IT201700013072A1

IT201700013072A1 - Dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili su torni

Info

Publication number: IT201700013072A1
Application number: IT102017000013072A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Vezzoli
Original assignee: Algra S P A
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2018-08-07
Also published as: EP3357638A1; JP2018126856A; CN108393505B; US10160044B2; JP7094711B2; CN108393505A; US20180221965A1; DE18000065T1; EP3357638B1; PL3357638T3

Description

“Dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili su torni”.

Descrizione

La presente invenzione si riferisce a un dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili su torni.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce a un dispositivo per il bloccaggio rapido e preciso dei porta-utensili motorizzati o non motorizzati su torni a controllo numerico CNC (Computer Numerical Control), multi-mandrino o mono-mandrino.

Come è noto, nell’ambito delle lavorazioni meccaniche svolte con torni a controllo numerico esiste la necessità di sostituire con frequenza i vari moduli nel corso delle lavorazioni. Per effettuare queste operazioni di cambio delle attrezzature si verificano tempi morti, in cui l’operatività della macchina è obbligatoriamente sospesa per un determinato periodo. Oltre a ciò vanno considerati anche i tempi di set-up a ogni sostituzione degli utensili. Nel caso di macchine in grado di utilizzare più porta-utensili, per la sostituzione sono previsti interventi su viti multiple per il bloccaggio e centraggi di posizionamento. Si tratta di ripetute operazioni manuali che complessivamente danno luogo a sensibili incrementi dei costi di produzione.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati.

Più in particolare, lo scopo della presente invenzione è quello di provvedere un dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili su torni, specialmente su torni a controllo numerico CNC sia multimandrino che mono-mandrino, che consenta di rendere estremamente rapida e agevole la sostituzione dei porta-utensili stessi.

Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di provvedere un dispositivo come sopra definito che consenta di realizzare il centraggio automatico e mirato del porta-utensile, evitando la necessità di laboriosi aggiustamenti quanto a orientamento dopo la sua sostituzione.

Ulteriore scopo dell’invenzione è quello di mettere a disposizione degli utilizzatori un dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili su torni atto a garantire un elevato livello di resistenza e affidabilità nel tempo, tale inoltre da poter essere facilmente ed economicamente realizzato.

Questi e altri scopi ancora vengono raggiunti dal dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili della presente invenzione in accordo con la rivendicazione principale.

Le caratteristiche costruttive e funzionali del dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili della presente invenzione potranno essere meglio comprese dalla dettagliata descrizione che segue, in cui si fa riferimento alle allegate tavole di disegni che ne rappresentano una forma di realizzazione preferita e non limitativa in cui:

la figura 1 rappresenta schematicamente, in vista esplosa, il dispositivo dell’invenzione, abbinato al porta-utensile e al supporto esistente sul tornio;

la figura 2 rappresenta schematicamente, in vista assonometrica, il porta-utensile secondo una diversa angolazione rispetto all’illustrazione di figura 1;

la figura 3 rappresenta la vista assonometrica ingrandita e secondo una diversa angolazione di un componente il dispositivo dell’invenzione destinato a cooperare con detto porta-utensile; la figura 4 rappresenta schematicamente la vista frontale di una porzione incavata del componente di figura 3;

la figura 5 rappresenta schematicamente una sezione verticale del supporto del tornio di cui alla figura 1, ad evidenziare il dispositivo di bloccaggio dell’invenzione in esso disposto;

la figura 6 rappresenta schematicamente una sezione longitudinale del porta-utensile di figura 2;

la figura 7 rappresenta schematicamente, in vista esplosa, il dispositivo dell’invenzione secondo una forma di realizzazione alternativa, abbinato al porta-utensile e al supporto esistente sul tornio;

la figura 8 rappresenta schematicamente, in vista esplosa, una parte del dispositivo di figura 7.

Con riferimento iniziale alle figure da 1 a 3, il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili della presente invenzione, specialmente adatto per torni a controllo numerico multi-mandrino o mono-mandrino, indicato complessivamente con 10 a figura 1, è esemplificativamente abbinato a un porta-utensile 12, motorizzato o non motorizzato, destinato a essere collegato al supporto 14 esistente sul tornio (non illustrato). Detto dispositivo di bloccaggio comprende un nottolino di ancoraggio 16 definito da un corpo sostanzialmente cilindrico, un fronte del quale è privo di una semiparte diametrale e forma un piano 18 tendenzialmente semicircolare. La semi-parte diametrale restante del nottolino 16, indicata con 16’, comprende una parete verticale 20, ortogonale rispetto a detto piano 18, sulla quale è realizzato un incavo 22 di forma tronco-conica femmina; l’incavo 22 si sviluppa dalla sommità della parete verticale 20 per una quota orientativamente pari alla metà dell’altezza della parete stessa. Il nottolino di ancoraggio 16 è provvisto di un foro trasversale passante 24, in cui è inserita una vite 26 che collega il nottolino stesso a un elemento 28 di forma prismatica irregolare, o patrona filettata con filettatura interna trapezia. Su una porzione del nottolino di ancoraggio 16 è realizzata una spianatura 30 che accoglie un’impronta ribassata 32, come illustrato in dettaglio alla figura 4; detta impronta definisce un profilo e uno sviluppo complementari alla forma dell’elemento 28, che si dispone precisamente nell’impronta stessa per essere vincolato stabilmente, e senza possibilità di movimenti angolari, al nottolino 16 tramite la citata vite 26.

