ITBS20090146A1 - COMBINED MACHINE FOR BORING AND MILLING - BORING - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Forma oggetto della presente invenzione una macchina combinata barenatrice e fresa-alesatrice, ossia una macchina per l'esecuzione di operazioni di fresatura/alesatura e di barenatura. In particolare, forma oggetto della presente invenzione una macchina combinata per pezzi meccanici di grandi dimensioni ossia per la lavorazione di fori aventi lunghezza particolarmente elevata. The subject of the present invention is a combined boring and milling-boring machine, ie a machine for carrying out milling / boring and boring operations. In particular, the subject of the present invention is a combined machine for large mechanical parts, ie for the machining of holes having a particularly long length.
La barenatura à ̈ una lavorazione meccanica per asportazione di truciolo, eseguita tramite un utensile in rotazione, denominato "bareno", che porta il tagliente, mentre il pezzo in lavorazione rimane fermo. La barenatura à ̈ un'operazione di finitura leggera se il materiale asportato ha uno spessore minimo, oppure à ̈ un'operazione di allargatura se à ̈ eseguita su un foro grezzo o prelavorato avente un diametro iniziale da allargare. Boring is a mechanical process for chip removal, performed by means of a rotating tool, called "bareno", which carries the cutting edge, while the workpiece remains stationary. Boring is a light finishing operation if the material removed has a minimum thickness, or it is a widening operation if it is performed on a raw or pre-machined hole having an initial diameter to be enlarged.
Il bareno à ̈ sostanzialmente costituito da un albero rotante montato a sbalzo sulla testa della macchina, sovente sostenuto da una camicia esterna. Pertanto, nel caso di barenature da eseguirsi su fori di grandi dimensioni, ad esempio molto lunghi, à ̈ necessario prevedere un supporto a due appoggi. Il primo appoggio à ̈ all'estremità prossimale del bareno, ossia quella impegnata con la testa della macchina, e l'altro all'estremità distale. The boring bar is basically made up of a rotating shaft mounted on the head of the machine, often supported by an external jacket. Therefore, in the case of boring to be performed on large holes, for example very long, it is necessary to provide a support with two supports. The first support is at the proximal end of the boring bar, ie the one engaged with the machine head, and the other at the distal end.
Tuttavia, le soluzioni note presentano alcuni gravi inconvenienti. However, the known solutions have some serious drawbacks.
Secondo una prima soluzione nota, il bareno à ̈ supportato all'estremità prossimale dalla testa della macchina e all'estremità distale da un supporto a tre o più braccia, a sua volta poggiante sulla superficie interna del pezzo da barenare. Tale soluzione presenta notevoli problemi di centraggio dell'utensile di taglio, che si ripercuote sul tempo di attrezzaggio della macchina, che risulta così particolarmente lungo. According to a first known solution, the boring tool is supported at the proximal end by the machine head and at the distal end by a support with three or more arms, which in turn rests on the internal surface of the piece to be bored. This solution presents considerable problems in centering the cutting tool, which affects the machine tooling time, which is thus particularly long.
In una seconda soluzione nota, il bareno à ̈ supportato all'estremità prossimale dalla testa della macchina e all'estremità distale, che sporge oltre il pezzo meccanico, da un supporto poggiante sulla superficie laterale esterna del pezzo forato. Anche tale soluzione presenta notevoli problemi di centraggio dell'utensile di taglio e lunghi tempi di attrezzaggio. In a second known solution, the boring tool is supported at the proximal end by the machine head and at the distal end, which protrudes beyond the mechanical piece, by a support resting on the external lateral surface of the perforated piece. This solution also presents considerable problems in centering the cutting tool and long set-up times.
In una ulteriore soluzione nota, una macchina dedicata porta un bareno a sbalzo. Anche tale soluzione tuttavia presenta alcuni inconvenienti, legati alla scarsa flessibilità della macchina che non à ̈ utilizzabile per ulteriori diverse lavorazioni. In a further known solution, a dedicated machine carries a cantilevered boring bar. However, this solution also has some drawbacks, linked to the scarce flexibility of the machine which cannot be used for further different processes.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina combinata che superi gli inconvenienti di cui si à ̈ detto con riferimento all'arte e soddisfi nel contempo le suddette esigenze. The purpose of the present invention is to provide a combined machine which overcomes the drawbacks mentioned with reference to the art and at the same time satisfies the aforementioned requirements.
