ES2617028T3 - Cabezal de herramienta con mandril de sujeción por contracción - Google Patents

Cabezal de herramienta con mandril de sujeción por contracción Download PDF

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Cabezal de herramienta con un mandril de sujeción por contracción (10) que presenta un taladro de recepción (22) axial y con una herramienta (12), en particular una herramienta rotativa como una broca o una fresa, que puede insertarse con su vástago de herramienta (24) cilíndrico en el taladro de recepción (22) abierto en el extremo frontal delantero del mandril de sujeción por contracción (10), y que puede fijarse allí mediante contracción térmica del mandril de sujeción por contracción (10), caracterizado por que el mandril de sujeción por contracción (10) presenta en su tramo frontal delantero una escotadura anular (30) abierta en el lado frontal, que ensancha radialmente el taladro de recepción (22), y por que en el vástago de herramienta (24) está posicionado un anillo funcional (14), estando fijado por fricción el vástago de herramienta (24) en el estado contraído en el taladro de recepción (22) y estando dispuesto el anillo funcional (14) al menos en parte en la escotadura anular (30).

Description

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DESCRIPCION
Cabezal de herramienta con mandril de sujecion por contraccion
La invencion se refiere a un cabezal de herramienta con un mandril de sujecion por contraccion que puede accionarse de forma rotativa y que presenta un taladro de recepcion axial y con una herramienta, en particular una herramienta rotativa como una broca o fresa, que puede insertarse con su vastago de herramienta cilmdrico en el taladro de recepcion abierto en el extremo frontal delantero del mandril de sujecion por contraccion y que puede fijarse en el mismo mediante contraccion termica del mandril de sujecion por contraccion.
Por el documento WO 2011/138360, que da a conocer un cabezal de herramienta de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1, se conoce un portaherramientas con un mandril de sujecion por contraccion y un dispositivo de toberas para aplicar un medio lfquido y/o gaseoso a una herramienta rotativa. El dispositivo de toberas esta formado allf por un casquillo, que se enrosca en el lado exterior en el cuerpo del mandril y que esta provisto en su extremo delantero de un anillo de toberas. Antes del proceso de contraccion debe retirarse el dispositivo de toberas, lo que requiere un esfuerzo adicional en el manejo.
Partiendo de ello, la invencion tiene el objetivo de seguir mejorando los dispositivos conocidos en el estado de la tecnica y permitir con medidas sencillas y un esfuerzo de manejo reducido una mayor funcionalidad, en particular respecto a un posicionamiento y una refrigeracion de la herramienta, sin que haya que aceptar cambios costosos en la maquina o restricciones del espacio de trabajo.
Para conseguir este objetivo se propone la combinacion de caractensticas indicada en la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones y variantes ventajosas de la invencion.
La invencion parte de la idea de conectar de forma reversible un elemento funcional o intermedio que puede sujetarse con el vastago de herramienta de una herramienta de mecanizado. Por consiguiente, se propone de acuerdo con la invencion que el mandril de sujecion por contraccion presente en su tramo frontal delantero una escotadura anular abierta en el lado frontal, que ensancha el taladro de recepcion radialmente, y que en el vastago de herramienta este posicionado un anillo funcional, estando fijado el vastago de herramienta por friccion en el taladro de recepcion en el estado contrafdo y estando dispuesto el anillo funcional al menos en parte en la escotadura anular. De este modo es posible sujetar junto con la herramienta un elemento funcional, que es recibido en el mandril sin contorno perturbador, no presentando problemas constructivos las adaptaciones del lado del mandril y no perjudicando las mismas en particular una contraccion inductiva. En este contexto se entiende por el concepto “anillo” en general un cuerpo cerrado en la circunferencia o cerrado en gran medida o compuesto (anillo funcional), circular, poligonal o con otra forma geometrica o un espacio correspondientemente delimitado (escotadura anular).
