ES2223455T3 - Maquina herramienta del tipo de aspiracion de virutas. - Google Patents
Maquina herramienta del tipo de aspiracion de virutas.Info
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Abstract
Una máquina herramienta del tipo de aspiración de virutas, que comprende: una pieza (200) de fijación de herramienta que tiene un orificio (s1) de ventilación para descargar virutas y aire a través de una parte interior de unos medios (13) de cubierta que rodean a una herramienta (11) de corte; una cabeza (100) de eje que tiene un orificio (s2) de aspiración de aire que comunica con dicho orificio (s1) de ventilación de aire; cuya pieza (200) de fijación de herramienta está instalada en la cabeza (100) de eje; en la que una parte extrema de aguas debajo de dicho orificio (s1) de ventilación está enfrentada a una distancia muy próxima a una parte extrema de aguas arriba de dicho orificio (s2) de aspiración de aire con la pieza (200) de fijación de herramienta instalada en la cabeza (100) del eje; caracterizada porque se han provisto unos medios (201) de cilindro telescópico en al menos una de las partes extremas entre dichas partes extremas de aguas abajo y de aguas arriba, cuyos medios (201) de cilindro son extensibles y retráctiles; dichos medios (201) de cilindro telescópico se retiran por medio de un miembro elástico (205) para separar la parte extrema de aguas debajo de la parte extrema de aguas arriba, mientras está libre; y los medios (201) de cilindro telescópico se extienden por la acción de una presión negativa cuando se comunica una presión negativa al orificio (s2) de aspiración de aire con la pieza (200) de fijación de herramienta instalada en la cabeza (100) del eje uniendo de ese modo muy próximas a la parte extrema de aguas abajo con la parte extrema de aguas arriba.
Description
Máquina herramienta del tipo de aspiración de
virutas.
El presente invento se refiere a una máquina
herramienta que extrae continuamente virutas por medio de una
aspiración de aire durante la elaboración de una pieza de trabajo,
de acuerdo con el preámbulo de la Reivindicación independiente 1.
Este tipo de máquina herramienta es conocido por el documento JP
282700382.
La Figura 4 muestra una máquina herramienta de la
patente japonesa Nº 2827003 expedida a estos inventores. Como se
muestra en esta figura, ha existido una máquina herramienta para
aspiración de virutas que tiene una pieza 200 de fijación de
herramienta y una cabeza 100 de eje. La pieza 200 de fijación de
herramienta incluye un orificio s1 de ventilación para descargar
virutas y aire a través de unos medios 13 de cubierta que rodean a
una herramienta 11 de corte. La cabeza 100 de eje, sobre la que
está montada la pieza 200 de fijación de herramienta, tiene un
orificio s2 de aspiración de aire que comunica con el orificio s1 de
ventilación.
Esta clase de máquina herramienta emplea
estructuras sencillas para instalar y retirar la pieza 200 de
fijación de herramienta. Por ejemplo, una parte extrema de aguas
abajo del orificio s1 de ventilación y una parte extrema de aguas
arriba del orificio s2 de aspiración están unidas entre sí al lado
de una extremidad un eje 3. Adicionalmente, la parte extrema de
aguas abajo está firmemente apretada y unida a la parte extrema de
aguas arriba en una cara faO que es perpendicular al eje 3.
Aunque la máquina herramienta descrita
anteriormente es muy útil, el presente invento mejora adicionalmente
los siguientes problemas.
En una máquina herramienta convencional, es
difícil instalar la pieza 200 de fijación de herramienta en la
cabeza 100 de eje o retirarla de la misma de un modo suave y
correcto, debido a la presión de contacto que trabaja entre la
parte extrema de aguas abajo del orificio s1 de ventilación y la
parte extrema de aguas arriba del orificio s2 de aspiración de
aire.
Además, cuando la pieza 200 de fijación de
herramienta se instala en la cabeza 100 de eje, las virutas se
introducen en ocasiones entre la parte extrema de aguas abajo del
orificio s1 de ventilación y la parte extrema de aguas arriba del
orificio s2 de aspiración de aire. A no ser que las virutas se
extraigan con cuidado, se teme que el completo acoplamiento de ambas
partes sea estropeado por las virutas.
Además, con el fin de obtener una unión firme
entre la parte extrema de aguas abajo del orificio s1 de ventilación
y la parte extrema de aguas arriba del orificio s2 de aspiración de
aire, estas partes extremas se deben mecanizar con mucha precisión,
para que sus posiciones relativas puedan encontrarse entre sí en una
posición especificada, respectivamente. Este proceso de mecanizado
consume mucho tiempo.
Adicionalmente, los medios 13 de cubierta
sobresalen hacia una dirección perpendicular al eje 3 debido a la
existencia del orificio s1 de ventilación, ensanchando y
desequilibrando de ese modo a todo el cuerpo. Además, su
manipulación resulta incómoda.
Más aún, en especial cuando se usa el eje 3
horizontalmente, una dirección sobresaliente de la pieza 200 de
fijación de herramienta resulta incorrecta, debido al peso de la
pieza 200 de fijación de herramienta, así como a la presión de
contacto entre la parte extrema de aguas abajo del orificio s1 de
ventilación y la parte extrema de aguas arriba del orificio s2 de
aspiración de aire, por lo que se teme que esto ejerza una
influencia perjudicial sobre la precisión.
Los problemas anteriormente expuestos se superan
mediante una máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 1.
Una máquina herramienta del tipo de aspiración de virutas de este
invento comprende una pieza de fijación de herramienta que tiene un
orificio de ventilación para descargar las virutas y el aire a
través del interior de unos medios de cubierta que rodean a una
herramienta de corte, y una cabeza de eje que tiene un orificio de
aspiración de aire que comunica con el orificio de ventilación de
aire. La pieza de fijación de herramienta está instalada en la
cabeza del eje. La parte extrema de aguas abajo del orificio de
ventilación está enfrentada a una distancia muy próxima de la parte
extrema de aguas arriba del orificio de aspiración de aire con la
pieza de fijación de herramienta instalada en la cabeza de eje.