Il dispositivo di bloccaggio dell’invenzione comprende ulteriormente una vite madre 34, provvista di filettatura trapezia esterna lungo una sua parte 36 a diametro maggiore; la filettatura trapezia interna dell’elemento 28, o patrona filettata, è destinata a fronteggiare la filettatura trapezia esterna, realizzata sulla parte 36 della vite madre 34, e a impegnarsi con essa, come più avanti specificato in relazione al funzionamento del dispositivo medesimo. Il porta-utensile 12, facente parte del dispositivo dell’invenzione, è parimenti provvisto, nella sua parte posteriore costituente l’attacco che viene ancorato al tornio e che è indicata con 12’ alle figure 1 e 2, di un incavo di forma tronco-conica 40, realizzato vantaggiosamente per mezzo di una doppia foratura a diametri diversi in senso verticale su detta parte 12’. Ne deriva alla base dell’incavo 40, come rilevabile in particolare alla figura 2, la formazione di un’appendice a collare di forma troncoconica 38, destinata a impegnarsi nell’incavo tronco-conico 22 del nottolino di ancoraggio 16 per essere avvolta da esso.

Nel supporto 14 esistente sul tornio è inserito in modo noto, attraverso un’apertura laterale 15, il porta utensile 12; lo stesso supporto 14 accoglie il nottolino di ancoraggio 16 e, in adiacenza, la vite madre 36, essendo allo scopo provvisto lungo il suo fronte superiore, indicato con 14’ a figura 1, di un’apertura sagomata 42; nella cavità definita nel supporto 14, il nottolino 16 e la vite madre 34 sono inseriti in verticale e stabilizzati con mezzi noti a una preordinata altezza in modo tale per cui l’incavo tronco-conico femmina 22 del nottolino di ancoraggio 16 e l’appendice troncoconica maschio 38 dell’incavo tronco-conico 40 dell’attacco 12’ siano sovrapposti e possano impegnarsi reciprocamente. Ciò avviene nel momento in cui il nottolino 16 è condotto ad abbassarsi. La movimentazione del nottolino di ancoraggio 16 in abbassamento o in sollevamento è imposta dalla rotazione della vite madre 34, realizzata tipicamente con una generica chiave di manovra o con una chiave dinamometrica a partire dalla sua estremità superiore che sporge dal fronte superiore 14’ del supporto 14. La rotazione in un senso di detta vite 34 conduce la sua parte filettata 36 a movimentare, tramite l’elemento 28 o patrona filettata con cui è impegnato, il nottolino di ancoraggio 16, conducendolo a scendere o a salire; nel momento in cui scende, detto nottolino 16 blocca il porta-utensile 12, come da figura 5, in quanto l’appendice tronco-conica maschio 38 di quest’ultima si dispone in adiacenza all’incavo tronco-conico 22 femmina del nottolino di ancoraggio 16 e da essa, a seguito della stessa rotazione della vite 34, viene delimitata conducendo al bloccaggio. Detta rotazione è di preferenza limitata a uno due giri, essendo pari a pochi millimetri l’escursione verticale che il nottolino 16 deve compiere; ne consegue che sia il bloccaggio e lo sbloccaggio del porta-utensile 12, sia il suo orientamento, avvengono in tempi estremamente rapidi. La vite madre 34 è di preferenza abbinata a contrapposte boccole, superiore 44 e inferiore 46, visibili a figura 1. Un coperchio 48 è preferibilmente predisposto per chiudere il fronte superiore del supporto 14 in corrispondenza dell’apertura sagomata 42, in modo da evitare il possibile ingresso nel supporto stesso di corpi estranei come ad esempio sfridi di lavorazione o tracce di oli minerali che potrebbero compromettere il corretto funzionamento del dispositivo dell’invenzione. Detto coperchio, dal quale sporge l’estremità della vite madre 34 per consentirne la movimentazione, è fissato al supporto 14 con viti 50 o equivalenti mezzi di ritegno. Le figure 7 e 8 si riferiscono a una forma di realizzazione alternativa del dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili su torni secondo la presente invenzione. In questa ipotesi, in cui sarà adottata la stessa numerazione della soluzione precedente quanto ai componenti comuni, detto dispositivo di bloccaggio