ES2334538B2 - Maquina y proceso para el rectificado de troqueles. - Google Patents
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Abstract
Máquina y proceso para el rectificado de
troqueles, en la que el eje de trabajo (CO) del plato (2.1) en
donde se amarra el troquel (1) a mecanizar es controlado en todos
los puntos de su movimiento angular, permitiendo la interpolación
de los movimientos de este eje de trabajo (CO) con los de un eje
de. rotación (BO) y con los de sendos ejes (X y Z); de manera que
la máquina posee cuatro ejes de interpolación, lo que permite
mecanizar troqueles (1) con su diámetro interior o exterior
redondeado o no redondeado y con su transición entre estos
diámetros y las caras laterales constante o variable mediante un
único proceso de rectificado.
Description
Máquina y proceso para el rectificado de
troqueles.
La presente invención tiene por objeto una
máquina para el rectificado de troqueles y el proceso de trabajo
desa-
rrollado con dicha máquina.
rrollado con dicha máquina.
Los troqueles en cuestión son los que se
utilizan principalmente en la tecnología de la estampación en frío
para la fabricación de latas de metal, carcasas de metal, partes de
estos productos, etc.
Este tipo de troqueles en su configuración
básica adoptan una forma anular con un orificio central, una cara
frontal y una cara posterior, pero también pueden adoptar otras
formas como la de superficies cónicas, etc.
Si bien todo lo descrito en la presente
invención es válido para todo tipo de troqueles, por simplicidad
explicativa vamos a referirnos a los troqueles de configuración
anular, con una cara frontal y una cara posterior.
De igual forma y aunque el orificio central y/o
la forma exterior no son cilíndricas se va a utilizar la
terminología de "diámetros" para referirnos a las medidas
tanto exterior del troquel, como a la de su orificio central,
identificándolos como diámetro exterior y diámetro interior. De
acuerdo con ello, se identificará como troqueles de diámetro
exterior y/o interior redondeados a aquellos que mantienen un
diámetro constante y como no redondeados a los que presentan
diferentes medidas diametrales en su exterior o en su orificio
central, adoptando conformaciones ovaladas, elípticas, romboidales
de extremos redondeados, cuadradas de extremos redondeados,
etc.
Estos troqueles son también del tipo de los que
pueden presentar una transición de radio variable desde el diámetro
exterior y/o interior del troquel a las correspondientes caras
frontal y/o trasera del troquel.
Esta transición de radio variable desde el
diámetro interior o exterior del troquel a sus caras frontal y/o
trasera puede estar definida por dos o más medidas diferentes de
radios.
Este tipo de troqueles tienen que ser fabricados
según procesos que aporten una gran calidad en sus acabados
superficiales, así como en la forma de los diámetros y en la
transición desde el diámetro interior o exterior a las caras
frontal y/o trasera.
Hasta la fecha, para la fabricación de este tipo
de troqueles se venía recurriendo a un proceso con máquinas de
electro-erosión, lo que se traducía en procesos de
trabajo lentos y complejos.
También se conocía el empleo de máquinas
rectificadoras, pero estas sólo permitían la fabricación de
troqueles cilíndricos de diámetro interior y exterior redondeados y
sin radios variables en la transición desde dichos diámetros hasta
las caras frontal y/o trasera del troquel.
En efecto, hasta la fecha se conocía el empleo
de máquinas rectificadoras para la fabricación de estos troqueles
de diámetro redondeado y transición de radio no variable, máquinas
estas que se constituían según una morfología que permitía la
interpolación de tres ejes "X", "Z" y "BO".
Para la fabricación de troqueles con formas no
redondeadas en el diámetro interno o externo, seguidas de una
transición de radio variable o constante tangencial al ángulo de
una de las caras del troquel, se venía recurriendo a un proceso de
varias fases, tal y como se describe a continuación.
