ES2546637B2

ES2546637B2 - Cabezal de máquina herramienta

Info

Publication number: ES2546637B2
Application number: ES201430414A
Authority: ES
Inventors: Luis CALLEJA MARTÍNEZ; Javier ORIVE DE DIEGO
Original assignee: Zayer SA
Current assignee: Zayer SA
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2034-03-24
Also published as: ES2546637A2; ES2546637R1

Abstract

Cabezal de máquina herramienta que comprende un codo y una cabeza portaherramientas con movimiento de giro respecto al codo, el codo y la cabeza contactan en una superficie de contacto que está inclinada un ángulo ({al}) entre 25º y 35º respecto al eje de la herramienta y el movimiento de giro de la cabeza se realiza mediante dos motores, cuyos piñones de salida engranan con una corona solidaria a la cabeza. El cabezal aúna el posicionamiento y el trabajo en giro continuo junto con la capacidad de abarcar un amplio volumen de trabajo.

Description

DESCRIPCIÓN

Cabezal de máquina herramienta.

OBJETO DE LA INVENCION 5

La presente invención se refiere a un cabezal de máquina herramienta.

Dicho cabezal de máquina herramienta comprende un codo y una cabeza portaherramientas con movimiento de giro respecto al codo, el codo y la cabeza contactan en una superficie de 10 contacto que está inclinada un ángulo (α) entre 25º y 35º respecto al eje de la herramienta y el movimiento de giro de la cabeza se realiza mediante dos motores, cuyos piñones de salida engranan con una corona solidaria a la cabeza.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION 15

Son comunes las máquinas herramienta en las que el cabezal que porta la herramienta se compone de un codo, que es el elemento que se conecta al resto de la máquina, normalmente un carnero, y una cabeza que va ligada al codo y es el elemento propiamente dicho que sujeta la herramienta: una broca, una fresa, etc. 20

Es conocido que entre el codo y el carnero se establezca un movimiento relativo de giro. El mismo solicitante ha venido utilizando cabezales en los que el codo y la cabeza contactan mediante una superficie de contacto la cual está inclinada respecto al eje de la herramienta bien 45º (denominado cabezal a 45º) o bien 90º (denominado cabezal a 90º u ortogonal). 25

Cada uno de estos cabezales tiene sus ventajas e inconvenientes. El de 45º tiene una distancia (d) de la nariz del cabezal (extremo del cabezal inmediatamente anterior a la herramienta) al punto de intersección del eje de giro de la cabeza y el eje de la herramienta, comúnmente denominada como distancia de Pivot, mucho menor que en el de 90º, del 30 orden de tres veces, con lo que es más preciso a la hora de trabajar con la punta de la herramienta y es más rígido pues el par recibido cuando trabaja la herramienta es directamente proporcional a la distancia (d) de Pivot.

En el de 45º las fuerzas que soporta el cabezal debidas a los movimientos de corte y avance 35 de la herramienta actúan sobre el plano de contacto, según dos componentes mucho menores que las del cabezal a 90º que son directamente las mismas fuerzas de mecanizado las que actúan sobre la superficie de contacto, siendo las paralelas productoras de un momento de giro y las perpendiculares de una separación de codo y cabeza, con lo que en definitiva ocasionan imprecisiones en el mecanizado, mal acabado superficial, mayor 40 desgaste de la herramienta y menor vida de los componentes.

En cuanto a la precisión, el de 45º se posiciona cada 0.001º con una precisión de posicionamiento P=14arcsegundo y permite un buen acceso a diferentes zonas de la pieza pues exige realizar desplazamientos del resto de ejes de la máquina y giros de codo 45 menores que el de 90º, por ejemplo para realizar mecanizados de caras frontales y laterales el cabezal de 90º debe girar el codo 180º para pasar de las unas a las otras mientras que el de 45º realiza un giro menor, con lo que los errores al girar mayor ángulo son mayores, además a esta desventaja hay que sumar la mayor distancia (d) de Pivot y, por lo tanto, de la punta de la herramienta, con lo que los errores se magnifican. 50

En cuanto a la versatilidad, el cabezal a 45º no trabaja en giro continuo, mientras que el de 90º sí trabaja en giro continuo pero es muy voluminoso y la distancia (d) de Pivot es mayor, con las desventajas que se ha citado.

En todo lo que se ha citado, con cabezal a 90º se engloban todo tipo de cabezales con esta tipología, como los que son un codo y una cabeza formando 90º girando una respecto al otro en una superficie de contacto, similar al de 45º, como en los que el codo es como una horquilla en forma de U y la cabeza gira dentro de la misma, con lo que la superficie de contacto es doble, una a cada lado de la cabeza. 5

Por todo lo mencionado se hace necesario un cabezal que aúne e incluso mejore las ventajas de posicionamiento y acceso del cabezal de 45º y trabaje en giro continuo como el de 90º.

10

La presente invención es un cabezal de máquina herramienta que solventa las desventajas citadas y cubre la necesidad expuesta.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

15

La presente invención queda establecida y caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la misma.

El objeto de la invención es un cabezal para máquinas herramienta que trabaja en 20 posicionamiento con la precisión de los cabezales conocidos con superficie de contacto entre codo y cabeza de 45º respecto al eje de la herramienta y en giro continuo con la capacidad de abarcar un amplio volumen de trabajo como en un cabezal en el que entre el codo y cabeza la superficie de contacto es de 90º. El problema técnico a resolver es diseñar un cabezal cuyos componentes y disposición de los mismos permite alcanzar el objeto 25 expresado.