Entre las piezas extremas de aguas abajo y de aguas arriba se han
provisto unos medios de cilindro telescópico, cuyos medios de
cilindro son extensibles y retráctiles. Mientras los medios de
cilindro telescópico están libres, se mantienen en una posición de
encogimiento por medio de un miembro elástico con el fin de separar
la parte extrema de aguas abajo de la parte extrema de aguas arriba.
Cuando se comunica una presión negativa al orificio de aspiración de
aire con la pieza de fijación de herramienta instalada en el eje,
los medios de cilindro telescópico se extienden por la acción de la
presión negativa, y funcionan de modo que unan a una distancia muy
próxima la parte extrema de aguas abajo con la parte extrema de
aguas arriba.
En este caso, los medios de cilindro telescópico,
por ejemplo como se indica en la reivindicación 4, pueden comprender
un miembro estructural retráctil de múltiples cilindros y un
miembro elástico para encogerlos.
En este invento, cuando la pieza de fijación de
herramienta se instala o se retira de la cabeza de eje, los medios
de cilindro telescópico pueden mantener a la parte extrema de aguas
abajo del orificio de ventilación separada de la parte extrema de
aguas arriba del orificio de aspiración de aire. Por tanto, no se
origina una fuerza desequilibrada debido a su contacto, efectuándose
de ese modo un tratamiento suave y exacto.
Además, cuando se comunica la presión negativa al
orificio de aspiración de aire después que se ha instalado la pieza
de fijación de herramienta en la cabeza de eje, el aire es
succionado al orificio de aspiración de aire no sólo desde el
interior de los medios de cubierta, sino también desde un espacio
comprendido entre la parte extrema de aguas abajo del orificio de
ventilación y la parte extrema de aguas arriba del orificio de
aspiración de aire. De acuerdo con ello, aún en el caso de que las
virutas se adhieran al espacio, son aspiradas y transportadas fuera
con el aire, sin resultar atrapadas entre la parte extrema de aguas
abajo y la parte extrema de aguas arriba.
Además, mientras la pieza de fijación de
herramienta está instalada en la cabeza de eje, la parte extrema de
aguas abajo del orificio de ventilación está unida con la parte
extrema de aguas arriba del orificio de aspiración de aire por un
trabajo de extensión de los medios de cilindro telescópico. Por
tanto, aunque se produzca un error relativamente importante debido a
la precisión de la fabricación con respecto a una posición relativa
de la parte extrema de aguas abajo, no ocasionará problemas en su
funcionamiento.
Más aún, la parte extrema de aguas abajo del
orificio de ventilación está enfrentada a muy poca distancia de la
parte extrema de aguas arriba del orificio de aspiración de aire de
tal manera que puedan cruzarse con respecto al eje en un ángulo
adecuado \theta. Por tanto, se puede reducir el tamaño de la parte
sobresaliente de la pieza de fijación de herramienta.
El invento anteriormente descrito se materializa
de la forma siguiente.
Como se expone en la reivindicación 2, los medios
de cubierta comprenden un cuerpo de cubierta que rodea a la
herramienta de corte y un cilindro que tiene una abertura para
recibir una herramienta de corte en su cara extrema frontal. El
cilindro es retráctil en una dirección de la herramienta de corte, y
se impulsa hacia delante en la dirección de la herramienta de corte
por medio de un miembro elástico. Mientras la herramienta de corte
está elaborando la pieza de trabajo, la cara extrema frontal del
cilindro está en contacto con una pieza de trabajo. Las virutas
producidas por la herramienta de corte se unen con el aire que
circula al interior del cilindro para ser descargadas al exterior a
través del cuerpo de cubierta, orificio de ventilación, y orificio
de aspiración de aire.
Como se expone en la reivindicación 3, los medios
de cubierta comprenden un cuerpo de cubierta que rodea a la
herramienta de corte y un cilindro cuya cara extrema frontal tiene
una forma de letra U desde una vista en corte transversal, teniendo
una abertura comparativamente pequeña para recibir la herramienta de
corte en el centro. El cilindro es retráctil en una dirección de la
herramienta de corte, y se impulsa hacia delante en la dirección de
la herramienta de corte por medio de un miembro elástico. Además,
mientras la herramienta de corte está elaborando la pieza de
trabajo, la cara extrema frontal del cilindro está muy cerca, pero
no en contacto, con una pieza de trabajo por la acción del flujo de
aire originado por la presión negativa del orificio de aspiración de
aire. Las virutas producidas por la herramienta de corte se reúnen
con el aire que circula al interior del cilindro y se descargan al
exterior a través del cuerpo de cubierta, del orificio de
ventilación, y del orificio de aspiración de aire.
Como se expone en la reivindicación 5, la parte
extrema de aguas arriba del orificio de aspiración de aire de la
cabeza de eje está unida a una distancia muy próxima a la parte
extrema de aguas abajo del orificio de ventilación de la pieza de
fijación de herramienta al lado de los medios de cubierta. Por
tanto, a pesar de la existencia del orificio de ventilación, los
medios de cubierta no sobresalen hacia la dirección perpendicular al
eje, por lo que miniaturizan y equilibran a todo el cuerpo. Además,
cuando se usa oblicuamente la pieza de fijación de herramienta, no
se dobla, debido en gran parte a su propio peso.
Como se expone en las reivindicaciones 6 y 7, una
superficie de contacto de la parte extrema de aguas arriba del
orificio de aspiración de aire de la cabeza de eje y de la parte
extrema de aguas abajo del orificio de ventilación de la pieza de
fijación de herramienta está inclinada a lo largo de la dirección
del eje. En este caso, la superficie de contacto está separada de un
centro rotatorio del eje cuando se desplaza hacia delante hasta el
eje. Por tanto, se ayuda a miniaturizar la pieza de fijación de
herramienta. Además, cuando la pieza de fijación de herramienta se
instala en el eje o se retira del mismo, la inclinación de la
superficie de contacto impide que la parte extrema de aguas abajo
del orificio de ventilación sea atrapada en la parte extrema de
aguas arriba del orificio de aspiración de aire.
