ES2243175T3 - Unidad de trabajo de una maquina herramienta. - Google Patents
Unidad de trabajo de una maquina herramienta.Info
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Abstract
Unidad de mecanizado de una máquina fresadora mandrinadora universal con: - un husillo de trabajo (4) de accionamiento motorizado alojado en una carcasa de husillo (6) de un cabezal de husillo (1), - una pinza de amarre dispuesta centrada en el husillo de trabajo (4) para amarrar un cono tensor (3) en el husillo de trabajo (4), - una unidad postiza (2) intercambiable con un cono tensor (3) en el husillo de trabajo (4), que contiene un husillo rápido (9) con motor de accionamiento independiente (11), y - conectores de enchufe acoplables entre la carcasa del husillo (6) y la unidad postiza (2), para alimentar con medios de trabajo la unidad postiza, caracterizada porque - en la carcasa del husillo (6) está dispuesta una carcasa de conexión (14), desplazada lateralmente con respecto al husillo de trabajo (4), en cuya placa de conexión (13) están previstas unas conexiones de enchufe (15), - la carcasa (10) de la unidad postiza (2) presenta un saliente lateral (26) con una pieza de conexión(24) desplazada paralela con respecto al cono de amarre (3), en el que están dispuestas unas conexiones contrarias (25) acoplables con las conexiones de enchufe (15), y - en la placa de conexión (13) de la carcasa de conexión (15) va fijada una unidad de amarre (38) para la sujeción desmontable de un bulón tensor (37) dispuesto en la pieza de conexión (24).
Description
Unidad de trabajo de una máquina herramienta.
La invención se refiere a una unidad de
mecanizado de una máquina fresadora-mandrinadora
universal, de la especie descrita en el preámbulo de la
reivindicación 1.
Para poder realizar también en máquinas
fresadoras-mandrinadoras convencionales un
mecanizado de alta velocidad con velocidades de husillo de por
ejemplo, 30.000 rpm y superiores, se conocen unidades postizas
independientes que llevan integrados en su interior husillos
adicionales de alta velocidad, los llamados husillos HS, que en caso
de necesidad se pueden intercambiar con el husillo de trabajo normal
de la mandrinadora-fresadora. El suministro de estas
unidades postizas con los medios de trabajo, como por ejemplo,
refrigerante, lubricante, fluido hidráulico, aire comprimido y
similares puede efectuarse a través de conectores de enchufe
acoplables, de por sí conocidos, entre la unidad postiza y la
carcasa del husillo. Ahora bien este tipo de conexiones de enchufe
deberán mantenerse firmemente unidas incluso durante las cargas que
se produzcan en el curso del mecanizado, para poder evitar
alteraciones en el funcionamiento debidas a faltas de estanqueidad o
interrupciones indeseadas en las conduccio-
nes.
nes.
Por la patente 298 12 170 U se conoce una unidad
de mecanizado con un husillo motorizado intercambiable para una
máquina herramienta, que representa una unidad postiza que se puede
intercambiar en el cono de amarre del husillo de trabajo de una
máquina fresadora-mandrinadora. En la carcasa de
esta unidad postiza se aloja un husillo de alta velocidad, que es
accionado por un motor eléctrico dispuesto coaxial en la carcasa. En
una de las caras frontales de la carcasa va fijada una espiga de
soporte realizada como cono de amarre, mediante la cual se puede
amarrar esta unidad postiza en el husillo de trabajo convencional de
una máquina fresadora-mandrinadora. El husillo
motorizado que forma una unidad postiza comprende unas pinzas de
amarre para amarrar firmemente una herramienta o un
portaherramientas, y que son accionadas por un émbolo de
accionamiento que se desplaza por aire comprimido venciendo la
fuerza de un muelle. El émbolo de accionamiento presenta un orificio
de paso central que está en comunicación con un orificio
longitudinal del husillo, y que forma una vía de flujo que desemboca
en el alojamiento portaherramientas del husillo. La alimentación de
los medios de trabajo tiene lugar a través de unos elementos de
conexión fijados lateralmente a la carcasa, y mediante unos canales
que transcurren coaxiales con el husillo por el interior de la pared
de la car-
casa.
casa.
