ITMI20110851A1 - "macchina per finitura per trascinamento e metodo relativo" - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“MACCHINA PER FINITURA PER TRASCINAMENTO E METODO RELATIVOâ€

La presente invenzione si riferisce ad una macchina per finitura per trascinamento e ad un metodo relativo.

Sono note macchine per finitura per trascinamento che presentano un gruppo di elementi planetari comprendente una testa rotante principale che porta una pluralità di teste portamandrino rotanti nella direzione opposta a quella di rotazione della testa rotante principale. Inoltre ogni testa portamandrino porta una pluralità di mandrini, a cui sono applicati i pezzi metallici da lavorare, ove ognuno dei mandrini ruota in senso contrario alla rotazione della rispettiva testa portamandrino sui cui à ̈ montato.

Queste rotazioni possono essere ottenute in modo noto, ad esempio con ingranaggi planetari.

Le macchine note possono anche essere programmate per invertire i versi di rotazione descritti sopra dopo un intervallo di tempo prefissato e dipendente dalla tipologia di lavorazione e di pezzo lavorato.

Durante il funzionamento della macchina nota sopradescritta la testa rotante principale che porta le teste portamandrini ed i mandrini, a cui sono applicati i pezzi metallici da lavorare, viene abbassata in modo che i pezzi e parte dei mandrini siano immersi all’interno di una vasca che contiene un media di finitura quale una sostanza abrasiva in granuli od altro adatto media abrasivo.

Media comunemente impiegati per queste lavorazioni possono essere o un granulato fine di origine naturale ottenuto da gusci di noce o un granulato in polietilene o altra plastica per media di finitura, con o senza particelle abrasive al suo interno.

Una volta immersi nella sostanza abrasiva, i pezzi da lavorare sono soggetti alla combinazione dei tre movimenti di rotazione sopradescritti per un periodo di tempo prefissato, in modo tale che il contatto dei pezzi metallici con la sostanza abrasiva produca l’effetto di finitura ricercato.

Immaginando di scomporre il pezzo in lavorazione in più celle, si può osservare che l’effetto del movimento del pezzo nel media di lavorazione da luogo ad una prima forza che produce un lavoro di finitura sostanzialmente costante su ogni cella ed una seconda forza dovuta ai vortici che si creano nel media causati dal movimento planetario dei pezzi, forza che crea un lavoro di finitura di intensità minore al primo.

Tuttavia vi sono molte applicazioni in cui i risultati ottenuti con le macchine tradizionali e con la combinazione di lavori di finitura sopraccitata possono non essere considerati ottimali.

Ad esempio, per pezzi aventi impieghi medicali, quali teste femorali che devono avere caratteristiche di sfericità molto elevate, o pezzi che devono avere caratteristiche di tolleranza estremamente rigorose si osserva che il trattamento sopra descritto, pur procedendo a realizzare una qualità superficiale assai elevata, può lasciare aperti alcuni problemi.

In particolare, se su pezzi destinati ad apparati di alta precisione o che necessitano requisiti elevati di tolleranza superficiale, sono presenti prima della lavorazione di finitura, difetti geometrici, quali ad esempio linee profonde, indentature o significative imperfezioni superficiali, la lavorazione di finitura , a differenza di altre tipologie di lavorazione, segue le imperfezioni presenti riducendo la rugosità superficiale, ma non eliminando completamente i difetti presenti.

Problemi di questo genere sono particolarmente sentiti nel caso di pezzi sferici in cui le tolleranze devono essere mantenute all’interno di limiti molto stringenti.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare i succitati inconvenienti, mediante una macchina per finitura per trascinamento che effettui una lavorazione di qualità ottimale su tutta la superficie del pezzo.

Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di ottenere una migliorata qualità di finiture del pezzo, in particolare per pezzi sferici o presentanti superfici sferiche od ovali.

Altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di conseguire i suddetti risultati in modo pratico ed economico.

