticipato, è il sistema di rilevamento e controllo in continuo, durante la lavorazione, della forza esercitate ira utensile 2 fig. 3 e pezzo 19 facendo riferimento alla quale è possibile esercitare un preciso controllo dello spessore del materiale asportato, ovvero della profondità di passata. Tale sistema è ricavato per mezzo del sensore induttivo differenziale 28 fig. 2 applicato all'estremo del canotto 29, coassiale all'as- -ta 16 e come essa solidale al braccio girevole portapezzo 17.

11 sensore 28 rileva la variazione delle distanze relative fra le pareti interne 29', 29" del canotto 29 e l'estremo 16' dell'asta 16.

Praticamente, il sensore rileva la variazione della freccia di flessione all'estremo 16' dell'asta 16, che si verifica allorché il momento (relativo all'asse del perno) del peso del braccio girevole 17 porta-pezzo genera una forza di realizzazione operata dal riscontro 15, non venendo detto momento più controbilanciato dal momento causato dalla fotza di accostamento fra utensile e pezzo, per avere l'utensile ormai asportato il materiale relativo alla profondità di passata voluta.

Essendo tale profondità di passata proporzionale allo spostamento assiale del riscontro effettuato dal motore elettrico 8, essa sarà controllabile mediante l'azionamento e l'arresto del motore elettrico 8 stesso, operati per mezzo dell'intervento dell'anzidetto sensore 28 in funzione appunto della voluta profondità di passata.

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Questo sistema innovativo praticamente permette, note le caratteristiche geometriche del braccio girevole porta-pezzo e delle masse ad esso applicate, di programmare ia forza di accostamento fra utensile e pezzo nonché l'avanzamento voluto del riscontro 15 corrispondente al desiderato accostamento radiale fra utensile e pezzo, ovvero dello spessore del materiale da asportare. Indipendentemente dal tempo di lavorazione, quindi, l'unità si arresterà automaticamente e precisamente nel momento in cui la profondità di passata voluta verrà raggiunta. L'asta 16, è dimensionata in modo da ottenere, in corrispondenza di un previsto momento flettente, una freccia al suo estremo sufficiente a provocare l'eccitazione del sensore 28.

Un'ultima considerazione la merita il moviménto del mandrino 1, fig. 1 porta-utensile. Tale mandrino che, azionato da un motore elettrico 3, assicura il moto rotatorio di lavoro dell'utensile 2, è a sua volta animato da un moto rettilineo alternato di corsa fissa e di frequenza variabile fino a 140 periodi al minuto. Tale moto alternato gli è trasmesso dal motore elettrico 6 asincrono a frequenza variabile collegato al mandrino tramite un sistema a biella 4 e manovella 5. Il moto suddetto, data la peculiarità della cinematica del sistema biella-manovella presenta, nella direzione dell'asse dell'utensile, un'accelerazione che varia con continuità per tutta la lunghezza della corsa, e ciò evita che l'utensile 2, a causa delle sue inevitabili microirregolarità dimensionali, ripeta traiettorie di lavoro preferenziali sui pezzo, causando la formazione di microrigature o di crateri sulla superficie finita.

li moto alternato dell'utensile è infine utile a favorire, mediante un effetto «di raschiatura» la rimozione per forza centrifuga dei trucioli che rimangono incastrati fra i grani riportati della punta dell'utensile.

Le figure allegate e descritte rappresentano solo una preferita forma di realizzazione dell'unità oggetto dell'invenzione, forma che non è limitativa nè vincolativa per quanto riguarda le possibili variazioni dimensionali e di disposizione delle parti eventualmente richieste dai diversi tipi di lavorazione effettuabili dall'unità stessa.

Claims

Rivendicazioni

1. Unità per la rettifica ad alta precisione di interni, caratterizzata;

- da organi (6,4,5) atti a comandare il mandrino por-ta-utensile in modo che possa ruotare e traslare nel contempo con moto rettilineo alternato e frequenza variabile;

- da un sensore per il rilevamento e il controllo in continuo della profondità di passata nel corso della lavorazione in funzione delle variazioni dell'intensità della forza di accostamento utensile/pezzo;

- da ciò che il pezzo (19, fig. 4) viene fatto ruotare per l'attrito esercitato su di esso da una ruota di trascinamento (26) collegata al o ad un motore (25), l'asse di detta ruota di trascinamento (26), essendo inclinato rispetto all'asse del pezzo (19), in modo da comunicargli anche una componente assiale nel senso di tenerlo costantemente appoggiato durante la lavorazione contro uno spallamento (27) di riferimento.

