ITMI20060915A1

ITMI20060915A1 - EQUIPMENT FOR SURFACE FINISHING, USING REMOVAL OF CHIP, LAMINATED, DRAWN AND EXTRUDED BARS

Info

Publication number: ITMI20060915A1
Authority: IT
Inventors: Ing Mauro Stefanoni
Original assignee: Ing Mauro Stefanoni
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-11-10

Description

Descrizione Description

"APPARECCHIATURA PER LA FINITURA SUPERFICIALE, ME-DIANTE ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO, DI BARRE LAMINATE, TRAFILATE ED ESTRUSE" "EQUIPMENT FOR SURFACE FINISHING, ME-DIANTE REMOVAL OF CHIPS, LAMINATED, DRAWN AND EXTRUDED BARS"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha come oggetto una apparecchiatura per la finitura superficiale, mediante asportazione di truciolo, di barre laminate, trafilate ed estruse. The present invention relates to an apparatus for surface finishing, by means of chip removal, of rolled, drawn and extruded bars.

Come è noto, nell'industria metallurgica, vengono prodotte delle barre metalliche per laminazione con un grado di precisione di finitura superficiale che non risultano bene accette all'industria meccanica, la quale deve provvedere alla loro trasformazione in svariatissimi oggetti finiti. As is known, in the metallurgical industry, metal bars are produced by rolling with a degree of precision of surface finish which are not well accepted by the mechanical industry, which must provide for their transformation into very varied finished objects.

Il processo di laminazione che viene realizzato, per motivi tecnici ed economici, non può elevare la qualità di finitura del prodotto laminato. The lamination process that is carried out, for technical and economic reasons, cannot raise the finishing quality of the laminated product.

L'industria della trasformazione, da parte sua, trova crescente l'esigenza di usare una materia prima, con standard quali-tativi di precisione decisamente più elevati, in modo che le barre possano essere utilizzate sulle moderne macchine utensili le quali sono dotate, per la stragrande maggioranza, di sistemi a control-lo numerico. The processing industry, for its part, finds the need to use a raw material with decidedly higher precision quality standards growing, so that the bars can be used on modern machine tools which are equipped, for the vast majority of numerically controlled systems.

Per risolvere questo problema, viene eseguita sulle barre una lavorazione su linee continue di pelatura, la quale consiste nel fare avanzare continuamente le barre attraverso una testa rotante, la quale è provvista di tre o più utensili da tornio, con inserti di metallo duro. To solve this problem, machining on continuous peeling lines is performed on the bars, which consists in continuously advancing the bars through a rotating head, which is equipped with three or more lathe tools, with hard metal inserts.

Il sistema si basa sul principio di usare utensili di tornitura, invertendo il processo di lavorazione tradizionale al tornio, dove il pezzo ruota sul mandrino, mentre l'utensile resta fisso sul carro che è dotato del movimento di avanzamento. The system is based on the principle of using turning tools, reversing the traditional machining process on the lathe, where the piece rotates on the spindle, while the tool remains fixed on the carriage which is equipped with the feed movement.

Nel processo di pelatura, la barra non ruota, ma conserva la velocità di avanzamento, mentre la velocità di taglio è attribuita al'utensile in rotazione attorno alla barra. In the peeling process, the bar does not rotate, but maintains the feed rate, while the cutting speed is attributed to the tool rotating around the bar.

Le soluzioni attuate dalla tecnica nota presentano il grave problema di non consentire di elevare la velocità di avanzamento delle barre e, conseguentemente, di ottimizzare la velocità di rotazione, in quanto l'utensile, che è sempre soggetto alla fase di lavorazione, subisce un notevole riscaldamento che può portare al danneggiamento dell'utensile. The solutions implemented by the known art present the serious problem of not allowing to increase the feed speed of the bars and, consequently, to optimize the rotation speed, since the tool, which is always subject to the machining phase, undergoes a considerable heating which can lead to tool damage.

