ES2861973T3 - Herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies - Google Patents

Abstract

Una herramienta abrasiva (1) para el mecanizado de superficies, que comprende un soporte (2) asociado con al menos una capa abrasiva (3), que comprende una primera capa (4) y una segunda capa (5), ambas elásticamente deformables y se interponen entre dicho soporte (2) y dicha capa abrasiva (3), la segunda capa (5) teniendo un módulo de elasticidad más alto que la primera capa (4) y estando dispuesta en una posición intermedia entre la primera capa (4) y la capa abrasiva (3), y la primera capa (4) estando asociada con el soporte (2), estando dicha segunda capa (5) proporcionada sin costuras en una sola pieza y su extensión en vista en planta siendo comparable a la de la capa abrasiva (3), caracterizada porque la superficie de adhesión entre dicha primera capa (4) y dicha segunda capa (5) es igual a la extensión en vista en planta de dicha segunda capa (5).

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies

[0001] La presente invención se refiere a una herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies.

[0002] Las herramientas abrasivas son conocidas por la molienda superficial, tanto gruesa como fina, que generalmente tienen una capa de gránulos abrasivos agregados que se asocia con un soporte que tiene una rigidez diferente en función del mecanizado a realizar, para obtener un soporte más o menos deformable del soporte abrasivo. Dichas herramientas pueden ser del tipo manual o del tipo utilizado en máquinas, tales como lijadoras orbitales, taladros o máquinas de acabado, que tienen un eje giratorio motorizado asociado con una "almohadilla de soporte" que está constituida por un soporte rígido y por una capa elásticamente cedente (esponja) que se acoplan entre sí; la capa de fluencia puede acoplarse con una capa abrasiva mediante la interposición de Velcro®, para poder reemplazar fácilmente la capa abrasiva en caso de desgaste.

[0003] Dichas almohadillas de soporte se clasifican como "duras", "medias" o "blandas" en función del módulo de elasticidad de la capa de esponja.

[0004] Por ejemplo, para ejecutar el revestimiento de superficies que son contorneadas, cóncavas o convexas, y recubiertas con masillas, capas inferiores, pinturas, revestimiento gelatinoso, fibras de vidrio o similares, de acuerdo con el procedimiento operativo actual, con el fin de evitar la formación de "ondulaciones", es decir, imperfecciones superficiales, generalmente un desbaste inicial de la máquina realizado utilizando una almohadilla de soporte dura o media, que sin embargo no define contornos precisos y deja huellas en la superficie mecanizada, ya que las almohadillas de soporte blandas no permitirían una eliminación adecuada del material debido a la baja resistencia ofrecida por el soporte. A continuación, se realiza una etapa de desbaste manual utilizando almohadillas preformadas o flexibles, que a menudo va seguido de una etapa de acabado con el fin de eliminar los arañazos y marcas dejadas por el desbaste manual, que se puede llevar a cabo a mano utilizando abrasivos más finos o mediante máquina mediante una almohadilla de soporte blanda o la adición de una capa blanda intermedia entre la almohadilla de soporte blanda y el disco abrasivo.

[0005] Este procedimiento operativo convencional no está exento de inconvenientes, entre los que se encuentra el hecho de que tiene que llevarse a cabo en varias pasadas, que implican tiempos de ejecución no insignificantes, y requieren la disponibilidad de varias herramientas y dispositivos diferentes, tanto manuales como automáticos.

[0006] En particular, para llevar a cabo el desbaste manual, se pueden requerir herramientas que tienen una forma diferente de la forma de la superficie que se mecaniza, con el fin de evitar la formación de ondulaciones superficiales. Además, entre el primer desbaste por máquina y el acabado, se debe reemplazar la almohadilla de soporte en uso o en cualquier caso se debe insertar una capa intermedia blanda, con los consiguientes tiempos para la instalación del equipo.

[0007] Además, la etapa de desbaste manual, si no es realizada por personal capacitado, puede implicar largos tiempos de ejecución y hacer que la etapa posterior de acabado sea gravosa, si se hacen muchos arañazos y marcas en la superficie que se está mecanizando.

[0008] Además, el uso de almohadillas de soporte convencionales puede provocar daños en los bordes de la superficie que se está mecanizando.

