ITVE20100043A1

ITVE20100043A1 - TURNING HEAD WITH MORE TOOLS.-

Info

Publication number: ITVE20100043A1
Application number: IT000043A
Authority: IT
Inventors: Guglielmo Menon
Original assignee: O M G Di Menon Guglielmo
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2012-01-20

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

dell'invenzione avente per titolo: of the invention entitled:

"Testa di tornitura con più utensili" "Multi-tool turning head"

La presente invenzione concerne una testa di tornitura con più utensili. The present invention relates to a turning head with several tools.

Sono note macchine operatrici provviste di teste di tornitura con più utensili per la lavorazione di tubi. Esse comprendono un basamento, al quale è applicata una morsa, che trattiene un tubo da sottoporre a lavorazioni meccaniche di tornitura, ed una testa di tornitura dotata di moto rotatorio attorno all'asse del tubo e di moto traslatorio parallelamente all'asse del tubo stesso. Sulla testa sono montate più unità portautensili, in genere tre, mobili radialmente a 120° in maniera indipendent e tra loro; su di esse sono montati utensili differenti, dei quali due destinati ad eseguire un lavoro di tornitura sulle due superfici interna ed esterna del tubo ed il terzo destinato ad una lavorazione differente, ad esempio una filettatura, sull'una o sull'altra delle due superfici tornite. Operating machines are known which are provided with turning heads with several tools for processing tubes. They include a base, to which a vice is applied, which holds a tube to be subjected to mechanical turning operations, and a turning head equipped with a rotary motion around the axis of the tube and a translational motion parallel to the axis of the tube itself. . On the head are mounted several tool holder units, generally three, radially movable at 120 ° independently from each other; on them are mounted different tools, two of which are intended to perform a turning work on the two internal and external surfaces of the tube and the third intended for a different machining, for example a thread, on one or the other of the two surfaces turned.

W02008/061474 illustra una di queste note teste di tornitura con tre differenti utensili operanti su un tubo. WO2008 / 061474 illustrates one of these known turning heads with three different tools operating on a tube.

Inconveniente di questa nota soluzione ed in genere delle soluzioni della tipologia ora descritta consiste nel fatto che la movimentazione radiale ed indipendente dei tre portautensili rispetto alla testa che li sostiene è piuttosto complessa e laboriosa. Inoltre essa avviene in maniera comandata solo in un senso, mentre nel senso opposto avviene per ritorno elastico di molle sollecitate nella precedente corsa comandata. Ciò comporta che in certe lavorazioni l'utensile viene spinto contro la superficie del tubo da lavorare non per sollecitazione diretta ma per ritorno elastico e ciò può non assicurare la necessaria precisione nella lavorazione. A drawback of this known solution and in general of the solutions of the type just described consists in the fact that the radial and independent movement of the three tool holders with respect to the head which supports them is rather complex and laborious. Furthermore, it occurs in a controlled manner only in one direction, while in the opposite direction it takes place due to the elastic return of springs stressed in the previous controlled stroke. This means that in certain machining operations the tool is pushed against the surface of the tube to be machined not by direct stress but by elastic return and this may not ensure the necessary precision in machining.

Scopo dell'invenzione è di eliminare questi inconvenienti e di realizzare una testa di tornitura con più utensili, in cui le movimentazioni di ciascuna unità portautensile rispetto alla testa rotante avvengano in entrambi i sensi in maniera controllata. The object of the invention is to eliminate these drawbacks and to provide a turning head with several tools, in which the movements of each tool holder unit with respect to the rotating head take place in both directions in a controlled manner.

Questo scopo ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti secondo l'invenzione con una testa di tornitura con più utensili, in particolare per la lavorazione di tubi, dotata di moto di rotazione attorno all'asse del tubo, che è mantenuto fisso, e di moto di traslazione assiale parallelamente a detto asse, e provvista di unità portautensili mobili radialmente su una superficie frontale di detta testa, caratterizzata dal fatto che: This object and others that will emerge from the following description are achieved according to the invention with a turning head with several tools, in particular for machining tubes, equipped with a rotational motion around the axis of the tube, which is kept fixed, and of axial translation motion parallel to said axis, and provided with radially movable tool holder units on a front surface of said head, characterized in that:

- le unità portautensili sono due e sono associate a mezzi di movimentazione radiale e simultanea nei due sensi, - the tool holder units are two and are associated with means for radial and simultaneous movement in both directions,

