ITUB20156914A1

ITUB20156914A1 - EXPANSION TOOL WITH A MANDREL COUPLING TOOL MACHINE AND TOOL MACHINE

Info

Publication number: ITUB20156914A1
Application number: ITUB2015A006914A
Authority: IT
Inventors: Antonio Catellani; Luca Menozzi
Original assignee: Walvoil Spa
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-11

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

TITOLO: UTENSILE AD ESPANSIONE CON SISTEMA DI ACCOPPIAMENTO A UN MANDRINO DI MACCHINA UTENSILE E MACCHINA UTENSILE TITLE: EXPANSION TOOL WITH SYSTEM FOR COUPLING TO A SPINDLE OF MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL

Il presente trovato riguarda un sistema atto a consentire l'accoppiamento standardizzato di utensili ad espansione, in particolare utensili ad espansione ad espansione, a mandrini di centro di lavoro. The present invention relates to a system suitable for allowing the standardized coupling of expansion tools, in particular expansion tools, to work center spindles.

Altresì l'invenzione si estende al centro di lavoro, configurato per ricevere l'utensile ad espansione avente detto sistema o elemento di attacco e comandare l'asta regolatrice. The invention also extends to the machining center, configured to receive the expanding tool having said attachment system or element and to control the regulating rod.

Attualmente gli utensili ad espansione, in particolar modo gli utensili levigatori, sono fissi ovvero non è possibile posizionarli su centri di lavoro con cambio utensile di tipo tradizionale. Currently, the expansion tools, in particular the honing tools, are fixed or it is not possible to position them on machining centers with traditional tool change.

Uno scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione della tecnica un sistema per l'attacco di un utensile ad espansione a un centro di lavoro, nell'ambito di una soluzione semplice razionale e dal costo piuttosto contenuto. An object of the present invention is to provide the art with a system for attaching an expanding tool to a machining center, within the scope of a simple, rational solution with a rather low cost.

Tali ed altri scopi sono raggiunti grazie alle caratteristiche dell'invenzione riportante nella rivendicazione indipendente 1. Le rivendicazioni dipendenti delineano aspetti preferiti e/o particolarmente vantaggiosi dell'invenzione. These and other objects are achieved thanks to the characteristics of the invention reported in independent claim 1. The dependent claims outline preferred and / or particularly advantageous aspects of the invention.

In particolare, una forma di attuazione della presente invenzione rende disponibile un dispositivo di attacco configurato per essere accoppiato e trattenere la porzione di estremità non lavorante di un utensile ad espansione, mentre dall'altra sua estremità detto dispositivo di attacco è conformato in modo da presentare un attacco a porzione conica, unificata. In particular, an embodiment of the present invention makes available an attachment device configured to be coupled to and retain the non-working end portion of an expanding tool, while at its other end said attachment device is shaped so as to present a cone-shaped, unified attachment.

Grazie a questa soluzione, è possibile allestire un centro di lavoro idoneo per operare sia con strumentazione di levigatura ad espansione che con utensili rodatori (ma anche altre lavorazioni) attraverso un cambio utensile automatico e con attacco ad elemento conico secondo le norme ISO standard. Thanks to this solution, it is possible to set up a work center suitable to operate both with expansion sanding tools and with nibbling tools (but also other processes) through an automatic tool change and with conical element attachment according to ISO standard standards.

Altro aspetto dell'invenzione è quello di rendere disponibile in detto dispositivo o elemento di attacco, un associato gruppo di comando dell'asta di regolazione degli elementi taglienti, attraverso un pistone e perni scorrevoli al suo interno. Another aspect of the invention is that of making available in said attachment device or element, an associated control unit for the rod for adjusting the cutting elements, through a piston and pins sliding inside it.

Grazie a questa soluzione, una volta montato sul centro di lavoro, l'utensile ad espansione può essere direttamente gestito dal centro di lavoro medesimo mediante asta che va a premere sul gruppo di comando incorporato. Thanks to this solution, once mounted on the machining center, the expansion tool can be directly managed by the machining center itself by means of a rod that presses on the built-in control unit.

