IT8322944A1 - Giunto senza codolo per utensili o porta-utensili e metodo di cambio rapido per utensili da taglio - Google Patents

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce gene- . ralmente ad un metodo e dispositivo perfezionati per eseguire il cambio rapido di utensili da taglio utilizzati su una macchina utensile, e pi? particolarmente ad un giunto senza codolo.

_ Le macchine utensili,di tipo standard o di tipo speciale,per il taglio di metalli, in uso attualmente, utilizzano mandrini,azionati a

motore,e portautensili, che sono concepiti in modo -da alloggiare un utensile o portautensile, dei . tipo e codolo; Il termine di tipo a codolo, nel caso-presente, si -riferisce-ai qualsiasi disposi tivo comunemente -noto-di tipo a -codolo,-per-esempio, a -flangia - a cono di Morris, a codolo di ritto , e Via dicendo

Gli utensili e - portautensili utilizzan -ti un codolo-, per esempio un portautensili a flangi?-a -V-,-presentano-!'ovvio inconveniente -di essere ingombranti e di creare problemi di intercambiabilit?di utensili tra macchine utensili che sono state-adattate alla -par tl colar e -grandezza --dei -codolo del portautensile del tipo a-codolo

Un esempio -di-ci? ?-li caso-in cui il mandrino azionato- da -motore-di una macchina utensile ?

sopportare ..un portautensile del tipo.a codolo di dimensioni particolari/ mentre,le macchine utensili; disposte attorno.a questa,.macchina sono,state adattate ad,alloggiare portautensili di altre,configurazioni,o dimensioni. E' evidente qui che. cia scuna macchina utensile, in questa situazione, dovrebbe necessariamente avere la sua propria alimentazione di utensili o portautensili che abbiano la particolare configurazione e le particolari dimensioni, alle quali ciascuna delle..macchi _ ne ? stata adattata. Di conseguenza, una macchina Utensile a comando numerico con una cassetta di immaqazzin aggio di utensili e portautensili; regola compresi nel campo da 30 a 50 utensili o utensili con i loro sopporti, che ? punita di un robot associato ad essa per l'esecuzione del cambio degli utensili da taglio, non sar? in grado ...di far partecipare all'uso di tali utensili le altre macchine che sono state adattate all'uso di utensi li o portautensili con codoli di dimensioni o configurazioni differenti. Si comprende quindi che una macchina

quando/che accoglie codoli di dimensioni partico- : lari viene giustappoasta ad una macchine che accoglie codoli,di dimensioni differenti,_ ? evidente che esse devono avere la loro propria separata alimentazione di utensili e portautensili.

Un altro problema separato che sorge nel caso di macchine utensili aventi un mandrino azionato a motore, il quale mandrino ? concepito per accogliere un portautensile del tipo a codolo, consiste nel fatto che il progetto del mandrino viene adattato al fine di consentirgli di . creare un gioco per il codolo. Un esempio di un tale compromesso consiste nel sovradimensionamento del cuscinetto all'estremit? del mandrino che viene realizzato arande abbastanza per sopportare il mandrno e purtuttavia consentire al codolo di passare attraverso ad esso. Cos?, in 'un mandrino di questo tipo si incontrer? qualunque dei problem inerenti ad un cuscinetto sovradimensionato. Un problema importante attribuibile ad un cuscinetto molto grande utilizzato con un mandrino azionato da motore risiede nel fatto la velocit? massima alla quale il mandrino pu? essere azionato per un lungo periodo di tempo utilizzando una predetermin ta potenza ? considerevolmente inferiore a quella d un mandrino che utilizza un cuscinetto pi? piccolo impiegando la stessa potenza.

Un problema comune che si ? tentato di riso vere in molti modi dagli operatori e dai fabbricanti di macchine .utensili ? il problema intrinseco di.un..grippaggio.diun codolo. nel.foro ...nel qual esso ? fiss?to .Norlment j .qualche._tipp.di.soffia i o_ uantit? estrema di pressione.._?_necessario_ per liberare.un codolo dal foro ne.l__quale.esso ?_allog giato._ Uri utensile o portautensile sottoposto a_ ripetuti grippaggi nel foro di alloggiamento e alle sollecitaz ioni? prodotte,dai vari_metodi .di..es.tra zlone sovente danno luogo ad un*eccessiva usura o a danni,

. Un. alt..ro problema anco.ra che sorge nel caso di un portautensili del tipo a_codolo consiate ne1 fatto che quando l'utensile da taglio deve essere regolato rispetto al portautensile,_ un particolare attrezzo ? necessario per sopportare il portautensile_ ili modo tale che jsi possa effettuare una misurazione precisa dell'estensione dell'utensile da taglio da esso. A causa della necessit? di un at-_ _trezzo particolare, una prassi non ignota all'operatore della macchina utensile ? quella di tentare di effettuara una regolazione mediante semplice posizionamento del portautenslle sulla sua estremit? pi? piccola e tentare la regolazione misurando_ dalla superficie sulla quale esso poggia, cos? facendo,_ xl portautensile pu?_essere colpito eccessivamente ._ causando una scheggiatura dell'utensile da taglio.

Ovviamente ci? rappresenta un estremo spreco economico se si considera il consumo sostanziale di utensili da taglio utilizzati nelle operazioni di lavorazione a macchina del tipo contemplato nella presente domanda.

Generalmente ,_le macchine utensili vengono utilizzate per .effettuare operazioni di lavorazione a macchina di precisione e, secondo la tendenza nell'industria ,_esse diventano sempre pi?.frequentemente comandate mediante computer il potenziale per.la lavorazione a macchina a grande velocit?, ' .nonch? per.un intercambio__a_grande velocit? degli_ utensili, ? un traguardo molto.,importante. La possibilit?,di'?consentire-'ad una pluralit?_di_macchine utensili e torrette di macchine 'utensi

li, aventi ognuna una pluralit? di utensili da _ taglio montate su di esse, di possedere una intercambiabilit? ad.,alta_velocit? e.di consentire,alle_ stesse .macchine_utensili.di utilizzare un'alimenta-_ zione comune di utensili da taglio aventi giunti_ standardizzati,_realizzeranno sostanziali risparmi_ eli tempo e di denaro

Pertanto, lo scopo generale della presente_ invenzione .?_quello._.di realizzare..un giunto

a cambio rapido che sostanzialmente elimina i problemi .della tecnica anteriore.