[0009] El documento EP 1177 860 A1 describe un instrumento de pulido para pulir una superficie en una configuración predeterminada que comprende; una porción de sustrato giratorio que gira equipada con un plano de pulido que sostiene un material de pulido en su superficie; una pluralidad de porciones de sustrato móvil equipadas con planos de pulido que sostienen el material de pulido en sus superficies, que se proporcionan en el borde periférico de la porción de sustrato giratorio, y que giran alrededor de una línea de conexión que las conecta a la porción de sustrato giratorio; y miembros elásticos para inclinar los planos de pulido de las porciones de sustrato móvil hacia una posición en la que se alinean con el plano de pulido de la porción de sustrato giratorio.

[0010] El documento WO 2008/116043 A2 describe un procedimiento para abrasar superficies mediante superficies abrasivas alternantes giratorias en contacto con las superficies, artículos abrasivos para su uso en herramientas alternantes giratorias y procedimientos para eliminar defectos en una superficie, donde los procedimientos incluyen lijar usando una superficie abrasiva alternante giratoria seguida de una o más operaciones de pulido.

[0011] El objetivo de la presente invención es eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente de los antecedentes de la técnica al proporcionar una herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies que permite ejecutar un mecanizado de revestimiento óptimo, sin la formación de ondulaciones superficiales, en una sola pasada y sin requerir reemplazos de herramienta, independientemente del perfil de la superficie propiamente dicha.

[0012] Por lo tanto, dentro de este objetivo técnico, un objeto de la presente invención es reducir los tiempos de ejecución y los costos para configurar los dispositivos necesarios.

[0013] Otro objeto de la presente invención es garantizar un nivel óptimo de acabado, independientemente del grado de experiencia y precisión del operador que lleva a cabo el trabajo.

[0014] Otro objeto de la presente invención es no dañar los bordes de la superficie que se mecaniza.

[0015] Otro objeto de la presente invención es facilitar la sustitución de piezas desgastadas y optimizar la flexibilidad de uso.

[0016] Por último, pero no menos importante, otro objeto de la presente invención es proporcionar una estructura simple que sea fácil y práctica de implementar, segura en su uso y efectiva en operación, y de bajo costo.

[0017] De acuerdo con la invención, se proporciona una herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies como se define en las reivindicaciones adjuntas.

[0018] Otras características y ventajas de la presente invención se harán más evidentes a partir de la descripción detallada de algunas realizaciones preferidas, pero no exclusivas, de una herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies, que se ilustran a título de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, donde:

La Figura 1 es una vista en sección transversal esquemática de una primera realización de una herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies, de acuerdo con la invención;

La Figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de la herramienta abrasiva en la Figura 1.

Las Figuras 3 y 4 son vistas en sección transversal esquemáticas de la herramienta abrasiva en la Figura 1 durante el mecanizado de superficies contorneadas;

La Figura 5 es una vista en sección transversal esquemática de una segunda realización de la herramienta abrasiva, de acuerdo con la invención;

La Figura 6 es una vista en sección transversal esquemática de una tercera realización de la herramienta abrasiva, de acuerdo con la invención;

La Figura 7 es una vista en sección transversal esquemática de una cuarta realización de la herramienta abrasiva, de acuerdo con la invención;

La Figura 8 es una vista en sección transversal esquemática de una quinta realización de la herramienta abrasiva, de acuerdo con la invención.

[0019] Con referencia particular a las figuras, el número de referencia 1 generalmente designa una herramienta abrasiva para el mecanizado de superficies.

[0020] La herramienta 1 comprende un soporte 2 que está asociado con una capa abrasiva 3 que está constituida por una lámina o disco convencional hecho de gránulos abrasivos agregados.

[0021] La herramienta 1 también comprende una primera capa 4 y una segunda capa 5 que se interponen entre el soporte 2 y la capa abrasiva 3, la segunda capa 5 estando dispuesta en una posición intermedia entre la primera capa 4 y la capa abrasiva 3 y la primera capa 4 estando asociada con el soporte 2.

[0022] De acuerdo con la invención, la segunda capa 5 tiene un módulo de elasticidad mayor que el de la primera capa 4 con respecto a las tensiones que están sustancialmente en ángulos rectos con respecto al plano de disposición de las capas. De esta manera, en uso, la segunda capa 5, que es menos cedente y deformable que la primera, ofrece un pilar adecuado para la capa abrasiva 3 con el fin de obtener una eliminación óptima del material, mientras que la mayor deformabilidad de la primera capa 4 permite que la herramienta 1 siga cualquier perfil de la superficie S a mecanizar (Figuras 3 y 4).

