WO2013150162A1 - Dispositivo portaherramientas - Google Patents

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WO2013150162A1
WO2013150162A1 PCT/ES2012/070227 ES2012070227W WO2013150162A1 WO 2013150162 A1 WO2013150162 A1 WO 2013150162A1 ES 2012070227 W ES2012070227 W ES 2012070227W WO 2013150162 A1 WO2013150162 A1 WO 2013150162A1
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WO
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tool holder
holder device
tool
movement
axial
Prior art date
Application number
PCT/ES2012/070227
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English (en)
French (fr)
Inventor
Txomin Ostra Beldarrain
Asun RIVERO RASTRERO
Germán RODRIGUEZ CANAS
Original Assignee
Fundacion Tecnalia Research & Innovation
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Publication date
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Priority to ES12721878.2T priority patent/ES2584608T3/es
Priority to BR112014024808A priority patent/BR112014024808A2/pt
Priority to EP12721878.2A priority patent/EP2835199B1/en
Priority to MX2014012029A priority patent/MX351258B/es
Priority to CN201280072806.0A priority patent/CN104271294B/zh
Publication of WO2013150162A1 publication Critical patent/WO2013150162A1/es
Priority to US14/505,699 priority patent/US20150023746A1/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B47/00—Constructional features of components specially designed for boring or drilling machines; Accessories therefor
    • B23B47/34—Arrangements for removing chips out of the holes made; Chip- breaking arrangements attached to the tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/02—Use of a particular power source
    • B23B2270/027—Pneumatics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2270/00—Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/54—Methods of turning, boring or drilling not otherwise provided for
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/23—Cutting by use of rotating axially moving tool including means to cause Tool to progressively vibrate toward work

Definitions

  • the present invention has application in the field of machining operations of parts, in particular to the drilling operation, and refers to a tool holder device attachable to a machine or equipment by means of a mechanized shaft or mooring cone.
  • the object proposed by the invention makes it possible to produce an axial vibratory movement with respect to the linear movement of the machine and transmit it to the tool with rotation.
  • Typical problems such as the generation of long and rolled shavings during the drilling of ductile materials and the appearance of unwanted vibrations, are examples of phenomena to be improved in the machining of high productivity of industrial components, since they involve an increase in downtime, giving In addition to losses due to the manufacture of defective parts and even breakdowns in the machines, so the elimination of delamination, the reduction of the burr, the reduction of the temperature of cut and the improvement of the roughness in the drilling of aeronautical materials, are objectives of great interest for the companies of the sector.
  • an axial vibratory movement relative to linear movement allows reducing the problems mentioned above, as it can reduce the energy required to perform the operation, increase productivity, facilitate chip breakage, extend the life of the tools, increase the superficial and internal quality, and allow to work materials not apt to be processed in a conventional way.
  • Said inventions can be classified according to the place where the vibration is applied, being, in the first place, the devices that obtain the vibration in the tool without this turning, secondly, the devices that make the piece vibrate or test tube to be drilled, and finally there are devices in which the tool rotates and vibrates simultaneously, a group in which the present invention is included.
  • Said vibration is applied in the axial direction of the tool following a sinusoidal pattern and amplitude greater than the cutting edge, which causes an interruption of the cut.
  • the value of the average chip thickness increases or decreases, so it is necessary to be able to modify it according to the needs of each type of drilling.
  • the value of the amplitude of the vibration is an important parameter to control since not very high amplitudes are needed at the exit of the hole due to the possible delamination of the fibers.
  • the present invention is based on the problem of indicating a toolholder that is designed for the application of low frequency vibrations in which the characteristics of the vibration can be varied such as the amplitude depending on the needs of the drilling and the possibility of being able to select the vibrations without changing the toolholder in operations that Do not need vibrations at the tool tip.
  • the present invention relates to a tool-holder device that overcomes the aforementioned drawbacks, since it has a body that can be coupled to a machine by means of a mooring cone and a pneumatic mechanism that allows the axial vibratory movement of the tool to be produced with respect to the controlled linear movement of the machine and in which it is possible to control the amplitude of the vibrations.
  • the tool holder device is attachable to a machine that can produce the rotation of the tool holder device (with respect to an axial direction containing the tool) and comprises fastening means for holding a tool.
  • the device comprises a moving part that can move in the axial direction and a pneumatic mechanism, where said pneumatic mechanism can induce an axial vibratory movement to the moving part, and because the clamping means are coupled to the moving part. In this way the axial vibratory movement of the moving part is transmitted to the tool.
