IT202000028397A1 - Macchina rettificatrice e metodo per operare tale macchina rettificatrice - Google Patents
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Description
Titolo: ?Macchina rettificatrice e metodo per operare tale macchina rettificatrice?
DESCRIZIONE
Campo Tecnico
La presente invenzione ? relativa a una macchina rettificatrice, in particolare del tipo senza centri a tuffo ed un metodo per operare tale macchina rettificatrice per minimizzare la formazione delle ondulazioni su un pezzo da lavorare, in accordo con il preambolo della rivendicazione 1 e 7, rispettivamente.
La macchina rettificatrice oggetto della presente invenzione trova applicazione nel campo del settore delle lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo.
Stato della Tecnica
Il processo di rettifica senza centri a tuffo, e le macchine utensili che ne permettono l'attuazione sono ben noti nello stato dell'arte.
In tale processo di rettifica un pezzo da lavorare ? disposto tra una mola conduttrice e una mola operatrice rotanti attorno a un rispettivo asse di rotazione, ed ? supportato da una lama di sostegno. Questa particolare configurazione, in cui il pezzo da lavorare ? sostenuto su tre punti rende il processo soggetto a errori di rotondit?, in quanto, il pezzo durante la lavorazione ? libero di oscillare generando cos? una pluralit? di lobi sulla sua superficie.
In prima approssimazione, data una macchina rettificatrice senza centri a tuffo, tale errore di rotondit? dipende da fattori geometrici di lavorazione quali l'angolo e l'altezza di lavorazione.
Nel contesto della presente invenzione per angolo di lavorazione si intende l'inclinazione della superficie della lama di sostegno in corrispondenza del punto di contatto con il pezzo da lavorare, e per altezza di lavorazione si intende la distanza del centro del pezzo da lavorare dal piano contenente l'asse di rotazione della mola operatrice e il punto medio dell'asse di rotazione della mola conduttrice.
Nello stato dell'arte sono note macchine rettificatrici senza centri atte a minimizzare la formazione dei lobi sul profilo del pezzo agendo sull'altezza di lavorazione durante il processo stesso.
Per esempio, il documento US 20040209558 A1 descrive una macchina rettificatrice senza centri a tuffo atta a movimentare la lama lungo una direzione verticale per modificare l'altezza di lavorazione, cos? da minimizzare l'insorgenza di lobi sul profilo del pezzo in lavorazione.
Le lame di sostegno per macchine rettificatrici senza centri a tuffo note presentano una superficie di contatto piana atta a supportare in rotazione in pezzo da lavorare.
In dettaglio, la superficie di contatto piana presenta un angolo di inclinazione costante in ogni suo punto e identificabile con l'angolo di lavorazione.
Problema dello stato della tecnica
Svantaggiosamente, le macchine rettificatrici senza centri del tipo noto non consentono di modificare agevolmente l'angolo di lavorazione, in quando per far ci? richiedono la sostituzione della lama di supporto o un sistema automatico di orientamento della lama.
Scopo dell'invenzione
In questo contesto, il compito del tecnico alla base della presente invenzione ? proporre una macchina rettificatrice che superi gli inconvenienti della tecnica nota sopra citati.
In particolare, ? scopo della presente invenzione mettere a disposizione una macchina rettificatrice che sia in grado di modificare agevolmente l'angolo di lavorazione per minimizzare la formazione di lobi sul profilo del pezzo da lavorare.
RIASSUNTO DELL?INVENZIONE
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una macchina rettificatrice, in accordo con la rivendicazione 1 e 7, rispettivamente.
In dettaglio, la macchina rettificatrice comprende una prima e una seconda mola separate da un?intercapedine e configurate per entrare in contatto con un pezzo da lavorare, cos? da lavorarlo in rotazione.
La macchina rettificatrice comprende inoltre una lama di sostegno, disposta nell?intercapedine, e atta a ricevere in appoggio il pezzo da lavorare.
Tale lama di sostegno presenta una superficie di contatto atta a ricevere in appoggio il pezzo da lavorare, e un profilo di lavoro conformato per contattare in uno e un solo punto alla volta il pezzo da lavorare. In dettaglio, il profilo di lavoro ? conformato per contattare con angoli di lavorazione diversi, in rispettive diverse fasi della lavorazione, il pezzo da lavorare.