Uno scopo,correlato?? quello.-di realizzare un giunto a cambio rapido che sia relativamente s?mplice ed economico sia nella fabbricazione, sia nell'uso, e cionodimeno_sia alta

per un lungo periodo servizio di.molte plici riutilizzazioni.

Un altro scopo della presente invenzione ?_ quello di_realizzare un utensile e un portautensile che possano essere rapidamente accoppiabili e disac-

di applicare su di essi forze esterne.

Un altro scopo della preenfee invenzione ? quello_di realizzare un utensile o un portautensile_ che_?accolganp_inezzi meccanici per . tirarlo fino in prossimit? del sopporto dell'utensile, sia in grado di autocentrarsi quando ? "avvicinato al sopporto, consenta la trasmissione di una f?rza di azionamento attraverso il giunto quando esso viene utilizzato con un mandrino azionato da un _ motore presenti mezzi per accogliere i detriti che possono essersi accumulati nel giunto, ed acc?lga una coppia applicata nell'uso e nell'altro senso.

Un altro scopo specifico dell'invenzione ? quello di realizzare un giunto a cambio rapido e un metodo per utilizzare il giunto per standardizzare macchine utensili e cos? consentire ad una pluralit? di macchine utensili di essere alimentate in utensili da taglio da un comune dispositivo di immagazzinaggio nel quale ciascuno degli,utensili immagazzinati in esso comprende una porzione di c unto universale.

Un ulteriore scopo ? quello di realizzare un giunto,in cui ciascuna delle porzioni del giunt? sia di configurazione standardizzata e in cui l'estensidn? radiale ?di una porzione di giunto sia trascurabile fintanto che vi sono porzioni del giunto che combaciano.

Un altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un utensile o un portautensile che comprenda mezzi per alloggiare la robotica di un sistema di giunto a cambio rapido in mdo che l'utensile o il portautensile possano essere mossi in avanti e indietro tra un dispositivo di magazz;. naggio e il sopporto dell'utensile.

Scopi importanti della presente invenzione comprendono la realizzazione di un utensile o di un portautensile che possano essere ripetutamente accoppiati e disaccoppiati da un sopporto dell'uten sile, senza pregiudicare la precisione e l'efficienza del giunto; l'assicurazione che la precisio ne dell'allineamento dell'utensile o portautensile venga mantenuto durante le molteplici riutilizza zioni; e l? riduzione al minimo la scentratura e la precessione dell'utensile da_taglio^rispetto ad un mandrino quando il giunto viene utilizzato in associazione ad un mandrino rotante.

In brjeve, e in conformit? agli scopi sue po sti, la presente invenzione realizza un nuovo giunto di cambio rapido e un metodo di utilizzasicne del eiunto stessor

Secondo un aspetto della presente invenzio ne viene descritto'un giunto di cambio rapido il quale comprende una coppia di porzioni complementari che ingrananti 11una con l'altra che presentano un'interface tale da autocentrarsi e che hanno un gioco sostanzialmente del valore di zero quando: una coppia viene applicata ad esse. In una forma di realizzazione preferita le porzioni che

no l'una con l'altra presentano ognuna denti est?ndentisi in direzione generalmente radiale.

Un altro aspetto della presente invenzione include la rimozione e la sostituzione di un utensila da taglio su un sopporto nel modo quanto pi? rapido possibile e l'eliminazione di pluralit? di magazzini di utensili per macchine separate

La presente invenzione verr? compresa meglio. ...dalla seguente,descrizione-.,con_riferimento .ai dif. segni allegati, nei.quali:

__ la figura 1 ? una vista parzialmente .sezionata di una porzione di un mandrino e di un portautensile di una macchina utensile della tecni ca anteriore;

la figura 2 _? una vista parzialmente sezionata di una porzione di un mandrino e di un portautensili di una macchina utensile comprendono il giu to secondo la presente invenzione;

la figura 3 ? una vista nel senso delle frecce 3-3 della figura 2, illustrante una porzione di una forma di realizzazione del giunto associato al mandrino;

lajfigura 4 una vista parzialmentesezionat presa nel senso delle frecce 4-4 della figura 2, illustrante una forma di realizzazione della porzione del giunto associata al portautensile;

la figura 5 ? una vista laterale di un utensile incorporante i principi della presente invenzione; e

vista

la figura 6 e una/parziale m sezione trasversale, illustrante i denti ingrananti tra di loro del giunto secondo la presente in-' venzione.

Il giunto descritto nella presente domanda ? rappresentato, a scopo illustrativo, come associato ad un mandrino azionato d? un motore. Si de ve per? far presente che nella tecnica ? nota la prassi di montare utensili e portautensili su telai azionati Mediante motore, in cui l'utensile o il portautensile non ? girevole. E' nota anche

ne_presentato ad un pezzo rotante,per eseguire un lavoro su di esso.

