ITMI20071934A1

ITMI20071934A1 - Supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti

Info

Publication number: ITMI20071934A1
Application number: IT001934A
Authority: IT
Inventors: Shinya Neo; Tsutomu Osaki; Takahiko Shozusawa
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Priority date: 2006-10-11
Filing date: 2007-10-05
Publication date: 2008-04-12
Also published as: DE102007048603A1; JP2008093780A; CN101161381A; US20080086861A1; US7506424B2; CN101161381B; JP5107551B2

Description

DESCRIZIONE

annessa a DOMANDA DI BREVETTO per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:

"SUPPORTO PER UTENSILI ATTREZZATO CON UTENSILI ROTANTI"

DESCRIZIONE

STATO DELLA TECNICA

Settore dell'invenzione

La presente invenzione concerne un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti includente un meccanismo di orientamento per orientare una torretta, e un meccanismo di rotazione di utensili per far ruotare e per azionare una molteplicità di utensili rotanti attaccati ad una stazione per utensili della torretta .

Descrizione della tecnica anteriore

Un supporto convenzionale per utensili attrezzato con utensili rotanti include un alloggiamento non orientabile avente un mandrino di accoppiamento all'utensile per trasmettere una forza motrice di un albero motore, dove un utensile rotante attaccato alla torretta è accoppiato con il mandrino di accoppiamento all'utensile soltanto al momento del posizionamento angolare di una stazione eseguito dalla torretta. In questo supporto convenzionale per utensili attrezzato con utensili rotanti, quando la torretta è orientata e messa in posizione angolare (indexata), un'anima di mandrino di un utensile rotante e un'anima di mandrino del mandrino di accoppiamento all'utensile sono necessariamente fatti corrispondere in tutte le stazioni. Perciò, la torretta orientabile e l'alloggiamento non orientabile avente il mandrino di accoppiamento all'utensile sono necessariamente posizionati (regolati in fase) con elevata precisione allo scopo di far corrispondere le anime di mandrino. Tuttavia, dal momento che un asse portante dell'alloggiamento non orientabile è bloccato così da non ruotare ad opera di una chiavetta posteriore, l'asse portante si storce facilmente anche quando l'asse ha un'elevata rigidezza torsionale e un'elevata rigidezza per bloccare la rotazione, e perciò è difficile posizionare (regolare in fase) la torretta e l'alloggiamento non orientabile con elevata precisione. Pertanto, nel supporto convenzionale per utensili attrezzato con utensili rotanti, si determina una traslazione di un'anima di mandrino di un utensile rotante e di un'anima di mandrino di un mandrino di accoppiamento all'utensile, e quindi il carico diventa eccessivo, si ha un rumore anormale e la trasmissione ad alta velocità e la trasmissione a coppia elevata diventano difficili. Inoltre, quando si ha una grande distanza fra una parte bloccante e un alloggiamento non orientabile, i problemi sopra descritti diventano più accentuati .

Di conseguenza, la pubblicazione di brevetto giapponese non esaminato No. 1993-285709 propone un supporto per utensili a torretta includente un perno di determinazione di fase previsto in maniera da sporgere e arretrare in una torretta, ed è impedita una differenza di fase fra un alloggiamento non girevole e la torretta impegnando il perno di determinazione di fase con l'alloggiamento non orientabile.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Tuttavia, con riferimento al supporto per utensili a torretta nel documento di brevetto sopra citato, un meccanismo di serraggio per bloccare una torretta ad un alloggiamento non orientabile è strutturato mediante cosiddetti due pezzi di accoppiamento, e la torretta deve spostarsi in avanti e all'indietro al momento di blocco e sblocco. Perciò, dal momento che la rigidezza della torretta nelle direzioni avanti e indietro è bassa, esiste il problema che il supporto per utensili è sottoposto difficilmente ad un trattamento di elevata precisione. Inoltre, dal momento che è complesso un meccanismo per impegnare il perno di determinazione della fase della torretta coll'alloggiamento non orientabile, esistono problemi quali il fatto che il supporto per utensile a torretta è facilmente soggetto a guasti ed è di difficile manutenzione.