Vantaggiosamente, tale superficie e profilo di lavoro della lama di sostegno consentono di variare agevolmente l?angolo di lavorazione. In particolare, il profilo di lavoro ? conformato per contattare con almeno due angoli di lavorazione diversi il pezzo da lavorare in almeno due rispettive fasi della lavorazione, cos? da consente di minimizzare la formazione di lobi sul profilo del pezzo da lavorare variando l?angolo di lavorazione durante il processo.
ELENCO DELLE FIGURE
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una macchina rettificatrice, come illustrato negli uniti disegni in cui:
- la Figura 1 mostra una rappresentazione schematica della zona di lavoro di una macchina rettificatrice oggetto della presente invenzione;
- la Figura 2 mostra una vista dal lato della zona di lavoro di figura 1;
- la Figura 3 mostra una rappresentazione schematica di una prima forma realizzativa di una componente della macchina rettificatrice e disposta nella zona di lavoro di figura 1;
- la Figura 4a mostra una rappresentazione schematica di una seconda forma realizzativa della componente di figura 3;
- la figura 4b mostra una rappresentazione schematica di una terza forma realizzativa della componente di figura 3;
- la figura 5a mostra la cinematica della zona di lavoro di figura 1 con la componente di figura 4a;
- la figura 5b mostra la cinematica della zona di lavoro di figura 1 con la componente di figura 4b.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Anche qualora non esplicitamente evidenziato, le singole caratteristiche descritte in riferimento alle specifiche realizzazioni dovranno intendersi come accessorie e/o intercambiabili con altre caratteristiche, descritte in riferimento ad altri esempi di realizzazione.
Con riferimento alle figure allegate, la presente invenzione ha per oggetto una macchina rettificatrice 1, in particolare una macchina rettificatrice del tipo senza centri a tuffo.
Come mostrato in figura 1, la macchina rettificatrice 1 comprende una prima e una seconda mola 2a, 2b separate da un?intercapedine 3 e configurate per entrare in contatto con un pezzo da lavorare 100 per eseguire una lavorazione meccanica di rettifica.
La prima e la seconda mola 2a, 2b sono rispettivamente configurate per ruotare attorno a un primo e a un secondo asse di rotazione A-A, B-B per lavorare il pezzo 100 in rotazione. Con maggiore dettaglio, la prima e la seconda mola 2a, 2b sono configurate per entrare entrambe in contatto con il pezzo da lavorare 100 per metterlo in rotazione attorno ad un asse di rotazione pezzo asportando materiale dalla sua superficie.
In dettaglio, come mostrato in figura 2, la prima e la seconda mola 2a, 2b sono disposte in modo che il primo e il secondo asse di rotazione A-A, B-B risultino tra loro sghembi, cos? che ruotando attorno al rispettivo asse di rotazione spingono il pezzo da lavorare 100 in battuta contro un tampone di riscontro 5 atto per tenere il pezzo in posizione durante la lavorazione.
La prima e la seconda mola 2a, 2b presentano preferibilmente una geometria assialsimmetrica, e si estendono rispettivamente lungo il primo e il secondo asse di rotazione A-A, B-B.
L'estensione delle mole 2a, 2b lungo il proprio asse di rotazione A-A, B-B ? definita come altezza della mola. Esplicitamente, l'altezza della prima mola ? M1 ? definita come l'estensione della prima mola 2a lungo il primo asse di rotazione A-A, l'altezza della seconda mola ? M2 ? definita come l'estensione della seconda mola 2b lungo il secondo asse di rotazione B-B.
La prima e la seconda mola 2a, 2b sono comunemente denominate come mola operatrice e mola conduttrice, tipicamente, ma non necessariamente, la mola operatrice presenta un diametro maggiore della mola conduttrice.
Come mostrato in Figura 1, la macchina rettificatrice comprende inoltre una lama di sostegno 4 disposta nell?intercapedine 3, cio? tra la prima e la seconda mola 2a, 2b.
La lama di sostegno 4 presenta una superficie di contatto 4a atta a ricevere in appoggio il pezzo da lavorare 100 per imporre un angolo di lavorazione y.
