ES2263717T3 - Maquina herramienta con husillo portapiezas y portaherramientas multiple. - Google Patents

Abstract

Máquina herramienta que comprende un husillo (60) portapiezas para alojar una pieza de trabajo (W), un portaherramientas (70), giratorio alrededor de un eje (78) de giro que discurre en paralelo a un plano (58) que discurre perpendicularmente al eje (64) del husillo portapiezas, que presenta en lados opuestos de un plano central (84) en una primera dirección en paralelo al eje (78) de giro y en una segunda dirección transversal al eje (78) de giro varias posiciones (90, 92) de herramientas dispuestas de manera consecutiva en estas direcciones, y que puede situarse a diferentes posiciones de giro y fijarse en las mismas, de modo que cada herramienta (120, 270) dispuesta en una de las posiciones (90, 92) de herramientas puede emplearse para el mecanizado de la pieza de trabajo (W) en una posición de trabajo, tanto con una orientación en paralelo al eje (64) del husillo portapiezas como también en varias posiciones intermedias entre una orientación en paralelo al eje (64) del husillo portapiezas y una orientación perpendicular al eje (64) del husillo portapiezas, y un equipo (56) de control de máquina con el cual pueden moverse de manera tridimensional en relación entre sí el husillo (60) portapiezas y el portaherramientas (70) y con el cual es posible posicionar la pieza de trabajo (W) de forma giratoria alrededor de un eje (64) del husillo portapiezas como eje C controlado, caracterizada porque cada una de las herramientas (120, 270) dispuestas en una de las posiciones (90, 92) de herramientas puede emplearse también con una orientación perpendicular al eje del husillo portapiezas en una posición de trabajo para el mecanizado de la pieza de trabajo (W), y porque el husillo (60) portapiezas y el portaherramientas (70) pueden moverse uno en relación con otro de tal manera que con el eje (64) del husillo portapiezas orientado en paralelo al plano (84) central puede llevarse a cabo manteniendo la posición de giro del portaherramientas (70) un mecanizado de la pieza de trabajo conherramientas (120, 270) dispuestas en las posiciones (90, 92) de herramientas en lados opuestos del plano (84) central.

Description

Máquina herramienta con husillo portapiezas y portaherramientas múltiple.

La invención se refiere a una máquina herramienta conforme al preámbulo de la reivindicación 1, tal como se conoce por ejemplo del documento DE-195 28404-A.

Máquinas herramienta de este tipo se conocen del estado de la técnica, estando configurados los portaherramientas múltiples normalmente como revólver cuya cabeza de revólver es giratoria en relación con una carcasa de revólver.

Basándose en este estado de la técnica, el objetivo de la invención consiste en perfeccionar una máquina herramienta del tipo genérico de tal manera que las mecanizaciones más diversas de una pieza de trabajo puedan realizarse lo más sencillamente posible.

Este objetivo se consigue con una máquina herramienta según la reivindicación 1.

En principio sería concebible disponer las herramientas una en relación con otra con una orientación distinta. No obstante, una solución especialmente favorable prevé que las herramientas en las posiciones de herramientas estén dispuestas con una orientación entre sí aproximadamente paralela, ya que esta solución simplifica el control durante la aplicación de diferentes herramientas.

Como orientación de las herramientas en el sentido de la solución conforme a la invención debe entenderse la dirección en la que trabaja la herramienta.

La orientación de una herramienta accionada de forma giratoria está determinada por el eje de giro. La orientación de una herramienta estacionaria está determinada por la geometría del filo cortante, es decir, por la dirección de avance prevista debido a la orientación del filo cortante cuando el filo cortante ataca la pieza de trabajo.

Para poder alojar de manera apropiada las herramientas en las posiciones de herramientas, en las posiciones de herramientas están previstos asientos de herramientas en los cuales las herramientas pueden insertarse en una dirección de inserción.

Respecto a la disposición de las posiciones de herramientas son concebibles las posibilidades más variadas.

Por ejemplo, las posiciones de herramientas pueden estar dispuestas de forma escalonada en el portaherramientas.

Una solución especialmente ventajosa prevé que las posiciones de herramientas estén dispuestas en una superficie que discurre en paralelo al eje de giro.

En principio, la superficie puede estar curvada. No obstante, es especialmente favorable cuando la superficie es una superficie plana.

Respecto a la disposición de los asientos de herramientas en relación con la superficie es especialmente ventajoso cuando los asientos de herramientas están dispuestos de tal modo que las herramientas puedan insertarse en todos los asientos de herramientas en una dirección de inserción que discurre transversalmente a la superficie, a fin de poder cambiar las herramientas de manera sencilla.

Asimismo, con respecto a la orientación de las herramientas en relación con la superficie es especialmente favorable cuando las herramientas insertadas en los asientos de herramientas presentan una orientación que discurre transversalmente a la superficie, esta orientación puede estar inclinada respecto a aquella superficie, pero es preferentemente perpendicular a la misma.

En general es concebible disponer las posiciones de herramientas en el portaherramientas según un esquema espacial arbitrario o un esquema superficial arbitrario.

Una solución especialmente favorable prevé que el portaherramientas presente por lo menos dos filas de posiciones de herramientas, que discurran una al lado de otra.

Cuando se prevén por lo menos dos filas de posiciones de herramientas está previsto que estas filas discurran con preferencia una en paralelo a otra.

Estas filas podrían discurrir en las direcciones más diversas, por ejemplo transversalmente o de forma oblicua respecto al eje de giro.

Es posible configurar el portaherramientas conforme a la invención de forma especialmente práctica respecto a su tipo de construcción cuando las por lo menos dos filas discurren en dirección del eje de giro.

