ES2207729T3 - Dispositivo para el acabado a medida de cigueñales o piezas similares. - Google Patents
Dispositivo para el acabado a medida de cigueñales o piezas similares.Info
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Abstract
SE DESCRIBE UN DISPOSITIVO PARA EL ACABADO A MEDIDA DE SUPERFICIES CILINDRICAS DE PIEZAS DE TRABAJO, POR EJEMPLO DE ASIENTOS DEL RODAMIENTO (2) DE CIGUEÑALES O SIMILARES, APOYANDOSE LA PIEZA (2) DE FORMA GIRATORIA Y SIENDO POSIBLE ACCIONARLA CON UN NUMERO DE REVOLUCIONES REDUCIDO. EL DISPOSITIVO PRESENTA UN GRAN NUMERO DE CARAS LATERALES (3A, 3B) QUE RODEAN LA SUPERFICIE DE LA PIEZA A MECANIZAR, QUE SE DISTRIBUYEN UNIFORMEMENTE POR LA PERIFERIA DE LA SUPERFICIE DE LA PIEZA DE TRABAJO. A FIN DE HACER POSIBLE UN TRATAMIENTO ACERTADO Y DE GRAN PRECISION DE LAS SUPERFICIES DE LA PIEZA DE TRABAJO EN UNA ESTRUCTURA SENCILLA DEL DISPOSITIVO DE ACABADO, SE PREVE, SEGUN LA INVENCION, QUE LAS CARAS LATERALES (3A, 3B) PRESENTEN UN MATERIAL DE PULIDO RESISTENTE EN UNA SUPERFICIE DE PULIDO (4) Y QUE ACTUEN DIRECTAMENTE EN LAS SUPERFICIES DE LA PIEZA DE TRABAJO Y QUE EL DIAMETRO INTERIOR DE LA SUPERFICIE DE PULIDO (4) SE AJUSTE AL DIAMETRO FINAL A OBTENER DE LA SUPERFICIE DE LA PIEZA DE TRABAJO.
Description
Dispositivo para el acabado a medida de
cigüeñales o piezas similares.
La invención se refiere a un dispositivo para el
acabado a medida de superficies cilíndricas de herramientas según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Por el documento DE 37 12 101 A ya se conoce un
dispositivo de este tipo.
A continuación del rectificado de acabado, los
asientos corredizos del asiento central y del asiento de elevación
de cigüeñales se someten a un, así llamado, acabado a medida, a fin
de alcanzar el acabado superficial de los asientos de deslizamiento
requerido en la producción en masa en la industria del automóvil.
Para ello se presionan abrasivos en cinta flexible (cinta abrasiva)
o en forma ligada cerámicamente (piedra de acabado) contra el
asiento corredizo acabado de rectificar y éste se pule a un número
de revoluciones de pieza lento de, por ejemplo, 100 revoluciones
por minuto, añadiendo lubricantes refrigeradores como petróleo o
aceites fluidos. Por medio del acabado a medida se puede mejorar el
acabado superficial del rectificado de acabado de, por ejemplo,
R_{z} = 3 \mum a valores de R_{z} = 1 \mum. En este caso, el
diámetro del asiento corredizo disminuye ligeramente, no obstante,
la tolerancia de diámetro predeterminada por el rectificado de
acabado no sufre cambios. La redondez y la ondulación, así como la
geometría espacial del asiento no varían o sólo lo hacen de forma
insignificante.
Por el documento US 4,682,444 se conoce un
procedimiento y un dispositivo para el acabado a medida en el que
una cinta abrasiva fundamentalmente incomprimible se presiona
contra el asiento corredizo por medio de elementos de apriete
adaptados al diámetro final deseado del asiento corredizo. Gracias a
una reducción apropiada del material se puede mejorar la redondez y
la ondulación del asiento corredizo frente a la calidad
predeterminada por el rectificado de acabado, no obstante, la
disposición de la cinta abrasiva intercalada para evitar un
desgaste de los elementos de apriete, condiciona una estructura de
la máquina relativamente complicada.