Un altro problema è costituito dal fatto che il sistema di avanzamento concentrico de li utensili in rotazione er determinare la dimensione finale in tolleranza del diametro della barra, ri-sulta meccanicamente molto complesso. Another problem is constituted by the fact that the system of concentric advancement of the rotating tools, for determining the final dimension in tolerance of the diameter of the bar, is mechanically very complex.

La complessità del sistema, unitamente ai problemi di riscaldamento, è un grave limite agli aumenti di velocità di rota-zione sulla testa di tornitura, in quanto i sovraccarichi che na-scono dalla forza centrifuga sugli organi meccanici interessati penalizzano la durata del sistema che lavora pressoché in servizio continuo. The complexity of the system, together with the heating problems, is a serious limit to the increases in rotation speed on the turning head, as the overloads that arise from the centrifugal force on the mechanical parts involved penalize the duration of the system that works. almost in continuous service.

Il compito che si propone il trovato è quello di risolvere il problema sopra esposto, realizzando una apparecchiatura per la finitura superficiale mediante asportazione di truciolo di barre laminate, trafilate ed estruse, che dia la possibilità di incrementare considerevolmente la velocità operativa, eliminando il problema del riscaldamento dell'utensile durante la lavorazione. The aim of the invention is to solve the aforementioned problem, realizing an apparatus for the surface finishing by removing the shavings of rolled, drawn and extruded bars, which gives the possibility to considerably increase the operating speed, eliminating the problem of tool heating during machining.

Nell'ambito del compito sopra esposto, uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare una apparecchiatura in cui l'utensile possa assumere notevoli velocità operative, ottenendo nel contempo una notevole semplificazione meccanica dell'insieme. Within the scope of the above aim, a particular object of the invention is to provide an apparatus in which the tool can assume considerable operating speeds, at the same time obtaining a considerable mechanical simplification of the assembly.

Un altro scopo è quello di realizzare una apparecchiatura per la finitura superficiale, mediante asportazione di truciolo, di barre laminate, trafilate ed estruse, che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza nell'uso. Another object is to provide an apparatus for the surface finishing, by means of chip removal, of rolled, drawn and extruded bars, which, due to its particular manufacturing characteristics, is able to ensure the widest guarantees of reliability and safety. in use.

Un ulteriore sco o del resente trovato è uello re una apparecchiatura di finitura superficiale per asportazione di truciolo di barre laminate, trafilate ed estruse, che sia facilmente ottenibile e che, inoltre, sia competitivo, da un punto di vista economico. A further object of the present invention is to use a surface finishing apparatus for chip removal of rolled, drawn and extruded bars, which is easily obtainable and which, moreover, is competitive from an economic point of view.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno evidenziati in seguito, vengono raggiunti da una apparecchiatura di finitura superficiale mediante asportazione di truciolo di barre laminate, trafilate ed estruse, caratterizzata dal fatto di comprendere, su un'intelaiatura portante, una fresa ad inserti interni posizionable attorno ad una barra sottoposta ad un movimento assiale di avanzamento; sono inoltre previsti mezzi per il movimento orbitale di detta fresa sul diametro in lavorazione da finire. The aforementioned task, as well as the aforementioned purposes and others which will be better highlighted below, are achieved by a surface finishing apparatus by removing the shavings of rolled, drawn and extruded bars, characterized in that it comprises, on a bearing frame, a cutter with internal inserts that can be positioned around a bar subjected to an axial advancement movement; Means are also provided for the orbital movement of said cutter on the diameter being machined to be finished.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una apparecchiatura per la finitura superficiale mediante asportazione di truciolo di barre laminate, trafilate ed estruse, illustrate a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio dei disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the object of the present invention will become more evident through an examination of the description of a preferred but not exclusive embodiment of an apparatus for the surface finishing by chip removal of rolled, drawn and extruded bars, illustrated below. indicative and non-limiting title with the aid of the attached drawings, in which:

la figura 1 rappresenta, schematicamente, l'apparecchiatura in oggetto, in sezione assiale; Figure 1 is a schematic view of the apparatus in question, in axial section;

