ES2241649T3 - Dispositivo accionado neumaticamente para el centrado de una pieza a mecanizar en una maquina. - Google Patents

Abstract

Disposición para el centrado de por lo menos una pieza a mecanizar (48) en una máquina herramienta (1), que comprende un mandril de centrado (13) que incorpora un dispositivo de centrado controlado mediante presión (33, 35) para el centrado de dicha pieza a mecanizar (48), caracterizada porque dicho mandril de centrado (13) comprende dos partes denominadas elemento de centrado (24), dispuesto en un elemento de sujeción (41) dispuesto en la máquina herramienta (1), y un elemento de agarre (22), cuyas partes de mandril (22, 24) se pueden bloquear de manera conjunta, y porque el elemento de centrado (24) está adaptado para roscar la pieza a mecanizar (48) en su interior, en el que dicha pieza a mecanizar (48) se apoya en el elemento de sujeción (41) y porque el elemento de agarre (22) incorpora una disposición de acoplamiento (29) por medio de la cual se pueden bloquear de manera conjunta los dos elementos de mandril (22, 24) con el fin de formar una unidad y se pueden liberar con el fin de separarse mutuamente para poder roscar la pieza a mecanizar (48) después de su extracción del elemento de centrado (24).

Description

Dispositivo accionado neumáticamente para el centrado de una pieza a mecanizar en una máquina.

La presente invención se refiere a una disposición para centrar una pieza a mecanizar en una máquina herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1.

El mecanizado, por ejemplo, el fresado de engranajes, implica la retención de la pieza a mecanizar de forma centrada en una máquina de trabajo. A menudo, se utiliza con dicho objetivo un mandril de centrado que centra interiormente la pieza a mecanizar en la máquina.

A partir del documento WO94/06590 A1 se conoce un mandril para el centrado de piezas a mecanizar en una máquina herramienta. Dicho mandril incorpora un empujador móvil accionado por aire comprimido que le otorga un movimiento axial. El empujador está provisto de un grupo de pernos de centrado que actúan por medio de planos inclinados dispuestos en el empujador. Cuando dicho empujador se desplaza axialmente, dichos planos inclinados desplazan los pernos de centrado radialmente hacia la parte exterior, de manera que se centra la pieza a mecanizar con respecto a la línea central del mandril. A continuación, se puede desplazar hacia abajo dicho mandril por el orificio central de la pieza a mecanizar.

El mandril se fija a la parte superior de la máquina herramienta en una corredera que se desplaza verticalmente y se inicia un proceso de mecanizado desplazando hacia abajo dicho mandril por el orificio central de la pieza a mecanizar, de manera que los pernos de centrado del mandril adopten una posición vertical con el fin de centrar la pieza a mecanizar. Esta última se sitúa en un elemento de sujeción que se encuentra fijado a la mesa de mecanizado de la máquina herramienta. La parte inferior del mandril se desplaza hacia abajo posteriormente en una guía de precisión en dicho elemento de sujeción y queda fijada por medio de un dispositivo de asimiento en la mesa de trabajo. Por lo tanto, resulta importante que la corredera superior esté orientada de manera que se encuentre situada linealmente sobre la guía en el elemento de sujeción, de modo que el mandril se fije radialmente a la máquina herramienta. A menudo, resulta difícil orientar la corredera superior con precisión, lo cual significa que los resultados de mecanizado pueden ser insatisfactorios.

Dado que la totalidad del mandril se debe enroscar a través del orificio central en la pieza a mecanizar, las dimensiones de dicho mandril se tienen que adaptar al diámetro del orificio de la pieza a mecanizar. Cuando se mecanizan piezas a mecanizar con orificios de pequeño diámetro, la totalidad del mandril deberá, por lo tanto, presentar un diámetro pequeño. Esto también significa que el reajuste del mandril implica el cambio de guía en el elemento de sujeción. Un mandril de pequeño diámetro es más débil que uno mayor, de manera que la fijación en el elemento de sujeción puede resultar inestable durante el proceso de mecanizado de piezas a mecanizar con dimensiones pequeñas.

Durante el proceso de mecanizado normal, se utiliza aceite de corte para enfriar la pieza y las herramientas de corte. Este procedimiento se denomina mecanizado en húmedo. El aceite de corte también puede tener la función de extraer el polvo y las virutas que surjan durante el proceso. Sin embargo, el aceite de corte presenta una serie de desventajas, incluyendo problemas medioambientales que afectan tanto al entorno de trabajo interno como al entorno global. Las medidas que se toman para evitar dichos problemas entablan costes elevados.