  • the pneumatic mechanism comprises a pneumatic piston that makes a linear movement in two directions of the axial direction, to generate vibrations in a simple way.
  • the mobile part of the tool holder device may comprise a chamber that houses the pneumatic piston so that it can slide axially inside the chamber and conduction means that allow pressure air to be taken to internal ducts that cross the piston and open to the chamber on axially opposite faces of the pneumatic piston , thus producing its oscillating movement that causes the piston to alternately collide with the inner walls of the chamber of the moving part, causing a similar oscillatory movement of the moving part and, therefore, of the tool tied to the moving part.
  • the tool holder device can comprise a body comprising a mooring element that allows the device to be coupled to the machine and a housing in which the movable part can be axially displaced.
  • the body comprises a conduit that communicates a source of pressurized air supply of the machine with the conduction means of the moving part. The body therefore exercises the functions of fastening to the machine where the device is attached and also houses the movable part, which functions to tie the tool and make the entire device vibrate by means of an axial movement relative to the body.
  • the tool holder device can comprise a regulator that allows varying the amplitude of the axial movement of the moving part, thus providing the possibility of varying the amplitude of the vibrations, adapting them to each case.
  • the regulator comprises a nut that engages on the body by closing the housing in a first direction according to the axial direction to stop the movement of the moving part in the first direction, while in a second direction according to the axial direction the housing remains closed and stops the movement by the body.
  • the nut can vary its position in the axial direction by varying the axial length of the housing.
  • the regulator can comprise adjustment means that anchor the nut to the mobile part of the device to fix the position of said nut, in a simple and integrated manner. It is contemplated that the device comprises a first buffer stop located inside the body housing so that the shock between the moving part and the body is cushioned.
  • the device comprises a second buffer stop on the regulator to dampen the shock of the moving part with the regulator.
  • first and second damping stops are fixed to at least two opposite faces of the movable part by means of fixing means, so that the clearance between damping stops is always referred to the body, thus enabling the Optimal variation of the vibration amplitude through the regulator.
  • the body comprises joining means that join the movable part to said body, so that they rotate in solidarity with the transmitted torque, and the vibration function with rotation is achieved, in the simplest possible way.
  • the pneumatic mechanism comprises return means (for example a spring housed in the chamber of the mobile part against which the pneumatic piston can collide), to facilitate the change of direction of the linear movement made by the piston.
  • return means for example a spring housed in the chamber of the mobile part against which the pneumatic piston can collide
  • the device comprises a sealing element between the body and the moving part (so that the clearance between the body and the moving part is sealed in at least one of its faces to prevent the escape of air intended to activate the pneumatic mechanism).
  • the device comprises an anti-friction element (for example located between the outer face of the movable part and the fixed face of the body) for axial guidance between the movable part and the body.
  • an anti-friction element for example located between the outer face of the movable part and the fixed face of the body
  • the implant proposed by the invention constitutes an advance in the clamping devices used up to now, and solves in a fully satisfactory manner the problems set forth above, in the line of favoring drilling operations by means of Vibration of the tool, which is carried out in a simple way, with the consequent improvement of the manufacturing processes and with the consequent reduction of costs by the simplification of the process, all this through a simple and integrated design, which does not require operators Highly qualified for the task.
  • Figure 1 Shows a perspective view of the device proposed by the invention.
  • Figure 2. Shows a sectional view of the device, where its components can be seen, where the pneumatic mechanism can be seen in detail, with the piston in the upper position.
  • Figure 3. Shows a sectional view of the device, with the piston in the lower position.
  • Figure 4. Shows a sectional view of the device floor, where a detail of the keys can be seen.
  • a tool holder device comprising a body (1) and a mobile part (2), where the mobile part (2) comprises fastening means (4 ) of the tool (24), preferably a clamp clamp that holds the tool (24), which is the object of the vibration of the invention, as can be seen in Figures 2, 3 and 4.
  • the body (1) comprises a mooring element (5), which is preferably a mooring cone or machined shaft, for coupling to a machine, and through which a turning movement is transmitted to the body (and therefore to the tool) and the pressurized air is transferred from the machine to the tool holder device.
  • This pressurized air is necessary for the vibratory effect of the tool holder as will be explained below.
  • the body (1) comprises a housing in which the movable part (2) can be axially displaced.
  • the mobile part (2) which is preferably a pin holder shaft, is formed by two parts, a first part
  • the fixing between said first part (19) and a second part (20) of the movable part (2) or pinhole shaft, is preferably carried out by means of mooring screws along the contact area between them, so that the union of these parts form the mobile part (2), as can be seen in figures 1, 2, 3 and 4.