Detti scopi vengono raggiunti grazie ad una macchina per finitura trascinamento di pezzi metallici comprendente un gruppo di elementi atto ad inserire i pezzi metallici all’interno di una vasca per il contenimento di un media di finitura ed a sottoporre i pezzi metallici a movimenti combinati di rotazione nel media di finitura mediante una testa rotante principale che porta almeno un elemento rotante in una direzione opposta a quella di rotazione della testa rotante principale, detto elemento essendo atto a supportare i pezzi in lavorazione, caratterizzata dal fatto che la suddetta vasca presenta un fondo dotato di rilievi che creano zone di differente pressione del media sui pezzi in lavorazione.

Vantaggiosamente, questa realizzazione dell’invenzione consente di lavorare efficacemente il pezzo anche in corrispondenza del suo polo inferiore, poiché le forze di maggiore o minore compressione sul polo inferiore del pezzo danno luogo ad un ulteriore lavoro di finitura che à ̈ direttamente proporzionale alla combinazione delle due velocità di rotazione del pezzo nel media di finitura ed alla distanza tra il pezzo ed il rilievo sul fondo della vasca che genera una variazione di pressione del media sul pezzo.

Secondo una realizzazione ulteriore della presente invenzione, in cui gli elementi rotanti nella direzione opposta a quella di rotazione della testa rotante principale sono costituiti da teste portamandrino, ognuna di dette teste portamandrino essendo dotata di una pluralità di mandrini, a cui sono applicati i pezzi metallici da lavorare ed ove ognuno dei mandrini ruota in senso contrario rispetto al verso di rotazione della rispettiva testa portamandrino sui cui à ̈ montato.

Anche in questo caso si ha il vantaggio di lavorare efficacemente il pezzo anche in corrispondenza del suo polo inferiore, poiché le forze di maggiore o minore compressione sul polo inferiore del pezzo danno luogo ad un ulteriore lavoro di finitura che à ̈ direttamente proporzionale alla combinazione delle tre velocità di rotazione del pezzo nel media di finitura ed alla distanza tra il pezzo ed il rilievo sul fondo della vasca che genera una variazione di pressione del media sul pezzo.

Secondo una realizzazione ulteriore della presente invenzione, il fondo della vasca presenta una prima superficie troncoconica esterna ed una seconda superficie troncoconica interna che si intersecano formando una cresta avente percorso circolare nel volume della vasca.

Un vantaggio di questa realizzazione à ̈ dato dal fatto che a causa del movimento delle tre rotazioni combinate del pezzo in lavorazione esso viene obbligata a passare alternativamente per molte volte da un lato all’altro della cresta e viceversa ricevendo da questi passaggi un lavoro di finitura ulteriore anche sul proprio polo inferiore.

Secondo un’altra realizzazione della presente invenzione, il fondo della vasca presenta una pluralità di rilevi orientati trasversalmente rispetto al senso di rotazione della testa rotante principale della macchina.

Questa realizzazione ha il vantaggio di consentire una realizzazione alternativa del fondo della vasca per generare zone di differente pressione sul pezzo in lavorazione sia che il pezzo sia soggetto a due o a tre movimenti di rotazione.

Secondo un’altra realizzazione della presente invenzione, i rilievi sono costituti da corpi a sezione triangolare aventi una prima superficie rivolta ad intercettare il verso di rotazione della testa principale della macchina ed una seconda superficie rivolta in direzione opposta, le due superfici definendo una cresta del corpo a sezione triangolare.

L’invenzione comprende anche una vasca di contenimento di media di finitura per uso con una macchina per finitura per trascinamento di pezzi metallici, ove detta vasca presenta un fondo) dotato di rilievi per creare zone di differente pressione del media sui pezzi in lavorazione.

L’invenzione ha come oggetto anche un metodo per la finitura per trascinamento di pezzi metallici comprendente:

- una fase di inserimento di un pezzo da lavorare in una vasca contenente un media di finitura;

- una fase in cui il pezzo in lavorazione à ̈ sottoposto a movimenti combinati di rotazione, ove detta fase di movimento obbliga il pezzo a passare alternativamente in zone del media che generano differenti valori di pressione sul pezzo, dette zone di differente pressione essendo generate dalla presenza di rilievi sul fondo della vasca.

Vantaggiosamente, questa realizzazione dell’invenzione consente di migliorare la qualità finale del lavoro di finitura.

Una realizzazione dell’invenzione prevede anche una fase in cui i movimenti combinati di rotazione sono invertiti.