La Figura 1 es una vista en corte de una cabeza
de elaboración de una máquina herramienta del tipo de aspiración de
virutas de acuerdo con la primera realización de este invento.
La Figura 2 es una vista parcialmente a escala
ampliada de la realización anterior.
La Figura 3 es una vista en corte de una cabeza
de elaboración de una máquina herramienta del tipo de aspiración de
virutas de acuerdo con una realización modificada de la realización
anterior.
La Figura 4 es una vista en corte de una máquina
herramienta convencional del tipo de aspiración de virutas.
La realización preferida del presente invento se
describirá con referencia a las Figuras 1 y 2.
La Figura 1 muestra una cabeza de elaboración de
una máquina herramienta (un centro de mecanizado) que tiene una
estructura de cambio automático de herramienta y una cubierta cuya
extremidad está en contacto con una pieza de trabajo. La Figura 2
muestra una vista parcialmente a escala ampliada del centro de
mecanizado.
En estos dibujos, 1 es un miembro de soporte de
eje que forma una cabeza 100 de eje. El eje 1 tiene un hueco
interior en el que se ha provisto un eje 3 a rotación por medio de
cojinetes 2 de bolas en una posición fija.
El número 4 es un aro de retención empernado a la
cara superior del miembro 1 de soporte de eje, 5 es una tapa anular
aplicada al extremo del eje 3 de pequeño diámetro y empernada a
dicho extremo. Los números 6,6 son dos chavetas para regular las
rotaciones de un portaherramientas 7 fijado al eje 3. Cada chaveta 6
está fijada de forma sobresaliente a la superficie extrema del eje 3
por medio de un perno.
El número 200 es una pieza de fijación de
herramienta que tiene al portaherramientas 7 y a unos medios 13 de
cubierta integrados con la misma.
El portaherramientas 7 está provisto de una caña
8 estrechada progresivamente en su lado de base. La caña 8 está
introducida en un orificio practicado en el centro del eje 3. En el
extremo posterior de la caña 8 se ha provisto un espárrago 9 de
tracción. Cuando el portaherramientas 7 está fijado, el espárrago 9
de tracción está acoplado con una barra de tracción no ilustrada,
que tira de él hacia atrás. Cuando se extrae el portaherramientas 7,
el espárrago 9 de tracción es impulsado hacia el extremo del eje 3
por la barra de tracción, de tal manera que queda liberado del
acoplamiento con la barra de tracción.
Alrededor del centro del portaherramientas 7 se
ha provisto un reborde saliente 10 que comprende unas partes
cóncavas 10 a, 10 a y una parte cóncava circular 10b en su
circunferencia. Las partes cóncavas 10 a, 10 a enganchan con las dos
chavetas en dos partes de una cara extrema lateral del eje 3.
El extremo del portaherramientas 7, es
sobresaliente, teniendo un orificio central 7 a para recibir una
herramienta de corte 11 tal como una broca, una terraja o un
escariador. Se ha provisto una empuñadura para mantener la base de
la herramienta 11 de corte introducida en el orificio 7 a.
Los medios 13 de cubierta se hacen de un material
rígido, formando un espacio hermético al aire alrededor de la
herramienta 11 de corte tal como un taladro. A continuación se da
una explicación específica.
Un cuerpo de cubierta metálico cilíndrico (un
cilindro exterior) 14 está formado de manera que encierre al
portaherramientas 7. En el lado interior del cilindro exterior 14 se
ha provisto un tabique 14 a de un diámetro menor. En el extremo de
punta de una periferia exterior del cilindro exterior 14 existe una
diferencia en escalón 14 b de tal manera que se proporciona una
parte 14c de menor diámetro. Una parte 14 A del cilindro 14
sobresale ligeramente en una dirección perpendicular al
portaherramientas longitudinal 7. Esta parte sobresaliente 14 A
tiene un orificio s1 de ventilación que comunica con un espacio
interior del cilindro interior 16 (que se describe más adelante) y
con la atmósfera.
En la parte extrema de aguas abajo del orificio
s1 de ventilación se han provisto unos medios 201 de cilindro
telescópico para desplazar la parte extrema de aguas abajo a una
dirección específica f1. Como se muestra en la Figura 2, los medios
201 de cilindro telescópico comprenden una pieza de boca 202 fijada
a la parte 14 A de manera que comunique con el orificio s1 de
ventilación, un cilindro 203 de guiado roscado en un orificio de la
pieza de boca 202, un cilindro deslizante 204 provisto de forma
deslizable fuera del cilindro 203 de guiado, y un miembro elástico
205 para presionar al cilindro deslizante 204 hacia la extremidad
del cilindro 203 de guiado.
En este caso, la pieza de boca 202 tiene unos
hilos de rosca internos en una parte de su interior. El cilindro de
guiado 203 se ha hecho recto, teniendo unos hilos de rosca externos
n1 roscados en los hilos de rosca internos en su extremo de base, y
un reborde saliente t1 en su extremo.
El cilindro deslizante 204 tiene una cara en
escalón d1 en su superficie exterior y una cara en escalón d2 en su
superficie interior, formando de ese modo unos orificios de un
diámetro mayor y de un diámetro menor. En este caso, el orificio de
menor diámetro es hermético al aire y está instalado deslizablemente
con respecto al exterior del cilindro 203 de guiado por medio de un
obturador. El orificio de un diámetro mayor forma un espacio
circunferencial entre el cilindro 203 de guiado, en cuyo interior se
introduce a compresión el miembro elástico 205. Un extremo del
miembro elástico 205 está soportado por el reborde t1 del cilindro
203 de guiado, mientras que el otro extremo está soportado por la
cara en escalón d2 del cilindro deslizante 204. De ese modo, el
miembro elástico 205 impulsa al cilindro deslizante 204 hacia el
portaherramientas 7, y mantiene a los medios 201 de cilindro
telescópico en un estado acortado, cuando el cilindro deslizante 204
está libre.