  • the mobile part (2) comprises a chamber (21) that houses a pneumatic piston (6) generating the vibratory movement, specifically the second part
  • the pneumatic piston (6) is the element responsible for generating the axial vibratory movement of the tool-holder device, and comprises distributor holes or internal ducts (22) that pass through the pneumatic piston (6) opening to the chamber (21) on axially opposite faces of the pneumatic piston (6) and therefore alternately distribute the pressurized air in the chamber (21) to produce the vibratory axial movement of the pneumatic piston (6).
  • the second part (20) comprises conduction means (23) that carry the pressurized air from the duct (8) of the first part (19) to the distributor holes or internal ducts (22) of the piston (6)
  • the movement of the piston (6) is produced by the entry of air through the mooring cone, where the air is carried through the duct (8) communicated with internal ducts (22) that cross the piston (6) which they receive the air and that they communicate with conduction means (23) that receive the air in an alternative way, thus allowing the alternate movement of the piston (6).
  • the two extreme positions of the piston (6) in its movement within the axle holder are, on the one hand, the position of contact with the first part (1) and on the other, with the inner face of the second part (20) of the axis holder, as can be seen in figures 2 and 3.
  • a return means (12) which is preferably a spring or spring, which helps the movement of the piston (6)
  • the pin holder shaft (2) preferably comprises , two holes (17) that are preferably silencer holes, whose function is to give air to the system, as can be seen in figures 1, 2, 3 and 4.
  • an anti-friction means (16) which is preferably a bronze bushing, for guiding the pin holder shaft (2), where said bronze bushing is fixed internally to the body (1), as can be appreciate in figures 2, 3 and 4.
  • Each of the anti-rotation keys is preferably composed of two screws that are attached to the body (1) so that both the rotational and the axial vibratory movement of the piston (6) are transferred to the tool (24) through the shaft holder (2).
  • the tool holder device comprises a regulator (7) of axial movement amplitude, which is composed of a nut (14) and adjustment means (13) which are preferably studs, has the function of fixing the freedom of movement of the axle holder (2) inside the body (1), leaving more or less space to exercise the vibration with different amplitudes; where the nut (14) acts as a stop of the movement, and the studs are responsible for fixing the nut (14) on the body (1), and the space between the pin holder shaft (2) and the nut (14) can vary. .
  • the body (1) preferably has a nonius engraved on its outer surface that indicates the amplitude at all times and that facilitates the adjustment in case of modifying the required amplitude taking as reference the nut (14), as can be seen in the Figures 1, 2, 3 and 4.
  • the type of vibrations of the present invention are considered low frequencies (between 0 and 5000Hz) depending on the size of the pneumatic actuator, the tool used, the material to be drilled, etc. It can be regulated, as indicated above, the amplitude of the vibrations by means of the amplitude regulator (7) of the axial movement, adapting the device to the needs of the process.
  • a first buffer stop (10) and a second buffer stop (1 1) are arranged in the inside the body (1) to minimize the shock between the mobile part (2) and the body (1), for which a rubber stop is attached to the first part (19) of the mobile part (2) by means fixing (18), which are preferably two screws, and another rubber stop fastened to the second part (20) of the movable part (2) preferably by two other screws.
  • the two rubber stops move in solidarity with the mobile part (2), where said mobile part (2) is abutting, on the one hand, with the inner face of the body, and on the other hand, with the inner face of the regulator ( 7) amplitude, which is what sets the clearance between the rubber stop and the amplitude regulator (7).
  • sealing element which is preferably an annular gasket that acts as an air seal, so as to guide the air inlet to the pneumatic mechanism (3), as can be seen in figures 2, 3 and 4.
  • a tool-holder device that can be attached to a machine is made possible, in which a drilling tool is attached, and which allows it to obtain vibratory movements from it as it progresses, through a mechanism pneumatic, where the air inlet is made through the coupling to the machine or equipment and produces the movement of a piston that is responsible for providing the tool with a vibratory axial movement with respect to the controlled linear movement of the support, as can be appreciate in view of figures 1, 2 and 3.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

El dispositivo portaherramientas comprende medios de sujeción (4) para sujetar una herramienta (24), una parte móvil (2) que puede moverse en dirección axial y un mecanismo neumático (3) que puede inducir un movimiento vibratorio axial a la parte móvil (2). Los medios de sujeción (4) están acoplados a la parte móvil de forma que el movimiento vibratorio axial de la parte móvil (2) se transmite a la herramienta (24).