A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un cabezal de máquina herramienta que comprende un codo y una cabeza portaherramientas con movimiento de giro respecto al codo, el codo y la cabeza contactan en una superficie de 30 contacto.

Caracteriza a la invención el que la superficie de contacto está inclinada un ángulo (α) entre 25º y 35º respecto al eje de la herramienta y el movimiento de giro de la cabeza se realiza mediante dos motores, cuyos piñones de salida engranan con una corona solidaria a la 35 cabeza. De esta manera se consigue el posicionamiento del cabezal de 45º, es decir, posicionar la cabeza cada 0,001º, y la capacidad de trabajo del de 90º, es decir alcanzar más de la semiesfera que es el volumen de trabajo del de 45º, pues lo que se extiende la semiesfera es un ángulo (β) que es el doble de la diferencia entre 45º menos el ángulo (α) de la superficie de contacto, con lo que para 25º lo que se extiende la semiesfera es 40 β=2(45º-25º)=40º, para 35º es β=2(45º-35º)=20º. Una inclinación preferible es 30º, que amplía entonces β=2(45º-30º)=30º el volumen mecanizable.

En concreto, la disposición de los piñones de salida y la corona proporcionan un posicionamiento de precisión P=11arcseg, la cual da lugar a una precisión de 45 posicionamiento que proporciona una repetitividad Ps=9arcseg.

También, en concreto la disposición de los piñones de salida y la corona proporcionan un par de giro T=1000 Nm.

50

Una ventaja del cabezal es que aúna y mejora las características de los cabezales a 45º y 90º, con lo que no es necesario tener dos cabezales e intercambiarlos dependiendo de las necesidades, con las consecuentes ventajas de ahorro económico en equipos y tiempos de producción.

DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo preferente y nunca limitativas de la invención.

5

La figura 1 representa una vista en perspectiva de una máquina herramienta con el cabezal de la invención.

La figura 2 representa una vista de perfil del cabezal de la invención.

10

La figura 3 representa los dos motores con los piñones de salida que engranan en la corona.

La figura 4 representa una vista de perfil del cabezal y el volumen de trabajo.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN 15

A continuación se expone una realización de la invención con referencia a las figuras citadas.

En la figura 1 se muestra una máquina herramienta, del tipo conocido como de columna, con 20 una bancada (7) sobre la que se dispone la columna (8) a la que se conecta un carnero (9), en el extremo del cual se dispone el cabezal de la invención con codo (1) y cabeza (2).

En la figura 2 se muestra el cabezal de máquina herramienta que comprende un codo (1) y una cabeza (2) portaherramientas con movimiento de giro respecto al codo (1), el codo (1) y 25 la cabeza (2) contactan en una superficie de contacto (3), en el que la superficie de contacto (3) está inclinada un ángulo (α) entre 25º y 35º respecto al eje de la herramienta (6) y el movimiento de giro de la cabeza (2) se realiza mediante dos motores (4), cuyos piñones de salida (4.1) engranan con una corona (5) solidaria a la cabeza (2), figura 3.

30

La disposición de los piñones de salida (4.1) y la corona (5) proporcionan un posicionamiento de precisión P=11arcseg, que se deriva en una repetitividad Ps=9arcseg. Asimismo, la disposición de los piñones de salida (4.1) y la corona (5) proporcionan un par de giro T=1000 Nm.

35

Se comprueba que una inclinación óptima de la superficie de contacto (3) es la que tiene 30º.

La figura 4 muestra el cabezal y el volumen de trabajo que abarca, siendo β el ángulo que se extiende de la semiesfera. 40

También, el cabezal de la realización mostrada permite trabajar en posicionamiento y en giro continuo de manera que la herramienta (6) puede trabajar con alto par, como 2000 Nm, y también puede hacerlo a alta velocidad, 24000 rpm, mediante electrohusillos, no mostrados en las figuras. 45

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Cabezal de máquina herramienta que comprende un codo (1) y una cabeza (2) portaherramientas con movimiento de giro respecto al codo (1), el codo (1) y la cabeza (2) contactan en una superficie de contacto (3), caracterizado por que la superficie de contacto 5 (3) está inclinada un ángulo (α) entre 25º y 35º respecto al eje de la herramienta (6) y el movimiento de giro de la cabeza (2) se realiza mediante dos motores (4), cuyos piñones de salida (4.1) engranan con una corona (5) solidaria a la cabeza (2).
2.- Cabezal según la reivindicación 1 en el que la disposición de los piñones de salida (4.1) y 10 la corona (5) proporcionan un posicionamiento de precisión P=11arcseg.
3.- Cabezal según la reivindicación 2 en el que la precisión de posicionamiento proporciona una repetitividad Ps=9arcseg.

15
4.- Cabezal según la reivindicación 1 en el que la disposición de los piñones de salida (4.1) y la corona (5) proporcionan un par de giro T=1000 Nm.
5.- Cabezal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el ángulo (α) de la superficie de contacto (3) es 30º. 20
6.- Cabezal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el codo (1) tiene movimiento de giro respecto a un carnero (9) mediante dos motores (4), cuyos piñones de salida (4.1) engranan con una corona (5) solidaria al codo (1).