IT201600107052A1 - Dispositivo e sistema per il supporto di micro-utensili - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

[01] La presente invenzione trova collocazione nel settore tecnico delle attrezzature per le macchine utensili ed ha per oggetto un dispositivo per il supporto di micro-utensili.

[02] L’invenzione, inoltre, ha per oggetto anche un sistema per il supporto di microutensili comprendente il suddetto dispositivo.

[03] Nel settore delle macchine utensili ad asportazione di truciolo si utilizzano particolari dispositivi di supporto atti a sostenere un utensile destinato ad eseguire una determinata lavorazione su un pezzo metallico.

[04] Questi supporti, comunemente denominati portautensili, presentano un corpo allungato, ancorabile ad una torretta fissa o mobile della macchina utensile e provvisto di un alloggiamento per l’inserimento di un utensile.

[05] L’utensile presenta una porzione tagliente atta ad incidere o asportare il pezzo metallico ed uno stelo, generalmente cilindrico, inseribile all’interno dell’alloggiamento ricavato sul supporto.

[06] Il supporto viene progettato con una forma e una dimensione tali da minimizzare le oscillazioni e le vibrazioni che può subire l’utensile durante la lavorazione del pezzo metallico.

[07] Il supporto, inoltre, assicura un posizionamento relativamente preciso dell’utensile rispetto ad una posizione di riferimento fissa e ciò permette di ripetere le stesse lavorazioni sullo stesso pezzo metallico o su pezzi diversi con una elevata precisione.

[08] Nelle macchine utensili che eseguono lavorazioni meccaniche di elevata precisione, come quelle impiegate ad esempio nel settore della micro-meccanica o dell’orologeria, è importante realizzare un supporto che permetta di posizionare l’utensile in maniera particolarmente accurata e costante nel tempo.

[09] In particolare, le lavorazioni eseguite con queste macchine utensili presentano tolleranze dell’ordine dei micro-metri (10<-6>m) le quali possono essere ottenute solo se viene garantito un posizionamento dell’utensile preciso e constante nel tempo.

[010] In particolare, questo grado di precisione deve essere mantenuto anche durante la fase di cambio utensile in modo da minimizzare (o eliminare completamente) la successiva fase di compensazione dell’offset che queste macchine eseguono prima di utilizzare il nuovo utensile.

[011] A tal fine, sono stati realizzati supporti per micro-utensili che permettono di ancorare l’utensile in una posizione fissa ed il più possibile invariante nel tempo.

[012] Da WO2015/000985 è noto un sistema di supporto per micro utensili comprendente un corpo cilindrico avente un foro per l’inserimento di un utensile da taglio. Quest’ultimo presenta una porzione anteriore tagliente ed una porzione posteriore cilindrica con una faccia di estremità rastremata atta ad interagire con un perno orizzontale inserito nel corpo e passante attraverso il foro.

In corrispondenza della porzione intermedia dell’utensile è stata ricavata una superficie inclinata atta ad entrare in contatto con la superficie interna rastremata di una bussola di bloccaggio destinata ad avvitarsi sul portautensile cilindrico. E possibile promuovere il bloccaggio assiale e radiale dell’utensile avvitando la bussola sul corpo in modo da promuovere il contatto delle superfici coniche dell’utensile contro le rispettive superfici del perno e della bussola.

[013] DE19831743 descrive un assieme di lavorazione per machine utensili provvisto di un corpo cilindrico avente un foro centrale per l’inserimento di un utensile da taglio. Anche in questo caso è presente un perno inseribile trasversalmente sul corpo ed atto ad entrare in battuta con la faccia posteriore inclinata dell’utensile. Sulla superficie esterna dell’utensile è ricavata una sede circolare atta a permettere l’alloggiamento di un anello di bloccaggio destinato ad essere trattenuto da una boccola filettata avvitabile sul corpo dell’utensile. In questo caso il bloccaggio assiale dell’utensile è ottenuto dal contatto tra l’anello di bloccaggio e la flangia mentre il suo bloccaggio assiale è ottenuto attraverso il contatto della faccia posteriore inclinata con il perno.

[014] EP0973625 descrive un assieme portautensile provvisto di un corpo cilindrico forato per consentire l’alloggiamento di un corrispondente utensile provvisto di uno scanso semicircolare. Sul corpo è realizzato un foro trasversale per l’inserimento di un perno eccentrico atto ad interagire selettivamente con la superficie semicircolare dello scanso formato sull’utensile in modo da bloccarlo ed eliminare i giochi radiali. L’utensile, inoltre, presenta un porzione posteriore di diametro ridotto unita alla porzione anteriore attraverso un bordo anulare destinato ad entrare in battuta contro un piccolo perno trasversale inserito all’interno del corpo.

[015] Queste soluzioni, seppur largamente utilizzate nel settore delle macchine utensile ad elevata precisione, presentano alcuni importanti inconvenienti.

[016] In primo luogo, la precisione di questi supporti non è costante nel tempo ma diminuisce sensibilmente durante il loro l’utilizzo.

[017] Durante la fase di cambio dell’utensile, infatti, si verifica uno sfregamento tra la superficie interna del foro del supporto e la superficie esterna dell’utensile.

[018] Inoltre, tra il foro e l’utensile è previsto un gioco ridotto che rende incerta e difficilmente ripetibile la posizione di bloccaggio dell’utensile durante la sua sostituzione.

[019] Inoltre, i componenti del supporto atti a bloccare selettivamente l’utensile al portautensile presentano delle superfici di estremità che esercitano sulla superficie esterna dell’utensile una pressione predeterminata e non trascurabile.

[020] Tali sfregamenti o pressioni generano l’usura del foro o delle superfici di estremità dei componenti in quanto questi ultimi sono realizzati con un metallo avente un indice di durezza inferiore rispetto a quello utilizzato per l’utensile.