è attivato idraulicamente anziché meccanicamente. Il nottolino di ancoraggio 16 rimane invariato, ma il ribasso 32 di cui è provvisto lungo la spianatura 30 accoglie una piastrina 52 alla quale sono fissati due bracci 54, tra loro appaiati in senso orizzontale; piastrina 52 e bracci 54 definiscono complessivamente una forcella 56. La vite 26 collega in questo caso il nottolino 16 alla forcella 56. Il fronte superiore 14’ del supporto 14 esistente sul tornio è provvisto di due aperture sagomate, rispettivamente indicate con 58 e 60, in cui sono posizionati i mezzi preposti alla movimentazione in senso verticale del nottolino di ancoraggio 16, in accordo con questa forma di realizzazione alternativa. Tali mezzi comprendono un cannotto 62 incorporante un attuatore idraulico 64, in sé noto, e una valvola idraulica 66 deviatrice di flusso, opportunamente alimentata. Due o più viti 68 fissano il cannotto 62 al fronte superiore 14’ del supporto 14; la valvola idraulica 66, provvista di manopola di attivazione 76, è fissata in modo analogo al supporto stesso. Il cannotto 62 mantiene in posizione e guida l’attuatore idraulico 64 durante il suo spostamento lineare e integra i passaggi del fluido di comando che vengono direzionati tramite la valvola 66 al fine di permettere lo scambio del fluido stesso e movimentare detto attuatore nei due sensi di operatività. Con la rotazione a 90° della manopola 76 della valvola 66 da parte dell’operatore addetto alla sostituzione del porta-utensile 12, si consegue tale risultato, che conduce rapidamente al sollevamento o all’abbassamento del nottolino 16, come più avanti specificato in dettaglio. L’attuatore idraulico 64, nella forma preferita di realizzazione di cui alla figura 8, è costituito da un corpo cilindrico, in cui sono di preferenza ricavate due sedi atte ad alloggiare altrettanti O-ring 70 che impediscono trafilamenti del fluido che aziona l’attuatore stesso. Su detto corpo cilindrico dell’attuatore 64 è formata, in posizione sostanzialmente centrale, una scanalatura 72, la quale definisce la sede in cui sono attestati i bracci 54 della forcella 56. In pratica, la forcella 56 è stabilmente impegnata con l’attuatore idraulico 64 a partire da detti bracci, mentre il porta-utensile 12 è innestato nel supporto 14 del tornio attraverso l’apertura 15 del supporto 14, secondo modalità note e analogamente alla soluzione descritta in precedenza. Una boccola 74, posta inferiormente all’attuatore 64, svolge la funzione di ammortizzatore dell’attuatore stesso nel momento in cui giunge a fine corsa. L’incavo tronco-conico femmina 22 del nottolino di ancoraggio 16 e la complementare appendice tronco-conica maschio dell’incavo 40 formato sulla parte 12’ del porta-utensile 12 sono pure presenti in questa forma di realizzazione, identicamente a quanto specificato in rapporto alla soluzione precedentemente descritta.

In fase operativa, mediante la rotazione a 90° in senso orario o antiorario della citata manopola 76 si movimenta verso l’alto o verso il basso l’attuatore idraulico 64; conseguentemente, attraverso i bracci 54 della forcella 56 impegnati nella scanalatura 72 di detto attuatore, il nottolino di ancoraggio 16 è alternativamente condotto a sollevarsi o a scendere. Nel primo caso, detto nottolino conduce l’incavo tronco-conico 22 ad accoppiarsi con l’appendice troncoconica maschio inclinata 38 dell’incavo 40 creato sulla parte 12’ del porta-utensile 12 e realizza in pari tempo sia l’orientamento che il bloccaggio del porta-utensile medesimo; nel secondo caso, allorché l’attuatore idraulico 64 porta il nottolino di ancoraggio 16 ad abbassarsi per mezzo dei bracci 54 della forcella 56, l’incavo troncoconico 22 si disimpegna dall’appendice tronco-conica maschio inclinata 38 dell’incavo 40, creato sulla parte 12’ del porta-utensile 12, e libera il porta-utensile 12 che può quindi essere estratto dal supporto 14 per la rapida sostituzione.

Come si può rilevare da quanto precede, sono evidenti i vantaggi che l’invenzione consegue.