Vantaggiosamente questa realizzazione uniforma il lavoro di finitura sul pezzo.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo, e non limitativo, con l’ausilio delle figure illustrate nelle tavole allegate, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista assonometrica dei componenti principali della macchina, secondo una prima realizzazione della presente invenzione;

- la figura 2 à ̈ una vista laterale della macchina di figura 1; - la figura 3 à ̈ una vista dall’alto della macchina di figura 1; - la figura 4 rappresenta schematicamente, in vista dall’alto, il movimento di un pezzo in lavorazione nella macchina di figura 1;

- la figura 5 rappresenta schematicamente, in vista laterale, le forze agenti su un pezzo in lavorazione nella macchina di figura 1;

- la figura 6 à ̈ una vista assonometrica dei componenti principali della macchina secondo un’ulteriore realizzazione della presente invenzione;

- la figura 7 à ̈ una vista laterale della macchina di figura 6; - la figura 8 à ̈ una vista dall’alto della macchina di figura 6; - la figura 9 à ̈ una vista assonometrica dei componenti principali della macchina secondo un’altra realizzazione della presente invenzione;

- la figura 10 à ̈ una vista laterale della macchina di figura 9; e - la figura 11 à ̈ una vista dall’alto della macchina di figura 9. In figura 1 sono visibili, in assonometria, i componenti principali della macchina 10, secondo una prima realizzazione della presente invenzione.

La macchina 10 per finitura per trascinamento presenta una testa rotante principale (non rappresentata per semplicità e rotante nella direzione indicata dalla freccia R1), la quale porta una pluralità di teste portamandrino 12 rotanti nella direzione opposta (freccia R2) rispetto a quella di rotazione della testa rotante principale. In figura 1 à ̈ rappresentata, per semplicità, una sola testa portamandrino 12, ma la macchina 10 può essere dotata di più teste portamandrino 12 tutte montate sulla testa rotante principale.

Ogni testa portamandrino 12 porta una pluralità di mandrini 14, ognuno dei quali ruota in senso contrario (freccia R3) alla rotazione della rispettiva testa portamandrino 12 sui cui à ̈ montato. Le rotazioni dei vari componenti della macchina 10 possono essere ottenute in modo noto, ad esempio con ingranaggi planetari.

Sui mandrini 14 sono collocati pezzi in lavorazione 16 che, nel caso esemplificato, presentano una superficie sferica.

Durante il funzionamento della macchina 10, la testa rotante principale che porta le teste portamandrini 12 ed i mandrini 14, a cui sono applicati i pezzi 16 da lavorare, viene abbassata in modo che i pezzi e parte dei mandrini vengano immersi all’interno di una vasca (di cui in figura 1 à ̈ rappresentato solo il fondo 18) e che contiene una sostanza abrasiva in granuli od altro adatto media abrasivo.

Il fondo 18 della vasca della macchina 10 à ̈ costituito da due superfici troncoconiche che si intersecano, ovvero una prima superficie troncoconica esterna 20 ed una seconda superficie troncoconica interna 22. L’intersezione delle due superfici troncoconiche 20,22 forma una cresta 24 avente percorso circolare nel volume della vasca.

Nel funzionamento della macchina 10, per effetto del movimento combinato dei vari elementi componenti la macchina 10, ogni pezzo 16 à ̈ soggetto ad una rotazione attorno all’asse principale 11 della macchina 10, ad una rotazione opposta intorno all’asse della testa portamandrini 12 ed ad una rotazione opposta a quella rispetto alla testa portamandrini 12 intorno all’asse del mandrino 14 a cui à ̈ applicato.

Con riferimento alla figura 5, si nota che immaginando di scomporre il pezzo in lavorazione 16 in più celle, si può osservare che l’effetto del movimento del pezzo nel media di lavorazione dà luogo ad una prima forza F1 che produce un lavoro di finitura sostanzialmente costante su ogni cella ed una seconda forza F2, dovuta ai vortici che si creano nel media causati dal movimento planetario dei pezzi, forza F2 che crea un lavoro di finitura di intensità minore al primo.