Description

DISPOSITIVO PORTAHERRAMIENTAS D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene aplicación en el campo de las operaciones de mecanizado de piezas, en particular a la operación de taladrado, y se refiere a un dispositivo portaherramientas acoplable a una máquina o equipo mediante un eje mecanizado o cono para amarre.
Más concretamente, el objeto que la invención propone, permite producir un movimiento vibratorio axial con respecto al movimiento lineal de la maquina y transmitirlo a la herramienta con giro.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Actualmente, dentro del ámbito del mecanizado, el proceso de taladrado y taladrado profundo son operaciones de mecanizado de gran importancia en diversos sectores de la industria, y a pesar de ser una tecnología que se encuentra en su periodo de madurez, la aparición de nuevos materiales, herramientas, lubricantes, máquinas, controles, etc. abren un campo de estudio muy extenso para cumplir las exigencias de la productividad y la legislación medioambiental del mercado.
Las problemáticas actuales del taladrado están vinculadas a la productividad y la calidad superficial y/o dimensional a obtener.
Problemas típicos como la generación de virutas largas y enrolladas durante el taladrado de materiales dúctiles y la aparición de vibraciones no deseadas, son ejemplos de fenómenos a mejorar en el mecanizado de alta productividad de componentes industriales, ya que suponen un aumento del tiempo improductivo, dando lugar además a pérdidas por la fabricación de piezas defectuosas e inclusive averías en las máquinas, por lo que la eliminación de la delaminación, la reducción de la rebaba, la disminución de la temperatura de corte y la mejora de la rugosidad en el taladrado de materiales aeronáuticos, son objetivos de gran interés para las empresas del sector.
La aplicación de vibraciones durante procesos de fabricación como el mecanizado, soldadura o conformado es una práctica relativamente habitual en investigación e industria para la solución de los problemas relacionados con métodos convencionales de fabricación.
Dentro del ámbito del taladrado, la aplicación de un movimiento vibratorio axial relativo al movimiento lineal permite reducir los problemas comentados anteriormente, pues puede reducir la energía requerida para realizar la operación, incrementar la productividad, facilitar la rotura de las virutas, alargar la vida de las herramientas, incrementar la calidad superficial e interna, y permitir trabajar materiales no aptos para ser procesados de forma convencional.
Actualmente existen invenciones que permiten desarrollar este proceso, conocido como taladrado asistido por vibraciones.
Dichas invenciones se pueden clasificar en función del lugar en el que se consigue aplicar la vibración, estando, en primer lugar, los dispositivos que obtienen la vibración en la herramienta sin que ésta gire, en segundo lugar, los dispositivos que hacen vibrar la pieza o probeta a perforar, y finalmente existen los dispositivos en los que la herramienta gira y vibra simultáneamente, grupo en el cual se incluye la presente invención.
Dentro de esta última clase de portaherramientas se encuentra el documento US 6234728 (B1 ), que comprende un accesorio de montaje para una herramienta de taladrado que posee un soporte de acoplamiento a la máquina, un portaherramientas para fijar la herramienta que avanza y retrocede mediante un guiado axial relativo al soporte y que gira solidariamente junto con el portaherramientas, y que está compuesto por medios de suspensión en la dirección axial para producir movimientos axiales vibratorios en el portaherramientas como resultado de un desplazamiento controlado del soporte respecto a la pieza de trabajo.
En la aplicación de vibraciones durante el taladrado intervienen fundamentalmente dos factores a controlar, la frecuencia y la amplitud. Dependiendo de la herramienta, del material y del tipo de agujero a taladrar los parámetros de la vibración en punta de herramienta varían, por lo que existe la necesidad de poder modificar tanto la frecuencia como la amplitud de la vibración.
Dicha vibración se aplica en la dirección axial de la herramienta siguiendo un patrón sinusoidal y amplitud mayor que el avance por filo, lo cual provoca una interrupción del corte. Variando la frecuencia y la amplitud del corte el valor del espesor medio de viruta aumenta o disminuye por lo que es necesario poder modificarlo en función de las necesidades de cada tipo de taladrado. Además, en el taladrado de algunos materiales como los compuestos, el valor de la amplitud de la vibración es un parámetro importante a controlar ya que se necesitan amplitudes no muy altas a la salida del agujero debido a la posible delaminación de las fibras. Por otra parte, en las operaciones de taladrado suele ser muy común realizar otras operaciones como el avellanado de los agujeros, para lo cual no es necesaria la aplicación de vibraciones.