[0023] Sustancialmente, en uso, la segunda capa 5 se flexiona elásticamente, estando soportada por la primera capa 4, que se deforma en función del perfil de la superficie S a mecanizar.

[0024] Como se puede observar en las Figuras 3 y 4, de hecho, la primera capa 3 se deforma elásticamente, comprimiéndose y dilatándose en diferentes áreas, siguiendo la estructura de forma asumida por la segunda capa 5 como resultado del contacto con la superficie S.

[0025] Además, la mayor rigidez de la segunda capa 5 evita que la herramienta 1 interfiera con los bordes de la superficie S que se mecaniza, para no dañarlos (Figura 4) porque la deformación de la segunda capa 5 asegura que la capa abrasiva 3 tiende a alejarse de los bordes.

[0026] De esta manera, la herramienta 1 permite ejecutar el revestimiento de superficies en una sola pasada y con una única herramienta, independientemente del perfil de dicha superficie, mientras se evita la formación de ondulaciones superficiales.

[0027] Por ejemplo, la primera capa 4 puede fabricarse con un material que tiene un módulo de elasticidad adecuado, de modo que sea cedente y compresible como resultado de tensiones en ángulos rectos a la disposición de dicha capa. Por ejemplo, la primera capa 4 puede estar hecha de esponja, caucho, poliuretanos u otro material blando que se puede obtener en el mercado. Alternativamente, la primera capa 4 puede estar constituida por un cojín lleno de aire, polvos o líquidos de cualquier naturaleza.

[0028] La segunda capa 5 puede estar constituida por una plancha metálica hecha de acero o similares, de fibras compuestas, plásticos, caucho rígido u otro material con un módulo de elasticidad adecuado que puede obtenerse en el mercado. En particular, la segunda capa 5 debe ser elásticamente flexible a una tensión aplicada en ángulos rectos a su plano de disposición.

[0029] Preferentemente, la segunda capa 5 tiene un espesor de 0,2 mm y está hecha con una plancha metálica con una dureza Vickers del orden de magnitud de 444 HV 1 y un módulo de elasticidad flexible del orden de magnitud de 220 GPa.

[0030] La segunda capa 5 puede tener, de manera más general, un espesor comprendido entre 1 pm y 1 cm.

[0031] Cabe señalar que la segunda capa 5 se proporciona sin costuras en una sola pieza, y su extensión en vista en planta es comparable a la de la capa abrasiva 3, para dar un soporte uniforme a esta última.

[0032] Además, las superficies de adhesión de las capas 4 y 5 coinciden sustancialmente. Alternativamente, la primera capa 4 puede tener una mayor extensión que la segunda capa 5, hasta el 25 %.

[0033] De esta manera, la capa abrasiva 3 puede sostenerse de manera óptima mediante la distribución de la reacción de la segunda capa 5 en la primera capa 4.

[0034] Preferentemente, la herramienta 1 está destinada a ser utilizada en lijadoras orbitales convencionales, taladros o similares y el soporte correspondiente 2 está provisto de medios de acoplamiento con el eje motorizado del taladro, del tipo de un vástago 11 o una ranura. En este caso, la herramienta 1 se puede usar como almohadilla de soporte convencional. Por esta razón, la herramienta 1 se muestra como circular en vista en planta, pero son posibles realizaciones alternativas que tienen diferentes geometrías. Además, la herramienta 1 se puede perforar para permitir la succión del polvo formado durante el mecanizado tal y como se utiliza en el mercado.

[0035] Sin embargo, no se excluye la posibilidad de proporcionar una herramienta 1 que esté destinada para uso manual, en la que el soporte 2 esté contorneado para el agarre por parte del operador.

[0036] En una primera realización (Figuras 1-4), el soporte 2, la primera capa 4 y la segunda capa 5 están acoplados de manera estable para adherirse entre sí mediante la interposición de adhesivos convencionales adaptados, mientras que los medios de acoplamiento desmontables 6 están provistos entre la segunda capa 5 y la capa abrasiva 3, para poder reemplazarlos en caso de agotamiento o daño, o para cambiar el tipo de mecanizado.

[0037] Alternativamente, la capa abrasiva 3 también puede adherirse de forma estable a la segunda capa 5.

[0038] El medio de acoplamiento desmontable 6 puede estar constituido por elementos hechos de Velcro® que cubren toda la superficie de adhesión entre la segunda capa 5 y la capa abrasiva 3 o parte de esta. Alternativamente, se pueden proporcionar sistemas de bloqueo reversibles adaptados.