Uno degli aspetti dell’invenzione à ̈ rappresentato dal fatto che la combinazione dei movimenti sopradescritti porta ogni pezzo 16 a passare alternativamente da un lato all’altro della cresta 24 del fondo vasca, portandosi di volta in volta prima sulla verticale della superficie troncoconica interna 20 e poi sulla verticale della superficie troncoconica esterna 22 e così via per un numero elevato di volte durante la lavorazione.

Questa sequenza di movimenti à ̈ schematizzata in figura 4 ove à ̈ rappresentato il movimento di un pezzo 16 in lavorazione in vista dall’alto, il quale segue il percorso indicato con 40 e 42, attraversando quindi numerose volte la zona ove à ̈ presente la cresta 24.

Si nota quindi che la presenza della cresta 24 sul fondo vasca provoca una forza di compressione sul fondo del pezzo in lavorazione, in particolare in corrispondenza del polo inferiore del pezzo in lavorazione.

I continui e ripetuti passaggi di ogni pezzo 16 da una parte e dall’altra della cresta 24 provocano quindi un’alternanza di forze di maggiore e minore compressione sul polo inferiore del pezzo 16, che contribuiscono a ridurre la rugosità del pezzo. Quest’azione sul pezzo à ̈ anche rappresentata nelle figura 1-3 dalla freccia R4.

In figura 5 le forze di maggiore o minore compressione sul polo inferiore del pezzo 16, sono indicate con F3 e danno luogo ad un terzo lavoro di finitura che à ̈ direttamente proporzionale alla combinazione delle tre velocità di rotazione del pezzo 16 nel media di finitura ed alla distanza tra il pezzo e la cresta 24.

In figura 6 sono visibili, in assonometria, i componenti principali di una macchina 50, avente un asse principale di rotazione 51, secondo una realizzazione alternativa della presente invenzione. I componenti del gruppo di elementi planetari sono gli stessi della macchina 10 e per la loro descrizione e per la descrizione dei loro movimenti si fa riferimento a quanto detto nella precedente descrizione.

La macchina 50 differisce dal caso precedente per la predisposizione, all’interno del corpo vasca, di un fondo 28 modificato, provvisto di una pluralità di rilevi 52 orientati trasversalmente rispetto al senso di rotazione R1 della testa rotante principale della macchina 50.

I rilievi 52 possono essere costituti da corpi a sezione triangolare più o meno raggiati nell’apice aventi una prima superficie 54 rivolta ad intercettare il verso di rotazione R1 della testa principale della macchina 50 ed una aventi una seconda superficie 56 rivolta in direzione opposta, le due superfici 54,56 definendo una cresta 58.

Anche i questo caso, durante il funzionamento della macchina 50, il movimento combinato dei vari elementi componenti la macchina 50, porta ogni pezzo 16 a passare sopra ognuno dei rilievi 52 ricevendo ogni volta una forza di compressione agente sul proprio fondo.

I continui e ripetuti passaggi di ogni pezzo 16 sopra ogni rilievo 52 provocano quindi un’alternanza di forze di maggiore e minore compressione sul pezzo 16, che contribuiscono a ridurre la rugosità del pezzo. Quest’azione sul pezzo à ̈ anche rappresentata nelle figure 4-6 dalla freccia R4.

Anche in questo caso le forze di maggiore o minore compressione sul polo inferiore del pezzo 16 danno luogo ad un terzo lavoro di finitura che à ̈ direttamente proporzionale alla combinazione delle tre velocità di rotazione del pezzo 16 nel media di finitura ed alla distanza tra il pezzo e le creste 58.

Un’ulteriore variante dell’invenzione à ̈ descritta ora con riferimento alle figure 9-11, detta macchina 60 presenta una testa rotante principale (non rappresentata per semplicità e rotante nella direzione indicata dalla freccia R1 attorno all’asse principale della macchina 61, la quale porta almeno un elemento 65 rotante in una verso R2 opposto a quello R1 di rotazione della testa rotante principale.

L’elemento 65 à ̈ un albero singolo che non presenta altri movimenti rotatori oltre alla suddetta rotazione nel verso R2 ed à ̈ atto a supportare una pluralità di pezzi in lavorazione (non rappresentati per semplicità).