Le caratteristiche ed i vantaggi della macchina combinata secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le figure allegate, in cui: The characteristics and advantages of the combined machine according to the present invention will be evident from the description given below, given by way of non-limiting example, in accordance with the attached figures, in which:
- la figura 1 mostra una vista laterale di una macchina combinata secondo la presente invenzione, in accordo con una prima forma di realizzazione; Figure 1 shows a side view of a combined machine according to the present invention, according to a first embodiment;
- la figura 2 rappresenta una vista frontale della macchina della figura 1; figure 2 represents a front view of the machine of figure 1;
- la figura 3 illustra una vista in pianta della macchina della figura 1; e Figure 3 shows a plan view of the machine of Figure 1; And
- la figura 4 mostra una vista frontale della macchina secondo la presente invenzione, in accordo con una ulteriore forma di realizzazione. Figure 4 shows a front view of the machine according to the present invention, according to a further embodiment.
Con riferimento alle figure allegate, con 1 si à ̈ complessivamente indicata una macchina combinata per barenatura e fresa-alesatura. With reference to the attached figures, 1 indicates as a whole a combined boring and milling-boring machine.
La macchina 1 comprende un montante 2 avente estensione prevalente lungo un asse verticale Y, ortogonale rispetto al piano di appoggio T della macchina. The machine 1 comprises an upright 2 having a prevalent extension along a vertical axis Y, orthogonal with respect to the support plane T of the machine.
Preferibilmente, la macchina 1 comprende inoltre un basamento 1a avente estensione prevalente lungo una direzione trasversale K. Il montante 2 Ã ̈ traslabile lungo il basamento 1a, nella direzione trasversale K. Preferably, the machine 1 also comprises a base 1a having a prevalent extension along a transverse direction K. The upright 2 can be moved along the base 1a, in the transverse direction K.
Il montante 2, realizzato come una colonna, presenta preferibilmente una sezione scatolare poligonale, ad esempio rettangolare o quadrata. The upright 2, made as a column, preferably has a polygonal box-like section, for example rectangular or square.
In particolare, secondo una forma di realizzazione preferita, il montante 2 presenta una superficie frontale 4, una superficie laterale destra 6 ed una superficie laterale sinistra 8, ed una superficie posteriore 10. In particular, according to a preferred embodiment, the upright 2 has a front surface 4, a right side surface 6 and a left side surface 8, and a rear surface 10.
Ulteriormente, la macchina 1 comprende una tavola porta-pezzo 12 adatta a supportare un pezzo da lavorare P. La tavola porta-pezzo 12 Ã ̈ disposta di fronte al montante 2 ed in particolare di fronte alla superficie frontale 4 di questo. Furthermore, the machine 1 comprises a workpiece holder table 12 suitable for supporting a workpiece P. The workpiece holder table 12 is arranged in front of the upright 2 and in particular in front of the front surface 4 of the latter.
La tavola porta-pezzo à ̈ adatta a traslare su un piano di traslazione parallelo al piano di terra T, ed in particolare à ̈ adatta a traslare lungo una direzione assiale J, perpendicolare alla direzione trasversale K del basamento 1a. The workpiece table is suitable for translating on a translation plane parallel to the ground plane T, and in particular it is suitable for translating along an axial direction J, perpendicular to the transverse direction K of the base 1a.
Secondo una forma preferita di realizzazione, la tavola porta-pezzo 12 Ã ̈ adatta a ruotare attorno ad un asse di rotazione di tavola sostanzialmente perpendicolare al piano di traslazione, ossia perpendicolare alla direzione trasversale K e alla direzione assiale J. According to a preferred embodiment, the workpiece-holding table 12 is suitable for rotating around a table rotation axis substantially perpendicular to the translation plane, i.e. perpendicular to the transverse direction K and the axial direction J.
La macchina 1 comprende una prima testa di lavorazione 20, avente un primo asse di lavorazione Z' rotante, parallelo al piano di traslazione e perpendicolare alla superficie frontale 4 del montante 2. La prima testa 20 Ã ̈ fissata in maniera traslabile verticalmente al montante 2, in particolare collegata ad una delle superfici laterali 6, 8 di questo. Il primo asse di lavorazione Z' Ã ̈ dunque affiancato alla superficie frontale 4 in quanto spaziato e non incidente alla superficie frontale 4. The machine 1 comprises a first machining head 20, having a first rotating machining axis Z ', parallel to the translation plane and perpendicular to the front surface 4 of the upright 2. The first head 20 is fixed in a vertically translatable way to the upright 2 , in particular connected to one of the lateral surfaces 6, 8 of this. The first machining axis Z 'is therefore flanked to the front surface 4 as it is spaced and not incident to the front surface 4.
Nella forma di realizzazione illustrata, la prima testa 20 Ã ̈ solidale alla superficie laterale destra 6 (figura 2). In the illustrated embodiment, the first head 20 is integral with the right side surface 6 (Figure 2).