Con riferimento ora ai disegni, e iniziaimente alla figura 1, ? rappresentato un portautensile comune d?i tipo a codolo 12, che n?ll'industria viene chiamato portautensile a flangia a V, e un mandrino r14, azionato mediante motore, di una macchina utensile 16 che ? stata adattata ad accogliere il portautensile 12 del tipo a codolo. Questo ? uno dei tipi di portautensili preferiti nell'industria e comprende una flangia 18 avente una scanalatura sostanzialmente a forma di V 20 per un ac coppiamento da parte della robotica associata alla macchina utensile 16.. La robotica ? partipolarmente adatta ad.estrarre il.portautensile . dall'estremit? _del mandrino 4 azionato da .un mo tore e a muovere il_portautensile .12 in avanti e indietro tra una stazione di magazzinaggio(non rappresentata) e_l'estremit? del mandrino. Come.' si vede nella figura il,prtautensile 12 della. tecnica anteriore.comprende_un'estremit?.33 per accogliere un.utensile,(non rappresentato)_e.un'.estremiti 24 comprendente un codolo.rastremato26.4 Nell'estremit? distale del codolo rastremato 26.? rappre sentato un foro,filettato 26 il quale ? : impegnatile dal tirante 30 della macchina.utensile E per tirare e_ritenere il portautensili 12 ai sialmente rispetto all'estremit? del mandrino_14. La trasmis_sione della coppia dal mandrino 14 a-, zionato a motore al portautensili 12 viene effettuata attraverso una coppia di chiavette (non rappresentate) che sostanzialmente impegnano la flangia 20 del portautensili 12 con il mandrino 14. Questo tipo di accoppiamento, cio? chiavette e feritoie (non rappresentate),.che ? il tipo comu ne di intercollegamento per questo tipo di portautensili, permette sostanziali quantit? di gioco del portautensili 12 rispetto al mandrino 14.

Quando un portautensile del tipo rappresentato nella figura 1.deve essere utilizzato .con una.macchina utensile, ? necessario che il mandrino 14 venga modificato per includere un foro a tronco di cono 32 il quale ? di dimensioni particolari al fine eliaccogliere strettamente la particolare dimensione -del_cono 26 del._portautensile_12.del tipo.a codolo? A causa del fatto che l'estremit? delmandrino 14 azionato,a .motore_ ? adattata per.accogliere il codolo 24 di un pprta?tens.ile 12 del tipo a codolo,. si deve notare che le dimensioni del cuscinetto 34 e li suo posizionamento- costituiscono un compnomesso in quanto il _cuscinetto 36 deve, avere , un . diametro tale._da permettere al codolo 24 del portautensile 12 di passare attraverso ad essoV Come. verr? esaminato nel seguito.,.vi sono vantaggi a cqntrplla.re_.l_e.dimensioni e la posizione del cuscinetto.

Con riferimento ora alla figura 2f in questa figura ? illustrato un portautensile 40 rappresentatq collegato ad un .mandrino 42, azionato,mediante motore, di una macchina utensile 44 tramite_ un_giunto 46 incorporante concetti.della.presente invenzione, Il portautensili 40 con estremit? 48, rappresentato solo a scopo illustrativo con la consapevolezza che qualsiasi altro tipo noto di mec canismo di fissaggio potrebbe essere utilizzato al suo posto, presenta un asse longitudinale 50_ ad un'estremit? del quale ? disposto un foro 52 destinato ad accogliere il codolo di un utensile da taglio (non rappresentato) eall'altra estremit? del quale ? disposta radialmente una prima porzione 54 del giunto 46. Il foro 52 include viti di bloccaggio (non rappresentate) per assicurare il codolo di un utensile da taglio (non rappresentato) girevole in esso. Coassialmente con l'asse longitudinale 50 del portautensili 40 si estende un foro filettato 56 destinato ad accogliere l'estremit? filettata 56 del tirante 58 della macchina utensile 44, di cui la necessit? verr?"spiegata nel seguitoi Si deve anche notare cha il particolare tirante 58 e il mezzo per collegarlo al portautensile 30, oer esempio il foro filettato, sono anch'essi rappresentati solo a scopo illustrativo e si deve intendere che uno qualsiasi dei comuni dispositivi-'di fissaggio utilizzati per assicurare un tirante ad un utensile o ad un portautensile pu? essere incorporato in esso. Nel portautensile 40 ? inclusa ? una comune flangia 60 avente una scanalatura a for ma di V la quale, l'impegno della flangia da parte della robotica associata alla macchina utensile 44 per effettuare il movimento del portautensili 40 verso e da una zona di magazzinaggio (non rappresentata) e l'?str?mit? del mandrino 42. Come si vede nella figura 2, 11 cuscinetto 64 ? _sostanzialmente pi? piccolo nel suo diametro complessivo rispetto al cuscinetto 34 nel disposi tivo 12 della tecnica anteriore. L'intenzione ? quella di mostrare .in quale misura considerevole le.dimensioni dei cuscinetti 34 e 64 possono variare.si hanno una.predeterminata potenza e un identico utensile da taglio (non rappresentato)_come' valori costanti. _Cos?, si comprender? che nessuna disposizione speciale.nel mandrino 40 ? necessaria ad eccezione_di quella di accogliere il tirante 58 Si deve.far_presente che ? contemplato che un comune sostegno,del tipo a baionetta, nonch? altri meccanismi meccanici possono essere utilizzati per assicurare il portautensile in prossimit? del- , l'estremit? delmandr ino , eliminando cos? la necessit? di.un_tirante. In quest'ultimo caso, il ; cuscinetto.56 pu?.essere anche,pi? :piccolo. Come ? noto nella tecnica, .un cuscinetto pi? piccolo' pu? essere fatto funzionare a velocit? pi? elevate.

rispetto ad un cuscinetto pi? grande.realizzato nello stesso.materiale, con minor sviluppo di_calore, e_via dicendo.

Con rifer.imento_ora- alle_.figure 3_e._47 le due porzioni complementari 66,.68. del giunto 46 secondo.la .presente_invenzionesono rappresentate nelle dette .figure.. Mentre.si deve intendere_ che nella presente _domanda_viene descrittA. una particolare forma -di dente ,-vi seno altre-forme di denti che raggiungeranno gii scopi della oresente invenzione. Come si_vede nella figura