[0039] En una segunda realización (Figura 5), la herramienta 1 puede desmontarse completamente y los medios de acoplamiento desmontables 7, 8 y 9 se proporcionan respectivamente entre el soporte 2 y la primera capa 4, entre la primera capa 4 y la segunda capa 5 y entre la segunda capa 5 y la capa abrasiva 3.

[0040] Los medios de acoplamiento desmontables 7, 8, 9 pueden estar constituidos por elementos hechos de Velcro® que cubren toda la superficie de adhesión o parte de la misma. Alternativamente, se pueden proporcionar sistemas de bloqueo reversibles adaptados.

[0041] De esta manera, cualquier componente puede reemplazarse independientemente de los demás y sin desmontar el soporte 2 de la máquina herramienta.

[0042] Además, se puede optimizar la flexibilidad de uso de la herramienta 1, ya que el módulo de elasticidad y el espesor de la primera capa 4 se pueden seleccionar libremente.

[0043] En una tercera realización (Figura 6), la primera capa 4 y la segunda capa 5 están acopladas de manera estable para adherirse entre sí mediante la interposición de adhesivos convencionales y se proporcionan medios de acoplamiento desmontables 10 y 12, respectivamente, entre el soporte 2 y la primera capa 4 y entre la segunda capa 5 y la capa abrasiva 3.

[0044] En este caso, la primera capa 4 y la segunda capa 5 constituyen un cojín intermedio que se interpondrá entre un soporte convencional 2 para una almohadilla de soporte y la capa abrasiva 3.

[0045] Los medios de acoplamiento desmontables 10 y 12 pueden estar constituidos por elementos hechos de Velcro® que cubren toda la superficie de adhesión o parte de la misma. Alternativamente, se pueden proporcionar sistemas de bloqueo reversibles adaptados.

[0046] La Figura 7 muestra una cuarta realización, que es una variación de la anterior, en la que el cojín intermedio constituido por las capas 4 y 5 se interpone entre una almohadilla de soporte convencional constituida por un soporte 2 y una capa elásticamente cedente 13.

[0047] En este caso, los medios de acoplamiento desmontables 14 y 15, respectivamente, están provistos entre la capa elásticamente cedente 13 y la primera capa 4 y entre la segunda capa 5 y la capa abrasiva 3.

[0048] Los medios de acoplamiento desmontables 14 y 15 pueden estar constituidos por elementos hechos de Velcro® que cubren toda la superficie de adhesión o parte de la misma. Alternativamente, se pueden proporcionar sistemas de bloqueo reversibles adaptados.

[0049] En una quinta realización (Figura 8), el soporte 2 y la primera capa 4 están acoplados de manera estable para adherirse entre sí, mediante la interposición de adhesivos convencionales, para constituir una almohadilla de soporte convencional y se proporcionan medios de acoplamiento desmontables 16 y 17, respectivamente, entre la primera capa 4 y la segunda capa 5 y entre la segunda capa 5 y la capa abrasiva 3.

[0050] De esta manera, la segunda capa 5 constituye un inserto que se puede aplicar a una almohadilla de soporte blanda convencional, constituida por un soporte 2 y una primera capa 4, con el fin de obtener un revestimiento óptimo en una sola pasada.

[0051] Los medios de acoplamiento desmontables 16 y 17 pueden estar constituidos por elementos hechos de Velcro® que cubren toda la superficie de adhesión o parte de la misma. Alternativamente, se pueden proporcionar sistemas de bloqueo reversibles adaptados.

[0052] En una realización adicional, no mostrada, la capa abrasiva 3 y la segunda capa 5 están acopladas de manera estable para adherirse entre sí, mediante la interposición de adhesivos convencionales, mientras que entre la segunda capa 5 y la primera capa 4 hay medios de acoplamiento desmontables del tipo descrito anteriormente. La primera capa 4 puede acoplarse directamente al soporte 2 o puede haber una capa de fluencia adicional como en la Figura 7.

[0053] Además, la primera capa 4, la segunda capa 5 y la capa abrasiva 3 pueden acoplarse de forma estable para adherirse entre sí, mediante la interposición de adhesivos convencionales, y la primera capa 4 puede acoplarse al soporte 2 directamente o mediante la interposición de una capa de fluencia adicional como en la Figura 7 mediante medios de acoplamiento desmontables del tipo descrito anteriormente.