[021] Un ulteriore inconveniente di queste soluzioni è rappresentato dal fatto che sono particolarmente complesse da realizzare e presentano un elevato numero di componenti.

[022] Di conseguenza, i sistemi porta-utensili sopra descritti sono particolarmente costosi e richiedono un tempo di assemblaggio non trascurabile.

[023] Ancora, in questi sistemi porta-utensili il raffreddamento della parte tagliente dell’utensile con un liquido refrigerante è di difficile realizzazione in quanto è necessario effettuare un foro passante sul corpo cilindrico dell’utensile per consentire al liquido di raggiungere la parte anteriore di quest’ultimo.

[024] Inoltre, nei sistemi porta-utensili precedentemente descritti la posizione dell’utensile può subire variazioni a causa della presenza di impurità all’interno del foro di alloggiamento. Queste impurità, infatti sono presenti all’interno del liquido di raffreddamento e vengono depositate nel foro durante l’esecuzione di una lavorazione.

[025] Non ultimo inconveniente di queste soluzioni è rappresentato dal fatto che l’utensile può subire una leggera rotazione attorno al proprio asse durante la fase di bloccaggio al supporto e questo introduce un certo grado di incertezza nel posizionamento del tagliente rispetto ad un piano orizzontale.

[026] La presente invenzione intende risolvere i problemi tecnici sopra descritti consentendo di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili che permetta di posizionare l’utensile in una posizione predeterminata con una elevata precisione.

[027] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili che consenta di stabilire una posizione dell’utensile particolarmente precisa e ripetibile nel tempo.

[028] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili che presenti una lunga durata e consenta di mantenere questa precisione sostanzialmente costante nel tempo.

[029] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili che permetta di bloccare l’utensile in una posizione ripetibile nel tempo.

[030] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili in cui la posizione di bloccaggio dell’utensile non risente della presenza di eventuali impurità depositate dal liquido di raffreddamento all’interno dell’alloggiamento.

[031] Ancora, un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili che sia facilmente realizzabile attraverso l’esecuzione di lavorazioni meccaniche relativamente semplici.

[032] Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili che sia relativamente economico.

[033] Non ultimo scopo del presente trovato è quello di mettere a disposizione un dispositivo per il supporto di micro-utensili che permetta di raffreddare in maniera particolarmente semplice la porzione tagliente con un liquido di raffreddamento senza eseguire lavorazioni particolarmente invasive sull’utensile.

[034] Questi scopi sono raggiunti da un dispositivo per il supporto di micro-utensili del tipo in accordo alla rivendicazione 1.

[035] In particolare, il dispositivo comprende un corpo allungato provvisto di un foro di alloggiamento atto a consentire l’inserimento almeno parziale della porzione posteriore dell’utensile, mezzi di vincolo associati a detto corpo allungato ed atti ad interagire con la superficie esterna della porzione posteriore per definire una posizione di riferimento dell’utensile; mezzi di bloccaggio associati a detto corpo allungato ed atti ad interagire con la spianatura ricavata sulla porzione posteriore dell’utensile per promuoverne il bloccaggio selettivo nella posizione di riferimento. Il dispositivo si caratterizza per il fatto che i mezzi di vicolo comprendono almeno un passaggio intersecante detto foro di alloggiamento e sostanzialmente parallelo allo stesso, ed una corrispondente spina inseribile in detto almeno un passaggio ed avente una superficie periferica atta ad interagire selettivamente con la superficie esterna della porzione posteriore dell’utensile per determinare con la stessa una zona di contatto sostanzialmente continua lungo la direzione di sviluppo di detta spina.

[036] Altri scopi che saranno meglio descritti nel seguito sono conseguiti da un dispositivo per il supporto di micro-utensili secondo il trovato realizzato in accordo con le rivendicazioni dipendenti.

[037] Inoltre, è previsto un sistema di supporto per micro-utensili del tipo in accordo con la rivendicazione 15.

[038] Questo dispositivo di supporto per micro-utensili, ed il relativo sistema di supporto ad esso associato, presentano il vantaggio di ridurre drasticamente l’usura che l’utensile genera sulle parti del supporto permettendo così di mantenere sostanzialmente invariata la posizione dell’utensile rispetto al supporto anche dopo un elevato tempo di utilizzo.

[039] Pertanto, ad ogni cambio utensile non si dovrà eseguire una fase di ricalibratura dell’offset e questo permette di ridurre sensibilmente la durata delle singole fasi di lavorazione.

[040] Inoltre, le parti destinate ad entrare in contatto con l’utensile possono essere realizzate con materiali sinterizzati, come metallo duro o materiali ceramici, aventi indice di durezza uguale o superiore a quello utilizzato per realizzare l’utensile.

[041] In questo modo, oltre che diminuire drasticamente l’usura tra i componenti, sarà possibile ridurre le deformazioni elastiche a cui è soggetto il supporto, o suoi componenti, durante il bloccaggio dell’utensile con un evidente beneficio in termini di precisione e di ripetibilità della posizione.

[042] I vantaggi e le caratteristiche della presente invenzione emergeranno chiaramente dalla seguente descrizione dettagliata di alcune configurazioni preferite ma non limitative di un dispositivo e di un sistema di supporto per micro-utensili con particolare riferimento ai seguenti disegni:

- le Figura 1A e 1B sono viste laterali ed in sezione di un utensile da taglio in due differenti configurazioni;

- le Figure 2A e 2B sono rispettivamente una vista prospettica ed una vista laterale di un dispositivo per il supporto di micro-utensili secondo il trovato;

- le Figure dalla 3A alla 3E sono rispettivamente una vista frontale, due viste prospettiche ed una vista laterale sezionata di un dispositivo secondo il trovato in una prima configurazione;

- le Figure dalla 4A alla 4C sono rispettivamente una vista frontale, una vista prospettica ed una vista laterale sezionata di un dispositivo secondo il trovato in una seconda configurazione;

- le Figure dalla 5A alla 5C sono rispettivamente una vista frontale, una vista prospettica ed una vista laterale sezionata di un dispositivo secondo il trovato in una terza configurazione;

- le Figure dalla 6A alla 6C sono rispettivamente una vista prospettica, una vista laterale ed una vista sezionata di un primo particolare utilizzato nelle prime tre configurazioni del dispositivo;

- le Figure dalla 7A alla 7C sono rispettivamente due viste prospettiche ed una vista laterale sezionata di un dispositivo secondo il trovato in una quarta configurazione.