En el documento EP 680 806 A1 se puede ver una
herramienta para el rectificado con cinta abrasiva de superficies de
apoyo cilíndricas, presionando elementos de apriete una cinta
abrasiva que ejerce el movimiento de corte en dirección de la
superficie de una herramienta. En un soporte se dispone un elemento
de apriete y una cabeza medidora en forma de U. Para la
construcción de la cabeza medidora en una superficie de pieza no
impulsada por la cinta abrasiva, se prevén poleas de inversión, de
modo que los brazos de medición se sitúan directamente en la
superficie de pieza y los elementos de apriete se sitúan
indirectamente en la superficie de pieza con la cinta abrasiva en
posición intermedia.
Por el documento DE 37 12 101 A1 se conoce una
herramienta de bruñido para el bruñido de carrera corta, en la que
se trabaja con una longitud de bruñido reducida transversalmente
con respecto al sentido de giro de la pieza. En este caso, existe
otra cinemática que en el acabado a medida con mordazas prensoras
de pulido colocadas estacionariamente en la superficie de la pieza a
tratar, y la pieza que ejerce el movimiento de corte.
Por lo tanto, el objetivo de la invención
consiste en hacer posible una calidad superior de la superficie de
pieza con una estructura sencilla del dispositivo de acabado a
medida.
Este objetivo se consigue con las características
de la reivindicación 1. Los materiales de pulido ultraduros
permiten un tratamiento sin desgaste de la superficie de asiento,
garantizándose una reducción de la ondulación y la redondez
resultante del tratamiento previo. Dado que las mordazas prensoras
de pulido se agarran directamente en la pieza, se puede prescindir
de una cinta abrasiva adicional y de los dispositivos de transporte
y de desviación necesarios. Dado que con el dispositivo según la
invención también se pueden rectificar medidas más grandes y, por
consiguiente, son posibles correcciones del acabado superficial, la
redondez y la ondulación, así como del diámetro del asiento
corredizo, en el tratamiento previo se pueden aceptar mayores
diferencias. Esto permite la supresión del proceso de rectificado de
acabado, de manera que el tratamiento de acabado a medida se puede
llevar a cabo directamente a continuación del tratamiento previo
mediante máquinas que funcionan con un filo definido como brochado,
torneado o fresado. Además, se permite una supervisión durante el
proceso del diámetro actual de pieza.
Según una configuración preferible de la
invención, el material de pulido es un granulado de diamantes, CBN,
un granulado de corindón policristalino o un granulado de carburo
de silicio o similar, dado que estos materiales de pulido poseen
una dureza suficiente y un desgaste reducido con lo que garantizan
una vida útil suficientemente larga. Mediante la aportación de un
granulado fino suelto de rectificado, por ejemplo, corindón,
mezclado con el lubricante refrigerador, por ejemplo, petróleo, se
perfecciona aún más la efectividad del proceso de acabado a medida
sin perjuicio para la calidad de la superficie tratada.
Para garantizar que las mordazas prensoras de
pulido presenten exactamente el diámetro final deseado del asiento
corredizo a tratar, el material de pulido se aplica preferiblemente
sobre las mordazas prensoras a través de un procedimiento de moldeo
con aglutinantes que se endurecen.
Se ha comprobado que resulta ventajoso que se
distribuyan de 2 a 4, en especial, 3 mordazas, uniformemente por el
perímetro de la superficie de la pieza. De acuerdo con la
invención, se puede presionar, al menos, una mordaza prensora
contra la superficie de la pieza mediante aplicación de presión,
presentando esta mordaza prensora preferiblemente el elemento de
medición.
Para permitir una carga sencilla del dispositivo
de acabado o una extracción fácil de la pieza a tratar, se prevé en
una variante de la invención, un dispositivo de giro para mover las
mordazas prensoras entre una posición de apertura y otra de
cierre.