También se conoce por la patente US 4.709.465 un
sistema de mecanizado para el mecanizado universal por fresado de
piezas en cinco ejes,que presenta un cabezal desplazable a motor en
varias direcciones, con un árbol de accionamiento alojado en su
carcasa. El cabezal tiene una superficie extrema plana a la cual se
pueden embridar multitud de diferentes unidades de mecanizado. El
árbol de accionamiento alojado en el cabezal termina en la
superficie frontal del cabezal y presenta elementos de acoplamiento
para el acoplamiento positivo de un árbol o husillo de trabajo
existente en la respectiva unidad de mecanizado. Para fijar
firmemente la unidad de mecanizado respectiva en la superficie
frontal del cabezal hay varias pinzas de amarre dispuestas con un
decalaje angular entre sí alrededor del árbol de accionamiento en
el cabezal, cuyas mordazas de amarre situadas en los extremos
abrazan unos bulones tensores que van fijados sobresaliendo de la
respectiva superficie opuesta de la unidad de mecanizado
seleccionada. Sirviéndose del conjunto de las cuatro pinzas de
amarre, la unidad de mecanizado seleccionada en cada caso, se une
firmemente con la placa extrema del cabezal. Para la acometida de
los medios de trabajo conducidos a través de los canales internos
en el cabezal, hasta la respectiva unidad de mecanizado, se han
previsto en la placa de la cabeza unas conexiones de enchufe que
llegan a efectuar un acoplamiento estanco con las conexiones de
enchufe en la placa extrema de la respectiva unidad de
mecanizado.
El objetivo de la invención es el de crear una
unidad de mecanizado, que garantice una unión segura de las
conexiones de enchufe previstas en la carcasa del husillo con las
conexiones opuestas dispuestas en la unidad postiza.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención mediante las características indicadas en la
reivindicación 1.
Con la invención se consigue que, durante la
utilización de una unidad postiza en el husillo de trabajo de una
máquina herramienta las conexiones de enchufe que se acoplan
automáticamente entre sí para conectar la unidad postiza a la
alimentación de medios de trabajo, permanezcan unidas entre sí de
forma segura incluso durante el mecanizado. De este modo se puede
garantizar una alimentación segura y sin perturbaciones de la unidad
postiza, por ejemplo con refrigerante para refrigerar un
accionamiento adicional, fluido hidráulico para el accionamiento de
los sistemas de amarre, aire comprimido para la limpieza de los
conos de amarre en el husillo adicional, lubricantes refrigerantes
para llevar al punto de mecanizado y similares. Las unidades de
amarre para la sujeción desmontable de un bulón tensor situado en
la pieza de conexión puede tener una estructura semejante a la de
un amarre de herramientas automático integrado en el husillo de
trabajo, a través del cual se tensa un cono tensor situado en la
unidad postiza en el husillo de trabajo. De esta manera se puede
por ejemplo, coordinar de forma sencilla el control hidráulico de la
unidad de amarre para soltar la pieza de conexión de manera
sencilla con la correspondiente activación del tensor de
herramientas para soltar el apriete del cono tensor, con lo cual se
reduce el volumen del sistema de mando.
En una forma de realización conveniente, uno de
los dos elementos de conexión lleva una ranura para el encaje de un
puente previsto en la otra pieza de conexión, sellado mediante un
anillo de junta. Cuando las dos piezas de conexión están unidas
entre sí por medio del sistema tensor, se puede evitar de este modo
que los conectores de enchufe lleguen a ensuciarse debido a los
residuos de mecanizado que se producen durante el mecanizado o por
el lubricante refrige-
rante.
rante.
Otras particularidades y ventajas de la invención
se deducen de la siguiente descripción de un ejemplo de realización
preferido, sirviéndose para ello del dibujo. Las figuras
muestran:
Figura 1 una vista lateral parcialmente
seccionada de un cabezal de fresado orientable de una máquina
fresadora mandrinadora universal con unidad postiza;
Figura 2 una vista en planta del cabezal de
fresado con unidad postiza, de la Figura 1;
Figura 3 una vista frontal del husillo de trabajo
con las conexiones de enchufe;
y
Figura 4 una vista posterior de la unidad postiza
con las conexiones contrarias complementarias a las conexiones de
enchufe.
La unidad de mecanizado de una máquina fresadora
mandrinadora universal representada esquemáticamente en la Figura 1
comprende un cabezal de fresado 1 y una unidad postiza
intercambiable 2, que va fijada en un husillo de trabajo 4 del
cabezal de fresado por medio de un cono tensor 3 representado de
trazos en la Figura 2 y empleado también en alojamientos de
herramienta convencionales. La fijación de la unidad postiza 2 en el
cabezal de fresado 1 puede efectuarse por medio de tensores de
herramienta automáticos convencionales, en los que, por ejemplo, un
bulón tensor 5, dispuesto en el cono tensor 3, es sujetado por una
pinza de amarre de un sistema de amarre rápido automático, integrada
en el husillo de trabajo 4. El husillo de trabajo 4 está alojado
giratorio en una carcasa de husillo 6 del cabezal de fresado 1, y es
accionado por un motor que no está representado. La carcasa del
husillo 6 presenta una superficie de asiento 7 inclinada 45º, por
medio de la cual el cabezal de fresado 1 se puede girar sobre una
pared anterior también inclinada 45º de un elemento soporte, no
representado, de una máquina fresadora mandrinadora universal,
alrededor de un eje 8 a 45º. Mediante el correspondiente giro del
cabezal de fresado 1 alrededor del eje 8 se puede orientar el
husillo de trabajo 4 entre una posición de mecanizado horizontal,
representada en la Figura 1 y una posición de mecanizado vertical.
