Portaherramientas con sistema de aspiración, rótula axial y palpador.

Portaherramientas con sistema de aspiración del tipo delos utilizados en las máquinas automáticas de mecanizado por controlnumérico para la adaptación y sujeción de los distintos útiles demecanizado (50),

tanto en su versión fija como en la versión retráctil,caracterizado por incorporar en el interior del portaherramientas unarótula axial (45) en el palpador (43), estando la rótula axial (45)alojada en una concavidad mecanizada en la parte inferior del palpador(43), con radio de curvatura coincidente con el radio de curvatura de laparte superior de la rótula axial (45), permitiendo de este modo eldesplazamiento angular de la rótula axial (45) con respecto al palpador(43), permitiendo así la adaptación automática por contacto de la rótulaaxial (45) a las irregularidades de una superficie (46) a mecanizar,adaptándose el palpador (43) a la superficie (46) vía la rótula axial (45),con la consiguiente minimización del error de mecanizado, y porincorporar el palpador (43) perimetralmente un conjunto deperforaciones pasantes (52), circundando exteriormente la perforacióncilíndrica (49) para el paso de la herramienta mecanizadora (50), con ladoble finalidad de mejorar la capacidad de aspiración delportaherramientas y de eliminar la posibilidad de que se produzca unefecto de vacío en el interior de la cámara de aspiración.

Portaherramientas con sistema de aspiración, rótula axial y palpador

La presente patente se refiere, como su título indica, a un portaherramientas con sistema de aspiración del tipo de los utilizados en las máquinas automáticas de mecanizado por control numérico para la adaptación y sujeción de los distintos útiles de mecanizado, caracterizado porque integra en un único dispositivo la funcionalidad de un portaherramientas automático convencional, pudiendo llevar un elemento retráctil para mejorar la precisión en el control de la profundidad de mecanizado, y un sistema de aspiración para el polvo y las virutas generadas en el proceso, permitiendo en una realización alternativa la utilización de una rótula axial en el palpador que permite la adaptación automática a las irregularidades de la superficie a mecanizar con la consiguiente minimización del error de mecanizado, y permitiendo asimismo en otra realización alternativa la utilización en los elementos retráctiles de una pluralidad de guías de deslizamiento para mejorar el deslizamiento del elemento palpador.

Son ampliamente conocidos en la actualidad múltiples y variados tipos de portaherramientas para su utilización en las máquinas automáticas de mecanizado por control numérico. Estos portaherramientas se encargan de la adaptación mecánica entre el útil físico de mecanizado, por ejemplo una fresa, broca, u otros, y el brazo motor de la máquina. Los portaherramientas pueden ser básicamente de dos tipos: fijos y retráctiles. En los de tipo fijo la profundidad de mecanizado se controla únicamente por las coordenadas suministradas por el sistema de control numérico que controla la máquina automática de mecanizado. En los de tipo retráctil el propio portaherramientas permite efectuar una corrección dinámica complementaria de la coordenada de profundidad de mecanizado en función de las posibles imperfecciones o alabeos de la superficie del material a mecanizar, consiguiendo de esta forma una precisión mucho mayor.

Ambos tipos de portaherramientas, junto con su correspondiente útil acoplado, producen durante el proceso normal de mecanizado del material unos residuos de diferentes clases, que van desde el polvo hasta las virutas. Estos residuos deben de ser eliminados de las superficies de trabajo y de su entorno por varias razones, principalmente porque pueden entorpecer el trabajo y la precisión de posteriores operaciones de mecanizado realizadas en el entorno del mismo punto, o incluso producir daños en la superficie del material (especialmente en el caso de virutas) , aunque asimismo porque pueden ser peligrosas o incluso tóxicas para el personal cercano a la maquina, dependiendo del material objeto del trabajo. No hay que olvidar tampoco que su eliminación facilita las posteriores labores de limpieza del local de trabajo.

