Dispositivo para el mecanizado de una pieza de trabajo estática.

Dispositivo (10) para la mecanización de una pieza de trabajo (20) estática, con un cabezal de fresado cilíndrico

(11) que está montado giratorio sobre su eje longitudinal (ZH) y desplazable linealmente a lo largo de dicho eje longitudinal (ZH), y con una herramienta de fresado montada de manera excéntrica giratoria en dicho cabezal de fresado (11) sobre un eje de giro (ZT), para la mecanización de la pieza de trabajo (20) en un punto de trabajo (WP) en el perímetro de la herramienta, que en una respectiva posición de giro del cabezal de fresado (11) presenta la distancia más corta a su eje longitudinal (ZH), caracterizado por que la herramienta está alineada de tal manera que en cada posición de rotación del cabezal de fresado (11) el eje de giro (ZT) de la herramienta está inclinado desde una dirección del eje longitudinal (ZH) en un primer ángulo (Ax) predeterminado sobre un primer eje (X) que en sentido radial de la herramienta atraviesa el punto de trabajo (WP) mencionado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CH2010/000089.

Solicitante: K.R. Pfiffner AG, Utzenstorf.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Sonnmattstrasse 28 3427 Utzenstorf SUIZA.

Inventor/es: OP DE HIPT,MICHAEL, RODER,BEAT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > FILETEADO; TRABAJO MECANICO DE TORNILLOS, CABEZAS... > Fileteado; Máquinas automáticas especialmente concebidas... > B23G1/32 (por fresado)

PDF original: ES-2536677_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo para el mecanizado de una pieza de trabajo estática

La invención se refiere a un dispositivo para el mecanizado de una pieza de trabajo estática según la reivindicación

1. Además, la invención se refiere a un procedimiento para el mecanizado de una pieza de trabajo estática según la reivindicación 12 y un uso preferente del dispositivo según la invención de acuerdo con la reivindicación 17.

Habitualmente se describe como fresado un proceso de fabricación con arranque de viruta mediante una herramienta rotativa, la mayoría de las veces de múltiples filos cortantes - una fresa -, que realiza un movimiento de corte de forma circular y un movimiento de avance y aproximación realizado por la pieza de trabajo o la fresa. El movimiento de avance puede tener una trayectoria plana o cualquier trayectoria espacial, lo que también justifica un sinnúmero de formas de piezas de trabajo.

Contrariamente, se describe como torneado un procedimiento de remoción para metales o, más raramente, para plásticos que se realiza, manualmente, sobre un torno o de manera automatizada sobre una maquina rotativa. Contrariamente al fresado, en este caso se mueve la pieza de trabajo o la pieza en bruto y la herramienta (cuchilla de corte) sujetada firmemente permanece estática. Solamente en casos especiales, por ejemplo en el roscado con cabezal giratorio, también se mueve la pieza de trabajo.

Un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento EP 2 090 389 A1.

Un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 12 también se conoce por el documento EP 2 090 389 A1.

Consecuentemente, el roscado con cabezal giratorio es una combinación de fresado y torneado y se usa para la fabricación de roscas Interiores y también exteriores. Las ventajas del remolinado de roscas mediante cabezal giratorio están fundamentadas, especialmente, en la precisión y rapidez con las que es posible producir una rosca de este tipo. SI bien, no obstante, la herramienta y la pieza de trabajo deben ser movidas, el roscado con cabezal giratorio es, en su forma conocida, técnicamente complicada y cara. En particular, no es posible realizar una fabricación automatizada en estaciones de mecanización consecutivas, por ejemplo en tornos automáticos longitudinales o tornos automáticas circulares, debido a que los mismos requieren la alimentación de una pieza de trabajo estática. Un fresado puro de las roscas en la pieza de trabajo estática fracasó hasta ahora debido a la complejidad de su realización técnica.

Una ventaja de la presente invención consiste en la fabricación sencilla, flexible y eficiente de cualquieras roscas exteriores que, además, se puede realizar económicamente.

Esta ventaja se consigue mediante un dispositivo según la reivindicación 1.

De tal manera, un punto importante del dispositivo según la invención consiste en que una herramienta de fresado inclinada en el cabezal de fresado según la invención, al rotar el cabezal de fresado no solamente órbita sobre su eje longitudinal, sino, además, adopta un movimiento oscilante. De esta manera, con el avance simultáneo del cabezal de fresado, la herramienta de fresado marcha no solamente en una trayectoria helicoidal alrededor de la pieza de trabajo, sino que en cada posición de la trayectoria siempre está alineada de manera uniforme. Sin embargo, esto es la premisa para que siquiera pueda ser fresada una rosca exterior, ya que, de otro modo, la herramienta de fresado se bloquearía en el avance. Al mismo tiempo, mediante un perfilado apropiado de los dientes de fresado es posible fabricar cualesquiera perfiles de rosca. De tal manera, es posible una fabricación particularmente sencilla y flexible y, al mismo tiempo, eficiente y precisa de roscas exteriores de cualquier paso y perfil requeridos. En este caso, la pieza de trabajo mecanizada no es necesario que tenga una sección transversal circular, sino que también puede presentar cualquier otra forma de sección transversal, en cuyo perímetro han de formarse trayectos roscados, configurados al menos por secciones.

