ES2586154T3 - Procedimiento para el fresado de perfiles - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para el fresado de perfiles del dentado de una pieza de trabajo, especialmente un engranaje (20) en una máquina talladora de engranajes con una fresa de punta (10), caracterizado porque el eje de la fresa de punta (A) transcurre casi en paralelo al flanco del diente (40) de la pieza de trabajo a mecanizar, y porque la fresa de punta (10) presenta, en la dirección del eje de la fresa, un perfil de diámetro casi uniforme, desde el área de la cabeza del diente hasta el área del pie del diente, a lo largo de su eje de la fresa (A) para alcanzar una velocidad de corte casi uniforme a lo largo del ancho de la fresa y de todo el flanco del diente (40) de la pieza de trabajo, por lo que la fresa de punta (10) presenta un contorno exterior para la fabricación/el mecanizado de un dentado evolvente o cicloidal.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para el fresado de perfiles
La presente invencion hace referencia a un procedimiento para el fresado de perfiles del dentado de una pieza de trabajo, especialmente de un engranaje en una maquina talladora de engranajes con una fresa de punta.
Las fresas para dentar, en forma de fresas de punta, son implementadas en maquinas talladoras de engranajes para el dentado de engranajes as! como para el fresado de helices tras el procedimiento de moldeado. La implementation de fresas de punta de este tipo comienza en engranajes de modulo 10, aproximadamente, e incluye las dimensiones mas grandes de engranajes. En el caso del fresado de helices estas fresas de punta tambien se utilizan en helices y ruedas helicoidales con un modulo mucho mas pequeno.
Tambien para el fresado previo de grandes engranajes se utilizan, mayormente, herramientas como fresas de punta o, preferentemente, fresas de disco. Las fresas de punta se implementan, preferentemente, donde otras herramientas no pueden ser implementadas, por ejemplo, porque colisionan, como en la fabrication de dentado angular cerrado, dentados dobles helicoidales con pequenos intersticios o piezas en las que no existe un espacio adecuado para el paso de una herramienta de disco o helicoidal, especialmente en el caso de engranajes con modulo grande o muy grande. Ademas, una herramienta de fresa de punta es bastante economica en relation a una fresa de generation de esas dimensiones. De esta manera, el procedimiento descrito tambien es interesante para lotes pequenos de engranajes grandes.
La condition para la implementacion de fresas de punta en maquinas talladoras de engranajes son medios de reception adecuados. Para ello, las maquinas talladoras de engranajes se encuentran equipadas con un cabezal de fresa de punta adecuado, que aloja la fresa de punta y lo propulsa alrededor del eje de la fresa para la rotation. En las maquinas talladoras de engranajes conocidas, el eje de la fresa de la fresa de punta transcurre perpendicular al eje de la pieza de trabajo del engranaje a fabricar, por lo que es posible la fabricacion de dentados angulares y dentados dobles helicoidales con intersticios pequenos o sin intersticios con la fresa de punta.
Por lo general, las fresas de punta presentan un perfil conico, en donde el diametro del perfil se reduce en direction a las cuchillas frontales. Un ejemplo para una fresa de punta conocida se puede observar en las figuras 1 y 2.
Especialmente la figura 2 muestra, esquematicamente, la implementacion de la fresa de punta 1 para la fabricacion de un dentado evolvente en el engranaje 2. La fresa de punta 1 se alinea con su eje longitudinal perpendicular al eje de la pieza de trabajo y rota para el mecanizado de un lado/de ambos lados de los flancos de dientes alrededor de su eje de fresa B. La forma de la fresa de punta es conica, en donde el diametro del perfil se reduce en direccion a las cuchillas frontales 3. Por lo tanto, el diametro d2 de la fresa de punta 1 en el area de la cabeza del diente 4 es grande en comparacion con el diametro d1 en el area del pie del diente 5.