Altro vantaggio è che la lavorazione può essere effettuata sia con mandrino in rotazione che con mandrino fermo, in quanto l'ulteriore azionamento assiale è svincolato dal gruppo rotante del mandrino. Another advantage is that the machining can be carried out both with the spindle in rotation and with the spindle stationary, since the further axial drive is released from the rotating group of the spindle.

In buona sostanza, mediante una linea mandrino ed elemento di attacco come quelli descritti e rivendicati e applicati ad un centro di lavoro, si permette un'ampia possibilità di soluzioni nel campo della super finitura di un foro, permettendo la sua applicabilità su un sistema di cambio utensile su centri di lavoro, assolutamente standard. Basically, by means of a spindle line and attachment element such as those described and claimed and applied to a machining center, a wide range of solutions is possible in the field of super finishing a hole, allowing its applicability on a system of tool change on machining centers, absolutely standard.

Altro aspetto della invenzione è quello di rendere disponibile una regolazione ad anello chiuso nella macchina utensile, vale a dire un sistema di misura pneumatico configurato per raccogliere le misurazioni della lavorazione effettuata in modo che quest'ultimo invii in feedback detti dati raccolti a una unità di elaborazione del centro di lavoro controllo numerico. Another aspect of the invention is to make available a closed-loop regulation in the machine tool, that is to say a pneumatic measuring system configured to collect the measurements of the machining performed so that the latter sends in feedback said data collected to a unit of elaboration of the numerical control work center.

Grazie a questa soluzione è possibile correggere automaticamente la corsa secondo l'asse Z della macchina, e dell'espansione dell'utensile. Thanks to this solution it is possible to automatically correct the stroke according to the Z axis of the machine, and of the tool expansion.

Detti scopi e vantaggi sono tutti raggiunti dal sistema di attacco di utensile ad espansione, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle sotto riportate rivendicazioni. Said objects and advantages are all achieved by the expanding tool attachment system, object of the present invention, which is characterized by the provisions of the claims set forth below.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di alcune forme di realizzazione illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno. This and other characteristics will become more evident from the following description of some embodiments illustrated, purely by way of non-limiting example in the accompanying drawing tables.

Figura 1: illustra una sezione di una porzione di un mandrino macchina utensile solidalmente associato a un elemento di supporto di un utensile ad espansione, nello specifico un utensile levigatore Figure 1: illustrates a section of a portion of a machine tool spindle integrally associated with a support element of an expansion tool, specifically a honing tool

Figura 2: illustra il dettaglio del solo elemento porta utensile e sistema di aggancio e comando "a dito" degli elementi taglienti di detto utensile ad espansione. Figure 2: illustrates the detail of only the tool holder element and the "finger" hooking and control system of the cutting elements of said expanding tool.

DESCRIZIONE DEL TROVATO DESCRIPTION OF THE FOUND

Con particolare riferimento alla figura si illustra e indica con 1 una porzione di macchina utensile a utensile mobile, nota anche come centro di lavoro a controllo numerico, a più assi, dove un utensile ad espansione, nello specifico un utensile levigatore 2, è montato su di un mandrino 4 mediante un elemento 3. Con il termine mandrino si intende un albero della macchina utensile usato per afferrare e centrare l'utensile ad espansione. With particular reference to the figure, 1 illustrates and indicates a portion of a machine tool with a mobile tool, also known as a numerically controlled machining center, with multiple axes, where an expansion tool, specifically a honing tool 2, is mounted on of a spindle 4 by means of an element 3. The term spindle means a shaft of the machine tool used to grip and center the expanding tool.

Genericamente, un utensile levigatore è costituito da una pluralità di listelli abrasivi di espansione, inseriti in una corrispondente feritoia di un codolo cilindrico, cavo. I listelli di espansione sono regolabili in posizione radiale tramite aste 13 o spintori con porzione d'estremità conica. Il codolo è trattenuto da un corpo 9 cilindrico cavo al cui interno passa lo spintore 5 di comando assiale. Generally, a honing tool is constituted by a plurality of abrasive expansion strips, inserted in a corresponding slot of a cylindrical, hollow shank. The expansion strips are adjustable in radial position by means of rods 13 or pushers with conical end portion. The tang is held by a hollow cylindrical body 9 inside which the axial control pusher 5 passes.

