BR102013001682B1

BR102013001682B1 - Dispositivo acabador para usinagem de acabamento de uma peça

Info

Publication number: BR102013001682B1
Application number: BR102013001682-9A
Authority: BR
Inventors: Oliver Hildebrandt
Original assignee: Supfina Grieshaber Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2021-12-21
Also published as: CN103213067A; US20130189910A1; KR101582372B1; EP2617523B1; US9050702B2; KR20130086173A; CN103213067B; EP2617523A1; BR102013001682A2

Abstract

dispositivo acabador para usinagem de acabamento de uma peça. a presente invenção refere-se a um dispositivo acabador (10) para a usinagem de acabamento de uma peça trabalhada (12), abrangendo um conjunto gerador de força para gerar uma força de acionamento, um braço transferidor de força, bem como um conjunto de compressão (20) para a sujeição de uma ferramenta acabadora com uma força de trabalho, estando previsto um conjunto de detecção (76) para detectar uma deformação em um segmento do braço transferidor de força (60), disposto no fluxo de força entre a força de acionamento e a força de trabalho e/ou para registrar uma força de deformação, aplicada no segmento (64, 66).

Description

Descrição

[0001] A presente invenção refere- se a um dispositivo acabador para a usinagem de acabamento de uma peça, abrangendo um conjunto gerador de força para gerar uma força de acabamento, um braço transferidor de força e um dispositivo de compressão para sujeitar uma ferramenta de acabamento com uma força de trabalho.

[0002] A usinagem de acabamento de uma peça trabalhada também é designada como "super acabamento" ou "processo de usinagem finíssima", destinado à usinagem de superfícies de uma peça trabalhada. Neste processo, uma ferramenta de acabamento de ação abrasiva, por exemplo, uma pedra de acabamento ou uma cinta de acabamento, é pressionada sobre a superfície da peça a ser trabalhada. No caso, a superfície da peça a ser trabalhada está girando. A rotação da superfície da peça a ser trabalhada será preferencialmente sobreposta por um movimento oscilante, no qual a ferramenta de acabamento e a superfície da ferramenta a ser trabalhada se movimentam uma relativamente à outra nas direções paralelas ou inclinadas em relação ao eixo de rotação.

[0003] A complexidade dos diferentes movimentos da peça a ser trabalhada e/ou da ferramenta de acabamento tem por consequência que também no caso de um ajuste e comando preciso de um dispositivo de acabamento pode acontecer o aparecimento de falhas, por exemplo, resultantes de um bloqueio do conjunto gerador de força ou resultantes de uma colisão entre uma saliência de peças e componentes do dispositivo acabador.

[0004] Baseado neste estado, a presente invenção tem por objeto poder registrar de forma mais simples e rápida possível falhas mecânicas que poderiam surgir durante o trabalho de acabamento de uma peça em um dispositivo acabador.

[0005] Esta solução será solucionada em um dispositivo acabador da espécie inicialmente citada, de acordo com a invenção por estar previsto um conjunto detector para a detecção de uma deformação de um segmento do braço transferidor de força e/ou do braço transferidor de força, disposto no fluxo de força entre a força de acionamento e a força de trabalho e/ou para detectar uma força de deformação aplicada ao referido segmento.

[0006] No dispositivo acabador de acordo com a invenção, uma peça basicamente rígida que transfere uma força de acionamento e a transforma em uma força de trabalho, é usada juntamente com um conjunto detector para detectar uma deformação e/ou uma força condicionando da deformação. A deformação de ao menos uma das grandezas mencionadas possibilita detectar falhas mecânicas do dispositivo acabador, especialmente em uma área que está prevista próxima do ponto de trabalho da ferramenta de acabamento e da superfície da peça a ser trabalhada.

[0007] O dispositivo de detecção possibilita, por exemplo, poder detectar uma interferência no conjunto gerador de força. Uma interferência deste tipo pode consistir em que não é gerada uma força de acionamento suficientemente intensa ou variável excessivamente, com o que resulta uma força de trabalho muito elevada ou com muita variação. Um desvio indesejado desta natureza de uma força de trabalho teórica influencia as precisões que podem ser alcançadas durante o trabalho de acabamento da superfície da peça. Por isso, o dispositivo acabador, de acordo com a invenção, possibilita além de uma detecção de falhas mecânicas do dispositivo acabador, poder verificar um desvio de uma qualidade de processo teórica.