eia .del mandrino 42 comprende denti incurvati 70 che. si .estendono _dalla periferia esterna verso l'interno. I denti 70 sono equidistanti oppure se condo un disegno (non illustrato) completamente attorno alla circonferenza della porzione di?.giun to 66. Ciascuno dei denti incurvati 70 presenta due facce laterali, una faccia concava o interna 72 e una faccia convessa o esterna 74. Per questa particolare configurazione dei denti vi ? un punto di contatto sull'una.o sull'altra faccia, e vi ? un associato angolo a spirale A^ e un associato angolo di pressione (vedi figura 6). Con riferimento alla figura 4, in tale figura si ede il disegno di dente generato ? un'immaginespeculare .del disegno di dente illustrato-nella. figura 3. .Ciascun dente..76 della porzione 68 .del giunto ha un punto.di contatto lungo ciascuna faccia concava 78 -O-faccia convessa 80-,-e un angolo .a spirale _ e-un angolo di pressione B2 (vedi-figura..61_ che.sono uguali-agli-angoli-A1 e. per 1'associato-punto .di contatto.-F.1-dl cia _ scun dente_0 della..porzione di._giun.to_68_rappre sentata.nella figura 3 A. questo punto. si. deve _ notare che_mentre altre configurazioni? dei denti sno_contemplate_ nella presente invenzione_?_ contemplato anche_che -il.disegno-generato.di. denti_non_deve necessariamente_essere continuo_ne?la_ sua estensione attorno alle facce delle porzioni di giunto. Si deve ancora una volta notare i rifer?menti_a denti sono fatti con l'intesa che qualsia si mezzi disposti radiaImente_ che raggiungano gli scopi della presente invenzione si intendono contemplate nella presente domanda. _

Con riferimento ancora una volta alle fiqure 3 e 4 si vedr? che vi sono denti 70 e 76 disposti in direzione generalmente radiale i quali aumentano costantemente di dimensioni a mano a mano che essi estendono verso l'esterno. Di conseguen

za, una porzione di giunto (non rappresentata) di un diametro particolare pu? accogliere una seconda porzione di giunto (non rappresentata) avente un diametro diverso, fintantocch? esse includono mezzi a denti che si impegneranno ad un diametro comune alle due porzioni. Cos?, un mandrino avente una prima porzione associata con esso, che ? di un primo diametro, pu? accogliere utensili o portautensili destinati ad essere azionati, che sono di un diametro differente. Idealmente, di una por-

del diametro della-porzione di giunto associata ad un utensile da taglio. Mentre si pu? considerare non necessariamente vantaggioso avere un utensele da taglio azionato da una porzione di giunto associata ad essi avente un diametro sistanzialmente pi? grande del diametro della porzione di giunto associata al mandrino, si deve intendere che la coppia che viene trasmessajpu? essere controllata dalla velocit? del mandrino e dalla quantit? di accoppiamento dell?utensile da taglio con un substrato.

Con riferimento alla figura 6, in questa figura ? illustrato 11ingranamento dei denti 70 e 76 di due porzioni di giunto 66 e 68 ed ? rapresentata una zona di gioco 82 nella radice di ciascun dente 70 e 76 per accogliere detriti che possono essersi accumulati sulla faccia dei denti. Pezzi di detriti che possono impedire un pieno -accoppiamento dei denti -70 e 76 possono -cos? essere ? introdotti -nella zona-di gioco--82 dai dentiquando essi vengono fatti-ingranare tra di loro Si deve intendere che la zona di-gioco 82 non ? critica ai fini del-concetto dell'accoppiamento -o disaccoppiamento e pu? essere omessa in certe ap-_ azioni- L'Inclusione -di una zona di gioco aperta 82-come rappresentato -nella figura 6 non sarebbe necessariamente desiderabile-qualora sorgesseun-problema di flusso di refrigerante a-causa-di una intercomunicazione delle -zone -di -gioco -82 -con aperture (non rappresentate) nel mandr ino e -nell'utensile o portautensile -per -il flusso di,-re frigerante -come si vede nella- figura 5r -? rappresetitato un-utensile da taglio 84 avente una porzione -68- -del giunto -46: tarmata -in un sol pezzo con? essoi Incluse-quali - parte integrale' dell 'utensil? da taglio questa caratteristiche sono necessari? pe?facilitare 1'accoppiamento -mediante-la robo - tica- (non-rappresentata) associata alla-macchinautensile per il movimento dell'utensile da taglio 84 verso e da un dispositivo di immagazzinaggio-(non rappresentato)-e verso e dal mandrino 42 della macchina utensile -44. Come indicato dalla distanza.D, dovrebbe-essere chiaro che le dimensioni d'ingombro-in-lunghezza -di questo dispo sitivo unitario-- 84-possono-essere sostanzialmente minori di-.quelle.di una combinazione di un-porta--utensile e di -un utensile da taglio che-necesariamente.comprende la struttura per il collegamento-dell'utensile da--taglio ad un portautensile, Pertanto, eliminando ra porzione a foro di un portautensile e la rispettiva struttura. e la. porzione-di -un .utensile da._taglio.necessaria per_ cooperare,con con la_porzione con foro .(non rappresentata). le di mens?oni diingombro_in lunghezza. D delllutensile da._taglio formato in un pezzo, .solo possono-essere. dotta sostanzialmente. II. vantaggio..evidente di _ tal_e . configurazione consiste nel f atto che un maggio grado di_flessibilit?.nelle dimensioni di articoli._ che..vengono,lavorati a.macchina viene_ottenuto se._l'area nella quale liutensile da taglio viene utilizzato viene ristretta. Facendo,riferimento qui_ utensili taglio si deve intendere che .? inclu-_ . se qualsiasi tipo.comune,di utensili da taglio, per esempio frese a lame riportate, frese a punte di carburo, e via dicendo.

In alternativa, le porzioni di giunto 66 e 68, rappresentate nelle figure 3 e 4, possono essere formate in un pezzo solo come parte dell'estremit? del rmandrino/azionato mediante motore, o del sopporto dell utensile (non rappresentato) e dell'utensile 84 o, rispettivamente, portautensile_40._lnoltre, si_ deve intendere che ciascuna delle porzioni 66 e 68 del giunto 46 possono essere formate_separatramente_ e successivamente fissate al mandrino 42 o al sopporto (non rappresentato] dell'utensile all'utensile 84 o al portautensile 40, rispettivamente. Nel formare le porzioni di giunto 66 e 68 come pezzi separati ? allora inevitabile che ciascuna delle _ porzioni venga fissata in modo da essere centrata rispetto all'asse di rotazione del mandrino 42 o del sopporto (non rappresentato) dell'utensile e dell .'utensile 84 o, rispettivamete, portautensile 40. Come verr?-compreso dai tecnici del ramo, il fissaggio di pezzi separati pu? essere effettuato mediante qualsiasi mezzo appropriato (non rappresentato) , per esempio bulloni,_ saldatura e via dicendo . Di conseguenza, dovrebbe essere chiaro che nel formare^ le porzioni oli giunto come elementi-separati ? -stato- utilizzato un adattatore.