Al lado exterior del eje 3 está fijado un
conducto 15. El interior del mismo forma un orificio s2 de
aspiración de aire. En la parte extrema de aguas arriba del orificio
s2 de aspiración de aire se ha provisto una hoja 101 que tiene un
orificio practicado justo al lado del cuerpo 14 de cubierta. El
miembro de hoja 101 está empernado a un miembro sobresaliente 102 de
soporte fijado por el aro de retención 4. Cuando el
portaherramientas 7 está fijado al eje 3, la hoja 101 se enfrenta a
muy corta distancia al cilindro deslizante 204 en la parte extrema
de aguas abajo del orificio s1 de ventilación. En este caso, una
cara frontal fa de la hoja 101 y una cara frontal fb del cilindro
deslizante 204 están inclinadas formando un ángulo adecuado \theta
con respecto al eje. El ángulo \theta se encuentra preferiblemente
dentro del intervalo comprendido entre 10º y 40º. Estas caras
frontales fa y fb se alejan de un centro de rotación del eje 3 a
medida que se desplazan a la parte frontal del eje 3. El orificio de
la hoja 101 está unido con el conducto 15 por medio de piezas de
unión 103 y 104.
Además, un cilindro interior metálico 16 está
insertado deslizablemente y de forma hermética al aire en la parte
14c de pequeño diámetro. En la circunferencia exterior del cilindro
interior 16 y a lo largo de su dirección axial se ha provisto una
acanaladura delgada 16 a. A la circunferencia de la parte 14c de
pequeño diámetro está fijado un tornillo 17 de guiado. La punta del
tornillo 17 de guiado se aplica a la acanaladura delgada 16 a con el
fin de regular las rotaciones circunferenciales del cilindro
interior 16. De ese modo, el cilindro interior 16 está insertado
ajustablemente en el cuerpo 14 de cubierta dentro de la longitud de
la acanaladura delgada 16 a.
A la extremidad del cilindro interior 16 está
fijada una pestaña 16b. Sobre la parte 14c de pequeño diámetro está
instalado un muelle comprimido 18 entre la pestaña 16b y la
diferencia en escalón 14b anteriormente mencionada, con el fin de
impulsar hacia fuera al cilindro interior 16 hacia su extremo por la
fuerza del muelle.
En este caso, es preferible que se pueda insertar
en el cilindro interior 16 un cilindro metálico 19 para ajustar la
longitud sobresaliente. Es preferible también que se pueda roscar un
tornillo 20 de fijación a la circunferencia del cilindro interior
16, de tal manera que se puedan disponer las posiciones
direccionales f2 del cilindro 19 mediante la manipulación del
tornillo 20 de fijación. Si es necesario, se puede practicar una
entalladura k en una cara extrema frontal 19 a del cilindro 19 a
intervalos adecuados en su dirección circunferencial, para que el
interior del cilindro 19 pueda comunicar con la atmósfera. Un
orificio pasante practicado en la extremidad del cilindro 19 podría
sustituir a la entalladura k.
En la circunferencia del portaherramientas 7 está
fijado externamente un disco 21. Un extremo del disco 21 está
acoplado con los cojinetes de bolas 2 a, 2b que se describen más
adelante, y con una barra sobresaliente 7b, mientras que el otro
extremo está roscado y fijado por una tuerca 22 que está acoplada
con una parte m de hilos de rosca formada en la circunferencia
exterior del portaherramientas 7. El número 23 es una arandela
provista entre el disco 21 y la tuerca 22. En la cara frontal del
tabique 14 a está practicada una acanaladura circular n en la que se
ajusta una empaquetadura 24 de obturación. La empaquetadura 24 de
obturación está en contacto con una cara direccional en el sentido
del radio del disco 21 con el fin de mantener un espacio hermético
al aire bajo las rotaciones del portaherramientas 7.
En un depósito no ilustrado con el presente
invento hay muchas clases de piezas 200 de fijación de herramienta.
Un brazo de intercambio de herramienta (no ilustrado) de un
dispositivo automático de cambio de herramientas sujeta la
acanaladura circular 10b del portaherramientas 7 con el fin de
cambiar adecuadamente la pieza 200 de fijación de herramienta. En
la figura se muestran unos medios 26 de acoplamiento para fijar y
retirar la pieza 200 de fijación de herramienta. En este caso, se ha
practicado un orificio pasante v a una pieza saliente que está justo
enfrente de una parte 14 A del cilindro exterior 14. Una barra 28
está insertada en el orificio pasante v por medio de un muelle
comprimido 27. Un miembro 30 de acoplamiento está empernado a la
barra 28 por medio de una tapa 29. La extremidad 30 a del miembro 30
de acoplamiento se aplica a una acanaladura no ilustrada practicada
en el reborde saliente 10 en una dirección axial del
portaherramientas, mientras que el extremo 30b de base del miembro
30 de acoplamiento se aplica a una acanaladura direccional 25 a de
eje practicada en un fragmento 25 de guiado fijado al cilindro
exterior 14, de tal manera que el miembro 30 de acoplamiento pueda
deslizarse adecuadamente cuando se fije o se retire la pieza 200 de
fijación de herramienta.
