ES2876929T3

ES2876929T3 - Husillo eléctrico compacto

Info

Publication number: ES2876929T3
Application number: ES18718699T
Authority: ES
Inventors: Clement Cauchols; Clément Wavelet
Original assignee: Fives Machining
Current assignee: Fives Machining
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2021-11-15
Anticipated expiration: 2038-03-15
Also published as: CN110430970A; EP3595843B1; WO2018167222A1; RU2019129064A; CN110430970B; FR3063922A1; FR3063922B1; EP3595843A1; RU2759940C2; RU2019129064A3

Abstract

Husillo eléctrico (1) para máquina-herramienta, comprendiendo el husillo eléctrico (1): - un cuerpo de husillo (10), - un conjunto giratorio (3) que incluye un husillo (31) y un rotor (32), - un estator (2) fijado en el cuerpo de husillo (10) y configurado para arrastrar en rotación el conjunto giratorio (3) con respecto al cuerpo de husillo (10) alrededor de un eje (A), y - un equipo de husillo (12-13) y al menos un rodamiento (5), - el conjunto giratorio (3) está hueco, y forma un alojamiento (33) que se extiende según el eje (A) y que atraviesa al menos en parte el rotor (32), acogiendo el alojamiento (33) al menos parcialmente el equipo de husillo (12-13), y - el conjunto giratorio (3) es guiado en rotación con respecto al cuerpo de husillo (10) por el rodamiento (5) caracterizado porque: el rodamiento (5) comprende un anillo exterior (52) fijado en el conjunto giratorio (3) y un anillo interior (51) fijado en el cuerpo de husillo (10).

Description

DESCRIPCIÓN

Husillo eléctrico compacto

[0001] La invención se refiere al campo de las máquinas-herramientas y se refiere a un husillo eléctrico según el preámbulo de la reivindicación 1 (véase por ejemplo el documento WO90/11159A1) que arrastra la herramienta en rotación para el mecanizado de piezas a gran velocidad.

[0002] Las máquinas-herramientas de mecanizado a gran velocidad incluyen generalmente una herramienta de mecanizado arrastrada en rotación por un husillo eléctrico, un sistema de desplazamiento del husillo eléctrico destinado a desplazarla en traslación generalmente según tres ejes X, Y y Z que forman una referencia ortogonal, y en rotación generalmente según dos ejes B y C, y un sistema de control de los miembros de la máquina para realizar las diferentes fases del mecanizado de las piezas.

[0003] Las dimensiones de las máquinas-herramientas y de sus husillos eléctricos son proporcionales a la dureza de los materiales para mecanización. Para los metales de baja dureza, como el aluminio, las piezas son mecanizadas por pequeños husillos eléctricos, mientras que las piezas de metales duros, por ejemplo, de titanio, necesitan máquinas más potentes y también más caras. De hecho, se ha recurrido así a husillos eléctricos que tienen motores más grandes, y estructuras de máquina más voluminosas y más resistentes para aportar la rigidez necesaria, soportar el par de estos husillos eléctricos y aplicar una fuerza importante sobre las piezas para mecanizado. Así, los husillos eléctricos son grandes y largos, y sus rendimientos de precisión son a veces delicados de mantener debido al volumen que ocupan.

[0004] Se conocen sistemas que desplazan el motor del husillo eléctrico usando engranajes para disminuir el tamaño de los husillos a la vez que se conservan precisiones aceptables, aunque al coste de una complejidad mecánica y de un riesgo de falta de fiabilidad. También es posible hacer más compactos algunos miembros del husillo eléctrico, tales como el rociado del centro de husillo que se encuentra en la parte posterior del husillo eléctrico o los sistemas de bloqueo y desbloqueo de herramienta. Pese a ello, la compacidad de los husillos eléctricos y la rigidez obtenida no siempre son satisfactorias.

