ES2213294T3 - Maquina-herramienta. - Google Patents

Abstract

Máquina-herramienta para el mecanizado de una pieza de trabajo (36), que se sujeta directa o indirectamente sobre un soporte de pieza de trabajo (12), que está guiado de forma desplazable sobre una bancada de máquina (30) y está rodeado por una cámara de mecanizado (14) que delimita un espacio de trabajo, desde la que pueden extraerse virutas mediante un dispositivo de evacuación de virutas (50), caracterizada porque la guía (32, 40) del soporte de la pieza de trabajo (12) está dispuesta fuera de la cámara de mecanizado (14), en la que, al menos, dos brazos de soporte (38) del soporte de la pieza de trabajo (12) que sobresalen de forma transversal a la dirección de la guía (Z) atraviesan, respectivamente, una pared lateral (15) de la cámara de mecanizado (14).

Description

Máquina-herramienta.

La invención se refiere a una máquina-herramienta con un soporte de pieza de trabajo guiado de forma desplazable sobre una bancada de máquina según el preámbulo de la reivindicación 1.

Normalmente, en el mecanizado de piezas de trabajo con arranque de viruta se suministra lubricante refrigerante, por un lado, para aumentar la estabilidad de la herramienta mediante refrigeración y lubricación y, por otro lado, para eliminar el calor generado en la pieza de trabajo y en la herramienta por el proceso de virutaje, así como retirar de la forma más rápida posible las virutas que se generan en el punto de conformación.

En la industria del automóvil se ha pasado a usar componentes de motor, chasis o carrocería de metales ligeros, preferiblemente de aleaciones de aluminio o magnesio. No obstante, el mecanizado de aleaciones de este tipo que contienen magnesio es relativamente problemático, puesto que las virutas de conformación que se generan son fácilmente inflamables, de forma que debe llevarse a cabo un gasto relativamente elevado para mantener la seguridad de producción necesaria. El uso de lubricantes refrigerantes cuya base contiene agua ya no es posible, puesto que el magnesio reacciona con estos componentes, de forma que tienen que usarse lubricantes refrigerantes que contienen aceite. No obstante, los lubricantes refrigerantes de este tipo que contienen aceite se adhieren a menudo a la pieza de trabajo que debe mecanizarse, de manera que ésta debe limpiarse tras el mecanizado que arranca virutas con medios de limpieza adecuados. Los medios usados para la refrigeración y limpieza tienen que retirarse y separarse a continuación del ciclo de conformación/limpieza, lo que está ligado a un coste relativamente elevado.

Para superar estas desventajas, cada vez con mayor frecuencia se pasa a mecanizar las piezas de trabajo en seco, es decir, sin lubricante refrigerante. En este mecanizado es esencial que las virutas de conformación durante el proceso de virutaje se retiren de la pieza de trabajo de la forma más rápida posible y se guarden en el menor espacio. Para garantizar esto, las máquinas-herramienta montadas se equipan con una cámara de conformación cerrada, en la que se encuentra la pieza de trabajo que debe mecanizarse y en la que se sumerge el husillo de trabajo de la máquina-herramienta.

En casos especiales, el virutaje puede tener lugar en la cámara de conformación incluso bajo gas inerte, de forma que se incrementa la seguridad del funcionamiento.

La fig. 1, a la que se hace referencia ahora, muestra una vista en planta sobre un centro de conformación 1, en el que un soporte de husillo 2 desplazable en dirección X e Y (perpendicular al plano del dibujo) está guiado mediante una guía en cruz en un soporte 4. El soporte del husillo 2 lleva un husillo de trabajo 6 horizontal para alojar una herramienta de conformación.

Además, el centro de conformación 1 tiene un cambiador de herramienta, que puede estar configurado, por ejemplo, como depósito de tambor 8 dispuesto lateralmente, en el que están alojadas las herramientas 10 que se suministran al husillo de trabajo 6.