[0008] Quando no contexto da presente invenção for abordado um segmento do braço transferidor da força, situado no fluxo de força entre a força de acionamento e a força de trabalho, isto significa segmentos de material, nas quais, em consequência da aplicação da força de acionamento e a saída da força de trabalho, podem ser registradas deformações e/ou forças que condicionam estas deformações, podem ser registradas. No caso, pode-se tratar de segmentos de material, os quais apresentam uma face externa e/ou segmentos de material, posicionados "internamente", não apresentando, portanto, uma face externa.

[0009] O dispositivo acabador, de acordo com a invenção, adapta- se, em princípio, para quaisquer cargas do braço transferidor de força. Uma captação especialmente confiável de falhas mecânicas resulta, todavia, quando o braço transferidor de força, em conseqüência da indução da força de acionamento e e de uma força contrária, atuante sobre o dispositivo de compressão por meio da ferramenta de acabamento, sendo sujeito por flexão. Em uma flexão desta natureza apresentam-se, especialmente nas faces externas do braço transferidor de força, deformações que podem ser bem detectadas.

[00010] O dispositivo de acabamento de acordo com a invenção também se adapta especialmente bem quando o braço transferidor de força - em conseqüência de uma peça acionada de modo oscilante ao longo de m eixo oscilante de uma força de fricção - for solicitado por torção. Também nesta carga, que se pode apresentar adicionalmente ou alternativamente em relação à solicitação de flexão antes mencionada, podem ser registradas, de forma simples, deformações que se apresentam nas faces externas do braço transferidor de força.

[00011] Vantajosamente trata-se na deformação, que é captado pelo conjunto detector, de uma dilatação e/ou de uma compressão. Isto viabiliza o emprego de sensores, comparadamente simples e que em seguida ainda serão descritos mais detalhadamente.

[00012] Para um desvio simples de uma força de acionamento para uma força de trabalho, será preferido que o braço transferidor de força esteja montado girável ao redor de um eixo de giro.

[00013] Também são vantajosos que a força de acionamento e a força de trabalho estejam atuantes, com relação ao eixo de giro, em segmentos do braço de transferência de força, afastados um em relação ao outro. Isto viabiliza no caso de um conjunto acabador com dois braços transferidores de força, reciprocamente compostos, prever um conjunto gerador de força que gera forças de pressão de acionamento, reciprocamente afastadas, as quais serão depois transformadas em forças de trabalho voltadas uma em relação à outra.

[00014] Especialmente é preferido que o conjunto detector esteja disposto entre uma região na qual estiver atuante a força de trabalho e um eixo de giro. Desta maneira, a área de trabalho disponível para um conjunto gerador de força é totalmente preservada. Além disso, podem ser registradas deformações e/ou forças deformadoras em uma região, na qual se apresentam deformações relativamente intensas e/ou forças deformadoras.

[00015] No conjunto detector pode-se tratar, por exemplo, de um sensor de dilatação de superfícies. Um sensor de dilatação de superfícies é conhecido, por exemplo, da empresa Kistler Instrumente AG, Winterthur, Suíça, por exemplo, com a designação "9232A...". Um sensor deste tipo é comparadamente robusto e possibilita uma detecção simples de uma dilatação ou de uma compressão em uma face externa do braço transferidor de força.

[00016] Em caráter adicional ou alternativo é possível que o conjunto detector abranja uma ducha medidora transversal. Em uma ducha medidora transversal deste tipo será registrada a deformação em uma região interna do braço transferidor de força. Por exemplo, poderá ser usada uma ducha medidora transversal de quartzo do tipo "9241C..." da empresa Kistler.

[00017] Segundo uma modalidade da invenção, o dispositivo de compressão está unido com uma ferramenta de acabamento na forma de uma pedra acabadora. Nesta hipótese, a força de trabalho do dispositivo de compressão será transferida para a pedra acabadora que depois trabalha com uma face de trabalho uma superfície com ferramenta em processo de acabamento.