[0054] En la práctica, se ha encontrado que la invención, tal como se describe, logra el objetivo y los objetos previstos y, en particular, se llama la atención sobre el hecho de que la herramienta de acuerdo con la invención permite ejecutar rápida y económicamente el revestimiento de superficies, independientemente de su forma y sin dejar ondulaciones superficiales.

[0055] Además, la herramienta de acuerdo con la invención se puede proporcionar especialmente u obtener a partir de almohadillas de soporte convencionales mediante la adición de elementos accesorios.

[0056] La invención, así concebida, es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0057] Por ejemplo, no se descarta la posibilidad de que la herramienta de acuerdo con la invención pueda tener una o más capas adicionales, que incluyen capas hechas de diferentes materiales, tales como, por ejemplo, una capa de caucho entre la segunda capa y los medios para el acoplamiento desmontable en la capa abrasiva.

[0058] Además, todos los detalles pueden ser sustituidos por otros elementos técnicamente equivalentes.

[0059] En la práctica, los materiales empleados, así como las dimensiones y formas contingentes, pueden ser cualquiera de acuerdo con los requisitos sin por esta razón apartarse del alcance de protección reivindicado en esta invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Una herramienta abrasiva (1) para el mecanizado de superficies, que comprende un soporte (2) asociado con al menos una capa abrasiva (3), que comprende una primera capa (4) y una segunda capa (5), ambas elásticamente deformables y se interponen entre dicho soporte (2) y dicha capa abrasiva (3), la segunda capa (5) teniendo un módulo de elasticidad más alto que la primera capa (4) y estando dispuesta en una posición intermedia entre la primera capa (4) y la capa abrasiva (3), y la primera capa (4) estando asociada con el soporte (2), estando dicha segunda capa (5) proporcionada sin costuras en una sola pieza y su extensión en vista en planta siendo comparable a la de la capa abrasiva (3), caracterizada porque la superficie de adhesión entre dicha primera capa (4) y dicha segunda capa (5) es igual a la extensión en vista en planta de dicha segunda capa (5).

2. La herramienta (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha segunda capa (5) comprende una lámina hecha de metal, de fibras compuestas, plásticos o caucho rígido.

3. La herramienta (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque dicha primera capa (4) está hecha de esponja, poliuretanos, caucho o de un cojín que contiene fluidos o polvos.

4. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho soporte (2) comprende medios (11) para acoplarse al eje giratorio de una máquina herramienta automática.

5. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha primera capa (4) y dicha segunda capa (5) y dicho soporte (2) están acoplados de manera estable para adherirse entre sí, siendo medios de acoplamiento desmontables (6) proporcionados entre la segunda capa (5) y la capa abrasiva (3).

6. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicha capa abrasiva (3) y dicha primera capa (4) y dicha segunda capa (5) están acopladas de manera estable para adherirse entre sí, siendo medios de acoplamiento desmontables proporcionados entre dicho soporte (2) y dicha primera capa (4).

7. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicha capa abrasiva (3) y dicha segunda capa (5) están acopladas de forma estable para adherirse entre sí, siendo medios de acoplamiento desmontables proporcionados entre dicha segunda capa (5) y dicha primera capa (4).

8. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los medios de acoplamiento desmontables (7, 8, 9) se proporcionan entre el soporte (2) y la primera capa (4), entre la primera capa (4) y la segunda capa (5) y entre la segunda capa (5) y la capa abrasiva (3).

9. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicha primera capa (4) y dicha segunda capa (5) están acopladas de forma estable para adherirse entre sí, siendo medios de acoplamiento desmontables (10, 12) proporcionados entre el soporte (2) y la primera capa (4) y entre la segunda capa (5) y la capa abrasiva (3).

10. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicha primera capa (4) y dicha segunda capa (5) están acopladas de forma estable para adherirse entre sí y porque comprende una capa elásticamente cedente (13) que está acoplada de forma estable a dicho soporte (2), siendo medios de acoplamiento desmontables (14, 15) proporcionados entre la capa elásticamente cedente (13) y la primera capa (4) y entre la segunda capa (5) y la capa abrasiva (3).

11. La herramienta (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicha primera capa (4) y dicho soporte (2) están acoplados de forma estable para adherirse entre sí, siendo medios de acoplamiento desmontables (16, 17) proporcionados entre la primera capa (4) y la segunda capa (5) y entre la segunda capa (5) y la capa abrasiva (3).

12. La herramienta según una de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizada porque dichos medios de acoplamiento desmontables comprenden Velcro® o sistemas de bloque reversibles.