Un soporte de la pieza de trabajo (mesa) 12 del centro de conformación 1 está alojado en una bancada de máquina no mostrada, de forma desplazable en sentido de avance (Z). El soporte de la pieza de trabajo 12 y el husillo de trabajo 6 están rodeados por una cámara de conformación 14, de manera que es posible un mecanizado en seco. Para reducir los tiempos viruta-a-viruta está asignado al soporte de la pieza de trabajo 12 un cambiador de paletas 16, en el que están alojadas dos paletas 18, 20 en un dispositivo oscilante 22.

El cambiador de paletas 16 lleva una puerta oscilante 26, llamada a continuación pared de separación 26, que está cerrada hacia arriba y hacia abajo (paralela al plano del dibujo). La puerta oscilante 26 forma junto con las paredes laterales 15 y las paredes del contorno 24 curvadas en forma de arco circular de la cámara de conformación 14 una estanqueidad de la zona de trabajo, que permite una conformación en húmedo y en seco. El cambiador de paletas 16 tiene, además, una puerta corredera 25 en forma de arco circular, que sirve como protección de control en el cambio de paleta y rodea las paletas 18, 20 junto con la pared del contorno 24.

Como se desprende de la fig. 1, la cámara de conformación rodea todo el soporte de la pieza de trabajo 12 con la paleta 18 que se encuentra encima en la posición de conformación y cubre, también, la guía lineal 17 configurada sobre la bancada de máquina para el soporte de la pieza de trabajo 12 (mesa de la pieza de trabajo).

Como se ha mencionado anteriormente, en el mecanizado en seco de piezas de trabajo, las virutas deben retirarse de la cámara de conformación de la forma más rápida posible, para evitar el peligro de ignición y garantizar, también, un funcionamiento correcto del centro de conformación, puesto que, por ejemplo, las guías lineales mencionadas pueden desgastarse por las virutas depositadas. En la zona de la guía lineal se dificulta la salida de las virutas, puesto que las secciones transversales de la guía, de estructura compleja comparativamente - por ejemplo, guías en cola de milano - pueden formar espacios muertos, en los que se acumulan virutas. En la conformación en húmedo este problema tiene menor relevancia, puesto que el lubricante refrigerante expulsa por lavado las virutas de la zona de conformación.

Por el contrario, la invención se basa en el objetivo de proporcionar una máquina-herramienta en la que se facilita la salida de las virutas, también, en un mecanizado en seco.

Esta medida se alcanza mediante una máquina-herramienta con las características de la reivindicación 1.

Mediante la medida consistente en disponer la guía del soporte de la pieza de trabajo fuera de la cámara de conformación, se excluye un depósito no deseado de virutas en la zona de la guía, de forma que se puede evitar de manera segura el desgaste de las guías debido al depósito de virutas de este tipo. Otra ventaja radica en que se puede acceder libremente a las guías fuera de la cámara de conformación y, de esta forma, puede realizarse su revisión y mantenimiento de forma sencilla. Puesto que en la máquina según la invención tanto los accionamientos del soporte de la pieza de trabajo como, también, sus guías pueden estar dispuestas fuera de la cámara de conformación, no debe preverse ningún dispositivo de cubierta adecuado, a través del cual estén separados los accionamientos de las secciones de guía del soporte de la pieza de trabajo.

Esto resulta posible porque el soporte de la pieza de trabajo está configurado, al menos, con dos brazos de soporte que sobresalen de forma transversal a la dirección de la guía, a los que está asignada, respectivamente, una guía de apoyo sobre la bancada de máquina.

Para realizar los brazos de soporte están configuradas escotaduras en la pared de la cámara de conformación, que están hermetizadas mediante cubiertas móviles adecuadas durante el movimiento de avance, de forma que se garantiza la estanqueidad de la zona de conformación.

Estos dispositivos de cubierta pueden ser, por ejemplo, chapas corredizas u otras chapas o placas telescópicas, que están fijadas en el soporte de la pieza de trabajo de forma que pueden desplazarse en sentido de avance y se deslizan de forma estanca en las paredes contiguas de la cámara de conformación.