-Mentre una corona -di-denti_disposti.radial? mente ? stata rappresentata-su ciascuna

delle -porzioni di giunti 66 e 68, ? contemplato che una pluralit? di file-(non rappresentate) di denti pu? essere-disposta-su-ciascua-.-porzione del giunto Ciascuna idi -queste file- pu? essere disposta. radiai mente_rispetto alle altr f ile Quando si- utilizza file di-denti , di coni igur azione genarlmente ad arco ., ciascuna fila .pu? essere costituita in modo da.avere i denti.contenuti in.essa._incurvati una.prede-. terminata direzione- .mediante inclusione di filedi den.ti.che si.-estendono.,in.differenti direzioni predeterminate.a distanza radiali_ differenti, si..pu? vedere che .A_dei .portautensili ..di diametri differenti possono,essere progettati_selettivamene per impegnare., in un modo selettivo, una fila parficolare. In_alternativa,l' accoppiamento di un.particolare?utensile o portautensile pu?.essere impedito^ a causa ad una incapacit? 'dells porzione di giunto, disposta su di esso "ad?impegnarsi con la porzione di_.giunto osul sopporto o sul mandrino. Cos?, la selettivit? nei riguardi_di_qual utensili da taglio possono essere accolti da un..particolare mandrino pu?.essere controllata In.una situazione in;_ cui vengono impiegati utensili destrorsi e.sini^ strorsi ?.ovviamente indesiderabile che venga impegnato un utensil? da taglio non corretto, a causa del fatto che quando un utensile da taglio, viene azionato nel.senso opposto si d? luogo a sollecitazioni e_.attrito elevati e l'utensile pu? essere distrutto

Un vantaggio distinto dell'uso di. un .utensileria. o. di un portautensili_.40 del tipo_.descritto nella presente domanda, consiste nel fatto, che l 'utente pu? vantaggiosamente effettuare una mi su- _ razione dell'estensione assiale 'dell'utensile da taglio semplicemente posizionando l?'ut?nsile 84 o il portautensile 40 su una superficie_ piana_ con . i denti 76 della porzione di . giunto., che poggia contro di essa7 e- misurando , dalla superficie piana fino al punto_ dell'utensile da taglio che ? situato pi? lontano dalla superficie di sopporto ,_

Il giunto descritto come parte.della presente invenzione presenta come uno dei suoi vantaggi principali la standardizzazione di utensili da taglio che sono stati ..adattati in modo

colare,per accogliere p?rtalitensili_a codolo .Comunemente, le macchine utensili che sono state-adatta te per utensili e portautensili a codolo non

sono pi? universali a causa del fatto che esse sono adattate a ricevere un codolo di dimensioni particolari. Un vantaggio secondario che si ottiene quando si utilizza il giunto della presente invenzione consiste nel fatto che la macchina utensile e/o.la robotica che serve la macchina utensile non hanno pi? bisogno di avere la capacit? di applicare la sostanziale quantit? di forzai mediante martellatura o in altro modo, per disaccoppiare un utensile o portautensile grippato del tipo a codolo'.

Se ? desiderata la standardizzazione di macchine utensili variamente adattate, la modificazione dell'estremit? del mandrino o sopporto azionati mediante un motore, pu? essere effettuata mediante la lavorazione a macchina della porzione complementare del giunto o mediante collegamento di un adattatore avente la porzione complementare di dente quale parte di esso. Cos?, si pu? predisporre un comune magazzino avente una pluralit? di utensili o portautensili/ il quale, nel caso di macchine utensili a comando numerico alimentate-mediante-. robot, eliminer? la necessit? di magazzini separati! di utensili contenenti utensili o portautensili che sono particolarmente adattate per ciascuna macchina, Come ? noto a coloro che sono famiglirizzati con macchine utensili, la massima velocit? alla . quale funziona una macchina utensile ? limitata dalla massima velocit? con cui :?pu? funzionar? il . cuscinetto hel mandrino. Ovviamente, unamacchina utensile a comando numerico e atta a funzionare _ _ per molte ore e qualche volta permolti giorni _ di seguito, senza assistenza di un operatore, pu? potenzialmente avere uno sviluppo di calore nelcuscinetto se il mandrino dovesse^essere azionato ad una velocit? troppo elevata.sapendo che il cusci-

con cui.una macchina..utensile pu? essere azionata, si intende allora che una particolare macchina utensile adatta ad accogliere un grande portautensile del tipo a codolojavr? una velocit? massima molto inferiore rispetto ad'una macchina utensile che ? stata adattata per un portautensile del tipo a codolo che ? molto pi? piccolo. Di conseguenza, quando un utensile da taglio che pu? _essere azionato. ad alta velocit? viene utilizzato con una macchina utensile adattata ad accogliere_ codoli di grandi dimensioni, si intende che l'utensile da taglio non pu? essere azionato ad una velocit? pi? elevata della massima velocit? ammessa dalla macchina utensile. Chiaramente,sorge una situazione di inefficienza -la quale pu? essere superata median te la incorporazione nella macchina utensile dei con cetti della presente invenzione. Consentendo l'us? di un cuscinetto pi? piccolo,rendendo cos? possibi li pi? elevate velocit? di rotazione del mandri no,si -comprender? che -la macchina utensile possiede una maggiore versatilit? -nell'impiegare utensili da -taglio costruiti in modo da poter funzionare-ad un elevato numero di giri

Per effettuare il cambio -di un utensile

sente descrizione;-la -robotica associata alla macchina utensile -pu?-impegnare-il mezzo -predisposto sull'utensile o sul portautensile e farlo grip pare.- -Cos?, per cambiare un utensile su un mandrino o sopporto mobile -,-la macchina utensile viene tipicamente -rallentata o arrestata permettendo alla-robotica di grippare e muovere l'utensile o portautensile mentre il tirante viene liberato.