[00018] Alternativamente, o dispositivo de compressão apresenta uma face de compressão contra uma ferramenta de acabamento na forma de uma cinta acabadora. Nesta hipótese, a força de trabalho é exercida sobre a cinta acabadora a qual transfere, por sua vez, a força de trabalho para a superfície da peça a ser usinada.

[00019] Outras características e vantagens da invenção são objeto da descrição seguinte e da apresentação nos desenhos, apresentando exemplos preferidos.

[00020] As figuras mostram: Figura 1 - apresentação em perspectiva de uma forma de realização de um dispositivo acabador para a usinagem de acabamento de uma peça; Figura 2 - uma vista lateral de uma parte do dispositivo acabador de acordo com a figura 1; Figura 3 - uma vista lateral correspondente à figura 2, apresentando outra modalidade de um dispositivo acabador para a usinagem de acabamento de uma peça.

[00021] Uma modalidade de um dispositivo acabador, ao todo designado com o número de referência 10, serve para a usinagem de acabamento de uma peça 12. O dispositivo acabador 10 abrange um chassi 14 fixo com um componente de chassi 16 para unir um dispositivo de montagem 18, que em seguida será explicado mais detalhadamente, a ser unido com o chassi 14. O conjunto de montagem 18 serve para a montagem de um dispositivo de compressão 20 - que em seguida será ainda explicado mais detalhadamente - no chassi 14. O dispositivo de compressão 20 pressiona uma ferramenta de acabamento 22 (comparar a figura 2), por exemplo, na forma de uma cinta acabadora, contra a superfície da peça 12 a ser submetida ao trabalho de acabamento.

[00022] O dispositivo acabador 10 abrange um conjunto de acionamento giratório 24 (comparar a figura 1) para girar a peça trabalhada 12 ao redor de um eixo de peça 26 (comparar a figura 2). Um conjunto de acionamento giratório 24 abrange um cabeçote fixo 28 e um cabeçote móvel 30. A peça trabalhada 12 está fixada entre o cabeçote fixo 28 e o cabeçote móvel 30. O conjunto constituído do dispositivo de acionamento giratório 24 e da peça trabalhada 12 pode ser movido em vai e vem, a passos curtos, por meio de um acionamento oscilatório 32, ao longo de um eixo oscilatório 34, paralelo para com o eixo da ferramenta 26.

[00023] Vantajosamente, o acionamento oscilatório 32 abrange um suporte 36 para fixar o cabeçote fixo 28 e o cabeçote móvel 30. O suporte 36 é acionado por um conjunto de acionamento, basicamente já conhecido e, portanto, não explicado mais detalhadamente, por exemplo, na forma de um acionamento excêntrico.

[00024] A peça trabalhada 12 apresenta uma face circunferencial 38 que é excentricamente defasada em relação ao eixo da peça trabalhada 26. Especialmente, a face circunferencial da peça trabalhada 38 se estende concentricamente ao redor de um eixo complementar 40 que se estende em paralelo e distanciado em relação ao eixo da peça 26.

[00025] Na peça 12 trata-se especialmente de um eixo de manivela. Na circunferência da peça trabalhada 38 trata-se especialmente da face de apoio de um mancal elevatório do eixo de manivela.

[00026] Durante a usinagem da peça trabalhada 12, esta gira ao redor do eixo da peça 26. Neste processo movimenta-se a face circunferencial da peça 38 - correspondendo à distância dos eixos 40 e 26 - em sentido circular, ao redor do eixo da peça 26. O movimento giratório acima descrito será sobreposto por meio do acionamento oscilatório 32, em um movimento oscilatório, indicado na figura 1 com uma seta dupla 42, a fim de que, sob ação abrasiva da ferramenta de acabamento 22, prover a superfície da peça trabalhada 38, com uma estrutura de esmerilhamento cruzado.