La presente invenzione risolve i problemi sopra descritti, ed ha come oggetto quello di fornire un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti con un basso costo di fabbricazione, e il supporto per utensili può impedire ad un'anima di mandrino di un utensile rotante di traslare da un'anima di mandrino di un mandrino di accoppiamento all'utensile di elevata precisione, ha un'elevata rigidezza nelle direzioni avanti e indietro in una torretta e può essere sottoposto ad una lavorazione di elevata precisione. Inoltre, il supporto per utensili ha un meccanismo semplice per impegnare un perno di determinazione di fase della torretta con un alloggiamento non orientabile, è difficilmente soggetto a guasti ed è di facile manutenzione.

Nella presente invenzione un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti del tipo a torretta descritto nella rivendicazione 1 ha un seguente aspetto. Vale a dire, una torretta avente un utensile rotante è prevista girevole in un corpo principale di supporto per utensili, un alloggiamento non orientabile è previsto all'interno della torretta, e l'utensile rotante è mosso da un mandrino di accoppiamento all'utensile previsto nell'alloggiamento non orientabile. Il supporto per utensili include un elemento mobile per scorrimento in avanti e all' indietro nel corpo principale di supporto per utensili, un primo elemento di accoppiamento fissato ad un'estremità di sommità dell'elemento mobile, un secondo elemento di accoppiamento previsto nella torretta, e un terzo elemento di accoppiamento previsto nell'alloggiamento non orientabile. La torretta è bloccata rispetto all'alloggiamento non orientabile mediante uno scorrimento in avanti dell'elemento mobile e l'accoppiamento del primo elemento di accoppiamento con il secondo elemento di accoppiamento e il terzo elemento di accoppiamento. La torretta è sbloccata rispetto all'alloggiamento non orientabile mediante scorrimento all'indietro dell'elemento mobile e rilascio dell'accoppiamento del primo elemento di accoppiamento con il secondo elemento di accoppiamento e il terzo elemento di accoppiamento. La torretta include un perno di determinazione di fase simile ad un'asta previsto in maniera da arretrare e sporgere all'interno di essa. Quando la torretta è bloccata da un operatore rispetto all'alloggiamento non orientabile dopo orientamento e messa in posizione angolare, un'anima di mandrino dell'utensile rotante orientato e messo in posizione angolare mediante la torretta e un'anima di mandrino del mandrino di accoppiamento all'utensile sono posizionati in fase così da non essere traslati facendo sì che il perno di determinazione di fase sporga e si impegni con l'alloggiamento non orientabile.

Il supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti descritto nella rivendicazione 2 ha il seguente aspetto nell'invenzione secondo la rivendicazione 1. Vale a dire, l'elemento mobile è fatto scorrere in avanti e all'indietro mediante un meccanismo idraulico, e il perno di determinazione di fase è collegato direttamente con l'estremità di sommità dell'elemento mobile.