Sia nel caso di una movimentazione meccanica del nottolino di ancoraggio 16, in accordo con la prima forma di realizzazione sopra descritta, sia nel caso di una movimentazione idraulica dello stesso nottolino, in accordo con la forma di realizzazione alternativa testé descritta, la sostituzione il centraggio automatico e mirato del porta-utensile 12 sui torni di qualsivoglia tipo, segnatamente sui torni CNC, è realizzabile in tempi estremamente rapidi, evitandosi altresì la necessità di laboriosi aggiustamenti quanto a orientamento dopo la sua sostituzione. Infatti, grazie alla previsione di un accoppiamento lungo porzioni tronco-coniche, la sostituzione e i successivi orientamento, bloccaggio e preciso posizionamento nei quattro gradi di movimento degli assi “X”, “Y”, “Z” e angolare dei porta utensili 12 sostitutivi, siano essi motorizzati o non motorizzati, si conseguono velocemente e in modo estremamente agevole, a tutto vantaggio di una sostanziale riduzione dei tempi morti di lavorazione, conseguentemente dei costi di produzione. Benché l’invenzione sia stata sopra descritta con riferimento a una sua possibile forma di realizzazione, data a scopo esemplificativo e non limitativo, numerose modifiche e varianti appariranno evidenti a un tecnico del ramo alla luce della descrizione sopra riportata. La presente invenzione, pertanto, intende abbracciare tutte le modifiche e le varianti che rientrano nello spirito e nell’ambito protettivo delle rivendicazioni che seguono.

Claims

Rivendicazioni 1) Un dispositivo (10) per il bloccaggio dei porta-utensili su torni, in particolare per il bloccaggio rapido e preciso dei portautensili motorizzati o non motorizzati su torni a controllo numerico CNC (Computer Numerical Control), multi-mandrino o monomandrino, abbinato a un porta-utensile (12) motorizzato o non motorizzato collegato al supporto (14) esistente su detti torni, caratterizzato dal fatto di comprendere un nottolino di ancoraggio (16) provvisto di un incavo (22) di forma tronco-conica femmina, movimentato in senso verticale rispetto all’asse longitudinale di detto porta-utensile (12) attraverso mezzi meccanici o idraulici per condurre detto nottolino a impegnare detto incavo (22) di forma tronco-conica femmina di cui è provvisto in un’appendice troncoconica maschio inclinata (38) formata sullo stesso porta-utensile (12).
2) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il nottolino di ancoraggio (16) comprende un piano (18) tendenzialmente semicircolare e una parete verticale (20), ortogonale rispetto a detto piano (18), sulla quale è realizzato detto incavo (22) 3) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta appendice tronco-conica maschio inclinata (38) è realizzata in corrispondenza di un incavo tronco-conico (40) formato sull’attacco (12’) del porta utensile (12) e sporge dalla base del medesimo incavo troncoconico (40). 4) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi meccanici atti a movimentare il nottolino di ancoraggio (16) in senso verticale comprendono un elemento (28) di forma prismatica irregolare, o patrona filettata con filettatura interna trapezia, cooperante con una vite madre (34) provvista di filettatura trapezia esterna lungo una sua parte (36) a diametro maggiore. 5) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il nottolino di ancoraggio (16) è provvisto di un foro trasversale passante (24) in cui è inserita una vite (26) che collega il nottolino stesso a detto elemento (28) di forma prismatica irregolare. 6) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il nottolino di ancoraggio (16) è provvisto di una spianatura (30) sulla quale è formata un’impronta ribassata (32) avente un profilo e uno sviluppo complementari alla forma di detto elemento (28). 7) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il supporto (14) accoglie il nottolino di ancoraggio (16) e, in adiacenza, la vite madre (34) essendo allo scopo provvisto lungo il suo fronte superiore (14’) di un’apertura sagomata (42), detti nottolino (16) e vite madre (34) essendo disposti nel supporto (14) a una preordinata altezza in modo tale per cui l’incavo tronco-conico femmina (22) del nottolino di ancoraggio (16) e l’appendice tronco-conica maschio (38) dell’incavo tronco-conico (40) dell’attacco (12’) si impegnino reciprocamente a seguito del movimento verticale del nottolino stesso. 8) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l’estremità superiore della vite madre (34) sporge dal fronte superiore (14’) del supporto (14), detto ultimo essendo sormontato da un coperchio (48). 9) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi idraulici atti a movimentare il nottolino di ancoraggio (16) in senso verticale comprendono un cannotto (62) incorporante un attuatore idraulico (64) e una valvola idraulica (66) deviatrice di flusso, con manopola di attivazione (76), disposti nel supporto (14) esistente sui torni a partire da due aperture sagomate (58) e (60) realizzate lungo il fronte superiore (14’) del supporto stesso. 10) Il dispositivo per il bloccaggio dei porta-utensili secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che l’attuatore idraulico (64) è provvisto di una scanalatura (72) nella quale si inseriscono i contrapposti bracci (54) di una forcella (52) comprendente una piastrina (52) avente un profilo e uno sviluppo complementari alla forma di detto elemento (28).