Un enfoque más rápido, más barato y más adecuado para el entorno, por ejemplo, para el fresado de engranajes sería el denominado mecanizado en seco, es decir, el mecanizado sin ningún fluido de corte de enfriamiento. Sin embargo, esto implica un problema, ya que los mandriles de centrado actuales no resultan adecuados para este tipo de mecanizado, dado que no se utiliza aceite de corte para extraer las virutas y el polvo.

La disposición del documento WO94/06590 A1 resulta adecuada para su uso en el mecanizado en húmedo. La utilización de dicha disposición en el mecanizado en seco entablaría el riesgo de que la suciedad, como el polvo y las virutas, sea arrastrada y penetre en los cojinetes entre superficies móviles cada vez que el mandril se desplaza hacia abajo a través del orificio central de la pieza con el fin de bloquearla en la mesa de fijación. Dicha suciedad podría alterar el proceso de mecanizado, lo que provocaría problemas de calidad.

Objetivo de la invención

El objetivo de la invención es solventar dichas desventajas y proporcionar, para el centrado de una pieza a mecanizar en una máquina herramienta, un nuevo tipo de disposición que consiga una mayor precisión de centrado y una buena estabilidad, y que resulte adecuada para el mecanizado en seco. Estos objetivos se alcanzan con una disposición que muestra las características definidas en la reivindicación 1.

El problema se soluciona utilizando un mandril de dos partes que comprende un elemento inferior de centrado acoplado de manera que se pueda desmontar en el elemento de sujeción de la mesa de mecanizado y un elemento superior de retención fijado a la parte superior de la máquina herramienta.

La pieza a mecanizar se sitúa en la parte superior del elemento de centrado con anterioridad a la unión de ambos elementos de mandril para formar una unidad cooperante. En el mecanizado de una pieza a mecanizar con un orificio de pequeño diámetro, únicamente la parte superior del elemento de centrado necesita presentar igualmente un tamaño pequeño, dado que la pieza a mecanizar se enrosca únicamente en dicha parte. Por lo tanto, no resulta necesario que la totalidad del mandril pase por el orificio de centrado. De este modo, la guía en el elemento de sujeción no depende del diámetro del orificio en la pieza a mecanizar. Así, la parte inferior del elemento de centrado puede presentar un tamaño mayor que la parte superior en la que se encuentra enroscada la pieza a mecanizar. El resultado es una situación mutua estable entre el mandril y el elemento de sujeción.

Dado que únicamente resulta necesario adaptar el tamaño de la parte superior al tamaño de la pieza a mecanizar, todos los mandriles pueden presentar el mismo diámetro para la parte que se acopla en el elemento de sujeción. Esta dimensión puede ser estandarizada, lo que significa que la guía en el elemento de sujeción se puede diseñar para que se adapte. De este modo, no resulta necesario que la guía del elemento de sujeción se cambie cuando se reajuste a diferentes mandriles, de manera que el reajuste de dichos mandriles resultará sencillo, lo que repercutirá en un proceso de trabajo más eficiente.

La parte superior del mandril está dispuesta con respecto a la máquina herramienta por medio de una disposición de fijación que permite pequeños movimientos radiales cuando se están montando ambos elementos de mandril. El elemento de centrado fijado de manera estable al elemento de sujeción de la mesa de la máquina elimina el problema de alineación entre la corredera superior de la máquina y la guía del elemento de sujeción. El juego radial también implica que el proceso de mecanizado tiene lugar de forma centrada, dado que el mandril únicamente está guiado por su acoplamiento en el elemento de sujeción.

La única función de la parte superior de la máquina herramienta es bajar el elemento de sujeción hacia la pieza a mecanizar, de manera que dicha parte superior puede presentar un diseño sustancialmente sencillo y, por lo tanto, más barato, que las disposiciones conocidas anteriormente en las que el elemento de centrado normal se acoplaba a la parte superior y tenía una función de guía radial.

La parte del mandril que se fija al elemento de sujeción de la mesa de mecanizado está provista de ranuras anulares que se comunican con una fuente de presión. El cojinete que se encuentra entre dicho mandril y dicho elemento de sujeción está sometido a una presión neumática, de modo que existe una microfuga para mantener el cojinete libre de polvo y suciedad que lo pueda alterar. Esto significa que se puede utilizar el mandril en el mecanizado en seco, lo cual tiene como resultado beneficios importantes en lo que respecta al tiempo y al medioambiente.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra de forma esquemática una sección longitudinal de un mandril según la presente invención fijado verticalmente a una máquina herramienta.