Secondo un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti del tipo a torretta descritto nella rivendicazione 1, una torretta e un alloggiamento non orientabile sono accoppiati direttamente in un attacco cortissimo mediante il perno di determinazione di fase. Perciò, una traslazione dell'anima di mandrino dell'utensile rotante dall'anima di mandrino del mandrino di accoppiamento all'utensile può essere efficacemente impedita con una precisione notevolmente elevata. In aggiunta, quando la presente invenzione è applicata ad un supporto allungato per utensili attrezzato con utensili rotanti in cui un asse portante dell'alloggiamento non orientabile è bloccato così da non ruotare in una posizione distante dalla torretta, il supporto per utensili può ottenere lo stesso effetto senza influire sulla rigidezza o la precisione dell'asse portante dell'alloggiamento non orientabile. Inoltre, dal momento che un meccanismo di accoppiamento per bloccare la torretta rispetto all'alloggiamento non orientabile ha un cosiddetto accoppiamento in tre pezzi, la torretta non si sposta necessariamente in avanti e all'indietro al momento del rilascio dell'impegno. Perciò, dal momento che la rigidezza nelle direzioni in avanti e all'indietro della torretta è elevata, il supporto per utensili può essere sottoposto ad una lavorazione di elevata precisione. Conformemente ad un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti del tipo a torretta descritto nella rivendicazione 2, un meccanismo di azionamento del perno di determinazione di fase è semplice, e una forza motrice viene trasmessa da una presa di forza al perno di determinazione di fase senza perdita. Perciò, una risposta di azionamento del perno di determinazione di fase è pronta. Inoltre, il meccanismo di azionamento del perno di determinazione di fase è difficilmente soggetto a guasti, e la sua manutenzione è facile. Ulteriormente, dal momento che sono richieste poche parti per il meccanismo di azionamento del perno di determinazione di fase, il costo di produzione è basso.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

FIG. 1 è una vista esplicativa per illustrare una sezione trasversale verticale di un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti; e

FIG. 2 è una vista esplicativa per illustrare una sezione trasversale ricavata lungo la linea A-A della FIG. 1.

DESCRIZIONE DELLE FORME PREFERITE DI REALIZZAZIONE

Una forma di realizzazione di un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti della presente invenzione sarà descritta in dettaglio in seguito con riferimento ai disegni. La FIG. 1 illustra una sezione trasversale verticale di un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti, e la FIG. 2 illustra una sezione trasversale ricavata lungo la linea A-A della FIG. 1. Un supporto 21 per utensili attrezzato con utensili rotanti include una torretta 1 prevista girevole in una estremità anteriore di un corpo principale 22 di supporto per utensili, in cui utensili sono attaccati alla torretta 1. Un lungo albero 5 per l'azionamento di utensili è supportato girevolmente da un relativo motore, non illustrato, nel corpo principale 22 di supporto per utensili. Inoltre, un lungo asse cilindrico 7 porta alloggiamento è previsto nella periferia esterna dell'albero 5 per l'azionamento di utensili, e un'estremità di base dell'asse 7 porta alloggiamento è rigidamente fissata al corpo principale 22 di supporto per utensili mediante una chiavetta 11. In aggiunta, l'estremità di base dell'asse 7 porta alloggiamento include una molla 12 per spingere in avanti un alloggiamento non orientabile 2 descritto in seguito .

Inoltre, un lungo albero cilindrico 6 di orientamento di torretta è fornito girevole alla periferia esterna dell'asse 7 porta alloggiamento mediante un motore di azionamento dell'orientamento, non illustrato. Vale a dire, l'interno del corpo principale 22 di supporto per utensili ha una struttura a tre strati in cui l'albero 5 per l'azionamento di utensili è coperto con l'albero 6 di orientamento di torretta e con l'asse 7 porta alloggiamento. Inoltre, una torretta 1 a forma di disco è fissata in un'estremità di sommità dell'albero 6 di orientamento di torretta.

Dodici stazioni di utensile 30, 30, ... sono previste in una periferia esterna sul lato di estremità superiore della torretta 1 da un'anima di mandrino verso una direzione radiale ad un angolo costante, e mandrini 32 di rotazione degli utensili sono previsti in ciascuna stazione di utensile 30, 30, .... Inoltre, l'alloggiamento non orientabile 2 è previsto sul lato di estremità superiore della torretta 1, e una porzione di estremità superiore dell'albero 5 per l'azionamento di utensili è fatta penetrare nel centro dell'alloggiamento non orientabile 2. Un'estremità di base dell'alloggiamento non orientabile 2 ha una porzione di piccolo diametro, e la porzione di piccolo diametro è fatta penetrare nella porzione di anima di alberino della torretta 1 e collegata (fissata) all'asse 7 porta alloggiamento. Inoltre, dodici boccole 10, 10, ... sono forate in forma colonnare piatta in una posizione adiacente ad una faccia di estremità superiore della torretta 1 nell'alloggiamento non orientabile 2. Queste boccole sono fatte allo scopo di inserire un'estremità di sommità del perno 8 di determinazione di fase che penetra nella torretta 1. Ulteriormente, l'alloggiamento non orientabile 2 include un mandrino 3 di accoppiamento con utensile previsto verticalmente rispetto all'albero 5 per l'azionamento di utensili, e la direzione di rotazione del albero 5 per l'azionamento di utensili è variata di 90° mediante un ingranaggio conico 4 previsto in un'estremità di sommità dell'albero 5 per l'azionamento di utensili.