Con maggiore dettaglio la superficie di contatto 4a della lama di sostegno 4 presenta un profilo di lavoro 40a conformato per contattare il pezzo da lavorare in uno e un solo punto alla volta.
Inoltre, il profilo di lavoro 40a ? conformato per permettere di contattare con angoli di lavorazione ? diversi, in rispettive diverse fasi della lavorazione, il prezzo da lavorare 100. La lama di sostegno 4 ? dunque configurata per disporre il pezzo da lavorare 100 con almeno un primo e un secondo angolo di lavorazione ?1, ?2 rispettivamente in una prima e una seconda fase di lavorazione.
Nel contesto della presente invenzione per angolo di lavorazione ? si intende l'inclinazione della lama di sostegno in corrispondenza di un punto di contatto C con il pezzo da lavorare. Pi? precisamente l?angolo di lavorazione ? ? definito come l?inclinazione della retta tangente T-T al profilo di lavoro 40a tracciata in corrispondenza del punto di contatto C del pezzo da lavorare 100 con la superficie di contatto 4a. Preferibilmente, l?angolo di lavorazione ? ? definito dall?inclinazione della retta tangente T-T al profilo di lavoro 40a rispetto a un piano contenente il primo asse di rotazione A-A e il punto medio del secondo asse di rotazione B-B.
Per punto medio del secondo asse di rotazione B-B ? il punto di mezzeria dell?altezza della seconda mola ? M2, cio? il punto che divide l?altezza della seconda mola ? M2 in due segmenti aventi la stessa lunghezza.
La lama di sostegno 3 ha inoltre la funzione di sostenere il pezzo da lavorare 100 durante la lavorazione imponendo un?altezza di lavorazione e un?altezza di lavorazione ? w.
Per altezza di lavorazione ? w ? da intendersi la distanza del centro del pezzo da lavorare dal piano contenente il primo asse di rotazione A-A e il punto medio del secondo asse di rotazione B-B.
Con riferimento alle figure 3, 4a e 4b, la lama di sostegno 4 si estende prevalentemente lungo una direzione verticale X-X, e il profilo di lavoro 40a presenta almeno due rette tangenti T-T aventi diversa inclinazione rispetto alla direzione verticale X-X.
In una prima forma realizzativa mostrata in figura 3 la superficie di contatto 4a comprende almeno due superfici piane aventi diversa inclinazione. Con maggiore dettaglio, il profilo di lavoro 40a presenta almeno un primo e un secondo tratto rettilineo 41a, 42a rispettivamente corrispondenti alla prima e alla seconda superficie piana, e aventi diverse inclinazioni rispetto alla direzione verticale X-X.
Vantaggiosamente, la lama di sostegno 4 di figura 3 consente di modificare agevolmente l?angolo di lavorazione ? spostando il punto di contatto C del pezzo da lavorare 100 con la superficie di contatto 4a dalla prima alla seconda superfice piana e viceversa. Dunque, la macchina rettificatrice 1 oggetto della presente invenzione consente di modificare l?angolo di lavorazione ?, senza dover sostituire la lama di sostegno 4.
La prima forma realizzativa della lama di supporto 4 pu? comprendere pi? di due superfici piane ciascuna delle quali presentante un?inclinazione diversa, e corrispondente a un tratto rettilineo del profilo di lavoro.
In una seconda e una terza forma realizzativa della lama di sostegno 4 mostrata rispettivamente in figura 4a e in figura 4b la superficie di contatto 4a comprende una superficie curva 43, e il profilo di lavoro 40a comprende un tratto curvo 43a corrispondente alla superficie curva 43.
Vantaggiosamente, spostando il punto di contatto C del pezzo da lavorare 100 con la superficie di contatto 4a sulla superficie curva 43 ? possibile variare l?angolo di lavorazione ? con continuit? tra un angolo di lavorazione minimo ?min e un angolo di lavorazione massimo ymax . La superficie curva 43 consente dunque una flessibilit? di utilizzo maggiore, in quanto, consente di variare con continuit? il valore dell?angolo di lavorazione ?.