Para lograr esta eliminación de residuos, son comúnmente conocidos y se han empleado tradicionalmente una gran variedad de sistemas externos al portaherramientas, tales como el cepillado manual o semiautomático, el soplado por medio de aire a presión canalizado a través de un tubo, o el aspirado por medio de una campana externa situada alrededor del útil de mecanizado y del portaherramientas. Todos ellos, por su particular constitución, presentan una eficacia limitada, con un elevado porcentaje de pérdidas, ya que producen la absorción o expulsión de residuos en los alrededores del punto de mecanizado. Por otro lado, los tubos de aspiración necesarios originan frecuentes problemas, enganches y averías tanto durante el funcionamiento normal como durante el proceso cambio de herramientas. Asimismo adolecen de una serie de problemas secundarios, principalmente debido a que su adecuación a sistemas automáticos de mecanizado es problemática y engorrosa, obligando a una complejidad que repercute negativamente en el aspecto funcional de la máquina, incrementando el tiempo requerido para cada operación, a la par que el coste económico del mecanizado se incrementa.

Se ha intentado buscar otras soluciones. Por ejemplo la patente US4101238 “Hole saw with particle-aspirating accesor y for hand drill” presenta una sierra de corona para la realización de grandes perforaciones circulares con taladros de mano y herramientas similares, dotada con un simple mecanismo de aspiración de partículas, que adolece del problema de utilizar como campana de aspiración la propia sierra de corona, con lo cual las partículas generadas en el exterior de la línea de corte no pueden ser aspiradas. Este sistema está pensado únicamente para su utilización en herramientas manuales, y es de difícil aplicación para sistemas automáticos de mecanizado.

La patente GB2082099 “Drilling chuck with jaw for hand drill”, equivalente a la EP0045754, presenta un sistema de aspiración para el portaherramientas de un taladro de mano, sin campana extractora, realizándose la aspiración a través de un canal axial de la propia broca perforadora o herramienta similar. Además de que, debido a su particular constitución, no permite aspirar toda el área de trabajo, adolece del grave problema de necesitar unas brocas o herramientas especiales, con un canal de aspiración incorporado, lo cual las encarece y debilita enormemente. Asimismo está pensada únicamente para herramientas de mano.

Otras variantes de este tipo de herramientas con canal de aspiración a través de las propias herramientas de mecanizado (brocas, fresas, sierras de corona, ...) las encontramos protegidas en las patentes ES2102918 “Dispositivo para aspirar virutas arrancadas mediante una fresa hueca”, EP0558817 “Broca hueca con dispositivo para la evacuación del polvo”, EP0855244 “Dispositivo aspirador para una máquina herramienta, especialmente para una taladradora o taladradorapercutora” y EP0738558 “Equipo para succión de virutas arrancadas por herramienta de fresado hueca”. Todas ellas adolecen de los mismos inconvenientes y problemas citados anteriormente: están preferentemente indicadas para máquinas de uso manual, no automático, y necesitan de una herramienta de mecanizado especial, no estándar en el mercado, bien hueca o con un canal de aspiración, que produce la desventaja colateral de producir la absorción de las partículas únicamente por el interior o por un lateral de la herramienta, con lo cual parte de los residuos generados no pueden ser correctamente absorbidos.

La patente EP 1279 464 A1 presenta una herramienta giratoria que perfora material de una pieza, con una campana de aspiración para extraer las virutas. La campana de aspiración posee una turbina alimentada por la herramienta, como parte del portaherramientas.

En la patente US 5 848 859 se presenta un taladro mejorado

para perforar agujeros perpendiculares en la superficie de una pieza. El taladro mejorado incluye un cabezal perforador que comprende un alojamiento para la broca y un pisón. El pisón de contacto con la superficie de la pieza se conecta al alojamiento de la broca mediante una unión pivotante universal. En contraste con la presente invención, el pisón entra en contacto con una parte de la superficie de la pieza que no es perpendicular al eje de la broca y el pisón pivota en relación con el alojamiento de la broca a medida que el pisón se orienta perpendicularmente a la superficie de la pieza, pudiendo de este modo la broca avanzar y girar hacia y a través de la superficie de la pieza para perforar un agujero perpendicular a dicha superficie de la pieza.