A fin de garantizar una posición definida de la
pieza que sirva como base para la medición durante el proceso, las
mordazas prensoras que no se pueden someter a presión y que, por lo
tanto, tampoco presentan ningún elemento de medición, se pueden
girar contra un tope fijo.
El diámetro de la pieza tiene antes del
tratamiento de acabado a medida, una medida ligeramente mayor
frente al diámetro de acabado. Las mordazas prensoras, en cambio,
tienen el diámetro final a conseguir. Para poder garantizar incluso
al comienzo del tratamiento de acabado a medida, una presión
regular de la superficie de pulido de las mordazas prensoras, la
sección de curvatura de las mordazas prensoras se dimensiona según
un perfeccionamiento de la invención, a través de su apoyo de
medida que, como consecuencia de la apriete de las mordazas
prensoras de pulido se produce un ensanchamiento elástico.
Para permitir que las mordazas prensoras se
asienten uniformemente a la superficie de la pieza durante el
cierre del dispositivo de acabado a medida, se alojan de manera
móvil en un soporte de mordazas, especialmente a través de un apoyo
de bolas.
La unión de las mordazas prensoras y el soporte
de mordazas se puede llevar a cabo a través de muelles que actúan
sobre las mordazas prensoras, lo que simplifica adicionalmente la
estructura del dispositivo.
En otra variante de la invención, una herramienta
de acabado dotada de las mordazas prensoras y del dispositivo de
medición se suspende articuladamente para garantizar una sujeción
libre de fuerzas transversales.
Otras variantes, ventajas y posibilidades de
aplicación de la invención resultan de la siguiente descripción de
algunos ejemplos de realización y del dibujo.
Se ve en la:
Fig. 1A una vista frontal de una herramienta de
acabado a medida según la invención;
Fig. 1B una vista lateral de la herramienta de
acabado a medida según la figura 1A,
Fig. 2 una representación en detalle de un
asiento corredizo rodeado por tres mordazas prensoras,
Fig. 3 una representación similar a la de la
figura 2 de una segunda variante de realización de la invención,
estando el asiento corredizo rodeado por dos mordazas
prensoras,
Fig. 4 una representación similar a la de las
figuras 2 y 3 de una tercera variante de realización de la
invención, estando el asiento corredizo rodeado por cuatro mordazas
prensoras.
La herramienta de acabado a medida 1 de un
dispositivo de acabado a medida, representada en las figuras 1 y 2,
para el tratamiento de piezas cilíndricas, en especial de asientos
corredizos 2 de los asientos centrales y de elevación de cigüeñales
(en la figura 1A, el cigüeñal se representa con una línea
discontinua) presenta tres mordazas de pulido 3 repartidas
uniformemente por el perímetro del asiento corredizo 2.
Las mordazas prensoras de pulido 3 presentan una
sección transversal flexible de su apoyo y muestran por su
superficie de pulido 4 orientada hacia el asiento corredizo 2, un
material de pulido ultraduro o de poco desgaste como, por ejemplo,
un granulado de diamante, CBN, un grano de sinterizado
policristalino (corindón o carburo de silicio), etc., aplicado
preferiblemente por el procedimiento de moldeo, es decir, con
aglutinantes que se endurecen, sobre la superficie de pulido 4 de
las mordazas de pulido 3. El diámetro interior de la superficie de
pulido 4 en forma de segmento circular corresponde al diámetro
final deseado del asiento corredizo.
En la variante de realización representada en las
figuras 1 y 2, dos mordazas de pulido 3A se pueden girar, por
ejemplo, a través de dispositivos de giro 5 de accionamiento
hidráulico o neumático, entre una posición de apertura que permite
una fácil introducción y extracción de la pieza 2 del dispositivo de
acabado 1, y una posición de cierre en la que se lleva a cabo el
tratamiento. Una posición definida de las mordazas de pulido 3A se
fija girando las mordazas de pulido 3A contra unos topes 13.