Las formas de realización ventajosas del dispositivo se indican en las reivindicaciones secundarias.

Es así que, por ejemplo, puede estar previsto en una forma de realización de la invención, que el eje de giro de la herramienta de fresado esté inclinado desde la dirección del eje de giro inclinado en un determinado segundo ángulo que en el sentido perimetral de la herramienta atraviesa el punto de trabajo antes mencionado. Un eje de giro inclinado de tal manera hace posible la fabricación de roscas destalonadas en una pieza de trabajo, de manera que se pueden fabricar atornilladuras de una resistencia a la tracción particularmente elevada.

Básicamente, la herramienta de fresar puede estar realizada, por ejemplo, como fresa, con el punto de trabajo situado fuera de su perímetro exterior, conducida orbitante alrededor de la pieza de trabajo. Sin embargo, es preferente que la herramienta de fresar esté configurada como anillo remolinado, y el eje longitudinal del cabezal de fresado atraviese, distanciado de su eje de giro, la superficie de abertura del anillo remolinado, de manera que el punto de trabajo del anillo contacte su perímetro interior. En este caso, la pieza de trabajo es abrazada por el anillo,

siendo su punto de trabajo nuevamente conducido circundando la pieza de trabajo. Usando un anillo remolinado se hace posible una integración a realizar de manera particularmente sencilla y compacta de la herramienta de fresar en el cabezal de fresado.

En este caso, preferentemente, el dispositivo está provisto de elementos de accionamiento mediante los cuales el cabezal de fresado puede ser puesto en un movimiento coordinado de avance y rotación en función de un primer y/o segundo ángulo predeterminado de la herramienta de fresar, de manera que el punto de trabajo de la herramienta describa una trayectoria de movimiento espiralado. Con ello, para la fabricación de roscas exteriores de diferente paso y perfil sólo se requiere en la herramienta de fresar el ajuste del primer y/o segundo ángulo. Este es, a su vez, particularmente sencillo de realizar por que el cabezal de fresado y/o la herramienta de fresar está configurada, en cada caso, como una unidad recambiable con conexión normalizada para elementos de accionamiento. También sería factible un dispositivo de ajuste en la herramienta misma, que permita un volcado o una inclinación de su eje de giro en el primer y/o segundo ángulo.

Las roscas exteriores fresadas de manera especialmente precisa son posibles de fabricar cuando el dispositivo está provisto de elementos de compensación diseñados para la detección y compensación de desviaciones del punto de trabajo de la herramienta de fresar de un trayecto de movimiento especificado. En una forma de realización preferente, técnicamente particularmente fiable, se ha previsto que los elementos de compensación comprenden un apoyo del cabezal de fresado sobre carros que son desplazables en dos sentidos espaciales perpendiculares al eje longitudinal del cabezal de fresado.

La ventaja de la presente invención se consigue también mediante una estación según la reivindicación 10.

Un punto importante de la estación según la invención consiste en que la pieza de trabajo no necesita ser sujetada giratoria para incluso poder colocarle roscas exteriores exigentes. De esta manera se prescinde de accionamientos motorizados respectivos que entorpecerían o al menos complicarían fuertemente una alimentación y traslado de la pieza de trabajo al dispositivo, en todo caso requerirían, claramente, un mayor espacio y serían, además, encarecedores. Una estación de este tipo sería así particularmente apta... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (10) para la mecanización de una pieza de trabajo (20) estática, con un cabezal de fresado cilindrico (11) que está montado giratorio sobre su eje longitudinal (ZH) y desplazable linealmente a lo largo de dicho eje longitudinal (ZH), y con una herramienta de fresado montada de manera excéntrica giratoria en dicho cabezal de fresado (11) sobre un eje de giro (ZT), para la mecanización de la pieza de trabajo (20) en un punto de trabajo (WP) en el perímetro de la herramienta, que en una respectiva posición de giro del cabezal de fresado (11) presenta la distancia más corta a su eje longitudinal (ZH), caracterizado por que la herramienta está alineada de tal manera que en cada posición de rotación del cabezal de fresado (11) el eje de giro (ZT) de la herramienta está Inclinado desde una dirección del eje longitudinal (ZH) en un primer ángulo (Ax) predeterminado sobre un primer eje (X) que en sentido radial de la herramienta atraviesa el punto de trabajo (WP) mencionado.