In particolare, la prima testa di lavorazione 20 comprende un primo carro 22, associato alla superficie laterale 6, 8 del montante 2, traslabile verticalmente. La prima testa 20 comprende inoltre una prima slitta 24, solidale in traslazione al carro, adatta a traslare lungo un primo asse di traslazione, parallelo al piano di traslazione della tavola porta-pezzo 12 e perpendicolare alla superficie frontale 4 del montante 2. Infine, la prima testa 20 comprende un primo mandrino 26, solidale in traslazione alla slitta 24 e rotante attorno al primo asse di lavorazione Z' rotante, parallelo al piano di traslazione e perpendicolare alla superficie frontale 4 del montante 2. In particular, the first processing head 20 comprises a first carriage 22, associated with the lateral surface 6, 8 of the upright 2, which can be translated vertically. The first head 20 also comprises a first slide 24, integral in translation with the carriage, suitable for translation along a first translation axis, parallel to the translation plane of the workpiece table 12 and perpendicular to the front surface 4 of the upright 2. Finally, the first head 20 comprises a first spindle 26, integral in translation with the slide 24 and rotating around the first rotating machining axis Z ', parallel to the translation plane and perpendicular to the front surface 4 of the upright 2.
In altre parole, il primo asse di traslazione à ̈ parallelo al primo asse di lavorazione Z'. In other words, the first translation axis is parallel to the first machining axis Z '.
La prima testa di lavorazione 20 Ã ̈ adatta all'esecuzione delle lavorazioni di fresature e/o alesatura. The first machining head 20 is suitable for carrying out milling and / or boring operations.
Inoltre, la macchina 1 comprende una seconda testa di lavorazione 30 verticalmente traslabile, che supporta un bareno 32 avente asse di lavorazione Z'', rotante, parallelo al piano di traslazione e perpendicolare alla superficie frontale 4 del montante 2. Furthermore, the machine 1 comprises a second vertically translatable machining head 30, which supports a boring bar 32 having a machining axis Z '', rotating, parallel to the translation plane and perpendicular to the front surface 4 of the upright 2.
Secondo una prima forma di realizzazione, la seconda testa 30 Ã ̈ accoppiata in maniera traslabile verticalmente con la superficie frontale 4 del montante 2 (figure 1, 2 e 3). Il secondo asse di lavorazione Z'' Ã ̈ quindi incidente alla superficie frontale. According to a first embodiment, the second head 30 is coupled in a vertically translatable manner with the front surface 4 of the upright 2 (Figures 1, 2 and 3). The second machining axis Z '' is therefore incident to the front surface.
In accordo con una ulteriore forma di realizzazione, la seconda testa 30 Ã ̈ accoppiata in maniera traslabile verticalmente con la superficie laterale 8, 6 del montante 2 non occupata dalla prima testa 20 (figura 4). Il secondo asse di lavorazione Z'' Ã ̈ quindi affiancato alla superficie frontale, in quanto spaziato e non incidente a questa. In accordance with a further embodiment, the second head 30 is coupled in a vertically translatable manner with the lateral surface 8, 6 of the upright 2 not occupied by the first head 20 (Figure 4). The second machining axis Z '' is therefore flanked to the front surface, as it is spaced and not incident to it.
In particolare, la seconda testa 30 comprende un secondo carro 34 accoppiato in maniera traslabile verticalmente con il montante 2. In particular, the second head 30 comprises a second carriage 34 coupled in a vertically translatable manner with the upright 2.
In una variante di realizzazione, la seconda testa comprende inoltre una seconda slitta, solidale in traslazione al carro, adatta a traslare lungo un secondo asse di traslazione, parallelo al piano di traslazione della tavola porta-pezzo e perpendicolare alla superficie frontale del montante. In a variant embodiment, the second head also comprises a second slide, integral in translation with the carriage, suitable for translation along a second translation axis, parallel to the translation plane of the workpiece-holding table and perpendicular to the front surface of the upright.
Infine, la seconda testa 30 comprende il bareno 32, ad esempio solidale in traslazione alla seconda slitta, e avente il secondo asse di lavorazione Z'' rotante, parallelo al piano di traslazione e perpendicolare alla superficie frontale 4 del montante 2. Finally, the second head 30 comprises the bar 32, for example integral in translation with the second slide, and having the second machining axis Z '' rotating, parallel to the translation plane and perpendicular to the front surface 4 of the upright 2.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il bareno 32 comprende una camicia 33, in genere tubolare, supportata dal montante 2, e un porta-utensile 40 rotante con asse di lavorazione Z'', alloggiato nella camicia 33 e supportato da questa. According to a preferred embodiment, the bore 32 comprises a liner 33, generally tubular, supported by the upright 2, and a rotating tool holder 40 with machining axis Z '', housed in the liner 33 and supported by this.