[00027] Tendo em vista, conforme acima já mencionado, que a face circunferencial da peça trabalhada 38 se move em sentido circular ao redor do eixo da peça 26, é necessário que também a ferramenta de acabamento 22 e, portanto, o dispositivo de compressão 20 possa acompanhar este movimento da face circunferencial da peça 38. Portanto, o conjunto de montagem 18 para a montagem do dispositivo de compressão 20 apresenta 2° de liberdade no chassi 14 que possibilitam o movimento do dispositivo de compressão 20 dentro de um plano perpendicular para com o eixo da peça trabalhada 26.

[00028] O conjunto de mancal 18 abrange uma peça giratória 44, que é mantida girável ao redor de um eixo de giro 48, através de um mancal giratório 46, na seção do chassi 16. O eixo do giro 48 estende- se em paralelo para com o eixo da peça trabalhada 26.

[00029] A peça giratória 44 serve para dispor ao menos uma guia linear 50, por meio da qual um componente de mancal 52 está montado ao longo de um eixo guia 54 da guia linear 50, deslocável relativamente a peça giratória 44.

[00030] Essencialmente, o componente do mancal 52 estende-se dentro de um plano que se projeta perpendicularmente para com o eixo da peça 26. O componente de mancal 52 apresenta uma passagem 56 que é transfixada pelo mancal giratório 46.

[00031] O componente de montagem 52 apresenta uma extremidade de componente de montagem 58, voltado na direção da peça trabalhada 26, destinada à disposição de ao menos um braço transferidor de força 60, preferencialmente para a disposição de dois braços transferidores de força 60.

[00032] Os braços transferidores de força 60 são giráveis relativamente à seção de montagem 52 ao redor de respectivos eixos de giro 62. Os eixos de giro 64 projetam-se, especialmente, em paralelo para com o eixo de giro 48 da seção girável 44.

[00033] Os braços transferidores de força 60 apresentam um primeiro segmento 64 que se estendem entre o dispositivo de compressão 20 e o eixo de giro 62. Os braços transferidores de força 60 apresentam também um segundo segmento 66 que se estende entre o eixo giratório 62 e um conjunto gerador de força 68.

[00034] O conjunto gerador de força 68 é conformado, por exemplo, como uma unidade hidráulica 70 que sujeita os segundos segmentos 66 dos braços transferidores de força 60 com forças de acionamento 72.

[00035] O dispositivo de compressão 20 abrange ao menos um elemento de compressão 73, alocado a um braço transferidor de força 60, de preferência sempre elementos de compressão 73, alocados a um braço transferidor de força 60, os quais apresentam uma face de compressão 75. As faces de compressão 75 são especialmente conformadas como conchas, de maneira que pode ser comprimida uma ferramenta de acabamento 22, endurecida como uma cinta acabadora, ao longo de uma circunferência parcial da área circunferencial da peça 38, podendo ser comprimida contra esta mesma face.

[00036] O dispositivo de compressão 20 e o conjunto gerador de força 68, relativamente aos eixos de giro 64, estão dispostos em lados reciprocamente afastados dos elementos de compressão 60. Desta maneira, forças de acionamento 72 reciprocamente afastadas, podem ser transformadas em forças de trabalho 74, voltadas uma em relação à outra.

[00037] Em consequência das forças de trabalho 74, exercidas pelo dispositivo de compressão 20 sobre a peça trabalhada 12, forças contrárias em sentido contrário agem da peça trabalhada 12 para o dispositivo de compressão 20. Essencialmente, essas forças contrárias são alinhadas em paralelo para com as forças de acionamento 72 e agem relativamente ao eixo de giro 62, sobre segmentos 64 e 66, reciprocamente afastados, nos braços transferidores de força 60. Desta maneira, os braços transferidores de força 60 são solicitados por flexão.

[00038] Em consequência da oscilação da peça trabalhada 12 ao longo do eixo oscilatório 42 atuam forças de fricção entre a face circunferencial da peça 38 e a ferramenta de acabamento 22, forças estas que são transferidas para o dispositivo de compressão 20 e, portanto, também para os braços transferidores de força 60. Deste modo, os braços transferidores de força 60 são sujeitos a forças transversais em uma direção paralela para com o eixo oscilatório 42. Assim sendo, sobreposto à solicitação de fricção dos braços transferidores de força 60, uma solicitação de torção.