[043] La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per il supporto di microutensili. Questo dispositivo, nel seguito indicato con il numero di riferimento 1, potrà essere prevalentemente utilizzato nelle macchine utensili atte ad eseguire lavorazioni di elevata precisione su pezzi metallici.

[044] In particolare, il dispositivo 1 oggetto del presente trovato sarà particolarmente adatto ad essere utilizzato nelle macchine utensili impiegate nel settore dell’orologeria o nel settore della micromeccanica.

[045] Il presente dispositivo 1 è configurato per supportare utensili 2 del tipo illustrati nelle Figure 1A e 1B i quali comprendono una porzione anteriore 3 generalmente cilindrica e di diametro ridotto provvista di un bordo di estremità tagliente 4 destinato ad interagire con un pezzo metallico per eseguire una lavorazione ad asportazione di truciolo.

[046] L’utensile 2, inoltre, presenta una porzione posteriore 5 di diametro maggiorato la quale presenta una superficie esterna 6 sostanzialmente cilindrica ed una faccia di estremità piana 7.

[047] Sulla porzione posteriore 5 è presente una spianatura 8 ottenuta mediante una lavorazione di rettifica. Questa spianatura 8 potrà essere sostanzialmente parallela all’asse di sviluppo X dell’utensile 2, come nell’utensile di Figura 1A, oppure inclinata, come nell’utensile di Figura 1B.

[048] Il dispositivo 1 comprende un corpo allungato 9 provvisto di un foro di alloggiamento 10 sostanzialmente cilindrico per l’inserimento almeno parziale della porzione posteriore 5 dell’utensile 2.

[049] Questo foro di alloggiamento 10 presenta un diametro D1 superiore al diametro D2 della porzione posteriore 5 dell’utensile 2 in modo da permetterne l’inserimento con gioco radiale predeterminato.

[050] Opportunamente, il corpo 9 sarà ancorabile alla torretta della macchina utensile attraverso opportuni sistemi di bloccaggio, non illustrati nei disegni allegati.

[051] Preferibilmente, come meglio illustrato nelle Figure 2A, 2B, 3E e 5C, il corpo allungato 9 potrà essere sostanzialmente cilindrico e potrà definire un asse longitudinale L.

[052] In questo caso il foro di alloggiamento 10 sarà longitudinale e potrà essere ricavato centralmente al corpo 9.

[053] Il corpo 9, inoltre, potrà presentare una faccia anteriore 11 ed una faccia posteriore 12 sostanzialmente piane e trasversali ed il foro di alloggiamento 10 potrà essere passante attraverso il corpo 9.

[054] In questo modo il foro 10 sarà delimitato alle estremità da una apertura anteriore 13 ed una apertura posteriore 14 poste in corrispondenza delle rispettive facce 11, 12 del corpo 9.

[055] Il dispositivo 1, inoltre, presenta mezzi di vincolo 15 associati al corpo allungato 9 ed atti ad interagire con la superficie esterna 6 della porzione posteriore 5 dell’utensile 2.

[056] In particolare, i mezzi di vincolo 15 interagiscono con l’utensile 2 in modo da posizionarlo in una posizione di riferimento predeterminata.

[057] Secondo un aspetto particolarmente vantaggioso dell’invenzione, i mezzi di vincolo 15 comprendono almeno un passaggio 16 intersecante il foro di alloggiamento 10 e sostanzialmente parallelo a quest’ultimo, ed una corrispondente spina 17 inseribile nel passaggio 16 ed avente una superficie periferica 18 atta ad interagire selettivamente con la superficie esterna 6 della porzione posteriore 5 dell’utensile 2 per determinare con la stessa una zona di contatto 19 sostanzialmente continua lungo la direzione di sviluppo della spina 17.

[058] Secondo una prima configurazione del trovato illustrata nelle Figure 3A – 3E, i mezzi di vincolo 15 potranno comprendere un passaggio longitudinale 16 cieco ottenuto mediante una lavorazione di foratura eseguita con una punta sostanzialmente cilindrica.

[059] Questo passaggio 16, come ben visibile in Figura 3A presenta un diametro D3maggiore del diametro D1 del foro di alloggiamento 10 e può essere opportunamente distanziato dal centro C di quest’ultimo con una prima distanza d1 predeterminata scelta in modo da promuovere l’intersezione tra i due fori 10, 16.

[060] In questo modo, durante lo sviluppo del passaggio longitudinale 16, il foro di alloggiamento 10 presenta una sezione aperta in quanto la sua superficie interna 20 sarà sostanzialmente semicircolare e sarà unita alla superficie interna 21 semicircolare del passaggio 16 in corrispondenza di due bordi longitudinali comuni 22, 23 posti in corrispondenza della zona di intersezione 24 dei due fori 10, 16.

[061] Opportunamente, in questa configurazione la spina 17 è sostanzialmente cilindrica ed è provvista di un intaglio longitudinale 25 avente una forma sostanzialmente a “V”, come meglio visibile nelle Figure 3B – 3D.