Inoltre, la torretta 1 include un secondo elemento di accoppiamento 28 colonnare piatto fissato nel suo lato posteriore. Il secondo elemento di accoppiamento 28 ha un lato anteriore formato a flangia in cui un ingranaggio è formato sulla faccia di estremità di base della flangia. Sul lato esterno di una porzione di piccolo diametro del secondo elemento di accoppiamento 28, un terzo elemento di accoppiamento 29 colonnare piatto è previsto e fissato nel corpo principale 22 di supporto per utensili. Il terzo elemento di accoppiamento 29 ha un ingranaggio formato sulla faccia di estremità sul lato di estremità di base che è formato in modo da avere un piccolo diametro.

D'altro canto, l'albero 6 di orientamento di torretta include un lungo elemento colonnare mobile 27 previsto sulla sua periferia esterna. Un pistone 9 blocca/sblocca torretta a forma di ciambella è fissato in un'estremità di base dell'elemento mobile 27. Il pistone 9 blocca/sblocca torretta è fatto scorrere avanti e indietro alimentando olio in pressione da un ingresso dell'olio per bloccare e un ingresso dell'olio per sbloccare, che non sono illustrati. Inoltre, un primo elemento di accoppiamento 26 colonnare piatto, avente un ingranaggio formato lungo una periferia esterna di una sua faccia terminale di sommità è fissato ad un'estremità di sommità dell'elemento mobile 27. Un elemento di impegno 25, avente una porzione a flangia, è fissato sul lato di anima di albero del primo elemento di accoppiamento 26. In aggiunta, il primo elemento di accoppiamento 26, il secondo elemento di accoppiamento 28 fissato alla torretta 1 e il terzo elemento di accoppiamento 29 fissato al corpo principale 22 di supporto per utensili sono fatti per avere una struttura dì accoppiamento di impegno in tre pezzi .

Inoltre, un foro 23 per inserimento di perno è praticato in una posizione superiore verticale di un'anima di alberino di rotazione della torretta 1 e parallelamente al mandrino di rotazione della torretta. Un perno 8 di determinazione di fase è previsto scorrevole all'interno del foro 23 per inserimento di perno. Il perno 8 di determinazione di fase è a forma di colonna e include una parte sfinestrata 24 in una sua estremità di base. La porzione a flangia dell'elemento di impegno 25 fissata nell'estremità di sommità del elemento mobile 27 è impegnata con la parte sfinestrata 24.

Nel supporto 21 per utensili attrezzato con utensili rotanti, strutturato come sopra descritto, quando la torretta 1 è sbloccata così da essere orientata e messa in posizione angolare (indexata), olio in pressione è alimentato ad un ingresso dell'olio per lo sbloccaggio (non illustrato) così da far scorrere all'indietro il pistone 9 blocca/sblocca torretta. Quando l'elemento mobile 27 è fatto scorrere all'indietro conformemente allo scorrimento all' indietro del pistone 9 blocca/sblocca torretta, è liberato lo stato di accoppiamento del primo elemento di accoppiamento 26 con il secondo elemento di accoppiamento 28 e con il terzo elemento di accoppiamento 29.