En una variante especialmente preferente, la bancada de máquina está formada por dos cuerpos de bancada que se encuentran distanciados entre sí, en el que en cada uno de los cuerpos de bancada es guiado uno de los brazos de soporte mencionados anteriormente.

En la zona entre ambos cuerpos de bancada está configurada una evacuación de virutas, a través de la que pueden extraerse las virutas de la cámara de conformación dispuesta entre ambas guías.

Para reforzar la bancada de máquina se acoplan ambos cuerpos de bancada, de forma ventajosa, mediante acanaladuras de unión o refuerzo y/o una placa base común.

Las zonas de pared afectadas por virutas de la cámara de conformación están realizadas con un ángulo de inclinación respecto a la horizontal de, al menos, 50º, de forma que las virutas se deslizan a lo largo de las paredes del contorno de la cámara de conformación hacia la evacuación de virutas.

Esta última está realizada, preferiblemente, como transportador de virutas (por ejemplo con chapas rascadoras accionadas por cadenas).

En caso de que la máquina-herramienta deba utilizarse como centro de conformación de alta velocidad, debe asignarse, de forma ventajosa, a cada guía un motor de accionamiento propio para el soporte de la pieza de trabajo, estando realizados los motores de accionamiento, de forma ventajosa, como accionamientos lineales, de manera que no son necesarios miembros de transmisión mecánica para la conversión del movimiento giratorio de un motor de accionamiento en un movimiento lineal del soporte de la pieza de trabajo.

Otras configuraciones adicionales ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización preferente de la invención mediante dibujos esquemáticos. Se muestran:

Fig. 1 una vista en planta de un centro de conformación conocido para el mecanizado en seco de piezas de trabajo;

Fig. 2 una representación esquemática de un soporte de la pieza de trabajo según la invención, rodeado por una cámara de conformación y

Fig. 3 una representación en detalle de una guía del soporte de la pieza de trabajo de la fig. 2.

La fig. 2 muestra una vista frontal de un centro de conformación 1 según la invención, que está realizado en estilo de soporte, en el que, según la fig. 1, el soporte 4 (fig. 1) está alojado en una bancada de máquina 30. Como se ha mencionado anteriormente, un soporte de husillo o caja de husillo 2 está guiado de forma desplazable en dirección X e Y sobre el soporte, en el que el accionamiento tiene lugar a lo largo de las guías en dirección X/Y mediante motores lineales no representados. El soporte de la pieza de trabajo 12, sobre el que pueden fijarse las paletas 18, 20 de modo alternativo, es guiado sobre la bancada de máquina 30 mediante dos guías 32 que discurren a una distancia paralela entre sí, de forma desplazable perpendicularmente al plano del dibujo en la fig. 2, es decir, en dirección Z. El soporte de la pieza de trabajo 12 tiene una superficie de sujeción 34 y medios de sujeción no representados para sujetar una paleta proporcionada mediante un cambiador de paletas 16, sobre la que se sujeta la pieza de trabajo 36 que debe conformarse (indicada a trazos en la fig. 2).

En su sección final inferior en la fig. 2, el soporte de la pieza de trabajo 12 tiene dos o más brazos de soporte 38 que sobresalen a ambos lados, en los que están fijados vehículos de guía 40, que pueden desplazarse sobre las guías 32. Las guías están realizadas, preferentemente, como guías de rodillos libres de juego.

En el ejemplo de realización mostrado, el movimiento de avance del soporte de la pieza de trabajo tiene lugar mediante dos accionamientos lineales, en el que un accionamiento lineal está asignado a una guía 32, respectivamente, de forma que es necesario un control sincronizado de ambos motores lineales, para conseguir el avance. Accionamientos directos de traslación de este tipo con motores lineales ofrecen movimientos de desplazamiento dinámicos y los posicionamientos más exactos. Las fuerzas de avance actúan directamente - sin juego, sin elasticidad y sin desgaste. Mediante el montaje del motor directamente en vehículos de guía móviles se genera un circuito de regulación considerablemente simplificado.