[0005] La presente invención pretende por tanto paliar el inconveniente citado, proponiendo en particular un husillo eléctrico compacto que permite obtener un gran par y una buena rigidez, conservando dimensiones de husillo eléctrico y de máquina-herramienta razonables económicamente.

[0006] Para este fin, la invención tiene por objeto un husillo eléctrico para máquina-herramienta, comprendiendo el husillo eléctrico:

- un cuerpo de husillo,

- un conjunto giratorio que incluye un husillo y un rotor,

- un estator fijado en el cuerpo de husillo y configurado para arrastrar en rotación el conjunto giratorio con respecto al cuerpo de husillo alrededor de un eje, y

- un equipo de husillo y al menos un rodamiento,

en el que:

- el conjunto giratorio está hueco, y forma un alojamiento que se extiende según el eje y que atraviesa al menos en parte el rotor, acogiendo el alojamiento al menos parcialmente el equipo de husillo, y

- el conjunto giratorio es guiado en rotación con respecto al cuerpo de husillo por el rodamiento, comprendiendo el rodamiento un anillo exterior fijado en el conjunto giratorio y un anillo interior fijado en el cuerpo de husillo.

[0007] Según determinadas realizaciones particulares, el husillo eléctrico comprende además una o varias de las características siguientes, tomadas de forma aislada o según todas las combinaciones técnicamente posibles: - el equipo de husillo comprende un sistema de desbloqueo de herramienta fijado en el cuerpo de husillo;

- el equipo de husillo comprende un sistema de rociado del centro de husillo fijado en el cuerpo de husillo;

- el cuerpo de husillo comprende un cárter de soporte, que penetra en el alojamiento, y el equipo de husillo está fijado en el cárter de soporte;

- el anillo interior está fijado en el cárter de soporte; - el equipo de husillo está dispuesto al menos parcialmente en el interior del rotor;

- un tirante de herramienta está situado en el alojamiento; y

- el rotor se sinteriza directamente en el husillo.

[0008] Las características y ventajas de la invención se harán evidentes tras la lectura de la siguiente descripción, dada únicamente a título de ejemplo, y no limitativa, en referencia a los dibujos anexos, en los que:

- la figura 1 es una vista en sección transversal esquemática de un husillo eléctrico según la técnica anterior; y

- la figura 2 es una vista en sección transversal esquemática de un husillo eléctrico según la invención.

[0009] Tal como se ilustra en la figura 1, el husillo eléctrico referido como 100 en su conjunto es un diseño estándar de los husillos eléctricos montados en máquinas-herramientas (no representadas).

[0010] Incluye un cuerpo de husillo 110 con cárteres delantero 114 y trasero 111. Un husillo 131 atraviesa el cuerpo de husillo 110 en su centro según el eje A. En el husillo 131, una pieza intermedia 134 permite recibir un rotor 132 que da la vuelta al husillo 131.

[0011] En este ejemplo, el rotor 131 está colocado sustancialmente en el centro del husillo 131. El husillo 131 se mantiene por medio de rodamientos 105 y 106 en el soporte delantero y el soporte trasero. Los anillos interiores de los rodamientos están en contacto con el husillo 131 mientras que los anillos exteriores están en contacto con el cuerpo de husillo 110.

[0012] En la superficie interior del cuerpo de husillo 110 se fija un estator 102, precedido opcionalmente por una pared 104 enfriada por una circulación de líquido de refrigeración. El estator 102 está situado a la altura del rotor 132. El husillo 131 es arrastrado en rotación según el eje A cuando se alimenta el rotor 132.

[0013] El husillo eléctrico 100 posee un sistema de bloqueo y de desbloqueo 112 de la herramienta del portaherramientas 109 y un sistema de rociado del centro de husillo 113. Estos dos sistemas están dispuestos clásicamente en la parte trasera del cuerpo de husillo 110 en el cárter trasero 111.

[0014] Esta configuración permite mantener los riesgos de fuga de líquido de corte y de refrigeración fuera de la parte de motor (rotor/estator). Para rociar la herramienta de corte, el husillo 131 es atravesado en su centro según la dirección del eje A por un canal 108. Este canal 108 está unido por un lado al sistema de rociado del centro de husillo y por el otro al portaherramientas 109.