El portaherramientas conforme a la invención puede emplearse de manera especialmente práctica con recorridos de desplazamiento mínimos del husillo portapiezas cuando dos de las filas están dispuestas lateralmente desplazadas respecto a un plano de simetría que pasa por el eje de giro, en especial a distintos lados del mismo. De esta manera existe la posibilidad de mantener los recorridos de desplazamiento del husillo portapiezas en dirección del eje de giro lo más reducidos posible cuando las herramientas deben emplearse tanto con el plano de simetría discurriendo en paralelo al eje de giro como con el plano de simetría discurriendo perpendicularmente al eje del husillo portapiezas, o en posiciones intermedias entre aquellas posiciones.

Una configuración de este tipo con dos filas que discurren lateralmente desplazadas respecto al plano de simetría no se limita sólo a la previsión de dos filas en el cuerpo portaherramientas. Incluso es concebible prever tres o más filas de posiciones de herramientas, pasando el plano de simetría por ejemplo por una fila de posiciones de herramientas.

Esta configuración del portaherramientas es especialmente ventajosa cuando dos de las filas de posiciones de herramientas están dispuestas de forma simétrica respecto al plano de simetría que discurre por el eje de giro.

Anteriormente no se han proporcionado informaciones más detalladas acerca de la configuración del portaherramientas. Según un ejemplo de realización ventajoso se prevé que el portaherramientas presente un cuerpo portaherramientas que se extiende en dirección de la superficie y que las posiciones de herramientas estén dispuestas en un lado superior del cuerpo portaherramientas.

El cuerpo portaherramientas está configurado ventajosamente de tal manera que presenta transversalmente al lado superior una extensión inferior a la extensión en por lo menos una dirección del lado
superior.

Preferentemente, la extensión del cuerpo portaherramientas transversal al lado superior es inferior a la extensión en ambas direcciones del lado superior.

En especial, el lado superior del cuerpo portaherramientas está provisto como máximo de un ligero curvado. No obstante, resulta más ventajoso respecto al tipo de construcción cuando el lado superior está configurado de forma no curvada, o está configurado como plano.

En una solución especialmente ventajosa, el cuerpo portaherramientas está configurado similar a un paralelepípedo rectangular.

Debido a que un giro del cuerpo portaherramientas en 180º es necesario, incluso cuando se prevén herramientas sólo en un lado plano de aquel, ya que sólo las herramientas dispuestas en el lado del eje de giro dirigido al husillo portapiezas pueden interactuar ventajosamente sin colisiones con la pieza de trabajo, mientras que las herramientas dispuestas en el lado del eje de giro opuesto al husillo portapiezas no pueden emplearse, sino sólo después de un giro del cuerpo portaherramientas en 180º, por lo que resulta especialmente ventajoso, a fin de conseguir un número de herramientas lo más grande posible, cuando el cuerpo portaherramientas presenta dos lados superiores uno en frente de otro en los cuales están previstas posiciones de herramientas.

En este caso pueden emplearse con un peligro de colisión mínimo las herramientas que se encuentran en el lado del eje de giro dirigido hacia el husillo portapiezas, y mediante un giro en 180º pueden emplearse también las herramientas situadas anteriormente en el lado del eje de giro opuesto al husillo portapiezas. Esto se encuentra en vigor tanto para una orientación de las herramientas en paralelo o perpendicular al eje de husillo, o también en posiciones intermedias arbitrarias entre aquellas.

Cuando se prevén posiciones de herramientas en lados opuestos del cuerpo portaherramientas sería concebible disponer las posiciones de herramientas a tresbolillo en la proyección de ambos lados superiores uno sobre otro.

No obstante, una solución especialmente favorable prevé que las posiciones de herramientas en ambos lados superiores del cuerpo portaherramientas estén dispuestas de forma especularmente simétrica respecto a un plano central del cuerpo portaherramientas.

Para poder emplear en el cuerpo portaherramientas conforme a la invención también herramientas accionadas está previsto con preferencia que por lo menos a una parte de las posiciones de herramientas estén asignados como asientos de herramientas para herramientas accionadas husillos portaherramientas mediante los cuales se accionan las herramientas accionadas.

Los husillos portaherramientas están preferentemente configurados de tal manera que comprenden casquillos de husillo, apoyados de forma giratoria en aberturas en el cuerpo portaherramientas, con ayuda de los cuales se accionan las herramientas accionadas.

Para poder accionar con estos casquillos de husillo una herramienta accionada, preferentemente está previsto que en cada casquillo de husillo pueda insertarse por lo menos desde un lado terminal un husillo de inserción para formar un asiento de herramienta para la herramienta accionada en una posición de husillo.

Una solución especialmente ventajosa prevé que el cuerpo portaherramientas presente aberturas que lo atraviesan de un lado superior al otro lado superior con un casquillo de husillo dispuesto en cada abertura, y que en cada casquillo de husillo puedan insertarse desde los lados terminales opuestos husillos de inserción para formar asientos de herramientas.

En este caso, un casquillo de husillo está asignado a dos posiciones de herramientas previstas en lados opuestos del cuerpo portaherramientas y permite por lo tanto el accionamiento simultáneo de las herramientas asignadas a ambas posiciones de herramientas, trabajando en el torno conforme a la invención preferentemente sólo una herramienta en la pieza de trabajo mientras que la otra gira libremente.

En principio sería concebible asignar a cada husillo portaherramientas un accionamiento propio.

Es especialmente favorable que los husillos portaherramientas de una fila de posiciones de herramientas estén acoplados entre sí, de modo que puedan accionarse por medio de un accionamiento.

Es aún mejor que todos los husillos portaherramientas del portaherramientas estén acoplados entre sí y puedan accionarse conjuntamente.

En el caso de casquillos de husillo previstos en el portaherramientas, preferentemente está previsto que los casquillos de husillo estén acoplados entre sí mediante por lo menos un elemento de accionamiento.

Este elemento de accionamiento está configurado por ejemplo como rueda intermedia entre los casquillos de husillo.