[062] Questo intaglio 25 può estendersi per tutta la lunghezza l1della spina 17 in direzione sostanzialmente parallela al suo asse di sviluppo in modo tale che la superficie periferica 18 della spina 17 presenti un tratto semicircolare 26 e due tratti piani e longitudinali 27, aventi un bordo interno 28 reciprocamente unito ed un bordo esterno 29 connesso alle corrispondenti estremità 30, 31 del tratto semicircolare 26.

[063] I due tratti longitudinali piani 27 sono inclinati e reciprocamente convergenti verso il bordo interno 28 e tipicamente possono essere angolarmente distanziati con un angolo α1compreso tra 90° e 140°, generalmente prossimo a 120°.

[064] La spina 17 sarà atta ad essere inserita all’interno del passaggio cieco 16 con i tratti piani 27 rivolti verso l’utensile 2 in modo che gli stessi siano posti in corrispondenza della regione di intersezione 24 tra i due fori 10, 16.

[065] Pertanto durante il bloccaggio dell’utensile 2 la superficie esterna 6 della porzione posteriore 5 entrerà in contatto con la superficie periferica 18 dei tratti piani 27 e di conseguenza tra queste due superfici si formeranno due zone di contatto 19 continue lungo una direzione sostanzialmente longitudinale.

[066] Le due zone di contatto 19 saranno angolarmente distanziate con lo stesso angolo α1 che distanzia i tratti piani 27 e preferibilmente si estenderanno longitudinalmente per tutta la lunghezza l1 della spina 17.

[067] In una configurazione del trovato alternativa, visibile nelle Figure 4A – 4C, i mezzi di vincolo 15 comprendono una coppia di passaggi longitudinali 16 ciechi disposti perifericamente al foro di alloggiamento 10 e distanziati dal centro C di quest’ultimo con una seconda distanza d2 predeterminata.

[068] I passaggi 16 della coppia potranno essere sostanzialmente paralleli al foro 10 e potranno essere ricavati mediante una lavorazione di foratura eseguita con una punta cilindrica. Inoltre, la seconda distanza d2 sarà scelta in modo da permettere l’intersezione di ciascun passaggio 16 con il foro di alloggiamento 10.

[069] Opportunamente, la seconda distanza d2sarà variabile in funzione del diametro D3 dei passaggi 16 il quale potrà essere superiore, uguale o inferiore al diametro D1 del foro di alloggiamento 10 dell’utensile 2.

[070] Anche in questo caso, durante lo sviluppo dei passaggi 16, il foro di alloggiamento 10 presenterà una sezione aperta e la sua superficie interna 20 presenterà due tratti semicircolari ognuno dei quali avrà bordi longitudinali 22, 23; 32, 33 in comune con quelli della superficie interna 21 dei passaggi 16.

[071] I due passaggi longitudinali 16 sono a loro volta distanziati angolarmente con un rispettivo passo angolare α2 predeterminato inferiore all’angolo piatto (180°).

[072] A titolo esemplificativo, nella configurazione del trovato illustrata nelle Figure 4A – 4C il passo angolare α2 che separa i due passaggi longitudinali 16 è di circa 90°.

[073] Tali passaggi 16 sono atti ad alloggiare una coppia di spine 17 sostanzialmente cilindriche sulle quali è stata eseguita una lavorazione di spianatura che si estende per tutta la loro lunghezza l1.

[074] Inoltre, questa spianatura si estende lungo una direzione sostanzialmente parallela all’asse delle spine.

[075] In questo modo la superficie periferica 18 di queste spine 17 presenta un tratto semicircolare 26 unito ad un corrispondente tratto piano 27.

[076] La spina 17 sarà atta ad essere inserita all’interno del passaggio cieco 16 con il corrispondente tratto piano 27 rivolto verso l’utensile 2 in modo da posizionare quest’ultimi in corrispondenza della regione di intersezione 24 tra i due fori 10, 16.

[077] Durante il bloccaggio dell’utensile 2 la superficie esterna 6 della porzione posteriore 5 entrerà in contatto con la superficie periferica 18 dei tratti piani 27 e di conseguenza tra queste due superfici si formeranno due zone di contatto 19 longitudinalmente continue.

[078] Anche in questo caso le zone di contatto 19 tra la superficie esterna 6 dell’utensile 2 e la superficie periferica 18 del tratto piano 27 potranno estendersi per tutta la lunghezza l1 della spina 17.

[079] E’ prevista un’ulteriore configurazione del dispositivo che utilizza una diversa conformazione dei mezzi di vincolo 15 meglio illustrata nelle Figure 5A – 5C.

[080] Anche in questa configurazione, così come descritto per il dispositivo illustrato nelle Figure 4A – 4C, i mezzi di vincolo 15 comprendono una coppia di passaggi longitudinali 16 ciechi che intersecano il foro di alloggiamento 10.

[081] Tuttavia, in questo caso è prevista una coppia di spine 17 cilindriche le quali, in seguito al loro inserimento nei passaggi ciechi 16, presentano una porzione semicircolare 34 della loro superficie periferica 18 rivolta verso l’utensile 2 e posizionata in corrispondenza della regione di intersezione 24 dei due fori 10, 16.

[082] Questa porzione semicircolare 34 della superficie periferica 18 di ogni spina 17 sarà atta ad entrare in contatto con la superficie esterna 6 della porzione posteriore 5 dell’utensile 5 e di conseguenza tra queste due superfici si formerà una corrispondente zona di contatto 19 che si estende con continuità lungo una direzione sostanzialmente longitudinale.

[083] La spina cilindrica 17, inoltre, potrà presentare un diametro D4 calibrato e costante per tutta la sua lunghezza l1, in modo da originare con la superficie esterna 6 dell’utensile 2 una zona di contatto 19 longitudinalmente continua che si estende per tutta la lunghezza l1della spina 17.