En la invención con referencia US 6234728 (B1 ), existe el problema de que dicho portaherramientas genera las vibraciones a través del contacto entre la herramienta y la pieza a taladrar por lo que los parámetros de frecuencia y vibración vienen dados para cada caso sin la opción de modificar dichos parámetros.
Además, en caso de hacer algún tipo de operación en la que no se requieran vibraciones, como por ejemplo durante el avellanado de un agujero, dicho portaherramientas no valdría y habría que cambiarlo por otro para realizar la operación con ausencia de vibraciones.
La presente invención se basa en el problema de indicar un portaherramientas que esté concebido para la aplicación de vibraciones de bajas frecuencias en el que se puedan variar las características de la vibración como la amplitud en función de las necesidades del taladrado y la posibilidad de poder seleccionar las vibraciones sin necesidad de cambiar el portaherramientas en operaciones que no necesiten vibraciones en punta de herramienta.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo portaherramientas que supera los inconvenientes antes señalados, pues presenta un cuerpo acoplable a una máquina mediante un cono de amarre y un mecanismo neumático que permite producir un movimiento vibratorio axial de la herramienta con respecto al movimiento lineal controlado de la máquina y en el que es posible controlar la amplitud de las vibraciones.
También es posible desactivar el estado de las vibraciones sin necesidad de cambiar de portaherramientas para casos en los que no sea apropiado trabajar en ese estado, por lo que se podría utilizar para realizar diferentes operaciones con el mismo dispositivo portaherramientas.
Concretamente, el dispositivo portaherramientas es acoplable a una máquina que puede producir el giro del dispositivo portaherramientas (respecto de una dirección axial que contiene a la herramienta) y comprende medios de sujeción para sujetar una herramienta. El dispositivo comprende una parte móvil que puede moverse en dirección axial y un mecanismo neumático, donde dicho mecanismo neumático puede inducir un movimiento vibratorio axial a la parte móvil, y porque los medios de sujeción están acoplados a la parte móvil. De esta forma el movimiento vibratorio axial de la parte móvil se trasmite a la herramienta.
Se contempla la posibilidad de que el mecanismo neumático comprenda un pistón neumático que efectúa un movimiento lineal en dos sentidos de la dirección axial, para generar vibraciones de una manera sencilla.
La parte móvil del dispositivo portaherramientas puede comprender una cámara que alberga el pistón neumático de forma que puede deslizar axialmente en el interior de la cámara y unos medios de conducción que permiten llevar aire a presión hasta unos conductos internos que atraviesan el pistón y se abren a la cámara en caras axialmente opuestas del pistón neumático, produciendo así su movimiento oscilante que hace que el pistón choque alternativamente contra las paredes internas de la cámara de la parte móvil, provocando un movimiento oscilatorio similar de la pieza móvil y, por tanto, de la herramienta amarrada a la pieza móvil.
El dispositivo portaherramientas puede comprender un cuerpo que comprende un elemento de amarre que permite acoplar el dispositivo a la máquina y un alojamiento en cuyo interior puede desplazarse axialmente la parte móvil. El cuerpo comprende un conducto que comunica una fuente de suministro de aire a presión de la máquina con los medios de conducción de la parte móvil. El cuerpo ejerce por tanto las funciones de sujeción a la máquina donde se acopla el dispositivo y alberga además la parte móvil, la cual hace las funciones de amarrar la herramienta y de hacer vibrar todo el dispositivo mediante un movimiento axial relativo al cuerpo.
El dispositivo portaherramientas puede comprender un regulador que permite variar la amplitud del movimiento axial de la parte móvil por tanto proporcione la posibilidad de variar la amplitud de las vibraciones adecuándolas a cada caso.
El regulador comprende una tuerca que se acopla sobre el cuerpo cerrando el alojamiento en un primer sentido según la dirección axial para hacer de tope del movimiento de la parte móvil en el primer sentido, mientras que en un segundo sentido según la dirección axial el alojamiento queda cerrado y hace de tope del movimiento por el cuerpo. La tuerca puede variar su posición en la dirección axial variando la longitud axial del alojamiento.
El regulador puede comprender medios de ajuste que anclan la tuerca a la parte móvil del dispositivo para fijar la posición de dicha tuerca, de manera sencilla e integrada. Se contempla la posibilidad de que el dispositivo comprenda un primer tope amortiguador alojado en el interior del alojamiento del cuerpo de modo que se amortigüe el choque entre la parte móvil y el cuerpo.