La unidad postiza 2 que puede colocarse según necesidad en el
husillo de trabajo 4 comprende un husillo postizo 9 preparado para
altas velocidades, que está alojado giratorio en una carcasa 10 y
que tiene un accionamiento de giro por medio de un motor 11,
representado de trazos. El husillo postizo 9 tiene menor diámetro
que el husillo de trabajo 4 y está concebido para unos alojamientos
de herramienta
menores.
menores.
Tal como se deduce especialmente de las Figuras 1
y 3, en la carcasa del husillo 6 está dispuesta una carcasa de
conexión 14, desplazada lateralmente con respecto al husillo de
trabajo 4, y que contiene unas conexiones de enchufe 15 fijadas
mediante tuercas hexagonales 12 a una placa de conexión 13
esencialmente rectangular. Las conexiones de enchufe 15 realizadas
en forma de conexiones hembra están unidas, de acuerdo con la Figura
1, a través de conducciones de alimentación y retorno 16 y 17 o de
conducciones de alimentación 18 y 19, con equipos de alimentación 20
a 23, representados esquemáticamente, para alimentar la unidad
postiza 2 con medios de trabajo, como por ejemplo fluido hidráulico,
aire comprimido, lubrificante, refrigerante o similares.
Tal como está representado en las Figuras 2 y 4,
la carcasa 10 de la unidad postiza 2 presenta un saliente lateral 26
en el que está situada una segunda pieza de conexión 24, decalada
paralela respecto al cono de amarre 3, para la unión con la carcasa
de conexión 14 situada en la carcasa del husillo 6. En la segunda
pieza de conexión 24 están dispuestas las conexiones contrarias 24,
acoplables a las conexiones de enchufe 15, para conectar la unidad
postiza 2 a las conducciones de fluido 16 a 19 unidas según la
Figura 1 con los equipos de alimentación 20 a 22. Las conexiones
contrarias 25 están realizadas como enchufes tubulares, que van
fijados por medio de tuercas hexagonales 27 a la placa extrema
rectangular 28 de la pieza de conexión 24, para el acoplamiento con
las correspondientes tomas de enchufe hembras 15. Las tomas de
conexión hembras 15 y los enchufes 25 para la conexión acoplable a
las conducciones de fluido ya son conocidas como tales. Llevan unas
válvulas de retención automáticas, que en la posición de
acoplamiento dejan libre el paso y que lo cierran al separarse. Las
válvulas de retención están concebidas de tal manera que permiten un
sellado perfecto en estado desacoplable. Además de las conexiones de
enchufe para las conducciones de fluido, están previstos en las dos
partes de conexión 15 y 25 unos conectores de enchufe eléctricos con
las clavijas 29, 30 y las correspondientes hembras complementarias
31 ó 32, respectivamente, a través de los cuales resulta por
ejemplo, posible alimentar con corriente el motor 11 o transmitir
señales entre los sensores de vigilancia de la unidad postiza 2 y
un sistema de mando en la máquina herra-
mienta.
mienta.
Entre una parte de carcasa anterior 36 de la
carcasa de conexión 14 y su placa de conexión 13 está formada una
ranura periférica 33, en la cual encaja, sellado por medio de un
anillo de junta 35, un puente 34 situado en el extremo de la pieza
de conexión 24, cuando la unidad postiza 2 está fijada al cabezal de
fresado 1 de acuerdo con la Figura 1. De esta manera se puede evitar
que las conexiones de enchufe lleguen a ensuciarse debido a los
lubrificantes de refrigeración y residuos de mecanizado que se
producen durante el mecanizado.