La forma de perfil escogida de la fresa de punta 1 ocasiona una velocidad de corte variable vc en todo el contorno de la cuchilla de la fresa. Las flechas 6 caracterizan el perfil de velocidad de corte resultante a lo largo del eje de fresado B, en donde la velocidad de corte de valor mas alto vc2 se encuentra en el area de la cabeza del diente y la velocidad de corte minima vc1 en el area del pie del diente. La election de una velocidad de corte optima para el movimiento de rotacion no es posible debido a la diferencia de diametros. Por un lado, no se puede sobrepasar una determinada velocidad maxima en la punta de la fresa, por el otro lado, es necesaria una velocidad minima determinada.
Como consecuencia del perfil de velocidad existente 6 se produce un desgaste desigual o un embotamiento de algunas areas de la cuchilla a lo largo del eje de la fresa B. Esto hace necesario un reafilado frecuente de las cuchillas de la fresa de punta para poder garantizar una calidad de mecanizado suficiente. Ademas, la posible duration de la fresa se ve perjudicada por esto. Solo ajustando velocidades medias de corte menores, considerando las piezas de corte con gran diametro, se puede prolongar la duracion de la fresa. Para evitar una sobrecarga parcial de la fresa se debe adecuar, en consecuencia, la velocidad de giro de la fresa, lo que puede acarrear tiempos de mecanizado mas prolongados.
Es objeto de la presente invencion, superar las desventajas antes senaladas durante el fresado de perfiles mediante la utilization de fresas de punta.
Este objeto es resuelto por un procedimiento para el fresado de perfiles del dentado de una pieza de trabajo, especialmente un engranaje en una maquina talladora de engranajes con una fresa de punta conforme a la reivindicacion 1.
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Conforme a la invencion, el eje de la fresa de punta transcurre casi en paralelo al flanco del diente de la pieza de trabajo a mecanizar y la fresa de punta presenta, en la direccion del eje de la fresa, un perfil de diametro casi uniforme (desde el area de la cabeza del diente hasta el area del pie del diente) a lo largo de su eje de la fresa para alcanzar una velocidad de corte casi uniforme a lo largo del ancho de la fresa y de todo el flanco del diente de la pieza de trabajo, por lo que la fresa de punta presenta un contorno exterior para la fabricacion/el mecanizado de un dentado evolvente o cicloidal.
De este modo se puede alcanzar una velocidad de corte practicamente constante a lo largo de todo el flanco del diente de la pieza de trabajo a fabricar. La eleccion de una velocidad de rotacion adecuada de la fresa de punta alrededor de su eje de la fresa es simplificado considerablemente, ademas, por el procedimiento conforme a la invencion, ya que es posible un funcionamiento de la fresa en el area de la velocidad optima de corte a lo largo de toda la superficie de corte y no se deben considerar por separado areas parciales individuales. Ademas se produce un desgaste parejo a lo largo de toda la superficie de corte, desde la cabeza del diente hasta el pie del diente, lo que repercute de forma positiva en la vida util alcanzable de la fresa. Con esta propuesta se puede optimizar, en general, tambien el tiempo de mecanizado de la pieza de trabajo.
Conforme a la invencion el procedimiento con la fresa de punta es utilizado para la fabricacion de perfiles dentados con curvas clclicas como, por ejemplo, dentados evolventes o cicloidales. Debido a la condicion de paralelismo entre eje de la fresa y la curva clclica o evolvente de la pieza de trabajo a fabricar es necesario un perfil de seccion transversal de la fresa de punta con, en comparacion, desviaciones de diametro menores a lo largo del eje de la fresa. En consecuencia, durante la fabricacion de estos engranajes se puede alcanzar un perfil de velocidad de corte casi constante a lo largo de todo el flanco del diente.
El procedimiento se encuentra disenado, preferentemente, para el mecanizado del flanco del diente de un unico lado. El eje de la fresa de punta se puede desplazar, en cada caso, en paralelo al flanco del diente a mecanizar. La alineacion de la fresa de punta se realiza a traves del desplazamiento de la fresa de punta o, alternativamente, mediante el movimiento tangencial de la pieza de trabajo o del cabezal de mecanizado respecto del engranaje. Tambien se puede pensar en una posibilidad de desplazamiento combinada de la fresa de punta, del cabezal de mecanizado as! como de la pieza de trabajo.