la figura 2 rappresenta, schematicamente, i mezzi per il movimento orbitale della fresa; Figure 2 is a schematic view of the means for the orbital movement of the cutter;

la fi ura 3 ra resenta i mezzi er il movimen r della fresa, in vista prospettica; figure 3 shows the means for moving the cutter, in a perspective view;

la figura 4 rappresenta l'apparecchiatura, parzialmente in sezione; Figure 4 is a partially sectional view of the apparatus;

la figura 5 rappresenta, in alzato frontale, una linea produttiva, in cui è posta l'apparecchiatura di finitura superficiale; Figure 5 is a front elevation view of a production line in which the surface finishing equipment is placed;

la figura 6 rappresenta la linea, vista in pianta da sopra; la figura 7 rappresenta la linea in alzato laterale da sinistra Con particolare riferimento ai simboli numerici delle suddette figure, l'apparecchiatura per la finitura superficiale mediante asportazione di truciolo di barre laminate, trafilate ed estruse, secondo il trovato, comprende una intelaiatura portante, genericamente indicata con il numero di riferimento 1 , sulla quale risulta connessa una fresa ad inserti interni 2, la quale risulta posizionata attorno alla barra 9 da finire, che risulta sottoposta ad un movimento assiale di avanzamento. Figure 6 is a top plan view of the line; figure 7 represents the line in lateral elevation from the left With particular reference to the numerical symbols of the aforesaid figures, the apparatus for the surface finishing by means of chip removal of rolled, drawn and extruded bars, according to the invention, comprises a bearing frame, generally indicated with the reference number 1, on which a cutter with internal inserts 2 is connected, which is positioned around the bar 9 to be finished, which is subjected to an axial advancement movement.

Vantaggiosamente la fresa 2 è flangiata ed è montata su una bussola 3, che è dimensionata come albero cavo con un diametro interno maggiore del diametro primitivo degli inserti da taglio della fresa. Advantageously, the cutter 2 is flanged and is mounted on a bush 3, which is sized as a hollow shaft with an internal diameter greater than the pitch diameter of the cutting inserts of the cutter.

La bussola o mandrino 3 è girevolmente supportata, mediante cuscinetti di rotolamento 4, da un corpo della testa 5, che risulta connesso con mezzi per il movimento orbitale della fresa sul diametro di lavorazione da finire, che verranno meglio descritti in seguito. The bush or mandrel 3 is rotatably supported, by means of rolling bearings 4, by a body of the head 5, which is connected with means for the orbital movement of the cutter on the machining diameter to be finished, which will be better described below.

La bussola 3 alla estremità assiale o osta a uella su portante gli inserti 2, presenta una flangia 10 per solidarizzare il rotore 1 1 di un motore indicato globalmente con il numero di riferimento 12, la quale presenta lo statore 13 solidale al supporto 5. The bush 3 at the axial end or opposite to the one on carrying the inserts 2, has a flange 10 for integrating the rotor 11 of a motor indicated globally with the reference number 12, which has the stator 13 integral with the support 5.

Il supporto 5 è connesso a mezzi per il movimento orbitale della fresa che, come è meglio illustrato nelle figure 2 e 3, risultano costituiti da una slitta 20 in una prima direzione e una seconda slitta 21 in direzione ortogonale. The support 5 is connected to means for the orbital movement of the cutter which, as better illustrated in Figures 2 and 3, consist of a slide 20 in a first direction and a second slide 21 in an orthogonal direction.

Queste ultime vengono controllate in modo da creare il movimento orbitale richiesto e, vantaggiosamente, vengono previsti dei motori digitali lineari in corrente alternata per entrambe le direzioni di spostamento. The latter are controlled in such a way as to create the required orbital movement and, advantageously, linear digital motors in alternating current are provided for both directions of movement.