Los problemas del estado de la técnica previo se solucionan

mediante un portaherramientas con sistema de aspiración según las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se describen realizaciones ventajosas de la presente invención.

Se utiliza una rótula axial en el palpador que permite la adaptación automática a las irregularidades de la superficie a mecanizar con la consiguiente minimización del error de mecanizado. Esta rótula axial consiste en una pieza adicional metálica con sección de anillo circular, plano en su parte inferior y con la parte superior dotada de curvatura convexa. La rótula axial se aloja en una concavidad mecanizada en la parte inferior del palpador, con radio de curvatura coincidente con el radio de curvatura de la parte superior de la rótula axial, permitiendo de este modo el desplazamiento angular de la rótula axial con respecto al palpador. Dentro de esta concavidad de la parte inferior del palpador se encuentran alojados una pluralidad de imanes, preferentemente de forma cilíndrica, distribuidos en forma de matriz circular alrededor de la perforación cilíndrica para el paso de la herramienta mecanizadora, y que, por medio de atracción magnética... [Seguir leyendo]

– Portaherramientas con sistema de aspiración del tipo de los utilizados en las máquinas automáticas de mecanizado por control numérico para la adaptación y sujeción de los distintos útiles de mecanizado (50) , tanto en su versión fija como en la versión retráctil, caracterizado por incorporar en el interior del portaherramientas una rótula axial (45) en el palpador (43) , estando la rótula axial (45) alojada en una concavidad mecanizada en la parte inferior del palpador (43) , con radio de curvatura coincidente con el radio de curvatura de la parte superior de la rótula axial (45) , permitiendo de este modo el desplazamiento angular de la rótula axial (45) con respecto al palpador (43) , permitiendo así la adaptación automática por contacto de la rótula axial (45) a las irregularidades de una superficie (46) a mecanizar, adaptándose el palpador (43) a la superficie (46) vía la rótula axial (45) , con la consiguiente minimización del error de mecanizado, y por incorporar el palpador (43) perimetralmente un conjunto de perforaciones pasantes (52) , circundando exteriormente la perforación cilíndrica (49) para el paso de la herramienta mecanizadora (50) , con la doble finalidad de mejorar la capacidad de aspiración del portaherramientas y de eliminar la posibilidad de que se produzca un efecto de vacío en el interior de la cámara de aspiración.

– Portaherramientas con sistema de aspiración, según la reivindicación 1, caracterizado porque la rótula axial (45) consiste en una pieza adicional metálica con sección de anillo circular, plano en su parte inferior y con la parte superior dotada de curvatura convexa, estando alojada en una concavidad (47) mecanizada en la parte inferior del palpador (43) , con radio de curvatura coincidente con el radio de curvatura de la parte superior de la rótula axial (45) , permitiendo de este modo el desplazamiento angular de la rótula axial (45) con respecto al palpador (43) .

– Portaherramientas con sistema de aspiración, según las

reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque dentro de la concavidad (47) de la parte inferior del palpador (43) se encuentran alojados una pluralidad de imanes (48) , preferentemente de forma cilíndrica, distribuidos en forma de matriz circular alrededor de la perforación cilíndrica (49) para el paso de la herramienta mecanizadora (50) , y que,

por medio de atracción magnética mantienen en su posición la rótula axial (45) , pero permitiéndole pequeños desplazamientos angulares con respecto al palpador (43) .

– Portaherramientas con sistema de aspiración, según las

reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado por un rebaje plano (51) situado en el fondo de la concavidad (47) que permite limitar el desplazamiento angular de la rótula axial (45) a un pequeño valor.