Inoltre, ? possibile notare che alla variazione dell?angolo di lavorazione ? corrisponde anche una variazione dell?altezza di lavorazione ? w. In dettaglio, spostato il punto di contatto C del pezzo da lavorare 100 con la superficie di contatto 4a sulla superficie curva 43, l?altezza di lavorazione ? w varia con continuit? tra un?altezza di lavorazione massima ? w,m a x e un?altezza di lavorazione minima ? w, m in, al variare dell?angolo di lavorazione ? tra l?angolo di lavorazione massimo ? ma x e minimo ? m in.
Ad ogni possibile punto di contatto C del pezzo da lavorare 100 con la superficie di contatto 4a corrisponde quindi un determinato angolo di lavorazione ? e una determinata altezza di lavorazione ? w. ? dunque possibile appositamente disegnare la superfice di contatto 4a e il corrispondente profilo di lavoro 40a per avere un determinati range di variazione dell?angolo e dell?altezza di lavorazione ?, ? w.
La superficie curva 43 in quanto curva per definizione presenta una concavit? e un raggio di curvatura.
Nella seconda forma realizzativa della lama di supporto 4 mostrata in figura 4a, la concavit? della superficie curva 43 ? rivolta dalla parte opposta rispetto al pezzo da lavorare 100, quando quest?ultimo si trova in appoggio sulla superficie di contatto 40a. Per semplicit?, di seguito ci riferiremo alla seconda forma realizzativa della lama di supporto 4 chiamandola lama di supporto 4a convessa data la curvatura della sua superficie di contatto 40a.
Nella terza forma realizzativa della lama di supporto 4 mostrata in figura 4b, la concavit? della superficie curva 43 ? rivolta verso il pezzo da lavorare 100, quando quest?ultimo si trova in appoggio sulla superficie di contatto 40a. Per semplicit?, di seguito ci riferiremo alla terza forma realizzativa della lama di supporto 4 chiamandola lama di supporto 4a concava data la curvatura della sua superficie di contatto 40a.
Vantaggiosamente la lama di supporto convessa non impone limiti inferiori sul raggio di curvatura della superficie curva 43, in quanto il pezzo da lavorare 100, indipendentemente dalle sue dimensioni, ? sempre in appoggio sulla superficie di contatto 4a in un solo punto. Diversamente, la lama di supporto concava non pu? avere una superficie curva 43 avente un raggio di curvatura minore di quello del pezzo da lavorare 100, altrimenti il pezzo da lavorare 100 si troverebbe in appoggio sulla superficie di contatto 4a in due punti distinti, rendendo cos? impossibile la lavorazione di rettifica.
Tuttavia, vantaggiosamente, la lama di supporto concava consente di rettificare pezzi da lavorare 100 di piccole dimensioni con grandi angoli di lavorazione senza generare problemi di interferenza della prima mola 2a con la lama di supporto 4. Con maggiore dettaglio e con riferimento alle figure 5a e 5b, la lama di supporto concava, diversamente dalla lama di supporto convessa, permette di raggiungere i maggiori angoli di lavorazione quando il punto di contatto tra il pezzo da lavorare 100 e la superficie curva 43 si trova in corrispondenza della prima mola 2a, pertanto la prima mola 2a risulta essere ben distanziata dalla lama di supporto 4.
? inoltre oggetto della presente invenzione un metodo per operare una macchina rettificatrice, in particolare la macchina rettificatrice 1 del tipo senza centri a tuffo sopra descritta.
Tale metodo comprende una prima fase di lavorazione in cui la lama di sostegno 4, secondo una delle forme realizzative prima descritte, ? configurata per disporre il pezzo da lavorare 100 a una prima altezza di lavorazione ? w1 rispetto al piano contenente il primo asse di rotazione A-A e il punto medio del secondo asse di rotazione B-B, in accordo a quanto precedentemente descritto.
Il metodo comprende inoltre una seconda fase di lavorazione in cui la lama di sostegno 4 ? configurata per disporre il pezzo da lavorare 100 ad una seconda altezza di lavorazione ? w2, diversa dalla prima altezza di lavorazione ? w1, rispetto al piano contenente il primo asse di rotazione A-A e il punto medio del secondo asse di rotazione B-B.