En principio sería posible, incluso con el acoplamiento de todos los husillos portaherramientas, prever un accionamiento para los mismos en el cuerpo portaherramientas.

No obstante, es especialmente favorable que los husillos portaherramientas puedan accionarse por medio de un accionamiento dispuesto fuera del cuerpo portaherramientas.

El accionamiento de los husillos portaherramientas se efectúa preferentemente mediante un eje de accionamiento que discurre de forma coaxial con el eje de giro.

A fin de mantener lo más reducido posible el número de accionamientos, con preferencia está previsto que mediante el accionamiento del husillo portaherramientas pueda accionarse también el movimiento de giro del cuerpo portaherramientas.

Para accionar el movimiento de giro del cuerpo portaherramientas está previsto con preferencia un engranaje planetario que se puede acoplar y desacoplar.

Respecto a la fijación del cuerpo portaherramientas en las distintas posiciones de giro no se han proporcionado informaciones detalladas en relación con la explicación anterior de los distintos ejemplos de realización. Por ejemplo, sería concebible fijar el cuerpo portaherramientas mediante un dispositivo en unión no positiva en las distintas posiciones de giro.

Es especialmente favorable que el cuerpo portaherramientas pueda fijarse en relación con un asiento de portaherramientas por medio de un dispositivo de fijación en unión positiva.

Aunque una fijación de este tipo en unión positiva tiene la desventaja de que no es ilimitado el número de posiciones intermedias respecto a la orientación de las herramientas en paralelo y perpendicular al eje de giro, sino que está limitado por los elementos de fijación en unión positiva, el dispositivo de fijación en unión positiva tiene la ventaja de permitir una determinación exacta, con preferencia altamente exacta, de la orientación de las herramientas en las posiciones individuales.

Preferentemente, como dispositivo de fijación en unión positiva está previsto un dentado de Hirth, en especial un dentado de Hirth de tres partes.

Una solución especialmente favorable prevé que el dispositivo de fijación esté provisto de un acoplamiento para realizar el movimiento de giro del portaherramientas por medio del accionamiento de los husillos portaherramientas, estando el acoplamiento activo preferentemente cuando el dispositivo de fijación desbloquea un giro del cuerpo portaherramientas, mientras que el acoplamiento está inactivo cuando el dispositivo de fijación bloquea el cuerpo portaherramientas.

Otras características y ventajas de la invención son el objeto de la siguiente descripción y de la representación en el dibujo de un ejemplo de realización de un torno conforme a la invención, no estando limitado al ejemplo de realización del torno representado el tipo de movimiento del husillo portapiezas en relación con el portaherramientas.

En el dibujo se muestran:

Fig. 1 Vista en corte a lo largo de la línea 1 - 1 en la figura 2 a través de una máquina herramienta conforme a la invención.

Fig. 2 Vista en corte a lo largo de la línea 2 - 2 en la figura 1.

Fig. 3 Vista en perspectiva a escala aumentada de un portaherramientas y de una parte delantera de un husillo portapiezas con una pieza de trabajo en el torno conforme a la invención.

Fig. 4 Vista en corte a lo largo de la línea 4 - 4 en la figura 1.

Fig. 5 Vista en planta desde arriba del portaherramientas desde el lado del husillo portapiezas en la figura 1.

Fig. 6 Vista en corte a lo largo de la línea 6 - 6 en la figura 7.

Fig. 7 Vista en planta desde arriba similar a la figura 5, con el cuerpo portaherramientas parcialmente abierto.

Fig. 8 Representación a escala aumentada de la vista en corte según la figura 6 en la zona X.

Fig. 9 Vista en corte similar a la figura 4, con herramientas insertadas y una orientación de las herramientas perpendicular al eje de husillo.

Fig. 10 Vista en corte similar a la figura 9, con una orientación oblicua de las herramientas bajo un ángulo agudo con el eje de husillo.

Fig. 11 Vista en corte similar a la figura 9, con una orientación de las herramientas en paralelo al eje de husillo.

Fig. 12 Vista similar a la figura 9, con una orientación de las herramientas perpendicular al eje de husillo, así como con dos herramientas accionadas y dos herramientas no accionadas.

Un ejemplo de una máquina herramienta conforme a la invención, representada en las figuras 1 y 2, comprende un armazón de máquina señalado como unidad con 10, con una infraestructura 14, colocada sobre una superficie base 12, que soporta un cuerpo base 16 que se extiende en un lado, preferentemente por debajo de un espacio de trabajo 18, entre tres montantes 20a, 20b y 20c en total y los une entre sí.

El cuerpo base 16 tiene preferentemente una forma de sección transversal triangular, vista en un plano horizontal, estando dispuestos los montantes 20a, 20b y 20c en las zonas de ángulo de la misma.

El cuerpo base 16 presenta convenientemente una zona interior 22 a continuación de la que sigue un soporte 24 de montante, que discurre hacia cada uno de los montantes 20, en el cual está sujeto el respectivo montante 20.

Cada montante 20 se extiende desde el cuerpo base 16 con una dirección longitudinal 26 en paralelo a las direcciones longitudinales 26 de los otros montantes 20 en dirección opuesta al cuerpo base 16 aproximadamente en dirección vertical hasta un elemento 30 de refuerzo que une los montantes 20 entre sí de forma rígida en la zona de sus extremos 32 opuestos al cuerpo base 16 y, además, se encuentra en un lado del espacio 18 de trabajo opuesto al cuerpo base 16.

Cada uno de los montantes 20 está provisto además de dos guías 40a, 40b de carro que discurren en paralelo entre sí y se extienden también en la dirección longitudinal 26 de los respectivos montantes, preferentemente entre el cuerpo base 16 y el elemento 30 de refuerzo.

En cada una de las guías 40 de carro está guiado un carro, señalado como unidad con 42, accionable mediante un accionamiento lineal 44 asignado a aquel, comprendiendo el accionamiento lineal 44 por ejemplo un husillo 46 y un motor 48 de accionamiento, dispuesto en la zona del extremo 32 del respectivo montante 20, que sirve para accionar el husillo 46 de forma controlada por medio de un equipo de control.