La Figura 2 muestra el elemento de centrado de un mandril en una forma de realización alternativa.

Descripción de una forma de realización

En la Figura 1, la referencia 1 designa una disposición para el centrado interior de una pieza a mecanizar para su mecanizado en una máquina herramienta, especialmente de fresado de engranajes. La disposición incorpora una máquina herramienta (1) con un mandril de centrado de dos partes no giratorio (13) que consiste en un elemento de agarre (22) y un elemento de centrado (24). La parte superior (14) de la máquina herramienta soporta dicho elemento de agarre (22). La máquina (1) incluye también un elemento de sujeción (41) montado sobre una mesa de mecanizado (42) soportada por la máquina herramienta (1), al elemento de sujeción (41) se fija una pieza a mecanizar (48) por medio de un dispositivo de retención (39) con el propósito de su mecanizado de un modo convencional por medio de herramientas de corte (que no se muestran) accionadas por la máquina herramienta (1).

La Figura 1 muestra esquemáticamente un sistema neumático para maniobrar el mandril (13) durante el centrado, el acoplado y el desacoplado de los elementos del mandril y durante la retención y la liberación de las piezas a mecanizar (48). En aras de la claridad, únicamente se sombrean en la figura las partes que pertenecen al mandril (13) según la invención.

El sistema neumático incluye una unidad de aire comprimido (2) que está conectada por medio de una primera línea (6) a una válvula (3) por medio de un regulador de presión (10), una unidad de separación de humedad (11) y una unidad de niebla de aceite (12) para añadir lubricante al aire comprimido. Una segunda línea (7) y una tercera línea (8) conectan la válvula (3) a una disposición de conexión controlada neumáticamente (29) dispuesta en el elemento de agarre (22) para el acoplado y el desacoplado de los dos elementos del mandril (13). Una cuarta línea (26) conecta la válvula (3) con una primera cámara (27) que está dispuesta en el elemento de centrado (24). Una quinta línea (28) conecta la válvula (3) con una segunda cámara (32) también dispuesta en dicho elemento de centrado (24). La segunda línea (7) y la tercera línea (8) pasan respectivamente por la parte superior (14) de la máquina herramienta al elemento de agarre (22) del mandril. La válvula (3), que también tiene una sexta conexión (9) a la presión atmosférica, está controlada por una unidad de control (4) que recibe señales a través de un grupo de líneas (5) desde una pluralidad de diferentes detectores (que no se muestran) y controla la operación de centrado y de agarre según una secuencia predeterminada.

En la forma de realización que se muestra en la Figura 1, la parte superior (14) de la máquina herramienta presenta un diseño convencional. Obviamente, dicha parte superior puede presentar otro diseño adecuado y se puede utilizar con el mandril según la presente invención. La parte superior (14) de la máquina herramienta está soportada para su giro y está afianzada axialmente a la corredera superior (54) de dicha máquina y consiste en una parte superior (15) y una parte inferior (16). Se puede dar un cierto movimiento axial entre dichas dos partes (15, 16). La parte inferior (16) se fuerza hacia su posición final superior que se muestra en la Figura 1 por medio de un elemento de resorte (17) que rodea la parte superior de un perno guía (18) que se soporta con respecto al movimiento en la parte superior (15) y está sujeto en la parte inferior (16). Apoyándose sobre un resalte superior (19) en el perno (18) y en una superficie superior (20) de la parte superior (15), el resorte (17) empuja la parte inferior (16) para soportarla contra la parte superior (15). La segunda línea (7) y la tercera línea (8) que pasan por la parte superior (14) de la máquina están provistas respectivamente de elementos de estanqueidad para evitar la fuga entre las dos partes (15, 16).

El elemento de centrado (24) del mandril está dispuesto de manera que se pueda desmontar en una guía diseñada de forma adecuada en un elemento de sujeción (41) que está fijado a la mesa de alimentación circular (42) de la máquina herramienta. El elemento de centrado (24) consiste en una parte de fijación inferior (53), una parte superior (51) y una parte alta (52). La parte alta adopta la forma de un primer cabezal de fijación (52).