- -
- Primera fase o proceso de máquina de rectificado. En esta fase se alcanzaba por interpolación de los ejes "X" y "CO", la forma de diámetro no redondeada y mediante un movimiento de oscilación del eje "Z", poder alcanzar la calidad de acabado superficial requerida.
- -
- Segunda fase o proceso de máquina de electro-erosión. En esta fase el troquel es mecanizado en una máquina de electro-erosión para alcanzar el radio de transición desde el diámetro interior del troquel a una de las caras del troquel.
- -
- Tercera fase, el radio de transición es pulido manualmente para alcanzar el acabado superficial requerido.
De acuerdo con la solución ahora preconizada, el
troquel se obtiene a través de un único proceso de rectificado,
utilizando como herramienta una muela rectificadora recta. La
máquina presenta un cabezal, que va provisto de un dispositivo de
fijación, tal como unas mordazas de amarre, plato magnético o
similar para la fijación del troquel a rectificar, con un eje de
trabajo "CO" en el que se puede controlar, en cualquier punto,
la posición angular del dispositivo de fijación y, por
consiguiente, del troquel a rectificar; de manera que ello permite
la interpolación del eje de trabajo "CO" junto a los ejes
"X", "Z" y "BO", dando lugar a una interpolación en
cuatro ejes que permite obtener, mediante rectificado, un troquel
cuyo diámetro interior y/o exterior puede ser o no ser redondeado y
cuyo radio de transición desde dichos diámetros a las caras
frontal y/o trasera puede ser constante o variable. En el caso de
ser variable con, al menos, dos dimensiones diferentes.
Mediante esta máquina se puede fabricar así este
tipo de troqueles según un proceso diferente, en el que, frente a
los procesos tradicionales, se lleva a cabo ahora un proceso de
rectificado, con un software que contiene los cálculos y ejecución
de los movimientos de interpolación necesarios de los ejes
"CO", "X", "Z" y "BO".
La figura 1 muestra en perspectiva y
esquemáticamente un troquel (1).
La figura 2 muestra la sección
II-II que se indica en la figura 3.
La figura 3 es una vista en alzado del troquel
(1) para poder apreciar su diámetro interior no redondeado y la
transición de radios (R1 y R2) entre el diámetro interior y una de
las caras frontal o trasera del troquel (1).
La figura 4 es una vista en perspectiva y
esquemática de una máquina con una configuración según el objeto de
la presente invención.
La figura 5 es una vista en planta superior de
una máquina con la configuración de la figura 4.
Las figuras 6 y 7 son sendas vistas en alzado
que muestran sendas posibles alternativas en la configuración de
la máquina, de acuerdo con la invención.
El objeto de la presente invención es una
máquina para el rectificado de troqueles, para la estampación en
frío, del tipo de troqueles como el representado en las figuras 1,
2 y 3, e identificado con la referencia numérica (1).
Este troquel (1) presenta una configuración
general anular, con un orificio interior de planta elíptica
definida por dos diámetros diferentes (d1) y (d2). El diámetro
exterior (D) es en este caso de planta circunferencial, pero podría
adoptar otras conformaciones, por ejemplo igual a la del interior.
En definitiva se trata de troqueles (1) cuyo diámetro interior y/o
exterior pueden ser de planta circunferencial, lo que se denomina
diámetros redondeados; o no ser redondeados y adoptar otras
configuraciones como por ejemplo elíptica, ovalada, poligonal de
esquinas redondeadas,
etc.
etc.
También este tipo de troqueles (1) pueden
presentar como característica que la transición entre el diámetro
interior o exterior y las caras frontal y/o trasera del troquel (1)
sean bien de radio constante o de radio variable. En el caso de ser
de radio variable, presentan, al menos, dos dimensiones diferentes.
Según el ejemplo de realización práctica no limitativa de las
figuras 1, 2 y 3, la transición entre el diámetro interior y la
cara frontal se lleva a cabo según dos radios diferentes
identificados como (R1, R2).