Simultaneamente al rilascio dello stato di accoppiamento degli elementi di accoppiamento, il perno 8 di determinazione di fase collegato con il pistone 9 blocca/sblocca torretta, attraverso l'elemento di impegno 25, è fatto scorrere all'indietro in un foro 23 per inserimento di perno nella torretta 1, e liberato dalla boccola 10 forata nell'alloggiamento non orientabile 2. Come risultato di ciò, la torretta 1 può essere orientata rispetto all'alloggiamento non orientabile 2.

Quindi, una stazione di utensile 30 da usare successivamente è posizionata o indexata in una predeterminata posizione facendo funzionare un motore di azionamento di orientamento (non illustrato) collegato con l'albero 6 di orientamento della torretta così da orientare la torretta 1. Dopo che la stazione di utensile 30 è messa nella predeterminata posizione, la torretta 1 è arrestata e viene alimentato olio in pressione all'ingresso dell'olio per il bloccaggio (non illustrato) . Quindi, il pistone 9 blocca/sblocca torretta è fatto scorrere in avanti. Quando l'elemento mobile 27 è fatto scorrere in avanti conformemente allo scorrimento in avanti del pistone 9 blocca/sblocca torretta, il primo elemento di accoppiamento 26 è impegnato con il secondo elemento di accoppiamento 28 e con il terzo elemento di accoppiamento 29 così da afferrare la torretta 1 rispetto all'alloggiamento non orientabile 2.

Simultaneamente all'impegno degli elementi di accoppiamento, il perno 8 di determinazione di fase collegato con il pistone 9 blocca/sblocca torretta scorre in avanti nel foro 23 per inserimento di perno della torretta 1, ed un'estremità di sommità del perno 8 di determinazione di fase si inserisce nella boccola 10 dell'alloggiamento non orientabile 2. Quindi, una desiderata stazione 30 di utensile è posizionata in fase così da avere una fase corretta rispetto al mandrino 3 di accoppiamento all'utensile rotante. Inoltre, quando un motore di azionamento di utensile (non illustrato) è fatto funzionare in questo stato, l'albero 5 di azionamento di utensili è fatto ruotare, e la forza di rotazione è trasmessa al mandrino 3 di accoppiamento all'utensile attraverso l'ingranaggio conico 4. Quindi, la forza di rotazione del mandrino 3 di accoppiamento all'utensile è trasmessa al mandrino 32 di rotazione dell'utensile, e perciò è fatto ruotare un utensile rotante (utensile rotante per macchina rotativa a controllo numerico) montato sulla stazione 30 di utensile.

Il supporto 21 per utensili attrezzato con utensili rotanti serve a far sì che il perno 8 di determinazione di fase previsto nella torretta 1 sporga e si impegni con l'alloggiamento non orientabile 2 quando la torretta 1 è bloccata rispetto all'alloggiamento non orientabile 2 dopo orientamento e posizionamento nella desiderata disposizione angolare. La torretta 1 e l'alloggiamento non orientabile 2 sono direttamente collegati nell'attacco più corto mediante il perno 8 di determinazione di fase. Perciò, quantunque il supporto per utensili 21 sia un supporto allungato per utensili attrezzato con utensili rotanti, esso può efficacemente impedire che un'anima di mandrino dell'utensile rotante trasli da un'anima di mandrino del mandrino 3 di accoppiamento con utensile con una precisione notevolmente alta. Inoltre, dal momento che un meccanismo di accoppiamento per afferrare la torretta 1 rispetto all'alloggiamento non orientabile 2 ha un accoppiamento in tre pezzi includente il primo elemento di accoppiamento 26, il secondo elemento di accoppiamento 28 e il terzo elemento di accoppiamento 29, la torretta 1 non deve necessariamente spostarsi in avanti e all'indietro al momento dell'impegno e rilascio dell'accoppiamento. Perciò, dal momento che la rigidità nelle direzioni in avanti e all'indietro della torretta 1 è elevata, il supporto per utensili può essere sottoposto ad una lavorazione di elevata precisione .