[084] In particolare, in tutte le configurazioni del trovato illustrate nelle figure le spine potranno essere trattenute all’interno del foro per interferenza in modo da impedirne lo sfilamento durante l’utilizzo del dispositivo o durante le operazioni di sostituzione dell’utensile.

[085] In alternativa, tali spine 17 potranno presentare almeno una porzione terminale 35 di diametro ridotto la quale non entrerà in contatto con l’utensile 2.

[086] In questo caso, pertanto, la zona di contatto 19 continua che si forma tra la superficie esterna 6 dell’utensile 2 e la superficie periferica 18 della spina 17 presenterà una estensione longitudinale l3 inferiore alla lunghezza l1 della spina 17.

[087] Opportunamente, i mezzi di vincolo 15 potranno comprendere un passaggio trasversale 36 comunicante con il foro di alloggiamento 10 e posizionato ad una distanza predeterminata d3dalla faccia anteriore 11 del corpo 9, come meglio visibile nelle Figure 3D e 5C.

[088] In particolare, questa distanza d3 sarà generalmente uguale alla lunghezza l2 della porzione posteriore 5 dell’utensile 2.

[089] I mezzi di vincolo 15, inoltre, potranno comprendere una sfera metallica 37 inseribile per interferenza all’interno del passaggio trasversale 36 ed occludere parzialmente il foro di alloggiamento 10.

[090] In questo modo, quando l’utensile 2 viene inserito nel foro di alloggiamento 10 la superficie periferica 38 della sfera metallica 37 entrerà in battuta con la faccia di estremità posteriore 7 dell’utensile 2 in modo da stabilire una posizione longitudinale di riferimento per quest’ultimo.

[091] Una tale conformazione dei mezzi di vincolo 15, atta cioè a definire una posizione longitudinale di riferimento mediante l’utilizzo di una sfera metallica 37, è utilizzata in tutte le configurazione del dispositivo 1 illustrate nelle Figure 2A - 7C.

[092] Inoltre, i mezzi di vincolo 15 potranno comprendere una ulteriore sfera 39 inserita per interferenza all’interno del passaggio trasversale 36 in modo da occluderlo totalmente ed atta ad entrare in contatto con l’altra sfera metallica 37 in modo trattenerla all’interno del foro di alloggiamento 10 impedendone la fuoriuscita.

[093] Vantaggiosamente, le spine 17 e la sfera metallica 37 utilizzate nei mezzi di vincolo 15 potranno essere realizzate con un metallo duro ottenuto per sinterizzazione e/o con un materiale ceramico i quali presentano una durezza confrontabile o superiore alla durezza dell’utensile 2.

[094] La presenza delle spine 17 consente di ottenere zone di contatto estese con la superficie esterna 6 dell’utensile 2 ed in questo modo sarà possibile trattenere quest’ultimo nella posizione di riferimento con una elevata precisione e ripetibilità, rispettando al contempo tolleranze particolarmente ridotte e dell’ordine di pochi micrometri.

[095] Inoltre, l’utilizzo di materiali duri per la realizzazione dei mezzi di vincolo consente di ridurne notevolmente l’usura nel tempo; in questo modo sarà possibile ottenere un dispositivo per il supporto di micro-utensili particolarmente affidabile e preciso che consentirà di ridurre notevolmente il tempo impiegato dalla macchina utensile per correggere l’offset dopo un cambio utensile.

[096] Il dispositivo 1 comprenderà anche mezzi di bloccaggio 40 associati al corpo allungato 9 ed atti a interagire con la spianatura 8 ricavata sulla porzione posteriore 5 dell’utensile 2 per promuoverne il bloccaggio selettivo nella posizione di riferimento.

[097] Nelle configurazioni del trovato illustrate nelle Figure 2A – 5C, i mezzi di bloccaggio 40 comprendono una sede trasversale passante 41 intersecante il foro di alloggiamento 10.

[098] Questa sede 41 è distanziata dal passaggio trasversale 36 dei mezzi di vincolo 15 con una distanza d4predeterminata scelta in modo tale da permettere l’allineamento longitudinale del foro passante 41 con la spianatura 8 dell’utensile 2.

[099] In particolare, questa distanza d4 potrà essere sostanzialmente uguale alla distanza d5 che separa la faccia posteriore 7 dell’utensile 2 dalla spianatura 8, visibile in Figura 1B.

[0100] E’ inoltre previsto un perno girevole 42, meglio visibile nelle Figure 6A – 6C, inseribile all’interno della sede passante 41 e provvisto di due porzioni di estremità 43 cilindriche atte ad essere inserite nella sede 41 con gioco ridotto, ed una porzione mediana eccentrica 44 posizionabile nella regione di intersezione 45 tra il foro 10 e la sede 41.

[0101] In alternativa, secondo una configurazione del trovato non illustrata nelle figure, la porzione mediana potrà comprendere una zona sagomata sostanzialmente a spirale di Archimede ed atta ad interagire con la spianatura dell’utensile.

[0102] In particolare, la sede passante 41 potrà essere verticale ed il perno 42 sarà selettivamente girevole attorno al proprio asse di sviluppo Y anch’esso verticale.

[0103] Durante la rotazione del perno 42 la porzione eccentrica 44 sarà atta ad interagire selettivamente con la spianatura 8 dell’utensile 2 in modo da promuoverne il movimento trasversale all’interno del foro di alloggiamento 10 così da eliminare il gioco radiale preesistente.

[0104] Inoltre, il movimento radiale dell’utensile 2 consente di promuovere la formazione delle zone di contatto 19 tra la superficie esterna 6 dello stesso e la superficie periferica 18 delle spine 17.

[0105] Agendo sul perno 42, quindi, sarà possibile promuovere il bloccaggio selettivo dell’utensile 2 rispetto alla direzione longitudinale e rispetto a qualsiasi direzione trasversale.