La bancada de máquina 30 tiene una placa base 42 común, sobre la que se encuentran dos cuerpos de bancada 44, 46. El espacio libre entre los cuerpos de bancada 44, 46 forma en la zona debajo del soporte de pieza de trabajo un espacio de evacuación 48, a través del que las virutas se dirigen hacia un transportador de virutas 50 indicado a trazos. A través de éste, las virutas que se generan se evacuan de forma perpendicular al plano del dibujo (fig. 2) hacia un contenedor de depósito. El transportador de virutas puede estar provisto, por ejemplo, de chapas rascadoras no representadas, que son arrastradas por una cadena circundante.

Para reforzar la bancada de máquina, ambos cuerpos de bancada 44, 46 están unidos mediante acanaladuras de unión 52, que atraviesan el espacio de salida 48. La superficie de las acanaladuras de unión 52 es comparativamente escasa respecto a la superficie efectiva del espacio de salida 48, de forma que las acanaladuras de unión 52 no configuran prácticamente cuerpos de acumulación para las virutas. Las acanaladuras de unión 52 pueden estar configuradas, también, fuera de la zona de desplazamiento de la mesa de avance 12, de forma que no interactúan con las virutas que se desprenden.

La cámara de conformación (referencia 14 en la fig. 1) forma un espacio de conformación estanco, en el que se sumerge el husillo de trabajo 6 (fig. 1) y en el que están dispuestos el soporte de la pieza de trabajo 12 y la parte del cambiador de paletas 16 lateral al soporte de la pieza de trabajo. La superficie de transporte del transportador de virutas 50 forma prácticamente el límite inferior de la cámara de conformación.

Como se desprende de la fig. 2, las paredes laterales 15 de la cámara de conformación se dirigen inclinadas hacia abajo, cerrando cónicamente de forma progresiva hacia el transportador de virutas 50, ascendiendo el ángulo mínimo del cono \alpha a aprox. 50º.

En la zona de los brazos de soporte 38 están configuradas escotaduras 54 en las paredes laterales 15, que se extienden perpendicularmente al plano del dibujo de las figuras 2 ó 3. La última figura mencionada muestra una representación en detalle del brazo de soporte 38 derecho en la fig. 2, que está guiado mediante el vehículo de guía 40 sobre la guía en cola de milano 32. Con arreglo a esto, el brazo de soporte 38 atraviesa la escotadura 54, cuya longitud (perpendicular al plano del dibujo en la fig. 3) es, al menos, igual que la zona de desplazamiento máxima del soporte de la pieza de trabajo 12. La holgura entre el contorno exterior del brazo de soporte 38 y la superficie del contorno interior de la escotadura 54 se cubre mediante una chapa corrediza 56, que se apoya de forma deslizante en la superficie mayor contigua de la pared lateral 15 y está fijada en el brazo de soporte 38. La chapa corrediza 56 puede estar formada, por ejemplo, de varias piezas de chapas deslizantes telescópicas. Por supuesto, también, son posibles otras variantes de construcción para cubrir la holgura anular entre el brazo de soporte 38 y la pared del contorno de la escotadura 54. Es importante que, la estanqueidad sea tan buena, que las virutas no puedan salir de esta zona y que, al introducir gas inerte, no se produzcan pérdidas excesivas de gas inerte.

La parte de la pared lateral 15 que se une hacia abajo a la sección de paso de los brazos de soporte 38 está inclinada, de nuevo, en el ángulo \alpha respecto a la horizontal, de forma que las virutas se deslizan a lo largo de esta superficie hacia el transportador de virutas 50.

En esta variante, las guías 32 están dispuestas fuera del espacio de conformación, de forma que no pueden interactuar con las virutas de conformación. De manera correspondiente, los accionamientos lineales que actúan sobre los vehículos de guía 40 pueden estar dispuestos, también, fuera de la cámara de conformación.