El elemento de centrado (24) está equipado con un dispositivo de centrado convencional que incorpora un cilindro (25) que está dividido en la primera cámara (27) y la segunda cámara (32) mencionadas anteriormente por medio de un pistón (33) que se puede mover axialmente. Dicho pistón (33) está provisto de una pluralidad de planos inclinados (36) destinados a provocar que una pluralidad de dispositivos de centrado (35) se centre con respecto a la pieza a mecanizar (48). Los dispositivos de centrado (35) se mueven en un plano perpendicular al eje longitudinal del mandril (13), a través de un orifico respectivo dispuesto para ese objetivo en la pared del elemento de centrado (24), cuando se mueve el pistón (33) en la dirección longitudinal axial del elemento de centrado (24) por medio de aire comprimido. Cada cámara (27, 32) está provista de un dispositivo de tope (30, 31) fijado a su pared interior.

Se dirige aire comprimido en el interior de las cámaras a través de la cuarta y quinta línea (26, 28) y de una conexión giratoria (49) que está dispuesta alrededor de la periferia exterior del elemento de sujeción (41). El elemento de centrado (24) está provisto alrededor de su periferia de unos rebajes circulares (50) a la misma altura que las transiciones de las líneas de presión (26, 28) entre el elemento de sujeción (41) y de centrado (24). Esto significa que las ranuras (50) se comunican con las cámaras de presión (27, 32), lo que tiene como resultado una presión positiva entre el elemento de centrado (24) y la guía del elemento de sujeción (41). Esto dificulta que la suciedad y el polvo entren en la guía de la sujeción. También hay flujo de fuga procedente de las cámaras (32, 27) a través de los orificios en los pernos de centrado. La fuga de aire comprimido en ambos puntos tiene como resultado un menor desgaste de partes vitales del elemento de centrado y así, una vida útil más larga.

La parte superior (51) del elemento de centrado de la forma de realización que se describe presenta un diámetro menor que la parte (53) que se acopla a la guía de sujeción (41). Dicha parte superior (51) puede, en diferentes mandriles, estar adaptada al diámetro del orificio en la pieza a mecanizar (48), mientras que el elemento de fijación (53) es independiente del diámetro del orificio de la pieza a mecanizar y, por lo tanto, puede presentar siempre el mismo diámetro (a). Su diámetro y su longitud de guía deben ser lo suficientemente grandes como para asegurar que el elemento de centrado (24) se fija firmemente en la sujeción. Se puede estandarizar un diámetro de fijación (a) adecuado. De este modo, no resulta necesario el cambio de la guía en el elemento de sujeción (41) cuando se reajuste a otros tipos de mandriles.

La parte superior del mandril (13), es decir, el elemento de agarre (22), está fijado de manera que se pueda desmontar a la parte superior de la máquina herramienta (14) por medio de una pluralidad de dispositivos de fijación (23) que según esta forma de realización consisten en conexiones roscadas. El elemento de agarre (22) incluye una parte de retención (34) en la que se dispone un segundo cabezal de fijación (37) con un cierto juego en la dirección radial con respecto a la línea central del mandril. Esto permite un poco de movimiento al cabezal de fijación (37) en una dirección lateral cuando se montan dichos cabezales de fijación (37, 52) de los dos elementos de mandril, el elemento de agarre (22) incorpora también una disposición de conexión (29), en esta forma de realización, un acoplamiento de agarre controlado de forma neumática (29) (que se muestra esquemáticamente sólo en la Figura 1). El acoplamiento de agarre (29) sujeta de manera conjunta los dos cabezales de fijación (37, 52) y así, los dos elementos (22, 24) del mandril (13), durante el propio proceso de mecanizado.

Para mantener la pieza a mecanizar (48) firmemente en su posición durante el mecanizado, el dispositivo de retención (39), aquí en la forma de un acople de campana, está dispuesto de manera que no pueda girar en el elemento de agarre (22). Gracias a la acción de un cilindro hidráulico (63) dispuesto en la máquina herramienta (1) y que en el presente documento se muestra de forma esquemática, se puede hacer que el acople de campana (39) sujete o libere la pieza a mecanizar (48) bajando la parte superior de la máquina herramienta (14) y el elemento de agarre (22) sujeto a la misma. El acople de campana (39), que en la dirección axial fija la pieza a mecanizar (48) firmemente a la sujeción cuando se han montado los elementos de mandril (22, 24) y, por lo tanto, se han movido hacia abajo hacia la mesa de mecanizado, se fija de manera que se pueda desmontar al elemento de agarre (22).