La presente invenzione si riferisce per l'appunto all'elemento 3 di comando, che predispone l'aggancio a detto corpo cilindrico per la sua rotazione assiale. The present invention refers precisely to the control element 3, which arranges the coupling to said cylindrical body for its axial rotation.

Specificamente, detto elemento di comando, funge da elemento porta utensile ed è un corpo definente una prima porzione conica 6 che si protende da una seconda porzione cilindrica 7. Specifically, said control element acts as a tool holder element and is a body defining a first conical portion 6 which extends from a second cylindrical portion 7.

L'insieme delle due suddette porzioni costituisce un corpo che si sviluppa secondo la medesima direzione, vale a dire corrispondente a quella dell'asse AA di rotazione della macchina utensile, una volta accoppiato l'elemento e il relativo utensile ad espansione in configurazione operativa. The set of the two aforesaid portions constitutes a body which develops in the same direction, that is to say corresponding to that of the rotation axis AA of the machine tool, once the element and the relative expanding tool have been coupled in an operative configuration.

La porzione conica 6 reca misure unificate, ad esempio secondo la norma UNI ISO40 DIN69871; tale porzione conica essendo quindi preposta ad essere accoppiata con il corrispondente mandrino della macchina utensile. The conical portion 6 bears unified measurements, for example according to the UNI ISO40 DIN69871 standard; this conical portion therefore being designed to be coupled with the corresponding spindle of the machine tool.

La porzione cilindrica 7 reca una filettatura di estremità 8 con la quale è possibile avvitare un corpo cilindrico 9 dell'utensile ad espansione 2 e in tal modo comandarne la sua rotazione. The cylindrical portion 7 carries an end thread 8 with which it is possible to screw a cylindrical body 9 of the expansion tool 2 and thus to control its rotation.

In aggiunta, detta prima porzione cilindrica 7 comprende, assialmente disposto, un alloggiamento ospitante un pistone 10 scorrevole in relativa cavità interna; il pistone 10 porta solidalmente due perni assiali 11, 12, reciprocamente disposti sulle sue due facce 10a, 10b opposte. In addition, said first cylindrical portion 7 comprises, axially disposed, a housing hosting a piston 10 sliding in relative internal cavity; the piston 10 integrally carries two axial pins 11, 12, mutually disposed on its two opposite faces 10a, 10b.

Di detti due perni 11, 12 assiali: Of said two axial pins 11, 12:

- il perno 11 è rivolto verso la porzione conica e fuoriesce in un secondo alloggiamento ricavato in detta porzione conica, passando per un foro corrispondente praticato nella sezione di separazione di detti alloggiamenti; - il perno 12 è rivolto verso la porzione cilindrica all'asta 13 di comando dell'utensile ad espansione, asta che consente la regolazione radiale dei suoi elementi abrasivi. - the pin 11 faces the conical portion and protrudes into a second housing obtained in said conical portion, passing through a corresponding hole made in the separation section of said housings; - the pin 12 faces the cylindrical portion of the control rod 13 of the expanding tool, a rod which allows the radial adjustment of its abrasive elements.

Ancora, il perno 11 viene ad essere ospitato in una cavità corrispondente di un tirante 14 avvitato nell'alloggiamento stesso. Furthermore, the pin 11 is housed in a corresponding cavity of a tie rod 14 screwed into the housing itself.

Si precisa che, come indicano le figure, alloggiamenti, pistone e perni sono disposti lungo l'asse del mezzo di comando oggetto della invenzione. It should be noted that, as shown in the figures, housings, piston and pins are arranged along the axis of the control means object of the invention.

L'alloggiamento della porzione cilindrica 6 è chiudibile mediante filettatura alla quale si avvita un bicchierino 15 che funge anche da elemento di riscontro per una molla elastica 16 anch'essa disposta all'interno della cavità e agente sulla faccia 10b del pistone 10; grazie a tale molla 16 il pistone 10 viene mantenuto (in configurazione non operativa) contro la sezione 17 di separazione degli alloggiamenti. The housing of the cylindrical portion 6 can be closed by means of a thread to which a small cup 15 is screwed which also acts as a stop element for an elastic spring 16 also arranged inside the cavity and acting on the face 10b of the piston 10; thanks to this spring 16 the piston 10 is held (in non-operative configuration) against the section 17 separating the housings.