Además, el portaherramientas 7 está fijado en el
cilindro exterior 14 por medio de los cojinetes de bolas 2 a y 2b,
para que pueda girar en una posición fija. Un extremo del cojinete
de bolas 2 a está acoplado con la barra sobresaliente 7b del
portaherramientas 7, mientras que el otro cojinete de bolas 2b está
acoplado con la cara extrema del disco 21. El número 4 a es un aro
de tope empernado al cilindro exterior 14. Además, una acanaladura g
de acoplamiento está practicada en una posición fija del miembro
sobresaliente 102 de portaherramientas en una dirección radial del
eje 3, en la que se inserta la tapa 29 de los medios 26 de
acoplamiento. El número p1 es un orificio central practicado en el
portaherramientas 7. Una abertura del orificio central p1 del eje 3
está abierta a la atmósfera, o bien se suministra aire comprimido a
la abertura desde el exterior. El número 11 a es un orificio de
ventilación practicado en la herramienta 11 de corte.
En este caso, el portaherramientas 7, los medios
13 de cubierta, la herramienta 11 de corte, los medios 201 de
cilindro telescópico y los medios 26 de acoplamiento, siendo cada
uno de ellos independiente, están construidos integralmente como la
pieza 200 de fijación de herramienta. La pieza 200 de fijación de
herramienta se aloja en el interior del depósito como un solo
elemento. Según la necesidad, el brazo de cambio de herramienta del
dispositivo automático de cambio de herramienta sujeta la
acanaladura circular 10b del portaherramientas 7 con el fin de mover
adecuadamente la pieza 200 de fijación de herramienta. Mientras la
pieza 200 de fijación de herramienta está fijada al eje 3, se regula
a un cierto grado un sentido de giro del portaherramientas 7, puesto
que el portaherramientas 7 se acopla con la extremidad 30 a del
miembro 26 de acoplamiento y con una posición fijada del reborde
saliente 10. De acuerdo con ello, las partes cóncavas 10 a, 10 a del
portaherramientas 7 están enfrentadas con precisión con las chavetas
6, 6 que permanecen en una posición fija en un sentido de giro del
eje 3 debido a su función de orientación. Cuando la tapa 29 se
acopla con la acanaladura g de acoplamiento, el brazo de cambio de
herramienta funciona para impulsar a la pieza 200 de fijación de
herramienta al lado izquierdo de la Figura 1. En consecuencia, la
extremidad 30 a del miembro 30 de acoplamiento es desplazada junto
con la tapa 29 con respecto a una posición fija del reborde saliente
10 para liberar las restricciones de giro del portaherramientas 7.
Entonces, el portaherramientas 7 se convierte ahora en rotatorio. Al
mismo tiempo, el portaherramientas 7 está fijo al eje 3 en relación
con una barra de tracción no ilustrada. En este caso, un
acoplamiento de la tapa 29 con la acanaladura g de acoplamiento
regula las rotaciones de los medios 13 de cubierta alrededor del eje
3. Como el cilindro deslizante 204 está solamente un poco separado
de la cara frontal fa del miembro 101 de hoja como se muestra en la
Figura 1, la pieza 200 de fijación se puede instalar de un modo
suave y exacto.
A continuación se explica un ejemplo de trabajo y
su funcionamiento en relación con el invento así construido. Una
pieza de trabajo w se fija a una mesa de trabajo no ilustrada, y se
ajusta adecuadamente una dimensión sobresaliente delantera del
cilindro 16 mediante el accionamiento del tornillo 20 de fijación. A
continuación de lo anterior, se pone en funcionamiento la máquina
herramienta para desplazar a la cabeza 100 de eje, desplazando así
al eje 3 muy cerca de la pieza de trabajo w. Entretanto, un
dispositivo de aspiración de aire aspira continuamente aire dentro
de los medios 13 de cubierta a través del orificio s2 de aspiración
de aire, poniendo a una presión negativa a las partes interiores del
orificio s2 de aspiración de aire y orificio s1 de ventilación. De
acuerdo con ello, el aire es aspirado con mucha intensidad desde una
abertura entre la cara frontal fb del cilindro deslizante 204 y la
cara frontal fa del miembro 101 de hoja, aspirando así y extrayendo
materias extrañas tales como virutas, que se adhieren a las caras
frontales fa y fb, con la atmósfera. Cuando la presión negativa
dentro del orificio s2 de aspiración de aire y del orificio s1 de
ventilación excede de un nivel constante, cambia el equilibrio entre
una presión que afecta a la cara frontal fb del cilindro deslizante
204, la presión atmosférica que afecta a la cara escalonada d1 del
mismo, y la elasticidad del miembro elástico 205. De acuerdo con
ello, el cilindro deslizante 204 se mueve contra la elasticidad del
miembro elástico 205, y la cara frontal fb se aprieta fuertemente
sobre la cara frontal f a del miembro 101 de hoja. A continuación
de lo anterior, el aire contenido en los medios 13 de cubierta es
aspirado continuamente a través del orificio s2 de aspiración de
aire y del orificio s1 de ventilación.
Cuando el eje 3 se desplaza hacia delante, la
cara extrema abierta 19 a del cilindro 19 entra en contacto con la
pieza de trabajo w de manera que forma un espacio cerrado rodeado
con el cuerpo 14 de cubierta, el cilindro interior 16, el cilindro
19, y el disco 21. Entonces, de acuerdo con los movimientos hacia
delante del eje 3, el cilindro interior 16 y el cilindro 19 son
impulsados juntos al interior del cilindro exterior 14 contra la
fuerza de alargamiento del miembro elástico 18, En estas
condiciones, el aire es introducido obligatoriamente en los medios
13 de cubierta a través de un compartimiento espacial p2, orificio
central p1 y de un orificio de ventilación 11 a, y luego se descarga
por el orificio s2 de aspiración de aire.
Cuando el eje 3 se sigue moviendo, la extremidad
de la herramienta 11 de corte entra en contacto con la superficie de
la pieza de trabajo w, y entonces empieza el corte. En este
instante, se producen las virutas. Como el aire es descargado con
intensidad desde la extremidad de la herramienta 11 de corte y
aspirado al orificio 52 de aspiración de aire, las virutas se
extraen y transportan al exterior con el flujo de aire hasta un
lugar especificado.