El procedimiento para la puesta a punto de la máquina herramienta es el siguiente:

La parte superior de la máquina (14) se monta y se soporta para su movimiento giratorio, pero se afianza con respecto al movimiento axial en la corredera superior de la máquina herramienta (54) de cualquier modo conocido. Esto se lleva a cabo normalmente sólo en el momento de una nueva instalación. A partir de entonces, el elemento de agarre del mandril (22) está acoplado y afianzado a la parte superior (14) por medio de conexiones roscadas (23). El elemento de centrado del mandril (24) está acoplado al elemento de sujeción (41) en la mesa de mecanizado (42). La guía de dicho elemento de sujeción (41) está diseñada de manera que el elemento de centrado (24) esté sujeto con precisión radialmente, pero se pueda mover axialmente, de modo que no resulte necesario liberar ninguna conexión de acoplamiento cuando se reajuste dicho elemento de mandril (24).

Para llevar a cabo la operación de mecanizado, la pieza a mecanizar (48) se rosca posteriormente en su parte superior (52) y la parte superior (51) del elemento de centrado (24), de modo que se apoye en la sujeción (41).

La siguiente etapa es bajar, por medio del cilindro hidráulico (63), la parte superior de la máquina (14), y el elemento de agarre (22) acoplado a este último firmemente, de manera que la superficie inferior del último cabezal de fijación (37) entre en contacto con o casi entre en contacto con la superficie superior del cabezal de fijación del elemento de centrado (52). Esta posición está definida por el acople de campana (39) que no está retenido contra la pieza a mecanizar (48), sino por los pernos de centrado (35) que se encuentran en una posición para retener radialmente la pieza a mecanizar (48). Una distancia apropiada entre la superficie superior de la pieza a mecanizar y el acople de campana está entre 0,5 y 1 mm. Esto hace que resulte posible que dicha pieza a mecanizar (48) se mueva radialmente durante el centrado. Cuando se alcanza la posición correcta se detecta por medio de detectores de posición convencionales (que no se muestran) que, por medio de la unidad de control (4), cooperan con el sistema hidráulico (44) de manera que se emite una señal a la válvula solenoide (64) que actúa en el cilindro hidráulico (63) de forma que cesa el movimiento de posicionamiento.

A continuación, se centra la pieza a mecanizar mientras que, al mismo tiempo, se montan los dos elementos del mandril (22, 24). El procedimiento de centrado actual se conoce a partir del documento WO94/06590 A1 y, por lo tanto, no se describirá con mayor detalle en la presente memoria. El montaje tiene lugar del modo siguiente:

El elemento de agarre (22) y el elemento de centrado (24) se presurizan por medio de la primera línea (6) de la unidad de aire comprimido (2) a la válvula (3) que, en una posición primaria (la Figura 1 muestra la posición secundaria de la válvula (3)), pasa la presión a una segunda línea (7) y a una cuarta línea (26) mientras que, al mismo tiempo, la tercera línea (8) y la quinta línea (28) se conectan a presión atmosférica por medio de la sexta conexión de la válvula (9). La presión de la cuarta línea (26) se dirige al elemento de centrado (24) para el centrado de un modo convencional. La presión en la segunda línea (7) pasa a través de la parte superior de la máquina herramienta (14) y el elemento de agarre (22) a la última disposición de acoplamiento (29). En esta forma de realización, el anterior es un acoplamiento de retención y el aire comprimido provoca su acoplamiento de manera conjunta con los dos cabezales de sujeción ahora opuestos entre sí (37, 52). Dado que el elemento de centrado (24) y, de este modo, su cabezal de fijación están fijados radialmente en el elemento de sujeción (41) y el cabezal de fijación (37) del elemento de fijación se encuentra dispuesto en el elemento de agarre (22) con un cierto juego (38) en la dirección radial, el cabezal de fijación del elemento de fijación (37) se guía según el cabezal de fijación del elemento de centrado (52) cuando ambos cabezales de fijación se encuentran acoplados de manera conjunta. De este modo, se evitan las cargas oblicuas. Obviamente, la disposición de acoplamiento (29) puede presentar cualquier otro diseño adecuado, por ejemplo, un acoplamiento de bayoneta neumático.