Disenos posibles de la fresa de punta son, ademas de fresas completas de una unica pieza (herramientas de mango), tambien fresas compuestas como por ejemplo fresas de placa de corte movil o fresas con cabezales intercambiables.
En la invencion se puede utilizar una fresa de punta para el fresado de perfiles del dentado de una pieza de trabajo, especialmente el dentado de engranajes o perfiles similares. En ese caso, la fresa de punta presenta, en la direccion del eje de la fresa, un perfil de diametro casi uniforme, por lo que para el mecanizado de la pieza se puede garantizar una alineacion casi en paralela del eje de la fresa respecto del flanco del diente o de la seccion del flanco del diente correspondiente a mecanizar. El diseno concreto de la cuchilla de la fresa depende de la forma de flanco a fabricar. Por ejemplo, en el caso de fresas de punta para dentados evolventes o cicloidales son posibles oscilaciones menores en el perfil de diametro. Pero en comparacion con las fresas de punta conicas conocidas, estas resultan bastante pequenas. Solo de esta manera se puede alcanzar un perfil de velocidad de corte constante a lo largo del eje de la fresa.
Por lo tanto, la presente invencion hace referencia a un procedimiento para el fresado de perfiles del dentado de una pieza de trabajo, especialmente del dentado de un engranaje, que se realiza en una maquina talladora de engranajes con una fresa de punta. Esencial para la invencion en el procedimiento es que el eje de la fresa se alinea caso en paralelo al flanco del diente mecanizado para alcanzar una velocidad de corte casi constante a lo largo de todo el ancho de la fresa.
El modo de proceder conforme a la invencion reduce la aparicion de desgaste en la fresa de punta utilizada o la mantiene uniforme a lo largo de toda la cuchilla. Ademas, el procedimiento permite una selection simple de una velocidad de corte optima para el funcionamiento de la fresa de punta, ya que las diferencias de diametro a lo largo del eje de la fresa ya no son tan grandes. De este modo se pueden utilizar velocidades de corte mayores sin que exista el peligro de una sobrecarga parcial de determinadas areas de la fresa. Esto repercute en tiempos de mecanizado de la pieza mas cortos.
Preferentemente, el procedimiento conforme a la invencion se utiliza para el mecanizado del flanco del diente de la pieza de trabajo a mecanizar o de un area parcial del flanco del diente de la pieza de trabajo. En consecuencia, la fresa de punta se alinea nuevamente despues de cada flanco del diente mecanizado para garantizar una alineacion paralela del eje de la fresa respecto del flanco del diente siguiente.
Mas ventajas y particularidades de la invencion se explican con ayuda de un ejemplo de ejecucion y de los dibujos correspondientes. Estos muestran:
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Fig. 1: una representacion esquematica de una fresa de punta conocida del estado actual de la tecnica,
Fig. 2: una representacion de la fresa de punta de la fig. 1 en posicion de mecanizado,
Fig. 3: una representacion de la fresa de punta conforme a la invention en posicion de mecanizado,
Fig. 4: otra representacion de las posiciones de mecanizado de la fresa de punta y
Fig. 5: una representacion de una fresa de punta, que no pertenece a la invencion, en posicion de mecanizado para el mecanizado de un area parcial de un perfil de flanco del diente.
A las figuras 1 y 2 se hizo referencia en la parte introductoria de la description, por lo que en esta parte de la description no se vuelven a mencionar detalles de las representaciones mostradas.
La figura 3 muestra una representacion esquematica de la fresa de punta 10 en el dentado de la pieza de trabajo en forma de un engranaje 20 con un dentado evolvente. La fresa de punta 10 se monta en el cabezal de fresado de la maquina talladora de engranajes de CNC y se pone en rotation alrededor del eje de la fresa A. El numero de revoluciones de la pieza de trabajo resultante se identifica con n y se representa en revoluciones/minutos. La cinematica de la maquina alinea la fresa de punta 10 en correspondencia con el mecanizado de los flancos de dientes del engranaje 20. En ese caso se pueden desplazar la fresa o el alojamiento de la herramienta junto con la pieza de trabajo o ambas en combination.