De forma ventajosa, el anillo funcional encaja en su superficie interior con friccion con la superficie lateral del vastago de herramienta, de modo que se consigue un autoenclavamiento, ademas de ser posible un posicionamiento previo sin que presente problemas. Otra mejora en este sentido se consigue porque el anillo funcional esta posicionado en el estado de partida no contrafdo de forma amovible en el vastago de herramienta, pudiendo elegirse libremente la posicion axial para el ajuste de la longitud del tramo delantero de la herramienta que sobresale libremente.
Otra configuracion ventajosa preve que el anillo funcional presente en el estado de partida una sobremedida radial respecto a la escotadura anular. De este modo tambien es posible una fijacion por contraccion del anillo funcional durante la contraccion de la herramienta.
Para garantizar una orientacion predefinida, tambien es ventajoso que el anillo funcional este fijado de forma no giratoria en la escotadura anular mediante una union con ajuste positivo en una posicion angular definida.
En una realizacion especialmente preferible, el anillo funcional esta realizado como anillo de toberas con al menos una tobera para aplicar lubricante refrigerador a la herramienta. De este modo puede alimentarse en el lado de la herramienta de forma selectiva fluido durante el proceso de rotacion, sin que sea necesario un gran espacio constructivo adicional.
Para crear un cono de pulverizacion que tambien gira es ventajoso que el anillo funcional presente una pluralidad de toberas distribuidas en la direccion circunferencial y pasantes en la direccion axial del anillo para hacer pasar lubricante refrigerador. Una mejora constructiva especial puede conseguirse porque el anillo funcional presenta ranuras de toberas axialmente pasantes, abiertas lateralmente en su superficie lateral interior, extendiendose las ranuras de tobera en la direccion radial o en un angulo de forma oblicua respecto a ello hacia el exterior.
Para la distribucion anular sencilla de un medio entre las toberas es ventajoso que la escotadura anular presente un espacio anular libre delimitado hacia adelante por el anillo funcional para introducir y distribuir lubricante refrigerador. Esto puede realizarse de una forma especialmente ventajosa desde el punto de vista constructivo porque la
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escotadura anular esta realizada como taladro escalonado que se ensancha hacia adelante, recibiendo el tramo de taladro delantero por completo el anillo funcional a lo largo de su extension axial o al menos en su mayor parte.
Para la conexion con una alimentacion de lubricante refrigerador del lado de la maquina es ventajoso que el mandril de sujecion por contraccion presente un canal de alimentacion para lubricante refrigerador que conduce desde un tramo de sujecion posterior, que puede sujetarse en un husillo de maquina hasta la escotadura anular. En este contexto tambien es favorable que el mandril de sujecion por contraccion presente en una parte de casquillo que envuelve el vastago de herramienta al menos un taladro longitudinal para hacer pasar lubricante refrigerador.
A continuacion, la invencion se explicara mas detalladamente con ayuda de un ejemplo de realizacion representado de forma esquematica en el dibujo. Muestran:
La Figura 1 un cabezal de herramienta con un mandril de sujecion por contraccion y una herramienta de taladrar insertada en el mismo en una vista lateral.
La Figura 2 un corte axial del cabezal de herramienta segun la Figura 1.
La Figura 3 una vista frontal del cabezal de herramienta segun la Figura 1.
La Figura 4 una vista ampliada de un detalle de la Figura 2 en la zona de un anillo de toberas.
El cabezal de herramienta mostrado en el dibujo esta formado sustancialmente por un mandril de sujecion por contraccion 10, una herramienta rotativa insertada en el mismo en forma de una broca 12 y un anillo funcional 14 posicionado en la broca, recibido en una escotadura del lado frontal del mandril de sujecion por contraccion.
Como puede verse sobre todo en las Figuras 1 y 2, el mandril de sujecion por contraccion 10 tiene un cono de vastago hueco 16 para el acoplamiento a un husillo de maquina. El espacio hueco 18 del mismo sirve al mismo tiempo para la alimentacion de lubricante refrigerador en el lado de la maquina, que puede inyectarse mediante un sistema de canales a traves del anillo funcional 14 a la herramienta rotativa 12, para refrigerar, lubricar y limpiar la zona de trabajo, como se explicara mas adelante con mayor detalle.