Cuando un sensor de presión (65) detecta que una presión predeterminada que representa que se ha conseguido el centrado y el montaje completos de ambos elementos de mandril, la unidad de control (4) recibe una señal a dicho efecto. A continuación, dicha unidad de control (4) emite una señal a una válvula solenoide (45) que forma parte de un sistema hidráulico convencional (44) que se muestra esquemáticamente en la Figura 1, que actúa en dos cilindros hidráulicos (46, 47). Uno de dichos cilindros hidráulicos (47) hace que un dispositivo de asimiento (43) dispuesto en la mesa de mecanizado (42) sujete una parte entallada (40) formada en el extremo inferior del elemento de centrado (24), después de lo cual, el otro cilindro hidráulico (46), por medio de un dispositivo de asimiento (43), mueve la totalidad del mandril (13), que se encuentra en este momento montado, axialmente hacia abajo contra la acción del elemento de resorte (17), de manera que el acople de campana (39) se retiene en la pieza a mecanizar (48). Así, dicha pieza a mecanizar (48) se puede retener firmemente en la sujeción (41) con la fuerza deseada. Dicha fuerza axial es sustancialmente mayor que la fuerza de centrado radial, lo cual significa que los pernos de centrado (35) se deslizarán de algún modo con respecto a la superficie interior de la pieza a mecanizar (48).

El movimiento axial hacia abajo es pequeño, preferentemente, sólo un par de milímetros. Esto significa que los rebajes circulares del elemento de centrado (50) se encuentran en comunicación con las líneas de presión (26, 28) incluso después de que la totalidad del montaje del mandril (13) se haya desplazado hacia abajo. Por lo tanto, el efecto de limpiador del escape de aire comprimido continúa durante el proceso de mecanizado.

Durante la fase de mecanizado, el mandril (13) se acciona por medio de la mesa de mecanizado (42) que, a su vez se acciona por medio de un motor dispuesto en la máquina herramienta (1). Se transmite la fuerza giratoria desde la mesa (42) hasta el mandril (13) a través de la fijación (41) y la pieza a mecanizar (48) retenida entre la sujeción (41) y el acople de campana (39) al acople de campana (39) dispuesta de manera que no pueda girar en el mandril. El giro puede tener lugar bien por etapas o bien de forma continuada, dependiendo del tipo de mecanizado. Según una forma de realización alternativa, la herramienta de mecanizado se mueve alrededor de la pieza a mecanizar (48) mientras que el mandril (13) permanece estacionario.

Después de la finalización del mecanizado, el procedimiento de liberación es el siguiente:

La unidad de control (4) recibe bien manual o bien automáticamente una señal que indica que se ha completado el mecanizado, tras lo cual, ésta emite una señal al sistema hidráulico (44) que libera y extrae el dispositivo de agarre (43) de la parte entallada (40) del elemento de centrado (24). Esto tiene como resultado que el elemento de resorte (17) fuerza el mandril completamente montado (13) a volver a la posición que se muestra en la Figura 1, liberando de este modo el acople de campana (39) de la pieza a mecanizar (48).

A continuación, la unidad de control (4) mueve la válvula (3) hasta la posición secundaria que se muestra en la Figura 1, en la que se pasa la presión a la tercera línea (8) y a la quinta línea (28) mientras que, al mismo tiempo, la segunda línea (7) y la cuarta línea (26) se conectan a la presión atmosférica por medio de la sexta conexión de válvula (9). La presión en la quinta línea (28) va hacia el elemento de centrado (24) para liberar el centrado de un modo convencional y que, por lo tanto, no se describe con mayor detalle en el presente documento. La presión de la tercera línea (8) se dirige hacia el acoplamiento de agarre (29) que, de este modo, se libera, de manera que los dos elementos del mandril se liberan entre sí.

Cuando la unidad de control (4) ha recibido señales de que tanto el dispositivo de agarre (43) como los pernos de centrado (35) se han liberado de la pieza a mecanizar (48) y el acoplamiento de agarre (29) se ha liberado, se emite una señal al sistema hidráulico (44) para el cilindro hidráulico (63) incorporado en el mismo, con el fin de provocar el movimiento axial de la parte superior de la máquina herramienta (14) y del elemento de agarre (22) fijado a esta última. Como etapa final, el elemento de agarre (22) se eleva de este modo gracias al cilindro hidráulico, de manera que se pueda desmontar la pieza a mecanizar (48) y emplazar una nueva pieza a mecanizar en el elemento de centrado del mandril (24) para su mecanizado.

La Figura 2 muestra una forma de realización alternativa del elemento de centrado (24) para un mandril. Dicho elemento de centrado (24) hace que sea posible comprobar el apoyo de la pieza a mecanizar contra la sujeción (41). Esto se consigue por medio del acoplamiento giratorio (49) que se proporciona adicionalmente con una línea (60) para aire comprimido. Desde la entrada, el aire pasa a través de la sujeción tanto a un rebaje (61) que rodea la periferia del elemento de centrado a la misma altura que la entrada a la línea de presión (60), como a una pluralidad de salidas (62) en la superficie de la sujeción en contacto con la pieza a mecanizar. El aire comprimido en el rebaje (61) tiene como resultado que mantiene alejados la suciedad y el polvo del cojinete del elemento de centrado en la sujeción (41).