Para sujetar de forma segura las conexiones de
enchufe 15 y las conexiones contrarias 25 en su posición de
acoplamiento y también, para la unión estanca de la pieza de
conexión 24 con la carcasa de conexión 14, va fijada una unidad de
amarre 38 para la sujeción desmontable de un bulón tensor 37
dispuesto en la placa extrema de la pieza de conexión 24. La unidad
de amarre 38 comprende, de acuerdo con la Figura 2, un casquillo
tensor 40 desplazable en una carcasa cilíndrica hueca 39, y que va
fijado en el extremo anterior de una varilla tensora 42, pretensada
por un paquete de muelles de plato 41. En el extremo anterior del
casquillo tensor 40 están dispuestos lateralmente unos agarradores
orientables 43, que en su posición de amarre son empujados hacia el
interior para acoplarse al bulón tensor, por medio de un resalte 44
en la pared interior de la carcasa 39. En el extremo posterior de
la varilla tensora está dispuesto un émbolo 45 mediante el cual se
puede empujar hacia adelante la varilla tensora 42, venciendo la
fuerza del paquete de muelles de plato 41. Al hacerlo se empujan
hacia el exterior las pinzas 43, dejando libre el bulón tensor 37.
En el extremo posterior de la varilla tensora 42 está dispuesto un
elemento de vigilancia 46, que actúa conjuntamente con un sensor sin
contacto 47, para vigilar la posición de amarre o la posición
suelta de la unidad de amarre 38.
Por medio de la unidad de amarre 38 se consigue
una unión segura de los conectores de enchufe para la alimentación
de los medios de trabajo cuando se utiliza una unidad postiza
intercambiable en el husillo de trabajo de un cabezal de husillo.
La unidad de amarre para la sujeción desmontable de las piezas de
conexión puede tener una estructura semejante al amarre de
herramientas para la fijación de conos tensores en el husillo de
trabajo. No obstante se pueden utilizar también otros sistemas de
amarre.
Claims (7)
1. Unidad de mecanizado de una máquina fresadora
mandrinadora universal con
- -
- un husillo de trabajo (4) de accionamiento motorizado alojado en una carcasa de husillo (6) de un cabezal de husillo (1),
- -
- una pinza de amarre dispuesta centrada en el husillo de trabajo (4) para amarrar un cono tensor (3) en el husillo de trabajo (4),
- -
- una unidad postiza (2) intercambiable con un cono tensor (3) en el husillo de trabajo (4), que contiene un husillo rápido (9) con motor de accionamiento independiente (11), y
- -
- conectores de enchufe acoplables entre la carcasa del husillo (6) y la unidad postiza (2), para alimentar con medios de trabajo la unidad postiza,
caracterizada porque
- -
- en la carcasa del husillo (6) está dispuesta una carcasa de conexión (14), desplazada lateralmente con respecto al husillo de trabajo (4), en cuya placa de conexión (13) están previstas unas conexiones de enchufe (15),
- -
- la carcasa (10) de la unidad postiza (2) presenta un saliente lateral (26) con una pieza de conexión (24) desplazada paralela con respecto al cono de amarre (3), en el que están dispuestas unas conexiones contrarias (25) acoplables con las conexiones de enchufe (15), y
- -
- en la placa de conexión (13) de la carcasa de conexión (15) va fijada una unidad de amarre (38) para la sujeción desmontable de un bulón tensor (37) dispuesto en la pieza de conexión (24).
2. Unidad de mecanizado según la reivindicación
1, caracterizada porque la unidad tensora (38) contiene un
casquillo tensor (40), desplazable en una carcasa (39) por medio de
una varilla tensora (42), con unas garras (43) desplazables
lateralmente para que acoplen en el bulón tensor (37).
3. Unidad de mecanizado según la reivindicación
2, caracterizada porque las garras (43) están forzadas a una
posición tensora por medio de un paquete de muelles de plato (41),
que atacan en la varilla tensora (42) y se pueden desplazar a una
posición suelta por medio de un émbolo (45) dispuesto en la varilla
tensora.
4. Unidad de mecanizado según la reivindicación 2
ó 3, caracterizada porque en el extremo posterior de la
varilla tensora (42) está dispuesto un elemento de vigilancia (46),
que actúa conjuntamente con un sensor sin contacto (47), para
vigilar la posición de amarre y la posición suelta de la unidad
tensora (38).
5. Unidad de mecanizado según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque la unidad
tensora (38) está dispuesta en un orificio central de la placa de
conexión (13).
6. Unidad de mecanizado según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque en una de las
dos piezas de conexión (14) está dispuesta una ranura (33) para que
encaje un puente (34) previsto en la otra pieza de conexión y que va
sellado por medio de un anillo de junta (35).
7. Unidad de mecanizado según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque en las piezas de
conexión (14, 24) están dispuestos unos conectores eléctricos (29,
39) y unos conectores contrarios (31, 32) para la transmisión de
energía y/o señales entre el cabezal de fresado y la unidad postiza
(2).
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