La tercera mordaza de pulido 3B se somete por
medio de un conducto de aportación de presión 6 a una presión
hidráulica o neumática y se presiona contra el asiento corredizo 2.
En la mordaza de pulido 3B que se puede someter a presión se
dispone un elemento de medición 7 por medio del cual se puede
registrar la disminución del diámetro del asiento corredizo 2
durante el tratamiento de acabado a medida. Por medio de un
dispositivo de control no representado, el proceso de acabado a
medida se puede controlar y terminar con precisión de acuerdo con la
disminución del diámetro de la pieza.
Como se puede ver especialmente en la figura 2,
las mordazas 3 se unen de forma articulada a un soporte de mordazas
11 a través de un apoyo de bolas 10, por lo que al ajustarse al
asiento corredizo 2 se pueden adaptar exactamente a su contorno.
Las mordazas 3 se fijan en el soporte de mordazas 11 a través de un
muelle 9 que engrana en los salientes 8 practicados en las mordazas
3. La sección de curvatura de las mordazas 3 se dimensiona a través
de su apoyo de modo que bajo la presión de apriete contra el
asiento corredizo 2, que antes del tratamiento de acabado a medida
presenta un diámetro ligeramente mayor que el diámetro final
deseado, se ensanchan de forma elástica adaptándose al diámetro
inicial. Durante el proceso de acabado en el que la pieza se pule
añadiendo en su caso un granulado fino y suelto de rectificado
mezclado con lubricantes refrigeradores, tales como petróleo o
aceites fluidos, girándola a un número de revoluciones bajo (aprox.
100 rpm), con ayuda de las mordazas de pulido 3 que se ajustan a la
superficie de la pieza, el diámetro del asiento corredizo 2
disminuye ligeramente, con lo que las mordazas 3 se adaptan al
diámetro decreciente de la pieza como consecuencia de su
elasticidad. Gracias al material de pulido ultraduro y de poco
desgaste, se puede eliminar más material de la superficie de la
pieza que antes, con lo que la calidad de la superficie, la
redondez, la ondulación y el diámetro de la pieza se pueden adaptar
a la calidad deseada. Como consecuencia de la medición durante el
proceso, el procedimiento de acabado se puede controlar con
precisión de acuerdo con la disminución del diámetro del asiento
corredizo.
La herramienta de acabado 1 se cuelga por medio
de una suspensión articulada 12 en el cuerpo de máquina no
representado con más detalle del dispositivo de acabado a medida, a
fin de garantizar un apoyo libre de fuerza transversal de la
herramienta de acabado 1.
Para permitir un tratamiento simultáneo de todos
los asientos centrales y de elevación de un cigüeñal, se disponen
paralelamente en un dispositivo de acabado a medida, una serie de
herramientas de acabado 1.
En la figura 3 se representa otra forma de
realización de la invención en la que la pieza 2 está rodeada
únicamente por dos mordazas de pulido opuestas 3. Una de las
mordazas de pulido 3A se monta de forma fija con posibilidad de giro
hasta un tope fijo, mientras que la segunda mordaza de pulido 3B
se puede someter a presión y posee un sensor de medición 7.
En la forma de realización representada en la
figura 4, la pieza 2 está rodeada por cuatro mordazas de pulido 3
distribuidas uniformemente por su perímetro. Dos de las mordazas de
pulido 3A se montan de forma fija con posibilidad de giro hasta un
tope fijo, mientras que las mordazas de pulido opuestas 3B se
pueden someter a presión a través de unos conductos de aportación
de presión que aquí no se han representado. En una o en las dos
mordazas de pulido 3B se puede prever un sensor de medición 7 para
el control del diámetro del asiento corredizo durante el
proceso.