El cuerpo de mandril 20 comprende como parte de casquillo un taladro de recepcion 22 abierto en el extremo frontal delantero del mandril de sujecion por contraccion 10, que tiene un diametro nominal algo inferior al del vastago de herramienta 24, de modo que el mismo puede sujetarse por apriete de forma de por sf conocida mediante calentamiento (inductivo) del cuerpo de mandril 20 (Figura 2). En el estado contrafdo, el vastago de herramienta 24 queda sujetado por friccion de forma no giratoria en ajuste forzado para la transmision de un par al tramo cortante 26 delantero de la broca 12. Para pasar al estado no contrafdo, tambien se calienta solo el cuerpo de mandril 20 en un lado, hasta que la dilatacion termica vuelva a liberar la broca 12 para retirarla.
El anillo funcional 14 cilmdrico circular puede colocarse en el estado no contrafdo de la broca 12 en el vastago de herramienta 24 y puede posicionarse mediante desplazamiento, de modo que puede ajustarse la longitud del tramo delantero que sobresale libremente de la broca 12. El anillo funcional 14 debena colocarse y dado el caso tambien retirarse a traves del extremo posterior del vastago de herramienta 24, para no danar el tramo cortante 26. Al mismo tiempo, el anillo funcional 14 que en su lado interior 28 encaja por friccion con la superficie lateral del vastago de herramienta 24 debena estar dimensionado en su diametro interior de tal modo que se evite un ajuste no intencionado por una friccion estatica suficiente.
Para recibir el anillo funcional 14 a ras, el mandril de sujecion por contraccion 10 tiene una escotadura anular 30 abierta en el lado frontal, que ensancha radialmente el tramo final delantero del taladro de recepcion 22. En el estado de partida, el anillo funcional 14 presenta una sobremedida radial respecto a la escotadura anular 30, de modo que al lado del vastago de herramienta 24 tambien es posible una fijacion por contraccion del anillo funcional 14 en el mandril de sujecion por contraccion 20. Adicionalmente es concebible fijar el anillo funcional 14 mediante una union con ajuste positivo no mostrada en una posicion angular definida de forma no giratoria en la escotadura anular 30. Esto puede realizarse p.ej. mediante una leva o un pasador de ajuste que encajan en la direccion axial o radial. Tambien sena concebible un contorno de ajuste complementario que difiere de la forma circular de la escotadura anular 30 y del anillo funcional 14.
Como puede verse tambien en las Figuras 3 y 4, el anillo funcional 14 presenta una pluralidad de toberas 32 distribuidas en su direccion circunferencial para hacer pasar un medio o fluido (lubricante refrigerador). Las toberas 32 estan abiertas como ranuras de toberas en el lado interior del anillo funcional 14 y pasan axialmente por la pared del mismo. Las ranuras de toberas 32 se extienden en la direccion radial, de modo que queda una pared restante 34 del anillo funcional 14 hacia el exterior. Tambien es concebible cualquier otra orientacion de toberas 32 individuales o de todas ellas, debiendo preverse en cualquier caso una orientacion del lado de la abertura hacia el tramo cortante 26 de la broca 12. Las secciones transversales interiores de las toberas 32 pueden estar adaptadas al medio que se hace pasar, para conseguir una expulsion con una elevada velocidad de flujo. Puede hacerse pasar por ejemplo solo aire, una mezcla de lfquido y aire o tambien solo un lfquido.
En su lado de entrada axialmente interior, las toberas 32 comunican con un espacio anular 36, que esta dispuesto en el cuerpo de mandril 20 como tramo de taladro escalonado con un diametro exterior mas pequeno a continuacion
de la escotadura anular 30 para el anillo de toberas 14. La conexion con una alimentacion de medio del lado de la maquina se realiza a traves del espacio hueco 18 del cono de vastago hueco 16 y un canal de alimentacion 38 en el cuerpo de mandril 20. El canal de alimentacion 38 comprende dos taladros longitudinales 40, que estan diametralmente opuestos uno a otro y que comunican con un paso anular en el extremo del vastago de la broca 12 a 5 traves de un taladro ciego 42 radial, cerrado en un lado. Las secciones de flujo estan adaptadas de tal modo que puede mantenerse una alta presion del medio hasta el espacio anular 36.