Asimismo, el accionamiento lineal 44 comprende una tuerca 50 de husillo montada firmemente en el respectivo carro 42, de modo que mediante el accionamiento lineal 44 es posible posicionar el respectivo carro de forma controlada en una dirección de desplazamiento que discurre en paralelo a la dirección 26.

En cada uno de los carros 42 está fijada una guía en paralelogramo, señalada como unidad con 52, siendo móvil un cuerpo 54 de asiento por medio de las guías 52a, 52b, 52c en paralelogramo en las tres direcciones espaciales en el espacio 18 de trabajo por medio de un movimiento de los carros 42a a 42c, controlado mediante un equipo de control 56, a lo largo de las guías 40 de carro correspondientes dentro de un espacio 57 de movimiento, manteniéndose un plano 58 de orientación del cuerpo 54 de asiento en todas las posiciones del cuerpo 54 de asiento en el espacio 56 de movimiento. Es decir, en cada posición del cuerpo 54 de asiento, el plano 58 de orientación discurre en paralelo a los planos 58 de orientación en las otras posiciones del cuerpo 54 de asiento.

El cuerpo 54 de asiento lleva un husillo portapiezas, señalado como unidad con 60, que penetra por el cuerpo 54 de asiento y lleva en un lado dirigido hacia el cuerpo base 16 un portapiezas 62 dispuesto de forma colgante en el cual puede sujetarse de forma colgante una pieza de trabajo W y accionarse de manera giratoria alrededor de un eje 64 del husillo portapiezas, así como fijarse por medio del equipo de control en todas las posiciones mediante giro alrededor de un eje C.

Para el mecanizado de esta pieza de trabajo W está previsto en el armazón 10 de máquina, preferentemente en el cuerpo base 16, un portaherramientas señalado como unidad con 70 que, tal como se muestra en las figuras 3 y 4, presenta un cuerpo 72 portaherramientas apoyado de forma giratoria alrededor de un eje 78 de giro en carcasas 74 y 76 de cojinete
opuestas.

El cuerpo 72 portaherramientas presenta dos lados planos 80 y 82 opuestos que discurren preferentemente en paralelo entre sí y también en paralelo al eje 78 de giro y están situados en especial de forma simétrica respecto a un plano central 84 que discurre a través del eje 78 de giro (figuras 3 y 4).

Cada uno de los lados planos 80 y 82 presenta dos filas 86 y 88 de posiciones 90 y 92 de herramientas, extendiéndose las filas 86 y 88 con sus direcciones longitudinales 94 y 96 en paralelo entre sí y en paralelo al eje 78 de giro.

Preferentemente, las filas 86 y 88 están dispuestas de forma simétrica respecto a un plano 95 de simetría, perpendicular al plano central 84, y presentan por lo tanto la misma distancia de aquel.

Asimismo, las posiciones 90 de herramientas en el lado plano 80 están dispuestas de manera ventajosa inversamente simétricas respecto a los planos centrales 84 como plano de simetría respecto a las posiciones 92 de herramientas en el lado plano 82.

A las posiciones 90 y 92 de herramientas opuestas respecto al plano central 84 está asignada una abertura 98 que se extiende a través del cuerpo 72 portaherramientas desde el lado plano 80 hasta el lado plano 82. Un casquillo 100 de husillo con los respectivos cojinetes 102 y 104 de husillo, dispuestos en los respectivos lados terminales de la abertura 98 correspondiente, está apoyado en esta abertura 98 de forma giratoria alrededor de un eje 106 de husillo que coincide con un eje central de la abertura 98.

El casquillo 100 de husillo presenta una abertura 101 interior, abierta tanto en dirección al lado plano 80 como en dirección al lado plano 82, en la que puede insertarse tanto desde el lado plano 80 como también desde el lado plano 82 un husillo 110 ó 112 de inserción presentando cada uno un asiento 114 ó 116 para una llamada herramienta 120 accionada que comprende normalmente un portaherramientas 122 que puede insertarse en el asiento 114 ó 116 en una dirección de inserción 115 ó 117 en paralelo al eje 106 de husillo y porta la herramienta 124 de mecanizado propiamente dicha.

La fijación de los dos husillos 110 y 112 de inserción en el casquillo 100 de husillo se lleva a cabo preferentemente de tal manera que estos están situados en el casquillo 100 de husillo con sus extremos 126 y 128 que penetran en el casquillo 100 de husillo dirigidos uno hacia otro y pueden unirse entre sí en la zona de estos extremos 126 y 128, por ejemplo mediante un tornillo 130, de modo que las superficies 136 y 138 de brida de los husillos 110 ó 112, que se extienden sobre los lados frontales 132 ó 134 del casquillo 100 de husillo, pueden tensarse contra estos lados frontales 132 y 134.

Además se realiza una unión positiva y rígida al giro entre el casquillo 100 de husillo y los husillos 110 y 112 de inserción por medio de un dentado interior 140, dispuesto aproximadamente en una zona central del casquillo 100 de husillo, engranado con dentados exteriores 127 y 128 dispuestos en los extremos 126 y 128 de los husillos 110 y 112 de inserción incorporados.

Preferentemente, los cojinetes 102 y 104 de husillo están dispuestos de tal manera que apoyan por un lado el casquillo 100 de husillo en cada lado terminal con superficies 144 y 146 de apoyo y, además, presentan también superficies 148 y 150 de apoyo que constituyen adicionalmente un apoyo radial para los husillos 110 y 112 de inserción en la zona de sus superficies 149 y 151 de apoyo en el lado de la superficie lateral de los mismos.