[00039] Para registrar uma deformação ao menos de um dos braços transferidores de força 60, está previsto um conjunto registrador 76 que está unido com ao menos um braço transferidor de força 60. No dispositivo de detecção 76 trata-se, por exemplo, de um sensor de dilatação de superfície 78 (comparar figura 2) ou de uma bucha medidora transversal 70 (comparar figura 3).

[00040] Preferencialmente, o dispositivo de detecção 76 está disposto na área de um braço transferidor de força 60 onde estão presentes - em consequência de forças atuantes sobre o braço transferidor de força 60 - as maiores deformações possíveis. Em sequência, a solicitação de flexão do braço transferidor de força 60, através das forças contrárias da peça trabalhada 12 sobre o dispositivo de compressão 20 e condicionado pelas forças de acionamento 72, apresenta-se uma compressão máxima do braço transferidor de força 60 em uma região central do braço transferidor de força - visto ao longo da projeção longitudinal do braço transferidor de força - o que ocorre em um lado externo 82 do braço transferidor de força 60 (comparar figura 2), afastado em relação à peça trabalhada 12.

[00041] Uma dilatação máxima do braço transferidor de força 60 também se apresenta em uma região central do braço transferidor de força 60, porém em um lado interno 84 do braço transferidor de força 60 (comparar figura 3), porém em um lado interno 84, voltado na direção da peça de trabalho 12. Portanto, é preferido instalar sensores de dilatação de superfície 78, junto ou vizinho ao lado externo 82 e/ou ao lado interno 84 de um braço transferidor de força 60.

[00042] Também no uso de buchas medidoras transversais 80 é preferido que estas estejam dispostas dentro do material do braço transferidor de força, porém se encontrem ali vizinhas a um lado externo 82 e/ou de um lado interno 84 de um braço transferidor de força 60.

Claims

1. Dispositivo acabador (10) para a usinagem de acabamento de uma peça trabalhada (12), abrangendo um conjunto gerador de força (68) para gerar uma força de acionamento (72), um braço transferidor de força (60) e um dispositivo de compressão (20) para exercer uma força de trabalho (74) sobre uma ferramenta de acabamento (22), em que o braço transferidor de força (60) é suportado de modo a poder girar em torno de um eixo de giro (62), caracterizado pelo fato de que está disposto um dispositivo de detecção (76) para detectar uma deformação de um segmento (64, 66) do braço transferidor de força (60) disposto no fluxo de força entre a força de acionamento (72) e a força de trabalho (74) e/ou para detectar uma força de deformação presente no segmento (64, 66), e que o dispositivo de detecção (76) está disposto entre uma área na qual a força de trabalho (74) é efetiva e o eixo de giro (62).

2. Dispositivo acabador (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o braço transferidor de força (60), é dobrado como resultado da aplicação da força de acionamento (72) e de uma força contrária, que atua ferramenta de acabamento sobre o dispositivo de compressão (20), pela peça trabalhada (12) através da ferramenta de acabamento (22).

3. Dispositivo acabador (10) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o braço transferidor de força (60) está sujeito à torção em virtude de uma força de fricção atuante sobre o dispositivo de compressão (20), pela peça de trabalho, que é acionada de forma oscilante ao longo ou ao redor de um eixo oscilatório (34).

4. Dispositivo acabador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a deformação equivale a uma dilatação e/ou compressão.

5. Dispositivo acabador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a força de acionamento (72) e a força de trabalho (74) atuam nos segmentos (64, 66) do braço transferidor de força (60) reciprocamente afastados um do outro, quando vistos do ponto e vista do eixo de giro (62).

6. Dispositivo acabador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção (76) inclui um sensor de dilatação de superfícies (78).

7. Dispositivo acabador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de detecção (76) inclui uma bucha medidora transversal (80).

8. Dispositivo acabador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de compressão (20) está conectado a uma ferramenta de acabamento (22) na forma de uma pedra de acabamento.

9. Dispositivo acabador (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de compressão (20) apresenta uma face de compressão (75) para a compressão contra uma ferramenta de acabamento (22) na forma de uma cinta acabadora.