Dopo che -il tirante ? stato liberato l'utensile o-portautensile pu? allora essere mosso verso lasua-posizione nel dispositivo-di immagazzinaggi-or Dopo-di-ci?, la robotica pu? posizionare il sue--cessivo utensile che deve essere utilizzato-in prossimit? dell'estremit? del mandrino dove il un utensile tirante impegner? e fisser? con sicurezza/o portautensile rispetto ad esso. Si deve notare che mentre il tirante tira l?.'utensile o portautensile verso l'estremit? del mandrino, i denti delle due porzioni del giunto ingraneranno tra di loro e autocentreranno l'utensile o portautensile portando cos? l'asse di rotazione dell'utensile da taglio in posizione di allineamento con l'asse di rotazione del mandrino. Cos?, si pu? vedere che un sol magazzino di utensili con mezzi

a rpbot contr oll are il movimento di utensili da taglio verso e.da il magazzino di utensili e pu? alimentare una pluralit? di macchine utensili, grazie alla intercambiabilit? facilitata dall'unico giunto universale secondo la presente invenzione.

Nell'uso, una macchina utensile avente un mandrino o sopporo con un giunto secondo la presente invenzione associato alla macchina utensi le stessa pu? impegnare e sopportare, einel caso del mandrino, impegnare operativamente, un portautensile o un utensile da taglio aventi una porzione complementare del giunto.-Per effettuare l'accoppiamento dell'utensile o del portautensile, le porzioni di giunto vengono giustapposte

con i denti in.posizione di ingranamento eun tiran? te, o un altro mezzo,viene impegnato in modo tale da far ingranare tra di loro i denti delle porzion del giunto.. Il.vantaggio principale della presento invenzione viene ottenuto se le porzioni del. giunto,sono assicurate l'una all'altra....Il giunto posiziona in lolto molto_preciso l'asse.di rota-_ zione dell'utensile rispetto all'asse di rotazione del mandrino.o sopporto e grazie alla maggiore superficie trovata nella curvatura dei denti _si ha una migliore distribuzione dei carico e.una elevata capacit? di carico,di.coppia.,.Si deve intenderei che le porzioni del giunto possono essere utiliz-_zate come come giunto ad auto-innestojut.ilizzando .una molla o simili.avente una predeterminata forza _di sollecitazione tale che le porzioni del giun-.to si disaccoppieranno sotto un predeterminato .. carico di coppia. Il caso intrinseco del disaccoppiamento di un utensile o portautensile da un mandrino o da un sopporto dovrebbe risultare chiaramente dal fatto che quando il mezzo per ritenere insieme le due porzioni di giunto viene liberato il giunto 'sostanzialmente'si divider?.

Mentre ? stata?descritta una-particolare

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI

   C?mbin?zione di una ?m?cchina utensile e un utensile "da taglio destinato ad essere utilizzalo perula d?tta macchine Utensile, e con uri giunto di cambio rapido per fissare il detto utensileda taglio ad-un-sopporto sulla-detta macchina utensile,-.caratterizzata dal fatto-che il detto giunto-presenta-una-pritfia -porzione -associata -aldetto utensile da taglio, e una seconda porzione associata -al- detto, sopporto., -le dette- prima -e -se? conda .porzioni includendo -mezzi disposti- general mente- in direzione-radiale -atti ad ingranare -tra loto o; direttamente e cooperativamente in modo _disaccoppiabile .per. l? autocentraggio.- del detto utensile da taglio rispetto al -detto, .sopporto.

   2 Combinazione secondo- la rivendicazio ne 1, caratterizzata dal fatto che la detta prima porzione _?.realizzata-in un sol pezzo con il-detto utensile da taglio.

   .3,- Combinazione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la detta . . seconda porzione ? realizzata in un sol pezzo con il detto sopporto..

   4.- Combinazione secondo la rivendicazione 1,caratterizzata dal fatto che un mezzo dispo sto generalmente in direzione radiale comprende una pluralit? di denti estehdentisi generalmente in direzione radiale.

   5.- Combinazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il detto sopporto ? un mandrino azionato da un motore.

   - 6 -Combinazione secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di sicurezza per tirare la detta prima porzione assialmente fino ad una posizione di-accoppiamento con la detta seconda porzionejsul detto man--drinoin inmodo -da autocentrare sistanzialmente in maniera simultanea il detto utensile da taglio rispetto al detto mandrino e stabi-lire un azionamento -rigido - per il detto utensile da-taglio at- -traverso il detto giunto, mentre il gioco nel

   giunto viene limitato sostanzialmente ad un -vaiore di zero.

   7.- Combinazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprende un portautensile adatto a sopportare in modo disimpe bile il detto utensile da taglio, la detta prima porzione realizzata in un sol pezzo con il detto portautensile.

   8. - Combinazione secondo la rivendicazione ? o 7 , caratterizzata dal fatto che dett? mezzo Idiposto generalmente in direzione radiale sulla porzione e infletta seconda porzione comprendono ognuno una pluralit? di denti 'incurvati, ciascunoo dei denti di una faccia interna concava e una ciascuna-pluralit? avendo

   faccia esterna convessa,caratterizzata dal fatto che ciascun dente ? configurato in modo tale che qualsiasi punto di contatto lungo la faccia interna e la faccia esterna hanno un angolo a spirale e un angolo di pressione che ? uguale a quello del suo corrispondente punto di contatto lungo le rispettive faccia esterna convessa e faccia interna concava della porzione esterna.

   9.- Combinazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che la larghezza di ciascun dente incurvato.varia dalia porzione di derjte pi? interno alla porzione di dente pi? esterna.