- la prima delle due unità portautensili è provvista di almeno un primo utensile destinato ad operare sulla superficie interna del tubo e di almeno un secondo utensile destinato ad operare sulla superficie esterna del tubo, - la distanza del primo utensile dall'asse del tubo è maggiore della distanza del secondo utensile da detto asse, - the first of the two tool holder units is equipped with at least a first tool intended to operate on the inner surface of the pipe and at least one second tool intended to operate on the outer surface of the pipe, - the distance of the first tool from the axis of the pipe is greater the distance of the second tool from said axis,

- l'ingombro radiale della porzione operativa di unità portautensili con detti primo e secondo utensile è tale da consentire la sua introduzione all'interno di detto tubo, - the radial overall dimensions of the operative portion of the tool holder unit with said first and second tools is such as to allow its introduction inside said tube,

- la seconda delle due unità portautensili è provvista di almeno un terzo utensile differente da detto secondo utensile e destinato ad operare sulla superficie esterna di detto tubo, - the second of the two tool holder units is provided with at least a third tool different from said second tool and intended to operate on the external surface of said tube,

- la distanza del terzo utensile dall'asse del tubo è sempre maggiore, per qualsiasi posizione delle due unità portautensili, della distanza da detto asse del primo utensile aumentata del massimo spessore di tubo lavorabile. - the distance of the third tool from the axis of the pipe is always greater, for any position of the two tool holder units, than the distance from said axis of the first tool increased by the maximum thickness of the pipe that can be machined.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una sua preferita forma di pratica realizzazione, riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui: The present invention is further clarified hereinafter in a preferred embodiment thereof, given purely by way of non-limiting example with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 mostra in sezione longitudinale una macchina tornitrice provvista di testa con più utensili, Figure 1 shows a longitudinal section of a turning machine equipped with a head with several tools,

la figura 2 mostra nella stessa vista la testa di tornitura predisposta per effettuare il lavoro di tornitura sulla superficie interna di un tubo, la figura 3 mostra nella stessa vista la testa predisposta ad effettuare il lavoro di tornitura sulla superficie esterna del tubo, Figure 2 shows in the same view the turning head designed to perform the turning work on the internal surface of a pipe, Figure 3 shows in the same view the head designed to perform the turning work on the external surface of the pipe,

la figura 4 mostra nella stessa vista la testa predisposta ad effettuare la filettatura della superficie esterna del tubo in precedenza tornito, e la figura 5 mostra nella stessa vista la testa predisposta ad effettuare la filettatura della superficie interna del tubo in precedenza tornito. Come si vede dalle figure la testa di tornitura secondo l'invenzione, indicata globalmente con 2, è montata su un basamento 4, unitamente ad un motore elettrico 6 e ad un sistema di trasmissione a cinghia 8, che trascina in rotazione la testa 2 attorno al suo asse. Figure 4 shows in the same view the head designed to thread the external surface of the previously turned pipe, and Figure 5 shows in the same view the head designed to thread the internal surface of the previously turned pipe. As can be seen from the figures, the turning head according to the invention, globally indicated with 2, is mounted on a base 4, together with an electric motor 6 and a belt transmission system 8, which rotates the head 2 around to its axis.

La testa 2 è inoltre in grado di compiere movimenti assiali, che di per sè sono ottenuti in maniera tradizionale e non richiedono ulteriore descrizione. The head 2 is also capable of performing axial movements, which in themselves are obtained in the traditional way and do not require further description.

Sulla testa 2 sono inoltre montate due unità portautensili indicate in maniera schematica e contraddistinte con i numeri 10 e 12. Esse sono mobili entro guide radiali e ricavate nella testa 2 e sono interessate nella loro superficie interna da una cremagliera 14. Also mounted on the head 2 are two tool holder units indicated schematically and marked with numbers 10 and 12. They are movable within radial guides and formed in the head 2 and are affected in their internal surface by a rack 14.