Ovviamente possono essere utilizzati altri sistemi tradizionali di trasmissione meccanica con viti e pattini a ricircolo di sfere o a pignone a cremagliera ed altre soluzioni che consentono comunque di creare il movimento orbitale per le frese. Obviously, other traditional mechanical transmission systems can be used with recirculating ball screws and sliding blocks or rack pinion and other solutions that still allow to create the orbital movement for the cutters.

Inoltre è prevista una linea 30, illustrata nelle figure da 5 a 7, la quale presenta gruppi 31 con rulli di adduzione delle barre 3 che sono alimentati da motori 32. Furthermore, a line 30 is provided, illustrated in Figures 5 to 7, which has groups 31 with rollers for feeding the bars 3 which are powered by motors 32.

La barra, viene immessa nella apparecchiatura, secondo il trovato, che viene indicata globalmente con il numero di riferimento 35, la quale risulta posizionata tra un primo collimatore 36 ed un secondo collimatore 37, generalmente del tipo a tre griffe autocentranti. The bar is fed into the apparatus according to the invention, which is globally indicated with the reference number 35, which is positioned between a first collimator 36 and a second collimator 37, generally of the type with three self-centering jaws.

La linea resenta un The line has a

che è dotata di una pinza di estrazione 41 . which is equipped with an extraction pliers 41.

Il gruppo di introduzione ed il gruppo di estrazione possono essere automatizzati anche in maniera diversa. The introduction group and the extraction group can also be automated in a different way.

Così, ad esempio, è possibile prevedere un gruppo di estrazione con manipolatori a doppie pinze robotizzate, ove la presa si effettua usando il movimento pendolare alternativo per non interrompere la continuità di avanzamento della velocità di lavoro. Thus, for example, it is possible to provide an extraction unit with manipulators with double robotic grippers, where the gripping is carried out using the reciprocating reciprocating movement in order not to interrupt the continuity of advancement of the working speed.

Con la soluzione sopra descritta viene fornita una apparecchiatura, in cui gli inserti si muovono secondo un moto orbitale. With the solution described above, an apparatus is provided, in which the inserts move according to an orbital motion.

In tale modo è agevolato il raffreddamento del filo tagliente, contrariamente a quanto si riscontra nelle soluzioni della tecnica nota. In this way the cooling of the cutting edge is facilitated, contrary to what is found in the solutions of the known art.

In tale ultimo caso, gli inserti, lavorando con il metodo tradizionale di pelatura, sono costretti ad avere un contatto continuo con la barra in lavorazione, e conseguentemente sono soggetti ad un notevole riscaldamento. In this last case, the inserts, working with the traditional peeling method, are forced to have a continuous contact with the bar being worked, and consequently are subjected to considerable heating.

L'uso della fresa permette agli inserti montati di lavorare con taglio interrotto. The use of the cutter allows the mounted inserts to work with interrupted cut.

Per tale motivo, il filo tagliente sta un minor tempo a contatto con il pezzo, producendo meno calore. For this reason, the cutting edge stays in contact with the workpiece for less time, producing less heat.

Inoltre, la rotazione fuori contatto favorisce il raffreddamento per effetto di una autoventilazione. Furthermore, the out-of-contact rotation favors cooling due to self-ventilation.

In sostanza, si ottiene un taglio di sfogliatura che deriva dalla combinazione simultanea dei tre movimenti effettuati dalle barre e dalla fresa. Basically, a peeling cut is obtained which derives from the simultaneous combination of the three movements carried out by the bars and the cutter.

Le barre eseguono solo il movimento assiale di avanzamento. The bars perform only the axial feed movement.

La fresa, invece, descrive i restanti due movimenti. The cutter, on the other hand, describes the remaining two movements.

Uno dei movimenti della fresa è la rotazione attorno al pro-prio asse e serve ad imprimere la giusta velocità di taglio agli inserti, i quali sono fissati sulla sua circonferenza. One of the movements of the cutter is the rotation around its own axis and serves to impart the correct cutting speed to the inserts, which are fixed on its circumference.