Después, aún cuando la herramienta 11 de corte
taladre la pieza de trabajo con más profundidad, el aire sigue
todavía descargándose continuamente desde la extremidad de la
herramienta de corte. De acuerdo con ello, no se impide el flujo de
aire, y las virutas se extraen de forma suave e inmediata desde un
puesto de corte de la herramienta 11 de corte al exterior de la
pieza de trabajo w.
Dependiendo de las construcciones de la máquina
herramienta o de las condiciones de elaboración de la pieza de
trabajo, puede que no sea suficiente descargar el aire solamente
desde la extremidad de la herramienta 11 de corte al espacio cerrado
de los medios 13 de cubierta. En ese caso, se descarga aire
suplementario desde la entalladura k al espacio cerrado de los
medios 13 de cubierta.
Al estar en contacto con la pieza de trabajo, es
posible que los medios 13 de cubierta sean arrastrados en una
dirección perpendicular al eje 3. Adicionalmente, las superficies de
pared de los mismos pueden ser golpeadas intensamente por virutas
afiladas. Sin embargo, el cilindro exterior 14, el cilindro interior
16, y el cilindro 19, todos ellos construidos de un material rígido
como metal, pueden resistirlo suficientemente.
Cuando ha finalizado la elaboración, el eje 3 se
detiene en la posición fijada, de nuevo debido a una función de
orientación del mismo, y cesa adecuadamente la aspiración del aire
desde el orificio s2 de aspiración de aire. Debido a esta parada,
desaparece la presión negativa del orificio s2 de aspiración de aire
y del orificio de ventilación, lo cual conduce a una variación del
equilibrio entre la presión que actúa sobre la cara frontal fb del
cilindro deslizante 204, la presión atmosférica sobre su cara
escalonada d1, y la elasticidad del miembro elástico 205. De ese
modo, el cilindro deslizante 204 vuelve a su posición original por
la elasticidad del miembro elástico 205, y entonces la cara frontal
fb abandona la cara frontal fa del miembro 101 de hoja. Luego, el
brazo de cambio de herramienta extrae del eje 3 la pieza 200 de
fijación de herramienta en orden inverso a su instalación, y la
guarda en el depósito. En este caso, como el miembro 101 de hoja
está separado del cilindro deslizante 204, se puede extraer la pieza
200 de fijación de herramienta de un modo suave y exacto. La presión
hacia el lado derecho de la figura, que afecta a la tapa 29,
desaparece, y el miembro 30 de acoplamiento vuelve a su posición
original por la fuerza del miembro elástico 27. De acuerdo con ello,
una parte fija del portaherramientas 7 se acopla otra vez a la
extremidad 30 a del miembro de acoplamiento, regulando de ese modo
el sentido de giro del portaherramientas en un cierto grado.
Después, el portaherramientas 7 tiene que esperar hasta la siguiente
instalación al eje 3.
A continuación se explica un ejemplo modificado
del invento con referencia a la Figura 3.
La Figura 3 muestra una cabeza de elaboración
para una máquina herramienta (un centro de mecanizado) que tiene una
estructura de cambio automático de herramienta, de la que la
extremidad de los medios de cubierta está separada de la pieza de
trabajo.
Puesto que muchas partes de la Figura 3 son
iguales que las del primer ejemplo, solamente se explicarán
enfáticamente los puntos diferentes, y se han dado los mismos
números de referencia a piezas iguales.
La parte de mayor espesor del cuerpo 14 de
envuelta está provista de un orificio 206 de guiado a lo largo de
una dirección axial del portaherramientas 7. Un cilindro 207
comprende un cuerpo 208 de cilindro y un miembro 209 de extensión.
El cuerpo 208 de cilindro está insertado de forma deslizable en el
orificio 206 de guiado. El miembro 209 de extensión está fijado en
la extremidad del cuerpo 208 de cilindro. La extremidad del cuerpo
208 de cilindro está provista de un reborde saliente 208 a, y una
barra 210 de guiado está fijada en una posición fija del reborde
saliente 28 a lo largo de la dirección axial del portaherramientas
7. En este caso, la barra 210 de guiado está insertada internamente
en el orificio 206 de guiado. Además, una parte longitudinal de la
barra 210 de guiado está formada en una parte deslizante ensanchada
210 a que se desliza en el interior del orificio 206 de guiado. Un
miembro elástico comprimido 211 está instalado en el espacio
comprendido entre una parte escalonada h1 del orificio 206 de guiado
y una parte escalonada h2 de la parte deslizante 210 a. El número k1
es una entalladura practicada en el cuerpo 208 de cilindro. Mientras
el cuerpo 208 de cilindro se está deslizando, un espacio interno de
la entalladura k1 comunica con el orificio de ventilación s1.
La extremidad del miembro 209 de extensión está
formada en un perfil de letra U desde una vista en corte transversal
hacia el centro de la herramienta 11 de corte. En el centro de la
misma se ha practicado una abertura p cuyo diámetro es un poco mayor
que la herramienta 11 de corte. En este caso, el extremo de base del
miembro 209 de extensión está insertado en el cuerpo 208 de
cilindro, y apretado con un tornillo de fijación 209 a atornillado
al reborde saliente 208 a. En este caso, es preferible que las
dimensiones de la parte saliente del miembro 209 de extensión se
ajusten mediante el accionamiento del tornillo de fijación 209
a.
A continuación se explica un ejemplo de trabajo y
su funcionamiento en relación con la segunda realización construida.
Cuando el dispositivo de aspiración de aire no ilustrado en los
dibujos no comunica una presión negativa al orificio s2 de
aspiración de aire en la posición de reposo, el cuerpo 207 de
cilindro es impulsado hacia la extremidad de la herramienta 11 de
corte a través de la barra 210 de guiado por la elasticidad del
miembro elástico 211. Entonces, la extremidad de la herramienta 11
de corte se inserta en el interior del cilindro 207.