Para la obturación de los cojinetes 102, 104 de husillo contra la penetración de suciedad, el respectivo husillo 110 ó 112 de inserción está provisto de una cubierta 152 ó 154 radialmente exterior que se sitúa con una falda 160 ó 162 de obturación por encima de una base 156 ó 158 que se encuentra en el respectivo lado plano 80 ó 82 y envuelve de forma anular el husillo 110 ó 112.

La respectiva base 156 ó 158 se encuentra en una superficie anular 164 ó 166 que circunda la respectiva abertura 98 y se encuentra en el respectivo lado plano 80 ó 92 y está unida en la zona de esta superficie anular con la carcasa 72 portaherramientas (figura 4).

Los casquillos 100 de husillo forman por lo tanto con cada uno de los husillos 110 ó 112 de inserción un husillo 170 para una herramienta 120 accionada.

Como se muestra en las figuras 6 y 7, los casquillos 100 de husillo, asignados a todos los pares de posiciones 90 y 92 de herramientas, son accionables porque cada uno de los casquillos 100 de husillo presenta un dentado exterior 172 en el cual engranan con sus dentados 176 exteriores en el lado de su superficie lateral piñones intermedios 174, dispuestos entre los casquillos 100 de husillo consecutivos en la respectiva fila 86 y 88.

De esta manera, los casquillos 100 de husillo consecutivos en la respectiva fila 86 u 88 están acoplados y giran alrededor de los respectivos ejes 106 de husillo con el mismo sentido de giro.

Asimismo, los casquillos 100 opuestos respecto al plano 95 de simetría están acoplados mediante un piñón 180 de accionamiento cuyo dentado exterior 182 en el lado de la superficie lateral engrana con los dentados exteriores 172 de los casquillos 100 opuestos respecto al plano 95 de simetría.

Con el dentado exterior 182 del piñón 180 de accionamiento engrana además una corona dentada 184 con su dentado 186, encontrándose esta corona dentada 184 en un eje 188 de accionamiento que discurre de forma coaxial con el eje 78 de giro.

El eje 188 de accionamiento está apoyado por ejemplo mediante un cojinete 190 de giro en un cabezal 192 de accionamiento moldeado en el cuerpo 72 portaherramientas y accionable mediante un motor 193 de accionamiento que forma preferentemente un eje de giro controlado mediante el equipo de control 56 que permite girar los husillos portaherramientas a posiciones de giro arbitrarias definidas y, en caso dado, retenerlos en las mismas.

Este cabezal 192 de accionamiento está firmemente unido con un anillo interior 194 de un dentado 196 de Hirth de tres partes apoyado de forma giratoria en un anillo exterior 198 de este dentado 196 de Hirth.

Tanto el anillo interior 194 como el anillo exterior 198 presentan dentados 202 y 204 situados en un plano 200 con los cuales puede engranar un dentado 206 de un anillo 208 de empuje del dentado de Hirth para conseguir una fijación en unión positiva y libre de holgura del anillo interior 194 en relación con el anillo exterior 198.

El anillo exterior 198 del dentado de Hirth de tres partes está sujeto de forma fija en la carcasa 74 de cojinete.

El anillo 208 de empuje lleva un émbolo 210 dispuesto en una cámara 212 de cilindro anular moldeada en la carcasa 44 de cojinete, formando un primer volumen 214 de cilindro y un segundo volumen 216 de cilindro en lados opuestos del émbolo 210.

De esta manera, el anillo 208 de empuje es desplazable por medio del émbolo 210 entre una posición avanzada, representada en la figura 8 arriba, en la que el dentado 206 del anillo 208 de empuje está engranado con los dentados 202 y 204 y una posición retirada, representada en la figura 8 abajo, en la que el dentado 206 no está engranado con los dentados 202 y 204, dependiendo de si está aplicado un medio bajo presión en el volumen 214 de cilindro o en el volumen 216 de cilindro.

La cámara 212 de cilindro está dispuesta en un cuerpo anular 220 de la carcasa 74 de cojinete que presenta una perforación interior 224 que discurre de forma coaxial con el eje 78 de giro, provista de un dentado interior 226 perimetralmente continuo.

El cuerpo anular 222 con el dentado interior 226 configurado en la entalladura interior 224 forma una rueda hueca de un engranaje planetario cuya rueda central está constituida por el eje 188 de accionamiento provisto de un dentado exterior 230.

En este dentado exterior 230 engranan ruedas planetarias, señaladas en conjunto con 232, con una primera corona dentada 234 de un disco 236 de rueda dentada, mientras que una segunda corona dentada 238 de las ruedas planetarias 232, axialmente desplazada respecto a la primera corona dentada 234, engrana en el dentado interior 226 del cuerpo anular 222.

El disco 236 de rueda dentada, que lleva la primera corona dentada 234, se encuentra entre el cuerpo anular 222 y el dentado 202 y se introduce en una entalladura 240 en el anillo 208 de empuje, configurada de tal manera que se encuentra en contacto a ambos lados del disco 236 de rueda dentada con los lados frontales del mismo pero permite un giro libre de la primera corona dentada 234, de modo que las ruedas planetarias 232 son desplazables en dirección de su eje 242 de giro mediante desplazamiento del anillo 208 de empuje.

El dentado exterior 230 del eje 188 de accionamiento está configurado de tal manera que, en la posición avanzada del aro 208 de empuje, las ruedas planetarias 232 están desplazadas en tal medida en dirección al dentado 202 que la primera corona dentada 234 de las ruedas planetarias 232 no engrana con el dentado exterior 230, mientras que en la posición retirada del anillo 208 de empuje, en la que el dentado 208 del mismo no engrana con los dentados 202 y 204, la primera corona dentada 234 engrana con el dentado exterior 230, por lo que el eje 188 de accionamiento es capaz de accionar las ruedas planetarias 232, tal como se muestra en la figura 8 abajo.