La cubierta frontal se forma en la zona del husillo de trabajo 6 mediante la pared frontal del soporte 4, mientras que la cubierta opuesta en el lado del cambiador de paletas se forma mediante la pared de separación 26 (puerta de paletas). El cierre superior se forma mediante un techo de cabina, mientras que el cierre inferior de la cámara de conformación 14 se forma mediante un piso de cabina y el transportador de virutas 50, que puede estar provisto de una esclusa para la evacuación de las virutas de la cámara de conformación 14.

Para reducir el peso de la máquina, el soporte de pieza de trabajo 12 y la bancada de máquina 30 se realizan en construcción ligera con acanaladuras de refuerzo que aquí, no obstante, no se tratan porque son de menor importancia para la invención.

Esencial para la invención es que mediante la disposición según la invención de la guía de soporte de la pieza de trabajo se forma un espacio de salida 48 para las virutas, en el que prácticamente no está dispuesto ningún obstáculo, espacio muerto o similar para las virutas, de forma que la salida de virutas puede tener lugar de la forma más rápida posible y sin gran coste. Las paredes laterales 15 de la cámara de conformación están configuradas de superficie lisa, de forma que las virutas pueden deslizarse por su propio peso hacia el transportador de virutas 50.

Se ha dado a conocer una máquina-herramienta para la conformación en seco con un espacio de trabajo estanco, en el que está dispuesto un soporte de la pieza de trabajo, desplazable sobre una bancada de máquina. Las guías del soporte de la pieza de trabajo están dispuestas fuera del espacio de trabajo, de forma que la evacuación de virutas no está obstaculizada por las guías del soporte de la pieza de trabajo.

Claims (10)

1. Máquina-herramienta para el mecanizado de una pieza de trabajo (36), que se sujeta directa o indirectamente sobre un soporte de pieza de trabajo (12), que está guiado de forma desplazable sobre una bancada de máquina (30) y está rodeado por una cámara de mecanizado (14) que delimita un espacio de trabajo, desde la que pueden extraerse virutas mediante un dispositivo de evacuación de virutas (50), caracterizada porque la guía (32, 40) del soporte de la pieza de trabajo (12) está dispuesta fuera de la cámara de mecanizado (14), en la que, al menos, dos brazos de soporte (38) del soporte de la pieza de trabajo (12) que sobresalen de forma transversal a la dirección de la guía (Z) atraviesan, respectivamente, una pared lateral (15)de la cámara de mecanizado (14).

2. Máquina-herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque la cámara de mecanizado (14) tiene escotaduras (54) en la zona de paso para los brazos de soporte (38), que están cubiertas mediante dispositivos de cubierta (56) dispuestos en el soporte de la pieza de trabajo (12).

3. Máquina-herramienta según la reivindicación 2, caracterizada porque los dispositivos de cubierta son chapas corredizas (56).

4. Máquina-herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la bancada de máquina (30) tiene dos cuerpos de bancada (44, 46) que se encuentran distanciados entre sí, entre los que está formado un espacio de evacuación (48) para virutas, y en el que está fijada una guía (32) en uno de los cuerpos de la bancada (44, 46), respectivamente, de forma que el soporte de la pieza de trabajo (12) puentea el espacio de salida (48).

5. Máquina-herramienta según la reivindicación 4, caracterizada porque ambos cuerpos de bancada (44, 46) están unidos entre sí mediante una placa base (42) común y/o acanaladuras de unión (52).

6. Máquina-herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 3 y 4 ó 5, caracterizada por paredes laterales inclinadas, que se extienden desde el dispositivo de cubierta (56) hasta la evacuación de virutas (50).

7. Máquina-herramienta según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque la evacuación de virutas es un transportador de virutas (50) mecánico.

8. Máquina-herramienta según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el ángulo de inclinación (\alpha) de las paredes laterales (15) que delimitan la cámara de mecanizado (14) asciende, al menos, a 50º.

9. Máquina-herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque a cada guía (32) está asignado un motor de accionamiento.

10. Máquina-herramienta según la reivindicación 9, caracterizada porque los motores de accionamiento están realizados como accionamientos lineales.