El aire que sale de la unidad de aire comprimido (2) de un modo que no se muestra en detalle, a una presión uniforme, pasa a través de las salidas (62). Cuando se sitúa una pieza a mecanizar de manera correcta en la sujeción (41), se cierran los orificios de salida (62), incrementando así la presión del aire en la línea (60). Cuando un detector de presión (que no se muestra) detecta una presión predeterminada que representa la pieza a mecanizar (48) apoyada de un modo plano en la sujeción (41), la unidad de control (4) recibe una señal a ese efecto y a continuación, emite señales para el montaje y el centrado continuados del modo que se ha descrito anteriormente. En el caso de que por alguna razón haya suciedad sobre la superficie de contacto de la sujeción (41) cuando se sitúa la pieza a mecanizar (48), los orificios de salida (62) no se cerrarían completamente y la presión de aire en la línea (60) no alcanzaría el nivel predeterminado. Cuando un detector de presión detecta que esto sucede, se alerta al operario, por ejemplo, por medio de una señal luminosa o auditiva, de que la pieza a mecanizar no se encuentra situada del modo correcto en la sujeción debido a suciedad o similar. Por lo tanto, se puede rectificar el fallo y el proceso únicamente puede continuar cuando el sensor de presión detecta la presión predeterminada. Si el proceso de mecanizado continúa a pesar de que haya suciedad entre la pieza a mecanizar y la sujeción, el resultado de mecanizado podría ser insatisfactorio.

La parte superior del elemento de centrado (24) según la forma de realización que se muestra en la Figura 2, obviamente puede presentar además diversos diámetros adecuados a los diámetros de los orificios de la pieza a mecanizar. El diámetro de fijación (a) preferentemente es lo suficientemente grande para tener como resultado la fijación estable del elemento de centrado (24) en la sujeción (41).

Como el elemento de centrado del mandril (24) con su fijación estable en la sujeción (41) comprende los componentes más importantes para un proceso de mecanizado de centrado, el elemento superior del mandril (22), así como la parte superior de la máquina herramienta, pueden presentar un diseño simplificado de algún modo. Su función principal es asegurar que el acople de campana (39) sujete la pieza a mecanizar (48) a la sujeción. Los componentes dispuestos en la corredera de la máquina herramienta (54) se pueden extraer en su totalidad y seguidamente, se puede aplicar el acople de campana de un modo diferente.

La forma de realización únicamente se refiere al mecanizado de una pieza a mecanizar, pero la disposición según la invención también se puede utilizar para el centrado de dos o más piezas a mecanizar situadas una sobre otra. En tal caso, el elemento de centrado se extiende y se equipa con una pluralidad de dispositivos de centrado.

Según una forma alternativa, el mandril puede presentar una orientación horizontal. En ese caso, los extremos axiales de los elementos de mandril se pueden soportar para su giro en la máquina herramienta.

Claims (12)

1. Disposición para el centrado de por lo menos una pieza a mecanizar (48) en una máquina herramienta (1), que comprende un mandril de centrado (13) que incorpora un dispositivo de centrado controlado mediante presión (33, 35) para el centrado de dicha pieza a mecanizar (48), caracterizada porque dicho mandril de centrado (13) comprende dos partes denominadas elemento de centrado (24), dispuesto en un elemento de sujeción (41) dispuesto en la máquina herramienta (1), y un elemento de agarre (22), cuyas partes de mandril (22, 24) se pueden bloquear de manera conjunta, y porque el elemento de centrado (24) está adaptado para roscar la pieza a mecanizar (48) en su interior, en el que dicha pieza a mecanizar (48) se apoya en el elemento de sujeción (41) y porque el elemento de agarre (22) incorpora una disposición de acoplamiento (29) por medio de la cual se pueden bloquear de manera conjunta los dos elementos de mandril (22, 24) con el fin de formar una unidad y se pueden liberar con el fin de separarse mutuamente para poder roscar la pieza a mecanizar (48) después de su extracción del elemento de centrado (24).