Con la invención se propone, por consiguiente, un
dispositivo de acabado a medida en el que gracias a los materiales
de pulido ultraduros se consigue un tratamiento específico de las
superficies de la pieza. Como consecuencia del control de medición
integrado se consigue, además, un perfeccionamiento de la
tolerancia de diámetro, ya que debido a la resistencia del
recubrimiento de las mordazas de pulido se pueden rectificar
superficies de mayor tamaño. Puesto que como consecuencia se pueden
tolerar en el tratamiento previo mayores diferencias en cuanto a
calidad de la superficie, redondez, ondulación y diámetro, es
posible renunciar al habitual proceso de rectificado de acabado con
ayuda del dispositivo de acabado a medida según la invención. El
acabado a medida se puede aplicar directamente después del
tratamiento previo con máquinas que trabajan con un filo definido,
es decir, después del brochado, torneado o fresado.
| 1 | Herramienta de acabado |
| 2 | Asiento corredizo |
| 3A, B | Mordazas de pulido |
| 4 | Superficie de pulido |
| 5 | Dispositivo de giro |
| 6 | Conducto de aportación de presión |
| 7 | Elemento de registro de medición |
| 8 | Saliente |
| 9 | Muelle |
| 10 | Apoyo de bolas |
| 11 | Soporte de mordazas |
| 12 | Suspensión |
| 13 | Topes. |
Claims (13)
1. Dispositivo para el acabado a medida de
superficies cilíndricas de piezas, por ejemplo, de los asientos de
cojinete (2) de cigüeñales, o similares, estando apoyada la pieza
(2) de forma giratoria y accionada preferiblemente con un número de
revoluciones bajo, con una serie de mordazas (3A, 3B) que rodean a
la superficie de la pieza a mecanizar y que están distribuidas por
el perímetro de la superficie de la pieza, caracterizado
porque las mordazas (3A, 3B) presentan por una superficie de pulido
(4) un material de pulido altamente resistente y actúan
directamente sobre la superficie de la pieza (2), correspondiendo
el diámetro interior de la superficie de pulido (4) al diámetro
final de la pieza (2) a conseguir y estando previsto en, al menos
una de las mordazas (3B), un sensor de medición (7) para el control
del diámetro de la pieza durante el proceso.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material de pulido es un granulado
de diamante, CBN, un granulado de sinterización policristalino como
un granulado de corindón o de carburo de silicio.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el material de pulido está aplicado en
las mordazas de pulido (3A, 3B) a través de un procedimiento de
moldeo con aglutinantes que se endurecen.
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por un sistema para el control del proceso de
acabado de acuerdo con la disminución del diámetro de la pieza.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque dos a cuatro, preferiblemente 3
mordazas de pulido (3A, 3B) están distribuidas uniformemente por el
perímetro de la superficie de la pieza.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque al menos una de las mordazas de pulido
(3B) se puede apretar contra la superficie de la pieza mediante la
aplicación de presión.
7. Dispositivo según las reivindicaciones 1 y 6,
caracterizado porque la mordaza de pulido (3) que se puede
someter a presión está dotada del sensor de medición (7).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado por un dispositivo de giro (5) para el
movimiento de las mordazas de pulido (3A) entre una posición de
apertura y una posición de cierre.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque las mordazas de pulido (3A) que no se
pueden someter a presión, se pueden girar hasta un tope fijo.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 9, caracterizado porque las mordazas de pulido (3A, 3B)
son flexibles a través de su apoyo y se adaptan al diámetro inicial
de la pieza (2).
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 10, caracterizado porque las mordazas de pulido (3A, 3B)
se apoyan de forma móvil en un soporte de mordazas (11), en
especial a través de un apoyo de bolas (10).
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque las mordazas de pulido (3A, 3B) se
sujetan a través de muelles (9) en el soporte de mordazas (11).
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 12, caracterizado por una suspensión articulada (12) de
las herramientas de acabado (1) dotadas de las mordazas de pulido
(3A, 3B) y del dispositivo de medición (7).
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