Además, las ruedas planetarias 232 son libremente giratorias alrededor de su eje 242 en un soporte 244 de ruedas planetarias unido de forma rígida al giro con el cabezal 192 de accionamiento, pero están apoyadas de forma desplazable en dirección del eje 242, comprendiendo el soporte 244 de ruedas planetarias dos anillos 246 y 248 de soporte firmemente unidos entre sí en los cuales se apoyan de las ruedas planetarias 232 en lados opuestos de los dentados exteriores 234 y 238.

En la posición retirada del anillo 208 de empuje, las ruedas planetarias 232 están accionadas por el eje 288 de accionamiento, mientras que el dentado interior 226 del cuerpo anular 222 firmemente unido con la carcasa 74 de cojinete es inmóvil y forma de este modo la rueda hueca fija.

Las ruedas planetarias 232 se desplazan por lo tanto alrededor del eje 188 de accionamiento, girando el soporte 244 de ruedas planetarias en relación con la carcasa 74 de cojinete con una relación de desmultiplicación fija, de modo que se facilita un giro del cabezal 192 de accionamiento, accionado por el motor 193 de accionamiento y controlado por el equipo 56 de control, junto con el cuerpo 72 portaherramientas alrededor del eje 78 de giro a una posición de giro que puede determinarse mediante el equipo 56 de control, ya que en esta posición del anillo 208 de empuje el dentado 206 no está engranado con los dentados 202 y 204 y desbloquea por lo tanto un movimiento giratorio del cabezal 192 de accionamiento en relación con la carcasa 74 de cojinete.

Cuando el anillo 208 de empuje se encuentra en su posición avanzada, tal como se muestra en la figura 8, el dentado 206 engrana con los dentados 202 y 204 y, además, las ruedas planetarias 232 se desplazan en tal medida que la corona dentada 234 de las mismas ya no engrana con el dentado exterior 230 del eje 188 de accionamiento, por lo que las ruedas planetarias 232 no están accionadas en esta posición.

Cuando el eje 188 de accionamiento se acciona en este caso mediante un motor de accionamiento no representado, sólo se accionan los casquillos 100 de husillo en el portaherramientas 72 debido al acoplamiento anteriormente descrito de aquellos por medio de las ruedas intermedias 174 y al acoplamiento entre el eje 188 de accionamiento y los casquillos 100 de husillo por medio de la corona dentada 184 y el piñón 180 de accionamiento.

Debido al dentado 196 de Hirth de tres partes existe en el torno conforme a la invención la posibilidad de situar el cuerpo 72 portaherramientas en unión positiva en numerosas posiciones de giro alrededor del eje 78 de giro, pudiendo estar orientado el eje 64 del husillo portapiezas 60 en paralelo al plano central 84 o perpendicularmente al plano central 84, es decir, en este caso en paralelo al plano 95 de simetría, o en posiciones intermedias en relación con aquellas
posiciones.

Cuando el cuerpo 72 portaherramientas está orientado de tal manera que el eje 64 del husillo portapiezas discurre en paralelo al plano central 84, y cuando los husillos 110 y 112 de inserción de un husillo 100' en la fila 86 se proveen de herramientas 120' y 120'' accionadas, pudiendo estar configurada la herramienta 120' accionada, por ejemplo la herramienta 124' de mecanizado, como broca y la herramienta 124'' de mecanizado como muela, existe la posibilidad de realizar con la broca 124' taladros B1 en la pieza de trabajo W que discurren transversalmente al eje 64 del husillo portapiezas, estando la broca 124' dispuesta de forma coaxial con el eje 106 de husillo y accionada de manera apropiada. La orientación de la broca 124' en relación con el eje 64 del husillo portapiezas corresponde a la orientación A' del eje 106 de husillo en relación con el eje 64 del husillo portapiezas.

Para realizar el taladro B1, el husillo portapiezas 60 debe acercarse a la broca 124', que puede accionarse de la manera descrita mediante accionamiento del casquillo 100' de husillo por medio del eje 188 de accionamiento, conforme a su orientación A' con fijación de la pieza de trabajo W respecto al giro en relación con el eje 64 del husillo portapiezas mediante un eje C numéricamente controlado en dirección del eje 106 de husillo.

Pero también es posible, manteniendo la posición de giro del cuerpo 72 portaherramientas, trasladar el husillo portapiezas 60 con la pieza de trabajo al lado opuesto a la herramienta 120' accionada para rectificar con la herramienta 120'' accionada, en este caso la muela 124'', una superficie lateral en la pieza de trabajo W, efectuándose un accionamiento de la muela 124'' también de la manera descrita mediante accionamiento del casquillo 100' de husillo y la orientación A'' de la muela 124'' en relación con el eje 64 del husillo portapiezas corresponde a la orientación del eje 106 de husillo en relación con aquel eje.

En lo anteriormente expuesto, la pieza de trabajo W se mueve transversalmente a la dirección del eje 64 del husillo o se aproxima a la muela en dirección del eje 64 del husillo.

Como se representa en la figura 10, también existe la posibilidad de posicionar el cuerpo 72 portaherramientas en relación con el eje 64 del husillo portapiezas de tal manera que tanto el plano central 84 como el plano de simetría 95 encierren un ángulo agudo con el eje 64 del husillo portapiezas, por lo que con la muela 124' puede rectificarse en la pieza de trabajo W una superficie SF inclinada que discurre de forma oblicua respecto al eje 64 del husillo portapiezas.

También en esta posición, la pieza de trabajo W debe situarse de forma rígida al giro respecto al eje 64 del husillo portapiezas mediante un eje C controlado por el equipo 56 de control de máquina y el husillo portapiezas 64 debe aproximarse a la muela 124'' en una dirección de avance que discurre en dirección del eje 106 de husillo del casquillo 100 de husillo, y por lo tanto en la orientación A'' de la muela 124 y, además, debe moverse para el rectificado de la superficie inclinada SF perpendicularmente al eje 106 de
husillo.