A ciascuna cremagliera è meccanicamente accoppiata una ruota dentata 16, accoppiata con un'altra ruota dentata 18. Questa è a sua volta impegnata in una doppia cremagliera 20, montata all'estremità di un albero 22, che all'altra estremità è fissato ad una slitta 24 mobile longitudinalmente lungo guide 26. La parte di albero 22 oltre la slitta 24 è interessato da una porzione filettata 28, impegnata in una chiocciola a ricircolo di sfere 30, trascinata in rotazione da un motoriduttore 32, che con le sue rotazioni nell'uno e nell'altro senso provoca spostamenti assiali nei due sensi dell'albero 22 e delle cremagliere 20 ad esso solidali. A toothed wheel 16 is mechanically coupled to each rack, coupled with another toothed wheel 18. This is in turn engaged in a double rack 20, mounted at the end of a shaft 22, which at the other end is fixed to a slide 24 movable longitudinally along guides 26. The part of shaft 22 beyond the slide 24 is affected by a threaded portion 28, engaged in a recirculating ball nut 30, driven into rotation by a gearmotor 32, which with its rotations in the one and the other direction causes axial displacements in the two directions of the shaft 22 and of the racks 20 integral with it.

Ciascuna unità portautensili 10,12 presenta una porzione di supporto degli utensili da lavoro, che sono stati indicati in numero di tre per l'unità 10 ed in numero di uno per l'unità 12. Each tool holder unit 10, 12 has a portion for supporting the work tools, which have been indicated in number of three for unit 10 and number of one for unit 12.

Più particolarmente, nelle figure 2-5, in cui la testa di tornitura è stata raffigurata in configurazione di lavoro all'estremità di un tubo metallico 34, fissato al basamento della macchina mediante una tradizionale morsa, non illustrata nei disegni, sull'unità 10 sono montati un primo utensile di tornitura 36, destinato ad operare sulla superficie interna del tubo 34, un secondo utensile di tornitura 38, destinato ad operare sulla superficie esterna del tubo 34 ed un utensile di filettatura 40, destinato ad operare sulla superficie interna del tubo 34. More particularly, in figures 2-5, in which the turning head has been shown in a working configuration at the end of a metal tube 34, fixed to the base of the machine by means of a traditional vice, not shown in the drawings, on the unit 10 a first turning tool 36, designed to operate on the internal surface of the pipe 34, a second turning tool 38, designed to operate on the external surface of the pipe 34 and a threading tool 40, designed to operate on the internal surface of the pipe, are mounted 34.

La posizione dei tre utensili rispetto al portautensili 10 è tale che il primo utensile di tornitura 36, che agisce sulla superficie interna del tubo 34, è più distante dall'asse 44 del tubo stesso, che coincide con l'asse della testa 2, di quanto non lo sia il secondo utensile di tornitura 38, che agisce sulla superficie esterna del tubo. Inoltre i due utensili di tornitura 36 e 38, che praticamente si trovano alla stessa distanza dalla estremità frontale della testa 2, sono maggiormente distanziati da detta estremità frontale di quanto non lo sia l'utensile di filettatura 40, che agisce sulla superficie interna del tubo 34 e che è più distante dall'asse 44 del tubo stesso di quanto non lo sia il primo utensile di tornitura 36. The position of the three tools with respect to the tool holder 10 is such that the first turning tool 36, which acts on the internal surface of the tube 34, is further away from the axis 44 of the tube itself, which coincides with the axis of the head 2, than than is the second turning tool 38, which acts on the outer surface of the tube. Furthermore, the two turning tools 36 and 38, which are practically at the same distance from the front end of the head 2, are further spaced from said front end than the threading tool 40, which acts on the internal surface of the tube. 34 and which is further away from the axis 44 of the tube itself than the first turning tool 36 is.

Inoltre, sull'unità portautensili 12 è montato un utensile di filettatura 42, che agisce sulla superficie esterna del tubo 34 e che si trova per qualsiasi posizione assiale delle cremagliere 20 ad una distanza maggiore dall'asse 44 del tubo 34 di quanto non lo sia l'utensile di filettatura 40, che agisce sulla superficie interna del tubo. Furthermore, a threading tool 42 is mounted on the tool holder unit 12, which acts on the outer surface of the tube 34 and which is located for any axial position of the racks 20 at a greater distance from the axis 44 of the tube 34 than it is. the threading tool 40, which acts on the inner surface of the tube.