Il profilo di lavoro 40a della superficie di contatto 4a della lama di sostegno 4 ? configurato per disporre il pezzo da lavorare 100 con un primo angolo di lavorazione ?1 nella prima fase di lavorazione, e con un secondo angolo di lavorazione ?2, diverso dal primo angolo di lavorazione ?1, nella seconda fase di lavorazione.
Il metodo oggetto della presente invenzione comprende dunque almeno due fasi di lavorazione caratterizzate da altezze e angoli di lavorazione ? w, ? diverse.
In dettaglio, la superficie di contatto 4a e il profilo di lavorazione 40a della lama di supporto 4 sono configurati per disporre il pezzo da lavorare 100 nella prima fase di lavorazione alla prima altezza di lavorazione ? w1con il primo angolo di lavorazione ?1, e nella seconda fase di lavorazione alla seconda altezza di lavorazione ? w2 con il secondo angolo di lavorazione ?2.
Preferibilmente, come mostrato in figura 5a e 5b, la prima e la seconda mola 2a, 2b sono avvicinabili/allontanabili per modificare la posizione del pezzo da lavorare 100 sulla superficie di contatto 4a, e quindi l?altezza e/o l?angolo di lavorazione ? w , ?. Il metodo comprende una fase di transizione interposta tra la prima e la seconda fase di lavorazione, in cui varia la distanza tra prima e la seconda mola 2a, 2b cos? da modificare il primo angolo di lavorazione l?altezza ?1nel secondo angolo di lavorazione ?2, e la prima altezza di lavorazione ? w1 nella seconda altezza di lavorazione ? w2.
La fase di transizione pu? anche avvenire senza fermare il processo di lavorazione, cio? durante la lavorazione di rettifica la distanza tra le mole 2a, 2b varia gradualmente cos? da variare con continuit? altezza e angolo di lavorazione ? w, ? dai valori della prima fase di lavorazione a quelli della seconda fase di lavorazione.
Con maggiore dettaglio, nella prima fase di lavorazione il pezzo da lavorare 100 ? in appoggio sulla superficie di contatto 4a della lama di sostegno 4 in corrispondenza di un primo punto di contattato, mentre nella seconda fase di lavorazione il pezzo da lavorare 100 ? in appoggio sulla superficie di contatto 4a della lama di sostegno 4 in corrispondenza di un secondo punto di contatto diverso dal primo punto di contatto. La superficie di contatto 4a in corrispondenza del primo e del secondo punto di contatto ? rispettivamente configurata per disporre il pezzo da lavorare 100 alla prima altezza di lavorazione ? w1 con il primo angolo di lavorazione ?1 e alla seconda altezza di lavorazione ? w2 con il secondo angolo di lavorazione ?2.
Il metodo oggetto della presente invenzione consente dunque di eseguire agevolmente una lavorazione a pi? fasi ciascuna delle quali presentanti diversi angoli e altezze di lavorazione ?, ? w.
Il metodo secondo la presente invenzione qui sopra descritto pu? essere esteso a un numero generico ?n? di fasi, ciascuna delle quali si distingue dalle altre per almeno l?angolo e/o l?altezza di lavorazione ?, ? w .
Dunque, vantaggiosamente, il metodo oggetto della presente invenzione consente di minimizzare la formazione di lobi sul profilo del pezzo da lavorare variando agevolmente l?angolo di lavorazione ? senza dover sostituire la lama di sostegno 4.
Claims (9)
1. Macchina rettificatrice (1) comprendente:
- una prima e una seconda mola (2a, 2b) separate da un?intercapedine (3) e configurate per entrare entrambe in contatto con un pezzo da lavorare (100) per lavorarlo in rotazione;
- una lama di sostegno (4) disposta nell?intercapedine (3) e presentante una superficie di contatto (4a) atta a ricevere in appoggio il pezzo da lavorare (100) e imporre un angolo di lavorazione ( ?);
caratterizzata dal fatto che detta superficie di contatto (4a) di detta lama di sostegno (4) ha un profilo di lavoro (40a) conformato per contattare in uno e un solo punto alla volta il pezzo da lavorare (100), il profilo di lavoro (40a) essendo inoltre conformato per contattare con angoli di lavorazione diversi ( ?), in rispettive diverse fasi della lavorazione, detto pezzo (100) da lavorare.