Pero existe también la posibilidad, tal como se muestra en la figura 11, de girar el cuerpo 72 portaherramientas de tal manera alrededor del eje 78 de giro que el plano central 84 discurra perpendicularmente al eje 64 del husillo portapiezas 60, por lo que el plano 95 de simetría está orientado en paralelo al eje 64 del husillo.

En este caso existe por ejemplo la posibilidad de realizar con la broca 124' de la herramienta 120' accionada, que presenta una orientación A' en paralelo al eje 64 del husillo portapiezas, en el lado frontal de la pieza de trabajo W un taladro B2 que discurre en paralelo al eje 64 del husillo portapiezas.

De una comparación de las figuras 9, 10 y 11 se desprende además que, mediante la disposición de las posiciones 90 ó 92 de herramientas a una distancia del plano 95 de simetría, existe la posibilidad de mantener lo más reducido posible el recorrido necesario del husillo 60 portapiezas a la respectiva herramienta 120 cuando se lleva a cabo un cambio de la posición de giro del cuerpo 72 portaherramientas de una posición en la que el plano central 84 discurre perpendicularmente al eje 64 del husillo a una posición en la que el plano central 84 discurre en paralelo al eje 64 del husillo, o a posiciones intermedias entre aquellas posiciones, ya que la respectiva fila 86, 80 de posiciones 90, 92 de herramientas más cercana al husillo 60 portapiezas se encuentra siempre por encima de un plano E que discurre por el eje de giro 78 y está en paralelo al plano 58 de orientación.

Como se representa en la figura 11, también existe la posibilidad de emplear en el portaherramientas 70 conforme a la invención herramientas 270 no accionadas, provistas de un soporte 272 de herramienta cuya base 274 se sitúa de tal manera sobre la respectiva abertura 98 con el cojinete de husillo correspondiente, por ejemplo el cojinete 102 de husillo, que la cubre y se puede colocar y apoyar con un anillo 276 de soporte en el respectivo lado plano, en este caso el lado plano 80, en la zona de la superficie anular 164 mediante colocación en la dirección 115 de inserción y puede unirse firmemente también con el cuerpo 72 portaherramientas por medio del anillo 276 de
soporte.

Asimismo, la base 274 está configurada de tal manera que discurre sin entrar en contacto con el casquillo 100 de husillo, por lo que permite un giro libre del casquillo 100 de husillo, de modo que sigue siendo posible insertar y accionar en la posición 92 de herramienta opuesta una herramienta 120 accionada.

Para fijar el husillo 112 de inserción, en el casquillo 100 de husillo puede insertarse un cuerpo 280 de sujeción que se apoya en el dentado interior 140 en un lado opuesto al extremo 128 y puede unirse con el elemento 128 mediante el elemento 130 de unión.

Pero también es concebible, tal como se muestra en la figura 12, desmontar por ejemplo en la fila 88 en posiciones 90 y 92 de herramientas opuestas también el casquillo 100 de husillo e insertar y fijar en aquellas posiciones herramientas 270 no accionadas con los portaherramientas 272 anteriormente descritos.

Existe por ejemplo la posibilidad de desmontar el casquillo 100 de husillo por lo menos en la zona de las últimas posiciones 90 y 92 de herramientas en una de las filas 86 u 88 que se encuentran en las respectivas filas 86 u 88 en un lado opuesto al piñón 188 de accionamiento, o desmontar los casquillos 100 de husillo en una fila 86 u 88 completa y equipar esta fila sólo con herramientas 270 no accionadas.

Esto no impide dotar el portaherramientas 70 completo sólo con herramientas 270 no accionadas, pudiendo estar presentes casquillos 100 de husillos para poder emplear en caso dado herramientas accionadas, teniendo que emplear en este caso husillos 110 y/o 112 de inserción o, cuando no está previsto en absoluto emplear herramientas 120 accionadas, prescindir del montaje de los casquillos 100 de husillo en el cuerpo 72 portaherramientas.

La orientación A''' de todas las herramientas 270 no accionadas respecto al eje 64 del husillo portapiezas está determinada por la geometría del filo cortante y discurre preferentemente en la dirección de avance determinada por la geometría del filo cortante.

El portaherramientas 70 configurado conforme a la invención puede emplearse no sólo en un torno vertical según el ejemplo de realización representado, sino que la invención puede aplicarse también en todos los tornos de otro tipo.

En especial, conforme a la invención tampoco es necesario desplazar sólo el husillo portapiezas 64 en relación con el portaherramientas 70 sujeto en el armazón 10 de máquina, sino que también es posible realizar el movimiento relativo entre el husillo portapiezas 64 y el portaherramientas 70 por medio de cada tipo de carro para el husillo portapiezas 64 y/o el portaherramientas 70.

Claims (26)

1. Máquina herramienta que comprende un husillo (60) portapiezas para alojar una pieza de trabajo (W), un portaherramientas (70), giratorio alrededor de un eje (78) de giro que discurre en paralelo a un plano (58) que discurre perpendicularmente al eje (64) del husillo portapiezas, que presenta en lados opuestos de un plano central (84) en una primera dirección en paralelo al eje (78) de giro y en una segunda dirección transversal al eje (78) de giro varias posiciones (90, 92) de herramientas dispuestas de manera consecutiva en estas direcciones, y que puede situarse a diferentes posiciones de giro y fijarse en las mismas, de modo que cada herramienta (120, 270) dispuesta en una de las posiciones (90, 92) de herramientas puede emplearse para el mecanizado de la pieza de trabajo (W) en una posición de trabajo, tanto con una orientación en paralelo al eje (64) del husillo portapiezas como también en varias posiciones intermedias entre una orientación en paralelo al eje (64) del husillo portapiezas y una orientación perpendicular al eje (64) del husillo portapiezas, y un equipo (56) de control de máquina con el cual pueden moverse de manera tridimensional en relación entre sí el husillo (60) portapiezas y el portaherramientas (70) y con el cual es posible posicionar la pieza de trabajo (W) de forma giratoria alrededor de un eje (64) del husillo portapiezas como eje C controlado, caracterizada porque cada una de las herramientas (120, 270) dispuestas en una de las posiciones (90, 92) de herramientas puede emplearse también con una orientación perpendicular al eje del husillo portapiezas en una posición de trabajo para el mecanizado de la pieza de trabajo (W), y porque el husillo (60) portapiezas y el portaherramientas (70) pueden moverse uno en relación con otro de tal manera que con el eje (64) del husillo portapiezas orientado en paralelo al plano (84) central puede llevarse a cabo manteniendo la posición de giro del portaherramientas (70) un mecanizado de la pieza de trabajo con herramientas (120, 270) dispuestas en las posiciones (90, 92) de herramientas en lados opuestos del plano (84) central.

2. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizada porque las herramientas (120, 270) en las posiciones (90, 92) de herramientas están dispuestas con una orientación paralela entre sí.

3. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque en las posiciones (90, 92) de herramientas están previstos asientos (114, 116, 164, 166) de herramientas.

4. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque las posiciones (90, 92) de herramientas están dispuestas en una superficie (80, 82) que discurre en paralelo al eje (78) de giro.

5. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizada porque los asientos (114, 116, 164, 166) de herramientas están dispuestos de tal manera que las herramientas (120, 270) pueden insertarse en todos los asientos (114, 116, 164, 166) de herramientas en una dirección (115, 117) de inserción que discurre transversalmente a la superficie (80, 82).

6. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5 caracterizada porque las herramientas (120, 270) insertadas en los asientos (114, 116, 164, 166) de herramientas presentan una orientación que discurre perpendicularmente a la superficie (80, 82).

7. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el portaherramientas (70) presenta por lo menos dos filas (86, 88), que discurren una al lado de otra, de posiciones (90, 92) de herramientas.

8. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 7 caracterizada porque las por lo menos dos filas (86, 88) de posiciones (90, 92) de herramientas discurren en dirección del eje (78) de giro.

9. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 7 u 8 caracterizada porque por lo menos dos de las filas (86, 88) de posiciones de herramientas discurren en paralelo entre sí.

10. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9 caracterizada porque dos de las filas (86, 88) de posiciones (90, 92) de herramientas están dispuestas de forma lateralmente desplazada respecto a un plano (95) de simetría que discurre por el eje (78) de giro.

11. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizada porque dos de las filas (86, 88) están dispuestas de forma simétrica respecto al plano (95) de simetría que discurre por el eje (78) de giro.

12. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 11 caracterizada porque el portaherramientas (70) presenta un cuerpo (72) portaherramientas que se extiende en dirección de la superficie (80, 82) y porque en un lado superior del cuerpo (72) portaherramientas están dispuestas las posiciones (90, 92) de herramientas.

13. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 12 caracterizada porque el cuerpo portaherramientas presenta dos lados superiores (80, 82) opuestos en los cuales están previstas las posiciones (90, 92) de herramientas.

14. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 13 caracterizada porque las posiciones (90, 92) de herramientas están dispuestas en los dos lados superiores (80, 82) opuestos del cuerpo (72) portaherramientas de forma especularmente simétrica respecto a un plano central (84) del cuerpo (72) portaherramientas.

15. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque por lo menos a una parte de las posiciones (90, 92) de herramientas están asignados husillos (170) portaherramientas como asientos de herramientas para herramientas (120) accionadas.

16. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 15 caracterizada porque los husillos (170) portaherramientas comprenden casquillos (100) de husillo apoyados de forma giratoria en aberturas (98) en el cuerpo (72) portaherramientas.

17. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 16 caracterizada porque en cada casquillo (100) de husillo puede insertarse desde por lo menos un lado terminal un husillo (110, 112) de inserción para formar un asiento (114, 116) de herramienta para la herramienta (120) accionada en una posición (90, 92) de herramienta.

18. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 17 caracterizada porque el cuerpo (72) portaherramientas presenta aberturas (98) que penetran por el mismo de un lado superior al otro lado superior, con un casquillo (100) de husillo dispuesto en cada abertura (98), y porque en cada casquillo (100) de husillo pueden insertarse desde los lados terminales opuestos husillos (110, 112) de inserción para constituir asientos (114, 116) de herramientas.

19. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 15 a 18 caracterizada porque los husillos (170) portaherramientas de una fila (86, 88) de posiciones (90, 92) de herramientas están acoplados entre sí.

20. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque todos los husillos (170) portaherramientas del portaherramientas (70) están acoplados entre sí y pueden accionarse en común.

21. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 17 a 20 caracterizada porque los casquillos (100) de husillo del portaherramientas (70) están acoplados entre si por medio de por lo menos un elemento (174, 180) de accionamiento.

22. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 15 a 21 caracterizada porque los husillos (170) portaherramientas pueden accionarse mediante un accionamiento (193) dispuesto fuera del cuerpo (72) portaherramientas.

23. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 22 caracterizada porque los husillos (170) portaherramientas pueden accionarse mediante un eje (188) de accionamiento dispuesto de forma coaxial con el eje (78) de giro.

24. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 15 a 23 caracterizada porque con el accionamiento (193) de los husillos (170) portaherramientas puede accionarse también el movimiento de giro del cuerpo (72) portaherramientas.

25. Máquina herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el cuerpo (72) portaherramientas puede fijarse en relación con un asiento (74) portaherramientas mediante un dispositivo (196) de fijación en unión positiva.

26. Máquina herramienta de acuerdo con la reivindicación 25 caracterizada porque el dispositivo (196) de fijación está acoplado por medio de un acoplamiento (230, 232) para realizar el movimiento de giro del cuerpo (72) portaherramientas por medio del accionamiento (193) de los husillos (170) de
herramienta.