Anche il fondo 28 della macchina presenta rilievi 52 della stessa tipologia di quelli descritti con riferimento alla macchina 50 delle figure 6-8.

Anche in questo caso quindi la combinazione di movimenti che la macchina 60 impone ai pezzi in lavorazione 16 posti sull’albero 65 li obbliga a passare alternativamente in zone del media che generano differenti valori di pressione su ogni pezzo 16, perché ogni pezzo à ̈ obbligato a passare sopra i rilievi 52 sul fondo della vasca 68 e quindi ad essere soggetto a differenti valori di pressione in aumento ed in diminuzione per tutto il ciclo di lavoro della macchina 60.

Tutte le macchine descritte possono anche essere programmate per invertire i versi di rotazione descritti sopra dopo un intervallo di tempo prefissato e dipendente dalla tipologia di lavorazione e di pezzo lavorato.

Ovviamente all’invenzione così come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come sotto rivendicata.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina (10,50) per finitura per trascinamento di pezzi metallici (16) comprendente un gruppo di elementi atto ad inserire i pezzi metallici (16) all’interno di una vasca per il contenimento di un media di finitura ed a sottoporre i pezzi metallici (16) a movimenti combinati di rotazione nel media di finitura mediante una testa rotante principale che porta almeno un elemento (12,65) rotante in una direzione (R2) opposta a quella (R1) di rotazione della testa rotante principale, detto elemento (12,65) essendo atto a supportare i pezzi in lavorazione (16), caratterizzata dal fatto che la suddetta vasca presenta un fondo (18, 28) dotato di rilievi (20,22,52) che creano zone di differente pressione del media sui pezzi in lavorazione (16).
2. 2. Macchina (10) come alla rivendicazione 1, in cui gli elementi (12) rotanti nella direzione (R2) opposta a quella (R1) di rotazione della testa rotante principale sono costituiti da teste portamandrino (12), ognuna di dette teste portamandrino (12) essendo dotata di una pluralità di mandrini (14), a cui sono applicati i pezzi metallici (16) da lavorare ed ove ognuno dei mandrini (14) ruota in senso contrario (R3) rispetto al verso di rotazione (R2) della rispettiva testa portamandrino (12) sui cui à ̈ montato.
3. 3. Macchina (10) come alla rivendicazione 2, in cui il fondo (18) della vasca presenta una prima superficie troncoconica esterna (20) ed una seconda superficie troncoconica interna (22) che si intersecano formando una cresta (24) avente percorso circolare nel volume della vasca.
4. 4. Macchina (50) come alla rivendicazione 1 o 2, in cui il fondo (18) della vasca presenta una pluralità di rilevi (52) orientati trasversalmente rispetto al senso di rotazione (R1) della testa rotante principale della macchina (50).
5. 5. Macchina (50) come alla rivendicazione 4, in cui i rilievi (52) sono costituti da corpi a sezione triangolare aventi una prima superficie (54) rivolta ad intercettare il verso di rotazione (R1) della testa principale della macchina (50) ed una seconda superficie (56) rivolta in direzione opposta, le due superfici (54,56) definendo una cresta (58) del corpo a sezione triangolare.
6. 6. Vasca di contenimento di media di finitura per uso con una macchina (10,50) per finitura per trascinamento di pezzi metallici (16) come alle rivendicazione precedenti, ove detta vasca presenta un fondo (18, 28) dotato di rilievi (20,22,52) per creare zone di differente pressione del media sui pezzi in lavorazione.
7. 7. Metodo di finitura per trascinamento di pezzi metallici (16) comprendente: - una fase di inserimento di un pezzo (16) da lavorare in una vasca contenente un media di finitura; - una fase in cui il pezzo (16) in lavorazione à ̈ sottoposto a movimenti combinati di rotazione, ove detta fase di movimento obbliga il pezzo (16) a passare alternativamente in zone del media che generano differenti valori di pressione sul pezzo (16), dette zone di differente pressione essendo generate dalla presenza di rilievi sul fondo della vasca.
8. 8. Metodo di finitura per trascinamento di pezzi metallici (16), come alla rivendicazione 7, in cui à ̈ prevista una fase in cui i movimenti combinati di rotazione sono invertiti.