2. Unità secondo la rivendicazione 1, caratterizzata da: un mandrino porta-utensile (1, fig. 1) che assicura, azionato da un elettromotore (3), il moto rotatorio dell'utensile (2) ed è a sua volta animato da un moto rettilineo alternato di corsa fissa e di frequenza variabile fino a 140 periodi al minuto, moto che gli è trasmesso, preferibilmente tramite un sistema a biella (4) e manovella (5), da un motore elettrico (6) asincrono a frequenza variabile.

3. Unità secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata da ciò che comprende un dispositivo porta pezzo che funge anche da supporto per un elettromotore (8), il quale, agendo su di un sistema dì ruo-tismi (9,10,11,12) di voluta demoltiplicazione finale, fa ruotare un perno filettato (13) che, con il suo spostamento assiale, provoca un pari spostamento di un riscontro (15) il quale, essendo a contatto con un'asta (16), con detto spostamento ne permette una voluta rotazione relativa ad un perno (18) con conseguente rotazione di un braccio girevole portapezzo (17) ad esso solidale, nel senso dell'accostamento del pezzo (19, fig. 3) all'utensile (2, fig. 3), awenendo tale accostamento con una voluta forza, funzione della disposizione di almeno due contrappesi (20, 21, fig. 2) di posizione variabile assicurati al braccio girevole (17) porta-pezzo.

4. Unità di cui alle rivendicazioni 1,2,3 con dispositivo per la trasmissione dì un moto rotatorio al pezzo (19, fig. 4) da lavorare, caratterizzato da: una squadra (22, fig. 2) imperniata sul braccio girevole porta-pezzo (17, fig. 2) ad un estremo (22') della quale è fissata una puleggia (23) collegata per mezzo di una cinghia elastica (24) di trasmissione ad un motore elettrico (25, fig. 5), cinghia elastica (24) che, con una voluta tensione provoca la rotazione della puleggia intorno ad un alberino (34, fig. 4) sul quale è calettata coassialmente una ruota di trascinamento (26) la quale aderisce, con forza anch'essa dipendente dalla trazione che la cinghia (24) esercita su una 2° puleggia (33) fissata sul braccio girévole porta-pezzo (17) contro il pezzo (19) e ne causa per attrito la rotazione durante la lavorazione ed essendo l'asse dell'alberino (34) inclinato rispetto all'asse del pezzo (19) da lavorare, in modo che la forza esercitata dalla ruota di trascinamento (26) sul pezzo (19) generi anche una componente assiale nel senso di fare aderire il pezzo stesso contro il piano di uno spallamento (27) di riferimento nel corso di tutta la lavorazione.

5. Unità di cui alle rivendicazioni 1, 2, 3, 4, caratterizzata da un sistema di rilevamento e di controllo continuo della forza esercitata fra utensile (2, fig. 3) e pezzo (19, fig. 3) durante la lavorazione, facendo riferimento alla quale sia possibile esercitare il controllo della voluta profondità di passata, sistema ricavato tramite un sensore induttivo differenziale (28, fig. 2) applicato all'estremo di un canotto (29) coassiale all'asta (16) e come essa solidale al braccio girevole porta-pezzo (17), tale sensore (28) rilevando le variazioni delle distanze relative fra le pareti interne del canotto (29', 29") e l'estremo (16') dell'asta (16), ovvero, in pratica, la variazione di flessione dell'asta (16) con la conseguente variazio-

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ne di freccia elastica ai suo estremo (16'), la quale si verifica allorché il momento relativo all'asse del perno (18) del peso del braccio girevole portapezzo (17) genera una forza dì reazione da parte del riscontro (15), non venendo più controbilanciato dal momento causato dalla forza di accostamento fra utensile e pezzo per avere l'utensile (2, fig. 3) ormai asportato dal pezzo (19) il materiale relativo alla profondità di passata voluta, essendo tale profondità di passata proporzionale allo spostamento assiale del riscontro (15, fig. 2) operato dal motore elettrico (8), e quindi controllabile mediante l'azionamento e l'arresto del motore elettrico (8) operato per intervento dell'anzidetto sensore induttivo differenziale (28), in {unzione della voluta profondità di passata.

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