2. Disposición según la reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de agarre del mandril (22) incorpora un dispositivo de retención (39) destinado a apoyarse contra la pieza a mecanizar y a afianzar la misma, y la disposición de acoplamiento (29) para el acoplamiento del elemento de agarre (22) y el elemento de centrado (24) de manera conjunta con el fin de formar un mandril unitario (13) para el centrado de la pieza a mecanizar (48).

3. Disposición según la reivindicación 2, caracterizada porque la disposición de acoplamiento (29) está provista de un juego para la adaptación sin efectuar fuerza al cojinete radial del elemento de centrado (24) en el elemento de sujeción (41).

4. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el medio de presión es aire comprimido y porque el elemento de centrado (24) comprende los dispositivos de centrado controlados de forma neumática (33, 35) y está fijado radialmente y acoplado para el movimiento axial en un elemento de sujeción (41) soportado en la máquina herramienta, en la que dicho elemento de sujeción (41) está provisto de unas líneas de presión (26, 28) que dirigen aire comprimido de la fuente de presión (2) hacia los dispositivos de centrado (33, 35), mientras que en la transición neumática entre el elemento de sujeción (41) y el elemento de centrado (24) se permite la fuga de aire comprimido entre dicho elemento de centrado (24) y la sujeción (41).

5. Disposición según la reivindicación 4, en la que la pieza a mecanizar (48) está centrada alrededor de un eje sustancialmente vertical, caracterizada porque el elemento de sujeción (41) comprende adicionalmente una línea de presión (60) por la que se dirige el aire comprimido desde la fuente de presión (2) hasta una pluralidad de salidas (62) en la superficie superior horizontal de la sujeción (41), cuya superficie está destinada a soportar la pieza a mecanizar (48), y un detector de presión (65) detecta la variación de la presión de aire dependiendo de si la pieza a mecanizar (48) se encuentra o no situada de manera plana sobre la superficie de contacto de la sujeción (41).

6. Disposición según cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5 caracterizada porque el elemento de centrado (24) está provisto, alrededor de su periferia, de unas ranuras (50, 61) que se encuentran situadas sustancialmente al mismo nivel vertical que los puntos de suministro de las líneas de presión (26, 28) al elemento de sujeción (41) y, por lo tanto, se comunican con las cámaras de presión (27, 32) contenidas en el elemento de centrado (24), y el suministro de presión provoca una presión positiva entre el elemento de centrado (24) y la guía del elemento de sujeción (41) alrededor de la periferia del elemento de centrado.

7. Disposición según la reivindicación 3, caracterizada porque la disposición de acoplamiento (29) está accionada de forma neumática e incorpora una parte de retención (34) y un cabezal de fijación (37) que está provisto de un juego radial (38) y que es capaz, cuando se está acoplando al elemento de centrado fijado radialmente (24), de ser guiado según la posición fija del elemento de centrado cuando la disposición de acoplamiento (29) monta las dos partes del mandril (13).

8. Disposición según la reivindicación 7, caracterizada porque la disposición de acoplamiento (29) se controla de forma neumática y está conectada a la fuente de presión (2) por medio de unas líneas de presión (6, 7).

9. Disposición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el diámetro (a) de la parte del elemento de centrado (24) que se encuentra acoplada a la sujeción (41) es independiente del diámetro del orificio central en la pieza a mecanizar (48).

10. Disposición según la reivindicación 9, caracterizada porque el diámetro (a) de la parte del elemento de centrado (24) que está acoplada al elemento de sujeción (41) es igual o mayor que el diámetro del orificio central de la pieza a mecanizar (48).

11. Disposición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el dispositivo de centrado (33, 35) incorpora una primera cámara (27) y una segunda cámara (32) que están conectadas por unas líneas (6, 26, 28) a la fuente de presión (2) y se encuentran situadas a cada lado de por lo menos un empujador (33) que, dependiendo de la presión en las respectivas cámaras (27, 32), puede moverse en un cilindro (25) dispuesto en el mandril (13) y está provisto de una conexión de transmisión de movimiento con una pluralidad de dispositivos de centrado (35) que están situados sustancialmente de forma simétrica alrededor de la línea central del mandril y están destinados al movimiento radial hacia la parte interior y hacia la parte exterior con respecto a la línea central del mandril (13), siendo provocado el movimiento de los dispositivos por el medio de presión de la fuente de presión (2).

12. Disposición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el elemento de agarre del mandril (22) incorpora un dispositivo de retención (39) destinado a apoyarse contra la pieza a mecanizar y a afianzar la misma cuando se está mecanizando esta última en la máquina herramienta.