En las figuras 4 y 5 se representa una máquina
cuya configuración es la siguiente: a la parte izquierda se
encuentra el cabezal (2) que incorpora el plato (2.1) en el que va
dispuesto un dispositivo de fijación (3) para la fijación del
troquel (1) a mecanizar. El plato (2.1) puede girar alrededor del
eje de trabajo (CO).
El cabezal (2) va dispuesto sobre una base
inferior (8) que puede girar según un eje de rotación (BO).
En la parte derecha de la máquina va dispuesto
el husillo (5) que comporta la correspondiente herramienta o muela
de rectificado (4) que gira alrededor del eje de rectificado
(S1).
Este husillo (5) va montado sobre sendas mesas
cruzadas "cross slide" (6 y 7) que permiten el movimiento de
la herramienta (4) según los ejes (X y Z).
Hasta aquí, esta configuración de máquina es
convencional, permitiendo la interpolación de los tres ejes (X, Z y
BO); mientras que la rotación del plato (2.1) alrededor del eje
(CO) se lleva a cabo según la velocidad seleccionada en cada caso,
es decir a las revoluciones por minuto que se escoja para cada
trabajo, pero sin que dicho eje (CO) pueda interpolarse respecto de
los otros tres ejes (X, Z y BO).
De acuerdo con la solución ahora preconizada, el
eje (CO) es controlado en su posición en cada punto del
desplazamiento angular del plato (2.1); de manera que, a través del
software correspondiente, se establecen los movimientos de
interpolación necesarios de los cuatro ejes (CO, X, Z y BO).
Es decir, que frente a las soluciones
tradicionales de máquinas de tres ejes interpolados (X, Z y BO) o
(X, Z y CO) ahora se lleva a cabo la interpolación del movimiento
de cuatro ejes (CO, X, Z y BO), lo que permite fabricar troqueles
(1), con la calidad de acabado requerida y en las diferentes
opciones de diámetros y de transición como se verá
seguidamente.
En efecto, mediante un proceso de trabajo en el
que se lleva a cabo la interpolación de los movimientos del eje
(CO) y del eje (X) se obtienen las formas no redondas del diámetro
interior y/o exterior del troquel (1).
Con unos movimientos de oscilación del eje (Z)
se obtiene así el acabado superficial requerido.
A continuación el correspondiente software
ejecuta el acoplamiento de los movimientos de interpolación de
cuatro ejes, en concreto de los ejes (BO, CO, X y Z) para crear
radios constantes o variables de transición entre el diámetro
interior y/o exterior del troquel (1) y sus caras frontal y/o
trasera.
En la obtención de estas transiciones de radio
variable se ejecuta de forma adicional el cálculo y el acoplamiento
de un movimiento de corrección de los ejes (X) y a veces (Z) en
dependencia de la posición del eje (CO).
El proceso de rectificado se completa mediante
una carrera de oscilación del eje (Z), para obtener así un acabado
superficial de las partes rectificadas con la calidad adecuada.
Lógicamente se podrían fabricar igualmente
troqueles (1) con una transición de radio no variable, es decir de
radio constante.
En tal caso, mediante un movimiento de
interpolación del eje (BO), eje (CO), eje (X) y eje (Z) se
obtendría el radio constante.
Es decir que para obtener la forma no redondeada
de los diámetros interior y/o exterior del troquel (1) se lleva a
cabo la interpolación de los ejes (X y CO).
Para obtener una transición entre el diámetro
interior y/o exterior y la superficie de la cara frontal del
troquel (1), de radio constante se añade una segunda calculación
que influye en la posición del eje (BO), eje (X) y eje (Z).
A parte, para obtener una transición entre el
diámetro interior y/o exterior y la superficie frontal del troquel
(1), de radio no constante se añade una tercera calculación que
influye en la posición del eje (CO), eje (X) y a veces del eje
(Z).