Per quanto riguarda il supporto 21 per utensili attrezzato con utensili rotanti, il meccanismo di azionamento del perno 8 di determinazione di fase è semplice, e una forza motrice è trasmessa senza perdita da una presa di forza al perno 8 di determinazione di fase. Perciò, la risposta di azionamento del perno 8 di determinazione di fase è pronta. Inoltre, il meccanismo di azionamento del perno 8 di determinazione di fase è difficilmente soggetto a guasti e la sua manutenzione è facile. Ulteriormente, dal momento che sono richieste poche parti per il meccanismo di azionamento del perno 8 di determinazione di fase, il costo di fabbricazione è basso.

In aggiunta, la struttura di un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti della presente invenzione non si limita in particolare alla forma di realizzazione sopra descritta. L'essenza delle forme e delle strutture di un corpo principale di supporto per utensili, di una torretta, di un alloggiamento non orientabile, di un perno di determinazione di fase, un pistone blocca/sblocca torretta e di un elemento mobile possono essere cambiate in modo appropriato nell'ambito che non comporti un allontanamento dallo scopo della presente invenzione.

Per esempio, la torretta non si limita ad una torretta avente dodici stazioni di utensili, ed il numero di stazioni di utensili previsto nella torretta può essere cambiato in modo appropriato secondo le necessità. Inoltre, un pistone blocco/sblocco torretta non si limita ad un pistone fatto funzionare da una pressione d'olio, e può essere modificato in un pistone fatto funzionare da un'altra forza motrice quale un motore. Un supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti della presente invenzione ha effetti eccellenti come sopra descritto, e può essere ampiamente applicato a vari tipi di supporto per utensili in cui è supportata girevolmente una torretta capace di sostenere utensili.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti del tipo a torretta, in cui una torretta avente un utensile rotante è prevista girevole in un corpo principale di supporto per utensili, un alloggiamento non orientabile è previsto all'interno della torretta, e l'utensile rotante è mosso da un mandrino di accoppiamento all'utensile previsto nell'alloggiamento non orientabile, caratterizzato dal fatto che il supporto per utensili comprende un elemento mobile per scorrimento in avanti e all'indietro nel corpo principale di supporto per utensili, un primo elemento di accoppiamento fissato ad un'estremità di sommità dell'elemento mobile, un secondo elemento di accoppiamento previsto nella torretta, e un terzo elemento di accoppiamento previsto nell'alloggiamento non orientabile, in cui la torretta è bloccata rispetto all'alloggiamento non orientabile mediante uno scorrimento in avanti dell'elemento mobile e l'accoppiamento del primo elemento di accoppiamento con il secondo elemento di accoppiamento e il terzo elemento di accoppiamento, in cui la torretta è sbloccata rispetto all'alloggiamento non orientabile mediante scorrimento all'indietro dell'elemento mobile e rilascio dell'accoppiamento del primo elemento di accoppiamento con il secondo elemento di accoppiamento e il terzo elemento di accoppiamento, in cui la torretta comprende un perno di determinazione di fase simile ad un'asta previsto in maniera da arretrare e sporgere all'interno di essa, e in cui quando la torretta è bloccata rispetto all'alloggiamento non orientabile dopo orientamento e messa in posizione angolare, un'anima di mandrino dell'utensile rotante che è orientato e messo in posizione angolare con la torretta e un'anima di mandrino del mandrino di accoppiamento all'utensile sono posizionati in fase così da non essere traslati facendo sì che il perno di determinazione di fase sporga e si impegni con l'alloggiamento non orientabile.
2. Supporto per utensili attrezzato con utensili rotanti secondo la rivendicazione 1, in cui l'elemento mobile è fatto scorrere in avanti e all'indietro mediante un meccanismo idraulico, e in cui il perno di determinazione di fase è collegato direttamente con l'estremità di sommità dell'elemento mobile.