La figura 4 muestra los ejes de la maquina para la alineacion de la fresa de punta 10. La fresa de punta 10 en el cabezal de fresado 11 es girado alrededor del eje C2 para sacarlo del eje medio y alineado casi en paralelo al flanco del diente del engranaje 20 o es desplazado lateralmente en la direction V1 y aproximado en la direction X1 hasta que su eje longitudinal se encuentra alineado casi en paralelo al flanco del diente. En el caso de piezas de trabajo con dentado oblicuo o de correcciones en el flanco del diente a lo largo de su ancho se debe desplazar, adicionalmente, el eje C1.
En particular se puede observar en la figura 3 que el eje de la fresa A transcurre casi en paralelo a la evolvente 30 del engranaje 20 que se debe fabricar. La innovadora forma de la fresa de punta 10 muestra, contrariamente a la fresa conica 1 de las figuras 1 y 2 un perfil de section transversal que, en todo el contorno de la fresa desde el area de la cabeza del diente hasta el area del pie del diente a lo largo del eje A, presenta solo desviaciones de diametro mlnimas.
La diferencia de los diametros identificados d1, d2 es, en comparacion, pequena por lo que solo se presentan diferencias mlnimas de velocidad de corte en toda la longitud de las cuchillas de la fresa. En ese caso, la velocidad de corte vc1 presente durante el mecanizado en el area del pie del diente es casi igual en su valor a la velocidad de corte vc2 en el area de la cabeza del diente.
Un mecanizado parcial de flancos de dientes, como se muestra en la figura 5, no es parte de la invencion. Aqul tambien se pueden mecanizar perfiles con diferentes formas de perfiles (vease WO 2005/060650) a lo largo de la altura de los dientes o tambien perfiles asimetricos, si entre los cortes se cambia, en cada caso, la fresa 10. Tambien serlan posibles modificaciones de perfiles, como por ejemplo, destalonados de cabezal, con la utilizacion de una fresa no corregida. El software de CNC es imprescindible para este tipo de mecanizado.
El calculo de la velocidad de corte vc valida, en general, se realiza con la formula:
_ Tl-d n
c \QQ0\mm\
en donde d es el diametro de la herramienta y n las revoluciones de la herramienta alrededor del eje de la fresa A.
Una vez terminado el flanco del diente evolvente 30, la fresa de punta 10 es alineada nuevamente por la maquina talladora de engranajes, de manera que el eje de la fresa A transcurra en paralelo al flanco del diente 40 restante.
De manera complementaria se indica, que el procedimiento conforme a la invencion se puede utilizar en el dentado de helices, ruedas helicoidales o engranajes conicos.

Claims (2)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para el fresado de perfiles del dentado de una pieza de trabajo, especialmente un engranaje (20) en una maquina talladora de engranajes con una fresa de punta (10),
    caracterizado porque
    5 el eje de la fresa de punta (A) transcurre casi en paralelo al flanco del diente (40) de la pieza de trabajo a mecanizar, y porque la fresa de punta (10) presenta, en la direccion del eje de la fresa, un perfil de diametro casi uniforme, desde el area de la cabeza del diente hasta el area del pie del diente, a lo largo de su eje de la fresa (A) para alcanzar una velocidad de corte casi uniforme a lo largo del ancho de la fresa y de todo el flanco del diente (40) de la pieza de trabajo, por lo que la fresa de punta (10) presenta un contorno exterior para la fabricacion/el mecanizado de 10 un dentado evolvente o cicloidal.
  2. 2. Procedimiento conforme a la reivindicacion 1, caracterizado porque
    se realiza un fresado de un solo lado del flanco del diente (40) de la pieza de trabajo.
ES12002396.5T 2011-04-18 2012-04-02 Procedimiento para el fresado de perfiles Active ES2586154T3 (es)

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