[0015] En referencia a la figura 2, se describe un husillo eléctrico 1 según la invención para una máquinaherramienta (no representada).

[0016] Este husillo eléctrico 1 está compuesto por un cuerpo de husillo 10 que aloja un estator 2, un rotor 32 y un husillo 31. El estator 2 se fija directamente en una cara interior del cuerpo de husillo 10, o por medio de una pared ventilada 4. El rotor 32 está fijado en el husillo 31.

[0017] El rotor 32 y el husillo 31 forman un conjunto giratorio 3 alrededor de un eje A longitudinal del husillo eléctrico 1.

[0018] El cuerpo de husillo 10 está cerrado en sus extremos longitudinales por un cárter de soporte 11 en la cara trasera, y por un cárter delantero 14 en la cara delantera que mantiene entre otros el conjunto giratorio 3 en el cuerpo de husillo 10. El husillo eléctrico 1 está fijado en la máquina-herramienta (no representada) por el cuerpo de husillo 10.

[0019] En la cara delantera, el husillo eléctrico 1 comprende un portaherramientas 9 destinado a acoger una herramienta de mecanizado (no representada).

[0020] El husillo eléctrico 1 comprende también equipos de husillo 7, 9, 12 y 13. Un portaherramientas 9 se asocia a un tirante de herramienta 7 y a un sistema de desbloqueo de herramienta 12. El tirante de herramienta 7 permite bloquear la herramienta en el portaherramientas 9 para su uso en una fase de mecanizado. El sistema de desbloqueo de herramienta 12 permite empujar el tirante de herramienta 7 para que libere la herramienta del portaherramientas 9 durante su cambio.

[0021] Un sistema de rociado centro de husillo 13 está unido al portaherramientas 9 por medio de un canal de rociado 8. Este sistema de rociado del centro de husillo 13 permite enfriar la herramienta durante la fase de mecanizado y aportar lubricante para el mecanizado de pieza.

[0022] En este ejemplo de implementación de la invención, el husillo 31 y el rotor 32 forman un alojamiento 33 que permite alojar parte o la totalidad de los equipos de husillo, por ejemplo, el tirante de herramienta 7, el sistema de desbloqueo de herramienta 12 y el sistema de rociado del centro de husillo 13. Así estos equipos se encuentran en el centro del husillo 31 y del rotor 32. Estos equipos están fijos con respecto al cuerpo de husillo 10. Más en concreto, estos equipos de husillos están fijados en el cárter de soporte 11 o en uno de sus constituyentes.

[0023] El conjunto giratorio 3 gira con respecto al cuerpo de husillo 10 alrededor del eje A y alrededor del tirante de herramienta 7, del desbloqueo de herramienta 12 y del rociado del centro de husillo 13.

[0024] El cárter de soporte 11 penetra en el alojamiento 33 del conjunto giratorio 3 para soportar los equipos de husillo 12 y 13. Son posibles varias configuraciones para alojar los equipos de husillo en el alojamiento 33. El cárter puede soportar los equipos de husillo 12 y 13 sin entrar en el alojamiento, o al contrario, penetrar hasta el fondo del alojamiento 33 a la vez que contiene parte o la totalidad de los equipos de husillo 12 y 13.

[0025] Esta configuración ventajosa permite disminuir el volumen que ocupa el husillo eléctrico, incorporando en el alojamiento del husillo 31 elementos situados generalmente en la parte trasera del cuerpo de husillo 10 e incluso en el exterior del cuerpo de husillo 10. Esta configuración del husillo 31 con el alojamiento 33 es posible gracias al uso de un rotor 32 y de un estator 2 de gran diámetro.