Se contempla la posibilidad de que el dispositivo comprenda un segundo tope amortiguador en el regulador para amortiguar el choque de la parte móvil con el regulador.
Se contempla finalmente la posibilidad de que el primer y segundo tope de amortiguación estén fijados a al menos dos caras opuestas de la parte móvil mediante medios de fijación, con el fin de que la holgura entre topes amortiguadores esté siempre referida al cuerpo, posibilitando así la óptima variación de la amplitud de vibración a través del regulador.
Se contempla la posibilidad de que el cuerpo comprenda medios de unión que unan la parte móvil a dicho cuerpo, de manera que giren solidariamente con el par transmitido, y se logre la función de vibración con giro, de la manera más sencilla posible.
Se contempla la posibilidad de que el mecanismo neumático comprenda medios de retorno (por ejemplo un resorte alojado en la cámara de la parte móvil contra el que puede choca el pistón neumático), para facilitar el cambio de sentido del movimiento lineal efectuado por el pistón.
Se contempla la posibilidad de que el dispositivo comprenda un elemento de sellado entre el cuerpo y la parte móvil (para que la holgura existente entre el cuerpo y la parte móvil esté sellada en, al menos, una de sus caras para evitar el escape del aire destinado a activar el mecanismo neumático).
Se contempla también la posibilidad de que el dispositivo comprenda un elemento antifricción (por ejemplo ubicado entre la cara externa de la parte móvil y la cara fija del cuerpo) para el guiado axial entre la parte móvil y el cuerpo.
Se contempla además la posibilidad de que el cuerpo comprenda orificios silenciadores pasantes practicados en su superficie (a modo de válvulas) que expulsan el aire comprimido.
Así pues, de acuerdo con la invención descrita, el implante que la invención propone constituye un avance en los dispositivos de sujeción hasta ahora utilizados, y resuelve de manera plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en la línea de favorecer las operaciones de taladrado mediante la vibración de la herramienta, lo cual se realiza de manera sencilla, con la consiguiente mejora de los procesos de fabricación y con la consiguiente reducción de costes por la simplificación del proceso, todo ello a través de un diseño sencillo e integrado, que no requiere operarios altamente cualificados para la tarea.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 .- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo que la invención propone.
La figura 2.- Muestra una vista seccionada del dispositivo, donde se puede apreciar sus componentes, donde se puede apreciar el mecanismo neumático en detalle, con el pistón en posición superior.
La figura 3.- Muestra una vista seccionada del dispositivo, con el pistón en posición inferior.
La figura 4.- Muestra una vista seccionada de la planta del dispositivo, donde se puede apreciar un detalle de las chavetas. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las figuras reseñadas puede observarse como en una de las posibles realizaciones de la invención un dispositivo portaherramientas que comprende un cuerpo (1 ) y una parte móvil (2), donde la parte móvil (2) comprende medios de sujeción (4) de la herramienta (24), preferentemente una pinza de amarre que sujeta la herramienta (24), la cual es el objeto de la vibración de la invención, como se puede apreciar en las figuras 2, 3 y 4.
El cuerpo (1 ) comprende un elemento de amarre (5), que es preferentemente un cono de amarre o eje mecanizado, para su acoplamiento a una máquina, y a través del cual se transmite un movimiento de giro al cuerpo (y por tanto a la herramienta) y se transfiere el aire a presión de la máquina al dispositivo portaherramientas. Este aire a presión es necesario para el efecto vibratorio del portaherramientas como se explicará a continuación.
El cuerpo (1 ) comprende un alojamiento en cuyo interior puede desplazarse axialmente la parte móvil (2). La parte móvil (2) que es preferentemente un eje portapinzas, esta formada por dos partes, una primera parte
(19) que presenta un conducto (8) a través del cual entra aire a presión desde el interior del cono de amarre y una segunda parte (20) a la que se acoplan los medios de amarre (4) de la herramienta (preferentemente una pinza de amarre).
La fijación entre dicha primera parte (19) y una segunda parte (20) de la parte móvil (2) o eje portapinzas, se realiza preferentemente por medio de tornillos de amarre a lo largo de la zona de contacto entre ellas, de manera que la unión de estas partes forman la parte móvil (2), como se puede apreciar en las figuras 1 , 2, 3 y 4.