Il bareno, inoltre, comprende almeno un tagliente 42; preferibilmente, sono previsti due taglienti 42, supportati dal porta-utensile 40 alla propria estremità distale, preferibilmente disposti in posizioni radialmente opposte. The bore also comprises at least one cutting edge 42; preferably, two cutting edges 42 are provided, supported by the tool holder 40 at its distal end, preferably arranged in radially opposite positions.
Secondo una forma di realizzazione preferita, i taglienti 42 sono traslabili radialmente rispetto all'asse di lavorazione Z'', manualmente o automaticamente, per variare il diametro da lavorare. According to a preferred embodiment, the cutting edges 42 can be translated radially with respect to the machining axis Z '', manually or automatically, to vary the diameter to be machined.
Nell'utilizzo della macchina combinata secondo la presente invenzione, l'operazione di centraggio del bareno all'interno del foro à ̈ particolarmente agevole: per il centraggio del secondo asse di lavorazione Z'', il montante à ̈ traslato lungo la direzione trasversale K e la seconda testa 30 lungo la direzione verticale Y. When using the combined machine according to the present invention, the centering operation of the boring bar inside the hole is particularly easy: for centering the second machining axis Z '', the upright is translated along the transverse direction K and the second head 30 along the vertical direction Y.
Nel contempo, il bareno à ̈ supportato in maniera molto rigida, grazie alle caratteristiche strutturali del montante. At the same time, the boring bar is supported in a very rigid way, thanks to the structural characteristics of the upright.
Nel corso della lavorazione, inoltre, la tavola portapezzo 12 Ã ̈ traslata lungo la direzione assiale J per la lavorazione del foro nella direzione della sua lunghezza, mentre il porta-utensile 40 ha un moto rotatorio di lavoro. Furthermore, during machining, the workpiece table 12 is translated along the axial direction J for machining the hole in the direction of its length, while the tool holder 40 has a working rotary motion.
Nel caso di fori particolarmente lunghi, inoltre, la tavola porta-pezzo viene ruotata, in modo da lavorare il foro a partire dalle due aperture di ingresso, dimezzando così la lunghezza da lavorare. In the case of particularly long holes, moreover, the piece-holder table is rotated, so as to work the hole starting from the two inlet openings, thus halving the length to be machined.
Innovativamente, la macchina combinata secondo la presente invenzione consente di lavorare fori di lunghezza particolarmente elevata, ad esempio superiore a 2 metri, in particolare superiore ai 3 metri di lunghezza, senza utilizzare un supporto a due appoggi per il bareno. Innovatively, the combined machine according to the present invention makes it possible to machine holes with a particularly long length, for example greater than 2 meters, in particular greater than 3 meters in length, without using a support with two supports for the boring bar.
Infatti, la rigidezza del montante e delle guide utilizzate per la testa porta-bareno à ̈ tale che il secondo appoggio non à ̈ necessario. In fact, the stiffness of the upright and of the guides used for the boring head is such that the second support is not necessary.
In particolare, si à ̈ constatato come la macchina secondo la presente invenzione à ̈ particolarmente indicata anche per la barenatura di fori aventi lunghezza di circa 10 metri e un diametro interno di circa 3 metri, tramite un bareno avente lunghezza a sbalzo sulla testa di circa 5 metri: in tal caso, infatti, la tavola porta-pezzo ruota il pezzo da lavorare, così che la lunghezza da lavorare del foro di 10 metri à ̈ in realtà di 5 metri. In particular, it has been found that the machine according to the present invention is also particularly suitable for boring holes having a length of about 10 meters and an internal diameter of about 3 meters, by means of a boring bar having a length that is cantilevered on the head of about 5 meters: in this case, in fact, the workpiece table rotates the piece to be machined, so that the length of the 10 meter hole to be machined is actually 5 meters.
Vantaggiosamente, inoltre, la macchina secondo la presente invenzione consente di eseguire anche ulteriori lavorazioni, movimentando il pezzo da lavorare tramite la tavola porta-pezzo ed accostandolo agli altri assi di lavorazione oltre a quello del bareno. In particolare, Ã ̈ possibile eseguire lavorazioni di fresa-alesatura. Advantageously, moreover, the machine according to the present invention also allows further machining to be carried out, moving the piece to be machined by means of the workpiece-holder table and bringing it close to the other machining axes in addition to that of the boring machine. In particular, it is possible to perform milling-boring operations.
In particolare, vantaggiosamente, la testa per la barenatura à ̈ indipendente dalla testa per le operazioni di fresa-alesatura, assicurando una notevole versatilità della macchina. In particular, advantageously, the boring head is independent from the head for the milling-boring operations, ensuring considerable versatility of the machine.
E' chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare varianti alla macchina sopra descritta, tutte contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti. It is clear that a person skilled in the art, in order to satisfy contingent needs, could make variations to the machine described above, all of which are contained within the scope of protection as defined by the following claims.
Claims (11)
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