Fresadora o torno, para el mecanizado de piezas de trabajo, con un husillo de trabajo (1),

que está apoyado en forma rotatoria en un cabezal de husillo (3), un soporte de cabezal de husillo (6), el cual está dispuesto en forma verti- calmente movible sobre la bancada de máquina (9), y un dispo- sitivo de ajuste para el movimiento del soporte de cabezal de husillo (6) sobre la bancada de máquina (9), caracterizados porque el soporte de cabezal de husillo (6) se compone al me- nos de un carro (7) y un cuerpo portante (8), que está unido a éste libre de juego, pudiendo rotarse alrededor de un eje transversal horizontal imaginario, corriendo en aquel último el cabezal de husillo (3) esencialmente en forma horizontal

El invento trata de una fresadora o un torno según el término genérico de la reivindicación 1, es conocido por ejemplo, por la EP-A-0 059 847.

Estado de la técnica

Las máquinas herramienta con bancada, en particular fresadoras para el mecanizado por arranque de viruta de piezas de trabajo con herramientas rotatorias, poseen un cabezal de husillo que aloja el husillo de trabajo y el accionamiento de este último. El cabezal de husillo se encuentra por su lado en un soporte de cabezal de husillo, en el que puede moverse en forma horizontal hacia la pieza de trabajo y alejándose de ésta. El soporte de cabezal de husillo puede desplazarse verticalmente por la bancada de la máquina.

Debido al tipo de construcción, cuando el cabezal de husillo sale del soporte de cabezal de husillo se genera con la herramienta una trayectoria por la distancia de la bancada, la cual aumenta progresivamente. Dado que en este caso se inclina el eje de la herramienta, se producen defectos de forma en las piezas de trabajo mecanizadas.

Un método para corregir esos defectos de forma consiste en que las colizas en el cabezal de husillo o soporte de cabezal de husillo se conforman bombeadas. Esto puede realizarse por medio de raspado, fresado o rectificado. También pueden producirse formas correspondientes colocando debajo de la coliza elementos conformados apropiadamente. Tales trabajos involucran esfuerzos de fabricación significativos.

Otra posibilidad de corrección es la elevación o el descenso paralelos de todo el cabezal de husillo. Si bien de este modo puede compensarse la dislocación en altura del extremo delantero del husillo de trabajo, la cual se ocasiona por la flexión del cabezal de husillo, se mantiene, sin embargo, la posición angular errónea de la herramienta, de modo que en la pieza de trabajo resultan perfiles de fresado desplazados en escalones.

Además, son conocidos procesos para eliminar o reducir la trayectoria por medio de pretensión del cabezal de husillo, por ejemplo, por deformación mediante cilindros hidráulicos. Es evidente sin decir más, que esto requiere considerables adicionales constructivos del cabezal de husillo con los correspondientes costes.

Un procedimiento de solución utilizado desde hace mucho tiempo por la solicitante consiste en producir el movimiento vertical del soporte de cabezal de husillo por medio de dos husillos de avance que corren paralelos y están dispuestos a cada lado del soporte de cabezal de husillo. Mediante avances correspondientemente diferentes de los husillos puede modificarse el ángulo de incidencia del soporte de cabezal de husillo por medio de rotación sobre las correderas en la bancada de máquina y con ello compensarse el efecto de la trayectoria también con respecto a la posición de la herramienta.

La posibilidad de ocasionar una rotación del soporte de cabezal de husillo alrededor de un eje que se encuentra transversal con respecto al cabezal de husillo no está dada en máquinas de técnica actual. Debido a las elevadas velocidades de

marcha rápida se utiliza, para los movimientos verticales del

soporte de cabezal de husillo, guías de rodadura sobre el montante que poseen secciones transversales perfiladas y que absorben fuerzas y momentos en todas las direcciones. No hay grados de libertad para un movimiento de rotación del soporte de cabezal de husillo.

Al mismo tiempo se suprimió también el efecto amortiguador de vibraciones de las superficies de deslizamiento de las colizas.

Es objetivo del invento es volver a ocasionar la movilidad del soporte de cabezal de husillo alrededor de un eje transversal y con ello crear de manera sencilla la posibilidad de compensación para movimientos de trayectoria desfavorables del cabezal de husillo también para máquinas que trabajan muy rápidamente con elevados pares de transmisión de fuerza. Otro objetivo del invento es crear nuevamente suficientes superficies de amortiguación. En último lugar, por los medios técnicos empleados para los objetivos mencionados previamente, la precisión de división de la posición de herramienta debe aumentarse en una medida sustancialmente adicional.