Il funzionamento della testa di tornitura secondo l'invenzione discende chiaramente da quanto sopra descritto: dopo che il tubo 34 è stato posizionato nella sua morsa, viene comandata la macchina tornitrice in modo da effettuare dapprima la tornitura della superficie interna del tubo stesso. A questo fine dapprima la testa di tornitura 2 viene spostata assialmente in modo da portare il primo utensile 36 all'altezza del bordo del tubo 34 e successivamente l'albero 22 viene spostato assialmente in modo da porre a contatto detto primo utensile 36 con la superficie interna di detto tubo 34. The operation of the turning head according to the invention clearly follows from what has been described above: after the tube 34 has been positioned in its vice, the turning machine is controlled so as to first perform the turning of the inner surface of the tube itself. To this end, the turning head 2 is first moved axially so as to bring the first tool 36 to the height of the edge of the tube 34 and subsequently the shaft 22 is moved axially so as to put said first tool 36 into contact with the surface. inside of said tube 34.

Quindi viene comandato il lavoro di tornitura, che non viene intralciato dagli altri utensili, sicuramente non a contatto con il tubo (fig. 2). Then the turning work is commanded, which is not hindered by the other tools, certainly not in contact with the tube (fig. 2).

Naturalmente la lunghezza assiale della fascia di tubo tornito non può superare la distanza, misurata in senso assiale, tra gli utensili 36 e 40, entrambi destinati ad operare sulla stessa superficie interna del tubo, ma in genere non è mai richiesta una elevata lunghezza assiale di questa fascia interna tornita, ed inoltre ciò che viene generalmente richiesta è la filettatura esterna del tubo e pertanto l'utensile 40 può anche mancare, facendo venir meno la limitazione ora indicata. Of course, the axial length of the turned tube band cannot exceed the distance, measured in the axial direction, between tools 36 and 40, both intended to operate on the same internal surface of the tube, but in general a high axial length of this internal turned band, and furthermore what is generally required is the external thread of the tube and therefore the tool 40 can also be missing, thus eliminating the limitation indicated above.

Quando deve essere effettuata la tornitura della superficie esterna del tubo, la testa 2 viene avvicinata a questo, dopo che l'albero 20 è stato comandato assialmente in modo che le sue cremagliere 20 distanzino tra loro le due unità portautensili 10 e 12 in misura tale da portare il secondo utensile 38 ad una distanza superiore al raggio esterno del tubo. Il successivo avvicinamento del secondo utensile 38 sia in senso radiale che in senso assiale al bordo esterno del tubo 34 predispone la testa alla tornitura della superficie esterna del tubo. When the external surface of the tube must be turned, the head 2 is approached thereto, after the shaft 20 has been axially driven so that its racks 20 distance the two tool holder units 10 and 12 to such an extent. to bring the second tool 38 to a distance greater than the outer radius of the tube. The subsequent approach of the second tool 38 both radially and axially to the outer edge of the tube 34 prepares the head for turning the outer surface of the tube.

La lavorazione della superficie esterna del tubo può dunque essere effettuata con il secondo utensile 38 senza alcuna interferenza da parte degli altri utensili, sicuramente più distanti dal tubo stesso (fig. 3). The machining of the external surface of the tube can therefore be carried out with the second tool 38 without any interference from the other tools, certainly further away from the tube itself (Fig. 3).

Se dopo aver completato questo lavoro di tornitura esterna è richiesta anche la filettatura della superficie esterna del tubo, dopo che la testa 2 è stata distanziata assialmente dal tubo 34 in modo che questo non intralci i movimenti radiali delle unità portautensili 10 e 12, viene comandato il movimento assiale dell'albero 22 per avvicinare dette unità portautensili all'asse del tubo in misura tale da consentire la successiva introduzione dell'unità 10 all'interno di questo, pur mantenendo l'unità 12 al suo esterno. If, after completing this external turning work, the threading of the external surface of the tube is also required, after the head 2 has been axially spaced from the tube 34 so that this does not hinder the radial movements of the tool holder units 10 and 12, it is commanded the axial movement of the shaft 22 to bring said tool holder units closer to the axis of the tube to such an extent as to allow the subsequent introduction of the unit 10 inside the latter, while keeping the unit 12 outside it.