[0106] Inoltre, ruotando il perno 42 con un verso di rotazione predeterminato si promuove il contatto tra la porzione eccentrica 44 e la spianatura 8 e questa interazione genera una forza di attrito avente una componente assiale agente sull’utensile 2 ed atta a portare a contatto la faccia posteriore 7 dello stesso con la superficie 38 della sfera 37.

[0107] Durante l’interazione della porzione eccentrica 44 con la spianatura 8 l’utensile 2 può subire una rotazione attorno all’asse longitudinale L in modo da portare il bordo tagliente 4 in una posizione angolare fissa e predeterminata.

[0108] Opportunamente, come meglio visibile nelle Figure 6A – 6B, i mezzi di bloccaggio 40 potranno comprendere un cilindretto 46 in metallo duro inseribile in un corrispondente foro 47 ricavato sul perno 42.

[0109] Questo foro 47 sarà posizionato in modo tale da permettere alla superficie esterna 48 del cilindretto 46 di sporgere dalla porzione eccentrica 45 così da entrare in contatto per primo con la spianatura 8 dell’utensile 2 durante la rotazione del perno 42.

[0110] Operativamente, l’operatore inserirà l’utensile 2 nel foro di alloggiamento 10 con la scanalatura 8 orientata verso il cilindretto 46 e successivamente ruoterà il perno 42 in modo da promuovere l’interazione della superficie esterna 48 del cilindretto 46 con la scanalatura 8 e la lieve rotazione dell’utensile 2 attorno al proprio asse X. In questo modo sarà possibile orientare il bordo di estremità tagliente 4 dell’utensile 2 in una precisa posizione di riferimento fissa rispetto al dispositivo 1.

[0111] Inoltre, il perno 42 potrà presentare una scanalatura semicircolare 49 ricavata su una delle due porzioni cilindriche 43 ed atta a consentire l’inserimento di una piccola spina cilindrica 50 passante attraverso un foro ricavato sul corpo 9 e non visibile nelle figure.

[0112] La piccola spina cilindrica 50 sarà atta ad impegnare la scanalatura 49 in modo da trattenere il perno girevole 42 all’interno della sede passante 41 evitandone lo sfilamento durante la rotazione.

[0113] Inoltre, la rotazione del perno 42 si arresterà quando la spina cilindrica 50 entrerà in battuta con l’estremità 64 della scanalatura 49 per definire in questo modo una posizione limite del perno 42 atta a consentire l’inserimento e l’estrazione dell’utensile 2 dal foro di alloggiamento 10.

[0114] Come meglio rappresentato nelle Figure 7A – 7C, i mezzi di bloccaggio 40 possono essere realizzati in una configurazione alternativa appositamente utilizzata per gli utensili 2 che presentano una spianatura 8 inclinata, come quello visibile in Figura 1B.

[0115] In questa configurazione i mezzi di bloccaggio 40 comprendono un ulteriore foro longitudinale 51 ricavato sul corpo allungato 9 perifericamente al foro di alloggiamento 10.

[0116] Il corpo 9, inoltre, comprenderà uno scanso trasversale 52 che sarà eseguito mediante una lavorazione di fresatura e sarà posto in corrispondenza della spianatura 8 dell’utensile 2.

[0117] In particolare, il foro longitudinale 51 presenterà una apertura 53 posta in corrispondenza della parete inferiore 54 dello scanso 52 e sarà filettato per l’inserimento l’avvitamento e lo svitamento di una vite controfilettata 55 provvista sia di un filetto sinistro che di un filetto destro.

[0118] Questa vite 55 è associata ad una testa 56 di forma a cuneo avente una superficie laterale 57 destinata ad entrare in contatto con la spianatura inclinata 8 dell’utensile 2.

[0119] In particolare, un filetto della vite 55, preferibilmente il filetto destro, sarà avvitabile nel foro longitudinale 51 mentre l’altro filetto, preferibilmente il filetto sinistro, sarà avvitabile in un foro controfilettato 65 ricavato sulla testa 56 a forma di cuneo.

[0120] Le dimensioni dello scanso 52 potranno essere opportunamente scelte in modo da consentire l’alloggiamento totale o parziale del cuneo 56 della vite 55.

[0121] L’inclinazione della spianatura 8 sarà sostanzialmente uguale all’inclinazione della superficie laterale 57 e sarà inoltre previsto un perno trasversale fisso 58, inserito attraverso opportuni fori 59 formati sul corpo 9.

[0122] Il perno 58 attraverserà ortogonalmente lo scanso 52 e presenterà una superficie esterna 60 atta ad interagire con la superficie laterale 57 della testa 56 da parte opposta rispetto alla spianatura 8 dell’utensile in modo da trattenerla selettivamente sia in direzione longitudinale che in direzione trasversale.

[0123] La presenza del perno trasversale 58, quindi, consente al cuneo 56 della vite 55 di interagire con la spianatura 8 dell’utensile 2 senza ruotare. Grazie al perno 58, quindi, durante l’avvitamento della vite 55 sarà promossa l’interazione del cuneo 56 con la scanalatura 8 in modo da bloccare l’utensile 2 longitudinalmente e annullare i giochi radiali che lo stesso presenta all’interno del foro di alloggiamento 10.

[0124] Inoltre, avvitando la vite 55 sarà possibile promuovere il contatto della superficie esterna 6 dell’utensile 2 con la superficie periferica 18 delle spine 17 in modo da dare origine ad una o più zone di contatto continue 19.

[0125] Inoltre, la forza di attrito che si genera per effetto dell’interazione dei mezzi di bloccaggio 40 con la spianatura 8 presenta delle componenti atte a promuovere il contatto della superficie esterna 7 dell’utensile 2 con la sfera 37 alloggiata all’interno del foro 10.