2. Macchina rettificatrice (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui:
- la lama di sostegno (4) si estende prevalentemente lungo una direzione verticale (X-X); - il profilo di lavoro (40a) presentando almeno due rette tangenti aventi diversa inclinazione rispetto alla direzione verticale (X-X).
3. Macchina rettificatrice (1) in accordo con la rivendicazione precedente, in cui la superficie di contatto (4a) comprende almeno due superfici piane rispettivamente corrispondenti a un primo e un secondo tratto rettilineo (41a, 42a) del profilo di lavoro (40a), il primo e il secondo tratto rettilineo (41a, 42a) presentando inclinazioni diverse rispetto alla direzione verticale (X-X).
4. Macchina rettificatrice (1) in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la superficie di contatto (4a) comprende una superficie curva (43) corrispondente un tratto curvo (43a) del profilo di lavoro (40a).
5. Macchina rettificatrice (1) in accordo con la rivendicazione precedente, in cui la superficie curva (43) presenta la concavit? rivolta verso il pezzo da lavorare (100) quando il pezzo da lavorare (100) ? in appoggio sulla superficie di contatto (40a).
6. Macchina rettificatrice (1) in accordo con la rivendicazione 4, in cui la superficie curva (43) presenta la concavit? rivolta dalla parte opposta rispetto al pezzo da lavorare (100) quando il pezzo da lavorare (100) ? in appoggio sulla superficie di contatto (40a).
7. Metodo per operare una macchina rettificatrice avente una prima e una seconda mola (2a, 2b) separate da un?intercapedine (3) e configurate per entrare entrambe in contatto con un pezzo da lavorare (100), la prima e la seconda mola (2a, 2b) essendo rispettivamente configurate per ruotare attorno a un primo e un secondo asse di rotazione (A-A, B-B), una lama di sostengo (4) posizionata nell?intercapedine (3) e presentante una superficie di contatto (4a) atta a ricevere in appoggio il pezzo da lavorare (100);
il metodo comprendendo almeno:
- una prima fase di lavorazione in cui la lama di sostegno (4) ? configurata per disporre il pezzo da lavorare (100) a una prima altezza di lavorazione (? w1) rispetto a un piano contenente il primo asse di rotazione (A-A) e il punto medio del secondo asse di rotazione (B-B);
- una seconda fase di lavorazione in cui la lama di sostegno (4) ? configurata per disporre il pezzo da lavorare (100) a una seconda altezza di lavorazione (? w2) rispetto al piano contenente il primo asse di rotazione (A-A) e il punto medio del secondo asse di rotazione (B-B);
caratterizzato dal fatto che la superficie di contatto (4a) presenta un profilo di lavoro (40a) configurato per disporre il pezzo da lavorare (100) con un primo angolo di lavorazione ( ?1) nella prima fase di lavorazione, e con un secondo angolo di lavorazione ( ?2) nella seconda fase di lavorazione, il primo angolo di lavorazione essendo diverso dal primo angolo di lavorazione ( y1).
8. Metodo in accordo con la precedente rivendicazione in cui la prima e la seconda mola (2a, 2b) sono rispettivamente avvicinabili/allontanabili per modificare la posizione del pezzo da lavorare (100) sulla superficie di contatto (4a) e quindi l?altezza e/o l?angolo di lavorazione (? w, y).
9. Metodo in accordo con la precedente rivendicazione in cui nella prima fase di lavorazione il pezzo da lavorare (100) ? in appoggio sulla superficie di contatto (4a) della lama di sostegno (4) in corrispondenza di un primo punto di contatto, e nella seconda fase di lavorazione il pezzo da lavorare (100) ? in appoggio sulla superficie di contatto (4a) della lama di sostegno (4) in corrispondenza di un secondo punto di contatto diverso dal primo punto di contatto, la superficie di contatto (4a) in corrispondenza del primo e del secondo punto di contatto essendo rispettivamente configurata per disporre il pezzo da lavorare (100) alla prima altezza di lavorazione (? w1) con il primo angolo di lavorazione ( y1) e alla seconda altezza di lavorazione (? w2) con il secondo angolo di lavorazione ( y2).
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| EP4005731A1 (en) | 2022-06-01 |
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