Descripción del invento

Según el invento, el soporte de cabezal de husillo se divide en un plano vertical de separación en un carro y un cuerpo portante. El carro está guiado verticalmente en forma rígida por la bancada y se mueve hacia arriba y hacia abajo por al menos un husillo u otra unidad apropiada de accionamiento mecánico, eléctrico, neumático o hidráulico. En el cuerpo portante, el cabezal de husillo se mueve, por su lado, horizontalmente en forma rígida. El cuerpo portante puede girarse con

el cabezal de husillo con respecto al carro en un apoyo libre

de juego alrededor de un eje transversal horizontal, de modo que el eje longitudinal del cabezal de husillo puede llevarse a diferentes posiciones angulares, referido a la horizontal. Para este propósito, el cuerpo portante se apoya en dirección axial, abarcando gran superficie, sobre una superficie de deslizamiento sobre el carro y se mantiene en esa posición por medio de elementos envolventes de sujeción del carro. Alternativamente también son concebibles elementos envolventes de sujeción del cuerpo portante detrás del carro. Un anillo de apoyo, que es circunferencial alrededor de una abertura central en el cuerpo portante, que sobresale de éste por el lado de atrás, encaja radialmente en forma enrasada en una abertura correspondiente del carro. Aquel sirve, por un lado, para la unión firme entre el cuerpo portante y el carro en el desplazamiento del carro sobre el montante y, por otro lado, como apoyo en el caso de movimientos rotatorios del cuerpo portante con respecto al carro. Debido a la configuración como anillo circunferencial alrededor de una abertura relativamente grande se crea una superficie portante que es considerablemente más grande que por ejemplo la de un posible eje central con forma de varilla. Al mismo tiempo, las aberturas en el cuerpo portante y en el carro ahorran material y por consiguiente masa muerta. Debe señalarse que el anillo de apoyo en una construcción invertida también puede ser parte del carro y encajar en la abertura del cuerpo portante.

En una primera ejecución según el invento, el cuerpo portante está fijado en forma rotatoria sobre el carro por medio de la unión anular descrita previamente. Se lo rota alrededor

de ese eje mediante dispositivos de rotación apropiados, como

motores de torque, accionamientos sin-fin, pistones hidráulicos o similares, que no necesitan describirse detalladamente, por que son conocidos en general. El movimiento rotatorio necesario para compensar la trayectoria se limita en este caso a trayectos mínimos en el rango angular por debajo de 1º. Esa fijación axial del cuerpo portante tiene lugar por medio de las superficies de deslizamiento, que están en contacto, de ambos cuerpos y los elementos envolventes de sujeción del carro detrás del cuerpo portante o por medio de otro soporte contrario apropiado en el carro o cuerpo portante. Para el movimiento vertical del soporte de cabezal de husillo se impulsa el carro y el cuerpo portante se arrastra por ése.

Si tiene lugar un movimiento transversal del cabezal de husillo en dirección a una pieza de trabajo mediante el accionamiento de avance que está montado al cuerpo portante, el desplazamiento del cabezal de husillo produce en primer lugar una fuerza adicional que actúa radialmente sobre el cuerpo portante. Además, el extremo delantero del cabezal de husillo y la herramienta describen la curva de salida que se desvía de la horizontal hacia abajo. Ambos efectos deben contrarrestarse por medio del dispositivo de rotación, esto es girando el cuerpo portante con el cabezal de husillo y la herramienta hacia arriba a una posición prefijada que está almacenada en el software de control y que es dependiente del recorrido de salida del cabezal de husillo. El cuerpo portante y con ello el cabezal de husillo se rotan en este caso en el valor, en el que se desvió de la horizontal la trayectoria, de modo que puede eliminarse totalmente la inclinación del eje de herra

mienta. La posición alcanzada en cada caso se registra por al

menos un sistema de medición apropiado que detiene el movimiento de corrección tan pronto como se alcanzó el valor prefijado.

En otra ejecución según el invento, que es particularmente apropiada para máquinas grandes con cabezales de husillo pesados, el soporte...