[0126] Opportunamente, il dispositivo secondo il trovato potrà essere configurato per permettere il raffreddamento del bordo tagliente 4 dell’utensile mediante l’apporto di un liquido di raffreddamento.

[0127] Potranno infatti essere previsti mezzi di pompaggio, non visibili nelle figure, atti a convogliare il liquido di raffreddamento all’interno del corpo 9 attraverso l’apertura posteriore 14 del foro di alloggiamento 10.

[0128] Il liquido potrà poi raggiungere l’estremità anteriore 3 dell’utensile 2 attraverso un piccolo foro passante 61 formato sulla porzione posteriore 5, come ben visibile nelle Figure 1A – 1B.

[0129] In alternativa, l’utensile 2 potrà essere privo di fori ed il liquido potrà raggiungere il bordo tagliente 4 percorrendo il meato 62 che si forma tra la porzione posteriore 5 dell’utensile 2 e il foro di alloggiamento 10 in conseguenza del gioco radiale predeterminato presente tra l’utensile 2 ed il foro di alloggiamento 10.

[0130] Inoltre, la tenuta della sfera 39 sulla parete del passaggio trasversale 36 sarà tale da impedire la fuoriuscita del liquido all’esterno del dispositivo 1.

[0131] Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione è previsto un assieme di supporto per micro-utensili da taglio, indicato con il numero di riferimento 63, in cui l’utensile 2 è del tipo sopra descritto e comprende quindi una porzione anteriore 3 con un bordo di estremità tagliente 4 ed una porzione posteriore 5 provvista di una superficie esterna cilindrica 6 sulla quale è stata ricavata una spianatura 8.

[0132] L’assieme 63 comprende anche un dispositivo 1 del tipo sopra descritto avente un corpo allungato 9 con un foro per alloggiamento 10 dell’utensile 2, mezzi di vincolo 15 atti a stabilire una posizione di riferimento per l’utensile 2 e mezzi 40 per il bloccaggio selettivo di quest’ultimo nella posizione di riferimento.

[0133] L’assieme può comprendere quindi un kit composto da di un dispositivo portautensili 1 e di uno o più utensili da taglio 2 che possono essere tra loro uguali oppure differenti in modo da essere adatti ad eseguire una moltitudine di lavorazioni su un pezzo metallico.

[0134] La presente invenzione è realizzabile in altre varianti tutte rientranti nell’ambito delle caratteristiche inventive rivendicate e descritte; tali caratteristiche tecniche possono essere sostituite da diversi elementi tecnicamente equivalenti ed i materiali impiegati; le forme e le dimensioni del trovato possono essere qualsiasi purché compatibili con il suo uso.