Cuando se hace funcionar el dispositivo de
aspiración de aire antes de comenzar una operación, los medios 201
de cilindro telescópico se extienden como en la realización
anterior, de tal manera que la acción del orificio s2 de aspiración
de aire se combina con la acción del orificio s1 de ventilación. El
aire contenido dentro del cuerpo 14 de cubierta se descarga a través
de los medios 201 de cilindro telescópico, mientras que el aire es
aspirado en los mismos desde la abertura p. Sin embargo, el interior
del cuerpo 14 de cubierta se encuentra en un estado de presión
negativa por la resistencia al flujo del aire.
La presión negativa tiende a tirar del cilindro
207 hacia el eje 3 contra la elasticidad del miembro elástico 211 en
conexión con la presión atmosférica alrededor de él. Sin embargo, la
resistencia al flujo no es tan intensa en este momento, por lo que
el cilindro no se encuentra muy desplazado. De acuerdo con ello, la
herramienta 11 de corte aún no sobresale de la abertura p del
cilindro 207.
A continuación de lo anterior, cuando la
extremidad del cilindro 207 se aproxima a la pieza de trabajo w para
elaborarla, la abertura p está cubierta con la superficie de la
misma. En este caso, se limita una entrada del aire desde la
abertura p, y aumenta su resistencia al flujo. Por tanto, aumenta
más la presión negativa en el interior del cuerpo 14 de cubierta, y
el cilindro experimenta un fuerte impulso de tracción contra la
fuerza del miembro elástico 211. De acuerdo con ello, el cilindro
207 se desplaza hacia el eje 3. No obstante, cuando la dimensión de
su movimiento aumenta, disminuye la resistencia al flujo del are que
circula desde la abertura p, y vuelve a aumentar el caudal de aire
que entra en el cuerpo 14 de cubierta. En relación con esto, la
presión negativa dentro del cuerpo 14 de cubierta disminuye, y el
cilindro 207 vuelve al lado de extremidad de la herramienta 11 de
corte por la fuerza del miembro elástico 211. Por tanto, vuelve a
aumentar la presión negativa dentro del cuerpo 14 de cubierta
Mediante repeticiones de estas operaciones, el cilindro 207 se
mantiene en una posición separada de la pieza de trabajo w para una
dimensión fijada, que se equilibra con la fuerza del miembro
elástico 211. El cilindro 207 funciona con independencia de la
profundidad de corte de la herramienta 11 de corte para la pieza de
trabajo w. De acuerdo con ello, el cilindro 207 está siempre
separado de la pieza de trabajo w para una distancia fijada durante
el proceso, impidiendo de ese modo que se produzcan daños en la
pieza de trabajo w debido al contacto con el cilindro 207.
Además, durante la elaboración de la pieza de
trabajo w, la herramienta 11 de corte produce virutas. Las virutas
se transportan continuamente fuera por el interior del cuerpo 14
de cubierta con una corriente del aire que es aspirada desde la
abertura p a través de un espacio comprendido entre la extremidad
del cilindro 207 y la pieza de trabajo w. Luego, las virutas se
recogen en un lugar fijo con el aire que pasa a través del orificio
de ventilación s1, medios 201 de cilindro telescópico, y orificio s2
de aspiración de aire.
Si la herramienta 11 de corte es una fresadora
de extremos, la herramienta 11 de corte se mueve a lo largo de la
superficie de la pieza de trabajo w durante una distancia fija. Por
tanto, el cilindro 207 no deteriora la superficie de la pieza de
trabajo w, ni es atrapado por los escalones de la superficie.
De acuerdo con el invento anteriormente descrito,
cuando la pieza de fijación de herramienta se instala o se retira de
la cabeza del eje, no se genera fuerza alguna de desequilibrio,
debido al estrecho contacto de la parte extrema de aguas arriba del
orificio s2 de aspiración de aire y de la parte extrema de aguas
abajo del orificio s1 de ventilación. Por tanto, se puede lograr un
tratamiento suave y exacto.
Además, aún en el caso de que las virutas se
adhieran a un espacio comprendido entre el orificio de aspiración de
aire y el orificio de ventilación, son extraídas con el aire
aspirado al orificio de aspiración de aire. De acuerdo con ello, los
virutas no resultan atrapadas entre la parte extrema de aguas abajo
del orificio de ventilación y la parte extrema de aguas arriba del
orificio de aspiración de aire.
Además, mientras la pieza de fijación de
herramienta está instalada en la cabeza del eje, el presente invento
no requiere una dimensión exactamente constante para una distancia
relativa entre la parte extrema de aguas abajo del orificio de
ventilación y la parte extrema de aguas arriba del orificio de
aspiración de aire. De acuerdo con ello, se pueden hacer productos
bajo un error amplio admisible. Más aún, puede disminuir una
dimensión lateral sobresaliente de la pieza de fijación de
herramienta.
Con las características adicionales de la
reivindicación 2, se pueden alcanzar los efectos anteriormente
descritos mediante la pieza de fijación de herramienta que rodea
ampliamente la herramienta de corte por medio del cilindro.
Con las características adicionales de la
reivindicación 3, se pueden alcanzar los efectos anteriormente
descritos mediante la pieza de fijación de herramienta en la que el
cilindro está exento de contacto con la pieza a trabajar.
Con una máquina herramienta de acuerdo con la
reivindicación 4, se puede lograr un funcionamiento exacto y una
producción sencilla a bajo precio.
Con las características adicionales de la
reivindicación 5, los medios de cubierta se pueden miniaturizar y
equilibrar bien, porque no sobresalen hacia una dirección
perpendicular al eje, por lo que la instalación o la retirada de la
pieza de fijación de herramienta resultan sencillas. Además. cuando
la pieza de fijación de herramienta se usa hacia los lados, no se
dobla mucho por su propio peso, efectuándose de ese modo una
elaboración exacta.