   10.- Combinazione secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che il detto porm?zzi

   teutensile comprendeper permettere una regolazione dell' utensile da taglio sopportato" -da- -ess rispet-?d esso stesso al fine di regolare la distanza delra porzione pi? esterna dell'utensile dal mandrino, di guisa che una precisa regolazione pu? essere eseguita per il fatto che il portautensile con la prima porzione poggia contro una superficie piana ,e una misurazione da questa fino alla porzione pi? esterna dell'utensile.

   11.- Combinazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che una radice ? formata tra coppie adiacenti di denti di ciascu4 na delle dette pluralit? di denti, ciascuna radice essendo dimensionata in modo da accogliere i detriti,

   12.--C?mbinazion?osecondo la rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che il detto sopporto ? un mandrino azionato a motore, sopportato da un cuscinetto, il detto cuscinetto avendo un diametro interno sufficiente a consentire- -il passo di un mezzo di sicurezza;

   13. Combinazione secondo la rivendicazio ne-1, caratterizzata dal -fatto che- il detto giunto forma un complesso di adattatore/ men i per--fissare la detta prima porzione di detto-giuntorispetto-al-detto utensile da taglio e mezzi-per fissare-la detta seconda porzione del -detto giunto al detto sopporto, di gu-isa che una macchina utensile progettata per accogliere utensili da taglio e portautensili di particolare-configurazione pu? essere modificata dal detto giunto per di--ventare universale-.-14. Combinazione secondo -la rivendica zione 1-, caratterizzata dal fatto che la-massimaestensione-del detto mezzo dispostele direzione_generalmente radiale, associato a detta prima porzione , ? uguale o inferiore alla massima estensione del detto mezzo^ disposto in direzione radiale, associato alla detta seconda porzione.

   15.- Combinazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi associati al detto ut?nsile da .taglio per consentire unzaccoppiamento mediante.un mezzo di' maneggio per muovere il d?tto utensile da taglio fino ad un punto in prossimit? del detto sopporto e in allontanamento da quest'ultimo.

   '16. utensile da taglio da utilizzare con un sopporto , caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo avente un primo mezzo per eseguire un lavoro di tipo a taglio su un pezzo disposto in essofiun secondo mezzo posizionato assialmente rispetto al detto primo mezzo per un accoppiamento mediante un mezzo di ini&urazione associato al detto sopporto per tirare il detto utensile assialmente verso il detto sopporto, un terzo mezzo disposto concentricamente rispetto al detto secondo mezzo per un accoppiamento mediante un mezzo complementari disposto concentricamente -6 associato al detto sopporto, il detto terzo mezzo comprendendo un mezzo disposto in direazione eneralmente radiale che consente l'accoppiadel

   mento autocentrante/detto.utensile rispetto al detto mezzo complementare, di guisa che una forza di trazione assiale creata dal detto secondo mezzo sollecita il detto terzo mezzo ad.impegnare ad autocentrare _l'utensile rispetto al.detto sopporto

   17.- Utensile da.taglio .secondo la rivendicazione _16_,_caratterizzato dal.fatto di comprendere un mezzo.di fissaggio per assicurare in modo fisso il detto.terzo.mezzo al detto corpo-.dell -utensile.

   18.- Utensile da taglio secondo la rivend icazione 16. caratterizzato dal fatto che il_ detto mezzo. _ ? disposto in prossimit? di _ un piano sostanzia

   le longitudinaie di detto corpo dell'utensile.

   19.- Utensile da taglio secondo la rive;ndicazione 16 caratterizzato dal fatto di comprendere un_foro.filettato estendentesi coassialmente con l'asse longitudinale del detto corpo del1'utensile.,.

   20.- Utensile da taglio secondo la rivendica?ione 16. caratterizzato dal fatto che il detto corpo comprende._un .foro filettato e il detto mezzo di sicurezza ? un tirante adatto ad estendersi assialmente rispetto al sopporto_per impegnare il detto foro filettato e cos? tirare il detto utensile .verso.il.detto.sopporto.

   21 Utensile da taglio secondo la rivendei fatto

   dicazione 16 o 19, caratterizzatolehe il detto terzo mezzo e il detto mezzo complementare comprendono ognuno una pluralit? di denti incurvati._

   22.- Utensile da taglio secondo la rivendi dal fatto

   caziqn_e_21, caratterizzato/che ciascuno dei detti denti di ciascuna pluralit? comprende una faccia _ interna concava e una faccia esterna convessa,

   configurato in modo che qualsiasi punto d i contatto lungo

   le -facce -interna -ed -esterna -pre senta -un angolo-a-spirale un-angolo di pressioneche ?-uguade a quello del suo-corrispondente-punto -di contatto lungo d rispettive facce esterna ed in--terna dell' altro,dei detti- t?rzo mezzd e mezzocomplementare

   23. Utensile da taglioi secondo la riven? dicazione 16. caratterizzato-dal fatto-che -il det -to soppor-to-? un-mandrino azionato a motore;--24. Portautensile da-utidizzare con unamacchina utensile, caratterizzato dal fatto di comprendere un corpo avente un primo mezzo per accogliere una porzione di un utensile, un secondo mezzo per assicurare in modo disimpegnabile la detta porzione del detto utensile nel detto primo mezzo, un terzo mezzo disposto assialmente rispetto al detto corpo del portautensile per un accoppiamento mediante un mezzo di fissaggio associato ad un sopporto sulla detta macchina utensile per tirare il detto portautensile assialmente verso il detto sopporto, un quarto mezzo disposto concentricament? rispetto' al detto terzo mezze per ? --un accoppiamento mediante un mezzo complementare disposto concentricamente , associato al detto sopporto, il detto quarto mezzo comprendendo un mezzo estendentesi in direzione generalmente radiale che consente un accoppiamento autocentrante! deJ. detto portautensile al detto mezzo complementare , di guisa che una forza di trazione assiale creata dal detto terzo mezzQ sollecita il detto quarto mezzo ad impegnare e autocentrare il portautensile rispetto al niezzo complementare sul detto sopporto.