Como se ha descrito anteriormente, el anillo funcional 14 tiene por lo tanto una funcion multiple como anillo de toberas para la inyeccion selectiva de lubricante refrigerador sobre la herramienta 12 y como anillo de 10 posicionamiento para el ajuste previo de la longitud de trabajo que sobresale libremente de la herramienta 12, estando disponible cada funcion a eleccion. En caso de no necesitarse el anillo funcional 14, tambien puede retirarse de la broca 12, permitiendo la escotadura anular 30 que queda en este caso libre una salida de refrigerante de forma de por sf conocida.
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Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Cabezal de herramienta con un mandril de sujecion por contraccion (10) que presenta un taladro de recepcion
    (22) axial y con una herramienta (12), en particular una herramienta rotativa como una broca o una fresa, que puede insertarse con su vastago de herramienta (24) cilmdrico en el taladro de recepcion (22) abierto en el extremo frontal delantero del mandril de sujecion por contraccion (10), y que puede fijarse allf mediante contraccion termica del mandril de sujecion por contraccion (10), caracterizado por que el mandril de sujecion por contraccion (10) presenta en su tramo frontal delantero una escotadura anular (30) abierta en el lado frontal, que ensancha radialmente el taladro de recepcion (22), y por que en el vastago de herramienta (24) esta posicionado un anillo funcional (14), estando fijado por friccion el vastago de herramienta (24) en el estado contrafdo en el taladro de recepcion (22) y
    estando dispuesto el anillo funcional (14) al menos en parte en la escotadura anular (30).
  2. 2. Cabezal de herramienta de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el anillo funcional (14) encaja por friccion en su superficie interior con la superficie lateral del vastago de herramienta (24).
  3. 3. Cabezal de herramienta de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que, en el estado inicial no contrafdo, el anillo funcional (14) esta posicionado de forma amovible en el vastago de herramienta (24), pudiendo elegirse la posicion axial para el ajuste de longitud del tramo delantero que sobresale libremente de la herramienta (12).
  4. 4. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que, en el estado de
    partida, el anillo funcional (14) presenta una sobremedida radial respecto a la escotadura anular (30).
  5. 5. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el anillo funcional (14) esta fijado en la escotadura anular (30) de forma no giratoria en una posicion angular definida mediante una union con ajuste positivo.
  6. 6. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el anillo funcional (14) esta realizado como anillo de toberas con al menos una tobera (32) para aplicar lubricante refrigerador a la herramienta (12).
  7. 7. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el anillo funcional (14) presenta una pluralidad de toberas (32) distribuidas en la direccion circunferencial y pasantes en la direccion axial del anillo para hacer pasar lubricante refrigerador.
  8. 8. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el anillo funcional (14) presenta como toberas (32) ranuras de toberas axialmente pasantes, abiertas lateralmente en su superficie lateral interior, extendiendose las ranuras de toberas en la direccion radial o en un angulo de forma oblicua hacia el exterior.
  9. 9. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la escotadura anular (30) presenta un espacio anular (36) libre, limitado hacia adelante por el anillo funcional (14), para introducir y distribuir lubricante refrigerador.
  10. 10. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la escotadura anular (30) esta realizada como taladro escalonado que se ensancha hacia adelante, recibiendo el tramo de taladro delantero por completo el anillo funcional (14) a lo largo de su extension axial.
  11. 11. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1a 10, caracterizado por que el mandril de sujecion por contraccion (10) presenta un canal de alimentacion (38) para lubricante refrigerador, que conduce desde un tramo de sujecion posterior, que puede sujetarse en un husillo de maquina, hasta la escotadura anular (30).
  12. 12. Cabezal de herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1a 11, caracterizado por que el mandril de sujecion por contraccion (10) presenta en una parte de casquillo que envuelve el vastago de herramienta (24) al menos un taladro longitudinal (40) para hacer pasar lubricante refrigerador.
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