[0026] Para permitir la rotación del conjunto giratorio 3, este es guiado en rotación con respecto al cuerpo de husillo 10 por al menos un rodamiento 5 que comprende un anillo exterior 52 fijado en el conjunto giratorio 3 y un anillo interior 51 fijado en el cuerpo de husillo 10 o en el cárter trasero 11.

[0027] En sentido inverso, los rodamientos 6 de guiado del conjunto giratorio 3 tienen un anillo interior 61 fijado en el husillo 31 y un anillo exterior 62 fijado en el cuerpo de husillo 10 o en el cárter delantero 14.

[0028] En el ejemplo representado en la figura 2, se usan dos rodamientos 5 en la parte trasera del husillo 31, y se instalan dos rodamientos 6 en la parte delantera del husillo.

[0029] Según el ejemplo de implementación de la invención representado en la figura 2, el rotor 32 se sinteriza directamente en el husillo 31 y por tanto no usa pieza intermedia 134. Esta configuración permite ganar grosor de la pieza intermedia 134 en el diámetro del par rotor 32 y estator 2, así como aprovecharse de una mejor conductividad térmica para conservar la imanación del rotor 32.

[0030] El calor se evacua hacia el centro del husillo 31. También circula un líquido de refrigeración alrededor del estator 2 a través de una pared 104.

[0031] Según una variante no representada, el portaherramientas 9 está alojado también en el interior del rotor 32 para disminuir todavía más la longitud del husillo eléctrico 1.

[0032] Para garantizar una alta velocidad de rotación del husillo 31, parte o la totalidad de los rodamientos usados son ventajosamente de cerámica.

[0033] Gracias a las características descritas anteriormente, en particular el uso del rotor 32 y del estator 2 de grandes diámetros, se obtiene un gran volumen en el husillo 31 para alojar parte o la totalidad de los elementos que están situados convencionalmente en el exterior del motor. La invención permite así no solo que el husillo eléctrico 1 sea potente, sino también menos largo, lo que refuerza la rigidez del husillo eléctrico 1.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Husillo eléctrico (1) para máquina-herramienta, comprendiendo el husillo eléctrico (1):

-un cuerpo de husillo (10),

- un conjunto giratorio (3) que incluye un husillo (31) y un rotor (32),

- un estator (2) fijado en el cuerpo de husillo (10) y configurado para arrastrar en rotación el conjunto giratorio (3) con respecto al cuerpo de husillo (10) alrededor de un eje (A), y

- un equipo de husillo (12-13) y al menos un rodamiento (5),

- el conjunto giratorio (3) está hueco, y forma un alojamiento (33) que se extiende según el eje (A) y que atraviesa al menos en parte el rotor (32), acogiendo el alojamiento (33) al menos parcialmente el equipo de husillo (12-13), y

- el conjunto giratorio (3) es guiado en rotación con respecto al cuerpo de husillo (10) por el rodamiento (5) caracterizado porque:

el rodamiento (5) comprende

un anillo exterior (52) fijado en el conjunto giratorio (3) y un anillo interior (51) fijado en el cuerpo de husillo (10).

2. Husillo eléctrico (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el equipo de husillo (12-13) comprende un sistema de desbloqueo de herramienta (12) fijado en el cuerpo de husillo (10).

3. Husillo eléctrico (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el equipo de husillo (12-13) comprende un sistema de rociado del centro de husillo (13) fijado en el cuerpo de husillo (10).

4. Husillo eléctrico (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el cuerpo de husillo (10) comprende un cárter de soporte (11), que penetra en el alojamiento (33), y porque el equipo de husillo (12 13) está fijado en el cárter de soporte (11).

5. Husillo eléctrico (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque el anillo interior (51) está fijado en el cárter de soporte (11).

6. Husillo eléctrico (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el equipo de husillo (12-13) está dispuesto al menos parcialmente en el interior del rotor (32).

7. Husillo eléctrico (1) según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además un tirante de herramienta (7) situado en el alojamiento (33).

8. Husillo eléctrico (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el rotor (32) se sinteriza directamente en el husillo (31).