L'altro movimento è la rotazione orbitale, che consente di ottenere la profondità di taglio voluta e la possibilità di adeguarsi a diversi diametri di barre. The other movement is the orbital rotation, which allows to obtain the desired cutting depth and the possibility of adapting to different bar diameters.

La composizione simultanea dei tre movimenti descritti deve essere legata ad un tipico posizionamento angolare degli inserti da taglio a metallo duro, in modo da soddisfare il pieno raggiungimento delle prestazioni cercate. The simultaneous composition of the three movements described must be linked to a typical angular positioning of the carbide cutting inserts, in order to satisfy the full achievement of the desired performance.

Il posizionamento angolare di un inserto viene definito come angolo di direzione del tagliente in lavoro. The angular positioning of an insert is defined as the direction angle of the cutting edge being machined.

Tanto più questo angolo sarà piccolo lungo la generatrice cilindrica coassiale delle barre, maggiore sarà la velocità di avanzamento, che si potrà imprimere a parità di spessore medio del truciolo. The smaller this angle will be along the coaxial cylindrical generatrix of the bars, the higher will be the feed speed, which can be impressed with the same average chip thickness.

Il valore dell'angolo sarà comunque legato al sovrametallo totale da asportare con la lunghezza del tagliente di lavoro. The angle value will in any case be linked to the total stock to be removed with the length of the working cutting edge.

Entrambi dovranno essere compatibili con la potenza installata. Both must be compatible with the installed power.

Da quanto in precedenza descritto, si vede quindi che il trovato ra iun e li sco i ro osti. From what has been described above, it can therefore be seen that the invention unites and discovers them.

In particolare, si desidera sottolineare l'estrema semplicità costruttiva, unita ad una grande razionalità di funzionamento. In particular, we want to underline the extreme constructive simplicity, combined with a great rationality of operation.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel concetto inventivo. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

Inoltre, tutti i particolari costruttivi potranno essere sosti-tuiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. Furthermore, all the constructive details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi, secondo le esigenze. In practice, the materials employed, so long as they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to requirements.

Claims

CLAIMS 1. Equipment for surface finishing, by removing the shavings of rolled, drawn and extruded bars, characterized by the fact that it includes, on a supporting frame, a cutter with internal inserts positioned around a bar subjected to an axial advancement movement , and that, moreover, means are provided for the orbital movement of the cutter on the working diameter of the bars to be finished.

2. Apparatus for surface finishing, according to the preceding claim, characterized in that the aforesaid inserts are positioned on a flanged cutter.

3. Apparatus for surface finishing, according to one or more preceding claims, characterized in that the flanged cutter is connected to the axial end of a milling spindle, rotatably supported by bearings.

4. Apparatus for surface finishing, according to one or more preceding claims, characterized in that the mandrel is rotatably supported in a body of the head.

5. Apparatus for surface finishing, according to one or more preceding claims, characterized in that it comprises a motor for the rotation of said mandrel, interposed between the mandrel and the body of the head.

6. Apparatus for surface finishing, according to one or more of the preceding claims. The rotor has the rotor connected to the mandrel and the stator associated with the body of the head.

7. Apparatus for surface finishing, according to one or more preceding claims, characterized in that the means for the orbital movement of the cutter comprise a first and a second slide, movable according to two mutually orthogonal directions.

8. Apparatus for surface finishing, according to one of the preceding claims, characterized in that the slides have hydrostatic axes and guides.

9. Apparatus for surface finishing, according to one or more preceding claims, characterized in that the slides are moved by means of linear digital motors in alternating current for each axis moved.

10. Apparatus for surface finishing, according to one or more preceding claims, characterized in that it is positioned in a line having a roller feeding unit for the bar and that said apparatus positioned downstream of the roller feeding unit is provided between a pair of collimators; at the outlet there is an extraction slide equipped with an extraction pliers. 1 1. Apparatus for surface finishing by chip removal, of rolled, drawn and extruded bars, according to one or more preceding claims, all as more fully described and illustrated, for the specified purposes.