Da quanto finora esposto ne consegue che pistone 10 e relativa asta 13 di comando dell'utensile ad espansione 2 sono comandabili in spostamento assiale tramite il perno 11, a sua volta azionato da un sistema di comando del centro di lavoro. From what has been described so far, it follows that the piston 10 and relative control rod 13 of the expanding tool 2 can be controlled in axial displacement by means of the pin 11, in turn operated by a control system of the machining center.

Precisamente, in configurazione di lavoro, l'elemento porta utensile 3 resta solidale al mandrino 6 e viene posto in rotazione da quest'ultimo, mentre una morsa 20 provvede a trattenere il tirante 14 di supporto della porzione conica 6; una corrispondente porzione di un'asta 21 di comando è preposta a premere sul perno e spostare assialmente il gruppo indicato in precedenza, comandando la regolazione degli elementi taglienti. Precisely, in the working configuration, the tool holder element 3 remains integral with the spindle 6 and is rotated by the latter, while a vice 20 holds the tie rod 14 supporting the conical portion 6; a corresponding portion of a control rod 21 is designed to press on the pin and axially move the unit indicated above, controlling the adjustment of the cutting elements.

L'azione della molla contrasta il pistone e riporta il tutto in configurazione iniziale. The action of the spring contrasts the piston and brings everything back to its initial configuration.

Incorporato nella macchina utensile, un sistema di misura pneumatico, un misuratore a tampone, configurato per raccogliere le misurazioni della lavorazione effettuata; detto sistema di misura quest'ultimo invia in feedback detti dati a un elaboratore o unità di elaborazione dati del centro di lavoro controllo numerico, detta unità configurata per correggere automaticamente il campo di lavoro, vale a dire la corsa secondo l'asse Z della macchina, e dell'espansione dell'utensile. Incorporated in the machine tool, a pneumatic measuring system, a pad measuring device, configured to collect the measurements of the machining performed; said measuring system the latter sends in feedback said data to a computer or data processing unit of the numerical control work center, said unit configured to automatically correct the working field, i.e. the stroke according to the Z axis of the machine , and tool expansion.

Il misuratore a tampone configurato in modo da effettuare l'azzeramento iniziale su anello di riferimento e quindi effettuare analisi e quindi correzione sul diametro del foro lavorato e/o da lavorare. The plug gauge configured to perform the initial zeroing on the reference ring and then carry out analysis and then correction on the diameter of the hole machined and / or to be machined.

Claims

RIVE N DICATION 1. An expanding tool holder element (3) (2), consisting of a first conical portion (6) which extends from a second cylindrical portion (7) and in which the set of said two portions (6, 7) it constitutes a body that develops according to the same axial direction (AA); the element characterized by the fact that: to. Said conical portion (6) has unified measurements, so as to be prepared for coupling with a corresponding conical spindle of the machine tool, b. Said cylindrical portion (7) comprises, axially, a housing hosting a piston (10) sliding in the relative cavity and integrally carrying two axial pins (11, 12), mutually disposed on its two opposite faces; o A pin (11) faces the conical portion and protrudes into a second housing obtained in said conical portion, passing through a corresponding hole made in the separation section of said housings; the pin (11) is housed in a corresponding cavity of a tie rod screwed into the housing itself, o A pin (12) faces the outlet and comprises a threaded part for screwing with the rod (13) for controlling the expansion tool (2) and for radial adjustment of its abrasive elements; said pin (11) controllable by rod (21), where said rod (21) of a machining center, in an operative configuration.

2. Element (3) according to claim 1, characterized in that the housing of the cylindrical portion can be closed with a cup, the cup also acts as a stop element for an elastic spring arranged inside and acting on the lower face of the piston ; said spring holds the piston against the separation section of the housings, when in non-operative configuration; said cylindrical portion also comprising an end thread for screwing with the corresponding cylindrical body of the expanding tool.

3. Expanding tool comprising a fastening system according to claim 1, adapted to work on any numerically controlled machining center.

4. A numerically controlled work center characterized by the fact that it includes at least: to. a mandrel for coupling with element (3) with conical connection, b. a gripping system for said conical attachment, c. an axial control system (21) of the expanding tool associated with said element (3) with conical attachment.