A questo punto, se si avvicina l'utensile 42, che è montato sull'unità portautensili 12, alla superficie esterna del tubo 34 si può eseguire la filettatura di questa superficie esterna, ed in questa fase l'utensile di filettatura 40, che è montato sull'unità portautensili 10 ed opera sulla superficie interna del tubo, rimane distanziato da questa (fig. 4); se invece si avvicina l'utensile 40 alla superficie interna del tubo 34, si può eseguire la filettatura di questa superficie interna, ed in questa fase l'utensile di filettatura 42, che opera sulla superficie esterna del tubo, rimane distanziato da questa (fig. 5). At this point, if the tool 42, which is mounted on the tool holder unit 12, approaches the external surface of the tube 34, this external surface can be threaded, and in this phase the threading tool 40, which is mounted on the tool holder unit 10 and operates on the inner surface of the tube, it remains at a distance from this (fig. 4); if, on the other hand, the tool 40 approaches the internal surface of the tube 34, it is possible to thread this internal surface, and in this phase the threading tool 42, which operates on the external surface of the tube, remains at a distance from it (fig. . 5).

Nella forma di realizzazione ora descritta è stata esemplificata la serie di lavorazioni più frequenti, cui in genere un tubo metallico viene sottoposto; tuttavia in pratica sono ipotizzabili differenti lavorazioni e quindi differenti utensili. Ad esempio la filettatura potrebbe essere sostituita da una tornitura più accurata (finitura) oppure dalla lavorazione finalizzata aN'ottenimento di una sede anulare per un O-ring od altro. In the embodiment described above, the series of more frequent processes to which a metal tube is generally subjected has been exemplified; however in practice it is possible to hypothesize different processes and therefore different tools. For example, the thread could be replaced by a more accurate turning (finishing) or by machining aimed at obtaining an annular seat for an O-ring or other.

Indipendentemente comunque dalle lavorazioni effettuabili, in ogni caso la testa di tornitura secondo l'invenzione si presenta più vantaggiosa delle teste di tornitura tradizionali, in quanto grazie ad una sua realizzazione alquanto semplice ed affidabile consente di comandare ciascuna testa portautensili radialmente in entrambi i sensi di direzione radiale e quindi di eseguire le lavorazioni in maniera alquanto più accurata. Regardless of the machining operations that can be carried out, in any case the turning head according to the invention is more advantageous than traditional turning heads, since thanks to its rather simple and reliable construction it allows each tool holder head to be controlled radially in both directions of radial direction and therefore to perform the machining in a somewhat more accurate way.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua forma di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire daN'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale. The present invention has been illustrated and described in an embodiment thereof, but it is understood that executive variations may be applied to it in practice, without however departing from the scope of protection of the present patent for industrial invention.

Claims

CLAIMS 1. Turning head with several tools, in particular for machining tubes, equipped with a rotational motion around the axis (44) of the tube (34), which is kept fixed and an axial translation motion parallel to said axis, and provided with radially movable tool holder units on a front surface of said head, characterized in that: - the tool holder units (10,12) are two and are associated with means for radial and simultaneous movement in both directions, - the first (10) of the two tool holder units is provided with at least one first tool (36) intended to operate on the internal surface of the tube (34) and at least one second tool (38), intended to operate on the external surface of the tube, - the distance of the first tool (36) from the axis (44) of the tube (34) is greater than the distance of the second tool (38) from said axis, - the radial overall dimensions of the operative portion of tool holder units with said first and second tools (36,38) is such as to allow its introduction inside said tube (34), - the second (12) of the two tool holder units is provided with at least a third tool (42) different from said second tool (38) and intended to operate on the external surface of said tube (34), - the distance of the third tool (42) from the axis (44) of the tube (34) is always greater, for any position of the two tool holder units (10,12), than the distance from said axis of the first tool (36), increased by maximum thickness of workable tube.

2. Turning head according to claim 1 characterized in that the two tool holder units (10,12) are each affected by a rack (14) coupled to a toothed wheel (16), the two toothed wheels being operated simultaneously by a single shaft (22) coaxial with the rotation axis of said head.

3. Turning head according to claim 2 characterized in that a second toothed wheel (18) coupled to a rack (20) axially driven by said shaft (22) is coupled to each toothed wheel (16).

4. Turning head according to one or more of the preceding claims characterized in that a fourth tool (40) operating on the inner surface of the tube (34) but different from the first tool (36) is mounted on the first tool holder unit (10). distance of the fourth tool (40) from the axis (44) of said tube (34) being greater than the distance of the first tool (36) from said axis and such that the distance of the third tool (42) from said axis is greater than the distance of the fourth tool (40) from said axis, increased by the maximum thickness of workable tube,