La parte móvil (2) comprende una cámara (21 ) que alberga un pistón neumático (6) generador del movimiento vibratorio, en concreto la segunda parte
(20) hace de camisa donde se desliza de forma guiada dicho pistón neumático (6). El pistón neumático (6) es el elemento encargado de generar del movimiento vibratorio axial del dispositivo portaherramientas, y comprende unos orificios distribuidores o conductos internos (22) que atraviesan el pistón neumático (6) abriéndose a la cámara (21 ) en caras axialmente opuestas del pistón neumático (6) y por tanto distribuyen alternativamente el aire a presión en la cámara (21 ) para producir el movimiento axial vibratorio del pistón neumático (6).
La segunda parte (20) comprende unos medios de conducción (23) que llevan el aire a presión desde le conducto (8) de la primera parte (19) hasta los orificios distribuidores o conductos internos (22) del pistón (6)
El movimiento del pistón (6) se produce mediante la entrada de aire a través del cono de amarre, donde el aire es llevado a través del conducto (8) comunicado con unos conductos internos (22) que atraviesan el pistón (6) los cuales reciben el aire y que se comunican con unos medios de conducción (23) que reciben el aire de manera alternativa, permitiendo así el movimiento alterno del pistón (6).
Las dos posiciones extremas del pistón (6) en su movimiento dentro del eje portapinzas son, por un lado, la posición de contacto con la primera parte (1 ) y por otro, con la cara interior de la segunda parte (20) del eje portapinzas, como se puede apreciar en las figuras 2 y 3.
En el interior de la cámara (21 ) se aloja un medio de retorno (12), que es preferentemente un resorte o muelle, que ayuda al movimiento del pistón (6), y donde además, el eje portapinzas (2) comprende, preferentemente, dos orificios (17) que son preferentemente orificios silenciadores, cuya función es la de dar salida al aire del sistema, como se puede apreciar en las figuras 1 , 2, 3 y 4. En la interfaz existente entre el eje portapinzas (2) y el cuerpo (1 ) está situado un medio antifricción (16), que es preferentemente un casquillo de bronce, para el guiado del eje portapinzas (2), donde dicho casquillo de bronce está fijado interiormente al cuerpo (1 ), como se puede apreciar en las figuras 2, 3 y 4. Para conseguir que el movimiento de rotación o giro generado sobre el cuerpo (1 ) se traslade a la herramienta a través del eje portapinzas (2), se ha colocado medios de unión (9), que son preferentemente tres chavetas antigiro, para que la parte móvil (2), preferentemente el eje portapinzas, gire solidariamente con el cuerpo (1 ), como se puede apreciar en las figuras 1 , 2, 3 y 4.
Cada una de las chavetas antigiro está compuesta preferentemente por dos tornillos que están amarrados al cuerpo (1 ) de manera que, tanto el movimiento de rotación como el vibratorio axial del pistón (6) se trasladan a la herramienta (24) a través del eje portapinzas (2).
El dispositivo portaherramientas comprende un regulador (7) de amplitud del movimiento axial, que está compuesto por una tuerca (14) y medios de ajuste (13) que son preferentemente espárragos, tiene como función fijar la libertad de movimiento del eje portapinzas (2) en el interior del cuerpo (1 ), dejando más o menos espacio para ejercer la vibración con distintas amplitudes; donde la tuerca (14) hace de tope del movimiento, y los espárragos son los encargados de fijar la tuerca (14) sobre el cuerpo (1 ), pudiendo variar el espacio comprendido entre el eje portapinzas (2) y la tuerca (14).
El cuerpo (1 ) tiene, preferentemente, grabado en su superficie exterior un nonius que indica la amplitud en cada momento y que facilita el ajuste en caso de modificar la amplitud requerida tomando como referencia la tuerca (14), como se puede apreciar en las figuras 1 , 2, 3 y 4.
El tipo de vibraciones de la presente invención se consideran de bajas frecuencias (entre 0 y 5000Hz) dependiendo del tamaño del actuador neumático, de la herramienta utilizada, del material a taladrar, etc. pudiendo ser regulado, tal y como se ha indicado anteriormente, la amplitud de las vibraciones mediante el regulador (7) de amplitud del movimiento axial, adaptando el dispositivo a las necesidades propias del proceso.
Por otra parte, se disponen un primer tope amortiguador (10) y un segundo tope amortiguador (1 1 ), que son preferentemente topes de goma, en el interior del cuerpo (1 ) para minimizar el choque entre la parte móvil (2) y el cuerpo (1 ), para lo que hay colocado un tope de goma amarrado a la primera parte (19) de la parte móvil (2) por medios de fijación (18), que son preferentemente dos tornillos, y otro tope de goma amarrado a la segunda parte (20) de la parte móvil (2) preferentemente por otros dos tornillos.