   25.- Portautensile secondo la rivendicazione 24, caratterizzato dal fatto che il detto secondo mezzo ? atto a consentire una regolazione di'Un -utensile-da taglio sopportato dal-detto por tautensil-e,-di guisa che una -precisa regolazione dell'estensione assiale dell'utensile dal portautensile pu? essere misurata per il fatto che il detto quarto-mezzo-?-giustapposto ad-una-superficie_ piana -e mediante misurazione-dalia-detta superficie ai punto pi? esterno dei -detto utensile da taglio 26- Portautensile secondo-la.rivendicazione 24 -caratterizzato dal fatto di comprendere un mezzo di attacco-per-assicurare-in modo fisso il.detto_ quarto mezzo al-detto portautensile

   27- Portautensile-secondo_.la rivendicar_ zione 2-4, caratterizzato-dal fatto cheil detto corpo dei portautensile presenta..un asse longitudina--le- il detto.primo,mezzo comprendendo un foro nel_ quale la-porzione delliutensile v.iene accolta..estendendosi coassialmente,con,il?detto asse longitudinaie-ed avendo.un'apertura d'estremit? _da ciascuna -estremit? del detto .corpo..

   -28.-.-Portautensile.,,secondo la rivendicazione-27-, caratterizzato,che il detto quarto mezzo ?-disposto in_prossimita_di_un. piano sostanziaiunente perpendicolare,al.detto.asse_longitudinale dal-1 '-altra -estremit?,del detto,corpo del portautensile 29.- Portautensile secondo la rivendicazio ne 28, caratterizzato dal fatto che il detto secondo mezzi comprende almeno almeno un mezzo a vite estendentesi angolarmente verso e intersecando la periferia del detto foro per impegnare la porzione del utensile accolta nel foro.

   30.- Portautensile secondo la rivendicazione 24-, caratterizzato dal fatto che il detto mezzo,di fissaggio. un tirante.atto ad estendersi assialmente rispetto al sopporto.

   31.- Portautensile secondo la rivendicazio 29 caratterrzzato dal_fatte,.che il detto quartomezzo .e il dettoimezzo complementare compren dono ognuno, una pluralit? _di denti .incurvati.

   32. .Portautensile., secondo, la rivendica- _ .zione 9. , caratterizzato._dal fattoche ciascuno dei detti denti di.ciascuna pluralit? comprende una fac eia.interna._concava..e_una_faccia esterna convessa le facce dei.denti essendo..coniigurati in modo,.che qualsiasi punto di contatto lungo le facce interna

   .a.spirale e._un_angolo_..di pressione che ? uguale a..quello del._suo_corrispondente punto contatto lungo.le .rispettive faccia esterna ..convessa e_.fac-_ eia .interna concave dell'altro dei detti quarto_ mezzo _e detto mezzo complementare.

   33.- Portautensile secondo la riveodicaziorie_ 24, caratterizzato dal fatto di comprendere un quinto mezzo atto ad essere_impegnate^ da un meccanismo_esterno di maneggio per trasportare il dettcp

   _ 34 Portautensile_secondo la rivendicazione 24 o_32 caratterizzato dal fatto che il detto sopporto ? un mandrino azionato da un motore.

   35.-_Metodo per adattare una macchina utensile ad impegnare e azionare un portautensile senz o cedole , caratterizzato fatto di comprendere -le opera zioni di adattare il mandrino della macchina . utensile ad ineludere un giunto : atto ' ad ingranare in un modo ! disaccoppiabile ed autocentrante con un giunto dentato cooperativo di un utensile o un portautensile,;

   -realizzando -un meccanismo accoppiamento per tirareun utensile o-un portautensile-avente_un-giunto den=-tato cooperativo verso i-1-detto-mandrino.

   -36.- Metodo -secondo la rivendicazione 35, caratterizzato dal -fatto che operazione_di adat tirare-viene effettuata-mediante lavorazione-a-macchina della . faccia" del mandrino_in_modo da avere un .giunto -dentato-formato-in esso..

   37-.- Metodo secondo-la rivendicazione 35, caratterizzato dal fatto che-1'operazione di adattarejviene effettuata mediante fissaggio di un giunto anulare separato in un modo concentrico rispetto alla faccia del mandrino,.

   38.- Metodo secondo la rivendicazione 37, caratterizzato dal fatto che l'operazione di .fissare viene -effettuata- bullonando il detto-giunto al detto mandrino.

   39.- Metodo secondo la.rivendicazione 35,. caratterizzato dal fatto di comprendere la formaazione di-ciascuno dei denti sul giunto con una. faccia interna concava.e una faccia esterna con vessa, creando cos?_ungoli-a spirale e..di.pressione che sono generalmente_ per la.facce interna ed . esterna di ciascun-dente-40.- Metodo secondo.la_rivendicazione 35, caratterizzato- dal.fatto.di comprendere le_operazione di posizionare .il .cuscinetto che .controlla mandrinor in -una posizione ottimale e dimensionare il cu- _ scinetto per .-aumentare al .massimo la. precisione con- cui la detta macchina-utensile far? funzionare un utensile- i mpegnato-dal- detto .giunto

   . 41 . - Metodo per il .cambio di portautensili utilizzati- con macchina utensile , caratter izzato-dal -fatto -di comprendere le operazioni.

   di impegnare il portautensile da sostituire, mediante un mezzo mobile , liberare il.detto portautensile dal..mandrino, muovere il prtautensile da sostituire dalla .sua posizione di esercizio in prossimit? _.del mandrino, portare un portautensi le di sostituzione _in prossimit? del.mandrino. ' posizionare il.detto portautensile,.di sostituzione : al fine di consentire, l'accoppiamento .di un.mezzo .per tirare il detto portautensile.verso il detto mandrino accoppiare un mezzo .per tirare il. .. detto portamandrino verso il detto mandrino tirare il.detto portautensile verso il detto.mandrino al_ fine di_stabilire cos?_un azionamento,rigido .._ ' per il detto portautensile avente .sostanzialmente; pn gioco de 1_ valore di zero tramite i detti _

   denti cooperabili estendentisi radialmente, _centrare il detto porta utensile mediante denti cooperabili disposti radialmente sensibili'al detto_mezzo.per tirare. il detto portautensile verso il detto mandriano.