Con las características adicionales de la
reivindicación 7, se puede miniaturizar todavía más la pieza de
fijación de herramienta. Además, cuando se instala o se retira del
eje la pieza de inserción de herramienta, la parte extrema de aguas
abajo del orificio de ventilación no resulta atrapada en la parte
extrema de aguas arriba del orificio de aspiración de aire debido a
la inclinación de la cara fa de contacto.
Claims (7)
1. Una máquina herramienta del tipo de aspiración
de virutas, que comprende:
una pieza (200) de fijación de herramienta que
tiene un orificio (s1) de ventilación para descargar virutas y aire
a través de una parte interior de unos medios (13) de cubierta que
rodean a una herramienta (11) de corte;
una cabeza (100) de eje que tiene un orificio
(s2) de aspiración de aire que comunica con dicho orificio (s1) de
ventilación de aire;
cuya pieza (200) de fijación de herramienta está
instalada en la cabeza (100) de eje;
en la que una parte extrema de aguas debajo de
dicho orificio (s1) de ventilación está enfrentada a una distancia
muy próxima a una parte extrema de aguas arriba de dicho orificio
(s2) de aspiración de aire con la pieza (200) de fijación de
herramienta instalada en la cabeza (100) del eje;
caracterizada porque
se han provisto unos medios (201) de cilindro
telescópico en al menos una de las partes extremas entre dichas
partes extremas de aguas abajo y de aguas arriba, cuyos medios (201)
de cilindro son extensibles y retráctiles;
dichos medios (201) de cilindro telescópico se
retiran por medio de un miembro elástico (205) para separar la parte
extrema de aguas debajo de la parte extrema de aguas arriba,
mientras está libre; y
los medios (201) de cilindro telescópico se
extienden por la acción de una presión negativa cuando se comunica
una presión negativa al orificio (s2) de aspiración de aire con la
pieza (200) de fijación de herramienta instalada en la cabeza (100)
del eje uniendo de ese modo muy próximas a la parte extrema de aguas
abajo con la parte extrema de aguas arriba.
2. Una máquina herramienta del tipo de aspiración
de virutas como se ha especificado en la reivindicación 1:
en la que los medios (13) de cubierta comprenden
un cuerpo (14) de cubierta que rodea a la herramienta (11) de corte
y un cilindro (19) que tiene una abertura para recibir a la
herramienta de corte en su cara extrema frontal (19 a);
en la que dicho cilindro (19) es retráctil en una
dirección de la herramienta de corte, y es impulsado hacia delante
en la dirección de la herramienta de corte por medio de un miembro
elástico (18);
en la que una cara extrema frontal (19 a) del
cilindro (19) está en contacto con una pieza de trabajo,
encontrándose muy cerca mientras la herramienta (11) de corte está
elaborando la pieza de trabajo; y
en la que las virutas producidas por la
herramienta (11) de corte se transportan con el aire que circula al
interior del cilindro (19) y se descargan al exterior a través del
cuerpo (14) de cubierta, del orificio (s1) de ventilación y del
orificio (s2) de aspiración de aire.
3. Una máquina herramienta del tipo de aspiración
de virutas según se ha especificado en la reivindicación 1;
en la que los medios (13) de cubierta comprenden
un cuerpo (14) de cubierta que rodea a la herramienta (11) de corte
y un cilindro (207) cuya cara extrema frontal es de una forma de
letra U desde una vista en corte transversal, teniendo una abertura
comparativamente pequeña (p) para recibir a la herramienta (11) de
corte en su centro;
en la que dicho cilindro (207) es retráctil en
una dirección de la herramienta de corte, y es impulsado hacia
delante en la dirección de la herramienta de corte por medio de un
miembro elástico (211);
en la que una cara extrema frontal del cilindro
(207) está muy próxima, pero no en contacto, con una pieza de
trabajo por el flujo de aire causado por una presión negativa del
orificio (s2) de aspiración de aire mientras la herramienta de corte
está elaborando la pieza a trabajar; y
en la que las virutas producidas por la
herramienta (11) de corte se transportan con el aire que circula al
interior del cilindro (207) y se descargan al exterior a través del
cuerpo (14) de cubierta, del orificio (s1) de ventilación y del
orificio (s2) de aspiración de aire.
4. Una máquina herramienta del tipo de aspiración
de virutas según se ha especificado en cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3;
en la que los medios (201) de cilindro
telescópico comprenden un cuerpo retráctil con múltiples cilindros y
un miembro elástico (205) para retirar dicho cuerpo con múltiples
cilindros.
5. Una máquina herramienta del tipo de aspiración
de virutas según se ha especificado en la reivindicación 4:
en la que la parte extrema de aguas arriba del
orificio (s2) de aspiración de aire de la cabeza (100) de eje está
unida a muy poca distancia a la parte extrema de aguas abajo del
orificio (s1) de ventilación de la pieza (200) de fijación de
herramienta al lado de los medios (13) de cubierta.
6. Una máquina herramienta del tipo de aspiración
de virutas según se ha especificado en la reivindicación 4;
en la que una superficie de contacto de la parte
extrema de aguas arriba del orificio (s2) de aspiración de aire de
la cabeza (100) de eje y de la parte extrema de aguas abajo del
orificio (s1) de ventilación de la pieza (200) de fijación de
herramienta está inclinada para una dirección del eje; y
en la que la superficie de contacto está separada
de un centro de rotación del eje cuando se desplaza hacia delante
hasta el eje (3).
7. Una máquina herramienta del tipo de aspiración
de virutas según se ha especificado en la reivindicación 5;
en la que una superficie de contacto de la parte
extrema de aguas arriba del orificio (s2) de aspiración de aire de
la cabeza (100) de eje y de la parte extrema de aguas abajo del
orificio de ventilación (s1) de la pieza (200) de fijación de
herramienta está inclinada para una dirección del eje; y
en la que la superficie de contacto está separada
de un centro de rotación del eje cuando se desplaza hacia delante
hasta el eje (3).
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