[0135] I numeri ed i segni di riferimento inseriti nelle rivendicazioni e nella descrizione hanno il solo scopo di aumentare la chiarezza del testo e non devono essere considerati come elementi che limitano l’interpretazione tecnica degli oggetti o processi identificati dagli stessi.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo (1) per il supporto di micro-utensili (2), in cui il micro-utensile (2) presenta una porzione anteriore (3) con un bordo di estremità tagliente (4), una porzione posteriore (5) con una superficie esterna (6) sostanzialmente cilindrica, ed una spianatura (8) ricavata in corrispondenza della porzione posteriore (5); il quale dispositivo (1) comprende: - un corpo allungato (9) provvisto di un foro di alloggiamento (10) atto a consentire l’inserimento almeno parziale della porzione posteriore (5) dell’utensile (2); - mezzi di vincolo (15) associati a detto corpo allungato (9) ed atti ad interagire con la superficie esterna (6) della porzione posteriore (5) per definire una posizione di riferimento dell’utensile (2); - mezzi di bloccaggio (40) associati a detto corpo allungato (9) ed atti ad interagire con la spianatura (8) ricavata sulla porzione posteriore (6) dell’utensile (2) per promuoverne il bloccaggio selettivo nella posizione di riferimento; caratterizzato dal fatto che detti mezzi di vicolo (15) comprendono almeno un passaggio (16) intersecante detto foro di alloggiamento (10) e sostanzialmente parallelo allo stesso, ed una corrispondente spina (17) inseribile in detto almeno un passaggio (16) ed avente una superficie periferica (18) atta ad interagire selettivamente con la superficie esterna (6) della porzione posteriore (5) dell’utensile (2) per determinare con la stessa una zona di contatto (19) sostanzialmente continua che si estende lungo la direzione di sviluppo di detta spina (17).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo allungato (9) è sostanzialmente cilindrico e definisce un asse longitudinale (L), detto foro di alloggiamento (10) essendo sostanzialmente longitudinale e cilindrico per consentire l’inserimento della porzione posteriore (6) dell’utensile (2) con gioco radiale predeterminato.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di vincolo (15) comprendono un passaggio longitudinale cieco (16) sostanzialmente cilindrico avente un diametro (D3) maggiore del diametro (D1) di detto foro di alloggiamento (10), detto passaggio cieco (16) essendo distanziato dal centro (C) del foro di alloggiamento (10) con una prima distanza (d1) predeterminata scelta in modo da promuoverne l’intersezione con quest’ultimo.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di vincolo (15) comprendono una spina (17) sostanzialmente cilindrica provvista di un intaglio longitudinale (25) sostanzialmente a forma di “V” che si estende per tutta la lunghezza (l1) della spina (17), detta spina (17) avendo in corrispondenza di detto intaglio (25) una superficie periferica (18) con due tratti longitudinali (27) piani ed inclinati reciprocamente convergenti verso l’interno della spina (17).
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detti tratti piani (27) di detta spina (17) sono posizionabili in corrispondenza della regione di intersezione (24) tra detto foro di alloggiamento (10) e detto passaggio longitudinale (16) per entrare in contatto con la superficie esterna (6) della porzione posteriore (5) dell’utensile (2) e definire con la stessa una coppia di zone di contatto (19) longitudinalmente continue.
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di vincolo (15) comprendono una coppia di passaggi longitudinali ciechi (16) sostanzialmente cilindrici e distanziati dal centro (C) del foro di alloggiamento (10) con una seconda distanza (d2) predeterminata scelta in modo da promuovere l’intersezione di detti passaggi longitudinali (16) con detto foro di alloggiamento (10), i passaggi longitudinali (16) di detta coppia essendo angolarmente spaziati tra loro con un passo angolare (α2) inferiore all’angolo piatto.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di vincolo (15) comprendono una coppia di spine cilindriche (17) aventi ognuna una spianatura longitudinale (27) che si estende per tutta la lunghezza (l1) della spina (17), detta spianatura (27) essendo posizionabile in corrispondenza della regione di intersezione (24) tra detto foro di alloggiamento (10) ed il corrispondente passaggio longitudinale (16) per entrare in contatto con la superficie esterna (6) della porzione posteriore (5) dell’utensile (2) e definire con la stessa una corrispondente zona di contatto (19) longitudinalmente continua.
8. 8. Dispositivo secondo qualsiasi delle rivendicazioni dalla 2 alla 7, caratterizzato dal fatto che le zone di contatto (19) tra la superficie periferica (18) di una corrispondente spina (17) e la superficie esterna (6) dell’utensile (2) si estendono sostanzialmente per tutta la lunghezza (l1) della spina (17).
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di vincolo (15) comprendono una coppia di spine cilindriche (17) inseribili in detti passaggi (16) ed aventi una porzione semicircolare (34) della loro superficie periferica (18) posta in corrispondenza della regione di intersezione (24) tra detto foro di alloggiamento (2) e detto passaggio longitudinale (16), detta porzione semicircolare (34) essendo atta ad entrare in contatto con la superficie esterna (6) della porzione posteriore (5) dell’utensile (2) per definire con la stessa una corrispondente zona di contatto (19) longitudinalmente continua.
10. 10. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di vincolo comprendono un passaggio trasversale (36) comunicante con detto foro di alloggiamento (10) ed una sfera metallica (37) inseribile all’interno di detto passaggio trasversale (36) per occludere parzialmente detto foro di alloggiamento (10), detta sfera metallica (37) avendo una superficie periferica (38) destinata ad andare in battuta con la faccia di estremità posteriore (7) dell’utensile (2) inserito all’interno del foro di alloggiamento (10) per stabilire una posizione longitudinale di riferimento per detto utensile (2).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio (40) comprendono una sede trasversale passante (41) intersecante detto foro di alloggiamento (10) e formata in detto corpo (9) in prossimità della sua faccia anteriore (11), essendo inoltre previsto un perno girevole (42) inseribile all’interno di detta sede (41) e provvisto di una porzione mediana eccentrica (44) posizionabile nella regione di intersezione (45) tra detta sede (41) e detto foro di alloggiamento (10).
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11 caratterizzato dal fatto che detta sede (41) è distanziata da detto passaggio trasversale (36) con una distanza (d4) predeterminata scelta in modo allineare la porzione eccentrica (44) di detto perno (42) alla spianatura (8) formata sull’utensile (2), detto perno (42) essendo girevole attorno al proprio asse (Y) per promuovere, rispettivamente, l’interazione selettiva della porzione eccentrica (44) con la spianatura (8) dell’utensile (2) e la formazione di una o più zone di contatto (19) tra la superficie esterna (6) di quest’ultimo e la superficie periferica (18) di almeno una spina (17).
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la spianatura (8) ricavata nell’utensile (2) è inclinata, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio (40) comprendono un ulteriore foro longitudinale (51) formato sul corpo (9) perifericamente al foro di alloggiamento (2), detto foro longitudinale (51) essendo filettato ed atto a consentire l’avvitamento/svitamento di una vite (55) con un corpo cilindrico controfilettato ed una testa (56) di forma sostanzialmente a cuneo provvista di una superficie laterale (57) ed atta ad interagire con la spianatura inclinata (8) dell’utensile (2) per promuovere, rispettivamente, il bloccaggio di quest’ultimo e la formazione di una o più zone di contatto (19) tra la superficie esterna (6) dell’utensile (2) e la superficie periferica (18) di una o più spine (17).
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bloccaggio (40) comprendono uno scanso trasversale (52) ricavato sul corpo (9) per consentire l’alloggiamento almeno parziale di detta testa (56) ed un perno fisso (58) solidale a detto corpo (9) e passante attraverso detto scanso (52), detto perno fisso (58) essendo atto ad entrare in contatto con la superficie laterale (57) della testa (56) da parte opposta rispetto alla spianatura (8) dell’utensile (2) durante l’avvitamento di detta vite (55) in modo da trattenere detta testa (56) e promuovere il bloccaggio dell’utensile (2).
15. 15. Assieme (63) di supporto per di micro-utensili comprendente: - almeno un utensile da taglio (2); - un dispositivo (1) per il supporto di detto utensile da taglio (2); in cui detto utensile (2) presenta una porzione anteriore (3) con un bordo di estremità tagliente (4) ed una porzione posteriore (5) provvista, rispettivamente, di una superficie esterna cilindrica (6) e di una spianatura (8); in cui detto dispositivo (1) comprende un foro di alloggiamewnto (10) per l’inserimento almeno parziale della porzione posteriore (5) di detto almeno un utensile (2), mezzi di vincolo (15) interagenti con la superficie esterna (6) di detta porzione posteriore (5) per stabilire una posizione di riferimento di detto almeno un utensile (2) e mezzi di bloccaggio (40) atti ad interagire con la spianatura (8) di detto almeno un utensile (2) per bloccarlo selettivamente nella posizione di riferimento; caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di supporto (1) è del tipo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.