Los dos topes de goma se mueven solidarios a la parte móvil (2), donde dicha parte móvil (2) está haciendo tope, por un lado, con la cara interior del cuerpo , y por otro lado, con la cara interior del regulador (7) de amplitud, que es el que fija la holgura entre el tope de goma y el regulador (7) de amplitud.
A su vez, entre el cono de amarre y la parte individual con la entrada de aire, se encuentra un elemento de sellado (15), que es preferentemente una junta anular que hace de cierre de aire, de modo que guía la entrada del aire hasta el mecanismo neumático (3), como se puede apreciar en las figuras 2, 3 y 4.
En conjunto, mediante la explicación que aquí se describe, se hace posible un dispositivo portaherramientas acoplable a una máquina, en el que se amarra una herramienta de taladrado, y que permite obtener movimientos vibratorios de ésta a medida que avanza, a través de un mecanismo neumático, donde la entrada de aire se realiza a través del acoplamiento a la máquina o equipo y produce el movimiento de un pistón que es el encargado de dotar a la herramienta de un movimiento axial vibratorio respecto al movimiento lineal controlado del soporte, como se puede apreciar a la vista de las figuras 1 , 2 y 3.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1 . - Dispositivo portaherramientas acoplable a una máquina que puede producir el giro del dispositivo, comprendiendo el dispositivo medios de sujeción (4) para sujetar una herramienta (24), caracterizado por que comprende una parte móvil (2) que puede moverse en dirección axial y un mecanismo neumático (3), donde dicho mecanismo neumático (3) puede inducir un movimiento vibratorio axial a la parte móvil (2), y porque los medios de sujeción (4) están acoplados a la parte móvil.
2. - Dispositivo portaherramientas, según la reivindicación anterior, en el cual el mecanismo neumático (3) comprende un pistón neumático 6) que efectúa un movimiento lineal en al menos dos sentidos.
3. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual la parte móvil (2) comprende una cámara (21 ) que alberga el pistón neumático (6) de forma que puede deslizar axialmente en el interior de la cámara (21 ) y unos medios de conducción (8, 23) que permiten llevar aire a presión hasta unos conductos internos (22) que atraviesan el pistón (6) y se abren a la cámara (21 ) en caras axialmente opuestas del pistón neumático (3).
4. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un cuerpo (1 ) que comprende un elemento de amarre (5) que permite acoplar el dispositivo a la máquina y un alojamiento en cuyo interior puede desplazarse axialmente la parte móvil (2) y porque comprende un conducto que comunica una fuente de suministro de aire a presión de la máquina con los medios de conducción (8,23).
5. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un regulador (7) que permite variar la amplitud del movimiento axial de la parte móvil (2).
6. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicación 5, en el cual el regulador (7) comprende una tuerca (14) que se acopla sobre el cuerpo (1 ) cerrando el alojamiento en un primer sentido según la dirección axial para hacer de tope del movimiento de la parte móvil (4) en el primer sentido, mientras que en un segundo sentido según la dirección axial el alojamiento queda cerrado y hace de tope del movimiento por el cuerpo (1 ) y porque la tuerca (14) puede variar su posición en la dirección axial variando la longitud axial del alojamiento.
7. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el cual el regulador (7) comprende medios de ajuste (13) que anclan la tuerca (14) a la parte móvil (2) del dispositivo para fijar la posición de dicha tuerca (14).
8. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, que comprende un primer tope amortiguador (10) alojado en el interior del alojamiento para amortiguar el choque de la parte móvil (4) con el cuerpo (1 ).
9. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, que comprende un segundo tope amortiguador (1 1 ) en el regulador para amortiguar el choque de la parte móvil (4) con el regulador (7)
10. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 4-9, que comprende medios de unión (9) que unen la parte móvil (2) al cuerpo (1 ).
1 1 . - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual el mecanismo neumático (3) comprende medios de retorno (12).
12. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 4-1 1 , que comprende un elemento de sellado (15) entre el cuerpo (1 ) y la parte móvil (2).
13. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 12 que comprende un elemento antifricción (16) para el guiado axial entre la parte móvil (2) y el cuerpo (1 ).
14. - Dispositivo portaherramientas, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 13 anteriores, en el cual la parte fija (1 ) tiene orificios silenciadores (17) pasantes practicados en su superficie que permiten la salida de aire del dispositivo.
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