Por último puntualizar que en cualquiera de las
variantes anteriores, se lleva a cabo una carrera de oscilación de
la muela de rectificado (4) mediante un movimiento de oscilación
del eje (Z) para conseguir así un adecuado acabado superficial.
Es decir que la solución ahora preconizada
aporta como novedad el obtener el radio de transición en troqueles
(1) de diámetros no redondeados mediante un proceso de rectificado
gracias a la existencia del eje de rotación (BO) y su interpolación
con los ejes (X y Z).
Otra novedad es la de poder obtener, mediante un
proceso de rectificado, un radio de transición variable, mediante
la interpolación del eje (CO) y del eje (X) y a veces eje (Z),
tanto en troqueles (1) de diámetros redondeados, como no
redondeados.
En todos los casos se produce la interpolación
de cuatro ejes, (BO, CO, X y Z).
Manteniendo el concepto fundamental de la
presente invención, cual es el de que la máquina para rectificar
troqueles (1), presente cuatro ejes interpolados (BO, CO, X y Z) se
ha previsto que pueda adoptar diferentes configuraciones, tal y
como se aprecia en las figuras 6 y 7.
Según la configuración de la figura 6, el
cabezal (2) que incorpora el plato (2.1) para el amarre del
troquel (1) a rectificar se monta también sobre el eje rotacional
(BO), pero ahora este va dispuesto sobre la mesa (6) del eje
(X).
De acuerdo con la configuración de la figura 7,
el cabezal (1) es el que va ahora dispuesto sobre una mesa cruzada
"cross slide" con los ejes (X y Z).
Claims (6)
1. Máquina para el rectificado de troqueles,
caracterizada porque el eje de trabajo (CO) del plato (2.1)
que comporta el dispositivo de fijación (3) para el amarre del
troquel (1) es controlado en todos los puntos de su movimiento
angular, lo que permite la interpolación de los movimientos de este
eje de trabajo (CO) con los del plato (2.1) respecto de un eje de
rotación (BO) y los del eje de rectificado (Si) respecto de sendos
ejes (X y Z); de manera que la máquina posee cuatro ejes de
interpolación (BO, CO, X y Z).
2. Proceso para el rectificado de troqueles,
caracterizado porque mediante un movimiento de interpolación
de los ejes (CO y X) se lleva a cabo la rectificación de las formas
no redondeadas del orificio interior del troquel (1) y/o de su
contorno exterior y mediante el acoplamiento de los movimientos de
interpolación de los ejes (BO, X y Z) se obtiene el radio de
transición constante, entre la superficie de dicho orificio
interior y/o del contorno exterior y la superficie de la cara
frontal y/o posterior del troquel (1).
3. Proceso para el rectificado de troqueles, en
todo de acuerdo con la segunda reivindicación, caracterizado
porque mediante la interpolación del eje (CO), del eje (X) y a
veces eje (Z) se obtiene, por rectificado, una transición de radio
variable.
4. Proceso para el rectificado de troqueles (1),
caracterizado porque mediante un movimiento de
interpolación de los ejes (CO) y (X) se obtienen por rectificado
troqueles (1) que presentan su orificio interior y/o su contorno
exterior redondeados y que la transición entre estas superficies
redondeadas y la superficie de su cara frontal y/o trasera es
variable, con, al menos, dos radios.
5. Proceso para el rectificado de troqueles, en
todo de acuerdo con la segunda y cuarta reivindicaciones,
caracterizado porque mediante una oscilación de la muela
rectificadora (4) a través de un movimiento oscilante en el eje (Z)
se obtiene el acabado superficial del rectificado de las
superficies no redondeadas y de los radios de transición.
6. Proceso para el rectificado de troqueles, en
todo de acuerdo con la segunda y cuarta reivindicaciones,
caracterizado porque durante el proceso de obtención de las
transiciones de radio variable se ejecuta de forma adicional el
cálculo y el acoplamiento de un movimiento de corrección de los
ejes (X y Z) en dependencia de la posición del eje (CO).
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