1. Fresadora o torno, para el mecanizado de piezas de trabajo, con un husillo de trabajo (1), que está apoyado en forma rotatoria en un cabezal de husillo (3), un soporte de cabezal de husillo (6), el cual está dispuesto en forma verticalmente movible sobre la bancada de máquina (9), y un dispositivo de ajuste para el movimiento del soporte de cabezal de husillo (6) sobre la bancada de máquina (9), caracterizados porque el soporte de cabezal de husillo (6) se compone al menos de un carro (7) y un cuerpo portante (8), que está unido a éste libre de juego, pudiendo rotarse alrededor de un eje transversal horizontal imaginario, corriendo en aquel último el cabezal de husillo (3) esencialmente en forma horizontal.

2. Fresadora o torno, según la reivindicación 1, caracterizados porque el soporte de cabezal de husillo (6) presenta al menos un dispositivo de rotación, con el que el cuerpo portante (8) puede llevarse a diferentes posiciones angulares con respecto al carro (7).

3. Fresadora o torno, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizados porque la unión entre el cuerpo portante (8) y el carro (7) se compone de

- un anillo de apoyo (13), que está unido al cuerpo portante (8), que está dispuesto concéntricamente con el eje transversal (16), que al menos llega hasta dentro en una correspondiente abertura del carro (12) y que con su superficie externa (15) apoya en forma deslizante en la pared (14) interna de la abertura del carro (12),

- sendas superficies de deslizamiento (17), o bien (19), dispuestas alrededor de la abertura (12) del carro (7) y del

anillo de apoyo (13) del cuerpo portante (8), estando las dos superficies de deslizamiento una con otra en contacto deslizante con juego mínimo,

- al menos un elemento envolvente de sujeción (18) del carro (7) que agarra por atrás angularmente el cuerpo portante (8).

4. Fresadora o torno, según las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizados porque el dispositivo de rotación para el movimiento del cuerpo portante (8) con respecto al carro (7) se controla por medio de señales de un dispositivo de medición de ángulos que corrige cambios de posición del cabezal de husillo (3) en el avance de este último hacia la herramienta en lo que respecta a posiciones prefijadas que están especificadas.

5. Fresadora o torno, según las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizados porque el elemento envolvente de sujeción

(18) se encuentra en el cuerpo portante (8) y agarra por atrás angularmente el carro (7).

6. Fresadora o torno, según las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizados porque en lugar del elemento envolvente de sujeción (18) en el cuerpo portante (8) o en el carro (7), el anillo de apoyo (13) presenta un diseño que lo fija axialmente, con suficiente juego radial, con respecto al carro (7).

7. Fresadora o torno, según las reivindicaciones 1 hasta 3, 5 y 6, caracterizados porque el anillo de apoyo (13) es parte del carro (7) y al menos llega hasta dentro en la abertura (11) del cuerpo portante (8).

8. Fresadora o torno, según las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizados porque el dispositivo de ajuste para el mo

vimiento del soporte de cabezal de husillo (6) se forma sobre la bancada de máquina (9) por medio de (2) husillos de bolas

(24) que mediante tuercas de husillo (23), que corren sobre ésos, y soportes de tuerca (22), que sostienen a ésas, están unidos cada uno con un brazo (21) que forma una parte del cuerpo portante (8) o está fijado a éste en forma duradera.

9. Fresadora o torno, según la reivindicación 8, caracterizados porque los soportes de tuerca (22) está unidos en forma rotatoria al respectivo brazo (21) del cuerpo portante (8) por medio de un apoyo libre de juego.

10. Fresadora o torno, según la reivindicación 8, caracterizados porque los soportes de tuerca (22) están unidos fijamente al respectivo brazo (21) del cuerpo portante (8) y el brazo (21) es en la zona de unión en gran parte rígido en dirección vertical y cede insignificantemente en dirección horizontal.

11. Fresadora o torno, según las reivindicaciones 8 hasta 10, caracterizados porque la rotación del cuerpo portante (8) con respecto al carro (7) se controla por medio de señales de dos dispositivos de medición lineal que actúan sobre la velocidad de avance de los husillos de bola y corrigen con ello el cambio horizontal de posición del cabezal de husillo (3) en el avance de este último hacia la herramienta en lo que respecta a posiciones prefijadas que están especificadas.