2. Dispositivo (10) según la reivindicación 1, en el cual el eje de giro (ZT) de la herramienta de fresado está Inclinado, además, desde la dirección del eje de giro Inclinado (ZT') en un determinado segundo ángulo (Ay) respecto a un segundo eje (Y), el cual, en el sentido perlmetral de la herramienta, atraviesa el punto de trabajo (WP) mencionado.

3. Dispositivo (10) según las reivindicaciones 1 o 2, en el cual la herramienta de fresar está configurada como anillo remolinado (12), y el eje longitudinal (ZH) del cabezal de fresado (11) atraviesa, distanciado de su eje de giro (ZT), la superficie de abertura (S) del anillo remolinado (11), de manera que el punto de trabajo (WP) del anillo (11) contacta su perímetro Interior.

4. Dispositivo (10) según una las reivindicaciones precedentes, con elementos de accionamiento (13) por medio de los cuales el cabezal de fresado (11) puede ser puesto en un movimiento coordinado de avance y rotación en función de un primer y/o segundo ángulo predeterminado (Ax, Ay) de la herramienta de fresar (12), de manera que el punto de trabajo (WP) de la herramienta (12) describe una trayectoria de movimiento de forma de espiral.

5. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, en el cual el cabezal de fresado (11) y/o la herramienta de fresar (12) están configurados, en cada caso, como unidad recambiable con conexión normalizada para elementos de accionamiento (13).

6. Dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes, con elementos de compensación (14) diseñados para la detección y compensación de desviaciones del punto de trabajo (WP) de la herramienta de fresar (12) de un trayecto de movimiento predeterminado.

7. Dispositivo (10) según la reivindicación 6, en el cual los elementos de compensación (14) comprenden un apoyo del cabezal de fresado (11) sobre carros que son desplazables en dos sentidos espaciales perpendiculares al eje longitudinal (ZH) del cabezal de fresado (11).

8. Estación (30) para el mecanizado de una pieza de trabajo (20), incluyendo un dispositivo (10) según una de las reivindicaciones precedentes y un dispositivo de retención (15) para la pieza de trabajo (20) estática.

9. Estación (30) según la reivindicación 8, en la cual un eje longitudinal (ZH) de la pieza de trabajo (20) está alineado respecto de un eje longitudinal (ZH) del cabezal de fresado (11).

10. Sistema para el mecanizado cíclico de piezas de trabajo (20) estáticos, incluyendo al menos una estación (30) según las reivindicaciones 8 o 9.

11. Sistema según la reivindicación 10, configurado como máquina cíclica rotativa circular (40).

12. Procedimiento para el mecanizado de una pieza de trabajo (20) estática, en el cual una herramienta de fresar rotativa es puesta en una trayectoria de movimiento en forma de espiral sobre un eje longitudinal (ZH) y, de tal manera, puesto en un movimiento oscilante, caracterizado por que a lo largo de toda su trayectoria de movimiento un eje de giro (ZT) de la herramienta está inclinado desde una dirección del eje longitudinal (ZH) en un primer ángulo (Ax) predeterminado sobre un primer eje (X) que en sentido radial de la herramienta atraviesa en el perímetro de la herramienta un punto de trabajo (WP) que presenta la distancia más corta al eje longitudinal (ZH).

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el cual la herramienta de fresado rotativa es puesta en un movimiento oscilante, de manera que, además, a lo largo de toda la trayectoria de movimiento un eje de giro (ZT) de la herramienta está Inclinado desde una dirección del eje de giro (ZT') volteado en un segundo ángulo predeterminado sobre un segundo eje (Y) que, en sentido perimetral de la herramienta, pasa por el punto de trabajo

(WP) mencionado.

14. Procedimiento según las reivindicaciones 12 o 13, en el cual la pieza de trabajo (20) puede estar alineada y ser mantenida fija respecto de la herramienta de fresar, de manera que el punto de trabajo (WP) mencionado penetra

con desprendimiento de viruta en al menos el material de un perímetro parcial de la pieza de trabajo (20).

15. Procedimiento según las reivindicaciones 12 a 14, en el cual el primer y/o el segundo ángulo (Ax, Ay) de la herramienta de fresar es ajustado mediante el recambio de un cabezal de fresado (11), en el cual la herramienta

5 está sujetada montada giratoriamente.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 15, en el cual con el primer ángulo (Ax) de la herramienta de fresar se ajusta un paso de rosca y/o con el segundo ángulo (Ay) de la herramienta de fresar un perfil de rosca, que ha de ser fresado en la pieza de trabajo (20).

17. Uso de un dispositivo (10) según una de las reivindicaciones 1 a 7 para el roscado de tornillos, en particular de tornillos de hueso y/o de madera.