ES2219847T3 - Procedimiento mejorado de rectificado. - Google Patents

Procedimiento mejorado de rectificado.

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ES2219847T3
ES2219847T3 ES98307403T ES98307403T ES2219847T3 ES 2219847 T3 ES2219847 T3 ES 2219847T3 ES 98307403 T ES98307403 T ES 98307403T ES 98307403 T ES98307403 T ES 98307403T ES 2219847 T3 ES2219847 T3 ES 2219847T3
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Stuart Clewes
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Abstract

UNA MAQUINA DE TRABAJO CON MUELA, ESPECIALMENTE PARA TRABAJAR CON MUELA LAS MUÑEQUILLAS (12) DE UN CIGUEÑAL, COMPRENDE UNA MUELA CBN (10) Y UNA BOQUILLA REFRIGERANTE (14), QUE SUMINISTRA UN CHORRO DE REFRIGERANTE EN LA ZONA EN QUE SE TRABAJA CON MUELA. DURANTE LA ETAPA FINAL DEL TRABAJO CON MUELA, CUANDO LA ALIMENTACION LENTA DE LA MUELA CESA Y SE ALCANZA EL PUNTO MUERTO, SE ACCIONA UNA VALVULA SELECTORA (18), LO QUE REDUCE EL FLUJO DE REFRIGERANTE. ESTO A SU VEZ REDUCE LA FUERZA LATERAL SOBRE LA MUÑEQUILLA Y MEJORA LA EXACTITUD DE REDONDEZ DE LA MUÑEQUILLA TRABAJADA CON MUELA.

Description

Procedimiento mejorado de rectificado.
Campo de la invención
Esta invención se refiere a una rectificadora y a un método de rectificado, según el preámbulo de las reivindicaciones 3 y 1. En el documento DE-A-4133754 se describe un ejemplo de un método y máquina de este tipo.
Antecedentes de la invención
El uso de muelas de CBN en los procedimientos de rectificado ha dado como resultado la necesidad de suministrar grandes volúmenes de refrigerante a una velocidad y presiones cada vez más elevadas. Las muelas de CBN tienden a tener una mayor densidad y una menor porosidad que las muelas convencionales de óxido de aluminio. Las fuerzas de rectificado son superiores y es posible que el refrigerante contribuya a la generación de elevadas fuerzas dinámicas entre la muela de rectificado y la pieza de trabajo.
Para rectificar a ritmos de producción cada vez mayores y optimizar al máximo la vida de la muela, ha sido necesario seguir aumentando las presiones y los flujos de refrigerante. Paralelamente, se ha observado que la consistencia y la calidad de perfil en las piezas rectificadas se han deteriorado.
El documento DE-A-4133754 describe un sistema de control para una rectificadora, en la que los cambios en la velocidad de alimentación entre el desbaste a la muela, el rectificado de acabado y una pasada suave se determinan automáticamente como un resultado de las señales procedentes de un sensor de posición de rectificado y un sensor de carga de rectificado.
Sumario de la invención
Según un aspecto de la invención, está previsto un método de rectificado de una superficie externa de una pieza de trabajo, que comprende las etapas de dirigir el refrigerante líquido a la superficie exterior que se está rectificando, y vigilar el procedimiento de rectificado por medio de una sonda para detectar la dimensión de la superficie, caracterizado porque durante una etapa final predeterminada de un ciclo de rectificado, antes de alcanzar el tamaño final, se altera la velocidad y/o dirección de flujo de refrigerante líquido en dicha superficie durante al menos parte de la duración de dicha etapa final, de manera que un flujo reducido del refrigerante alcance dicha superficie exterior, por lo que se mejora la precisión de rectificado final de la pieza de trabajo.
El método es particularmente aplicable cuando se rectifica con una muela abrasiva de CBN.
Utilizando el método de la invención, se ha descubierto que puede mejorarse un perfil de lóbulo de leva y los errores de rectificado en el tamaño final pueden reducirse desde decenas de micrones a 2 o 3 micrones durante el rectificado de acabado, si el flujo de refrigerante es reducido o se dirige al menos en parte lejos de la zona de acoplamiento durante el rectificado de los últimos 20 micrones hasta el tamaño final.
De forma similar, utilizando el método de rectificado de la invención, el defecto de redondez de una muñequilla se ha reducido desde una envuelta de 10 micrones a una envuelta de menos de 1 micrón, reduciendo o desviando o incluso eliminando el flujo de refrigerante de alta presión cuando el componente estaba 25 micrones por encima del tamaño final, y manteniendo el flujo reducido o desviado (o interrumpiendo el flujo) durante el transcurso del rectificado final de 25 micrones.
Incluso de forma más sorprendente, la anchura entre los alerones laterales de un cojinete de pie de biela se ha mantenido más constante incluso durante una operación de desbaste, manteniéndolos de este modo paralelos, mediante una reducción o desvío o eliminación del flujo de refrigerante durante la última etapa de rectificado de las dos caras paralelas.
Según otro aspecto de la invención, se proporciona una rectificadora que comprende una muela abrasiva, un medio de accionamiento para girar la muela para efectuar un rectificado de una superficie exterior de una pieza de trabajo, un medio para girar la pieza de trabajo durante el rectificado, un medio para efectuar un movimiento relativo entre la muela abrasiva y la pieza de trabajo para hacer que la muela y la superficie exterior de la pieza de trabajo se acoplen para el rectificado y para mantener tal acoplamiento durante el transcurso de un ciclo de rectificado, un medio para dirigir un chorro de refrigerante líquido a la muela o a la pieza de trabajo o a ambos, al menos en la zona del acoplamiento de la muela y la pieza de trabajo, un medio de detección para detectar el momento en el que el ciclo de rectificado está cerca de finalizar y en el que la pieza de trabajo tiene un estado de tamaño excesivo predeterminado que queda por rectificar, comprendiendo dicho medio de detección una sonda que acopla una pieza de trabajo para detectar la dimensión de la superficie exterior que está siendo rectificada, y un medio para generar una señal de control sensible a señales procedentes de los medios de detección, caracterizado por un medio de control de refrigerante para alterar la velocidad de flujo de refrigerante del chorro y/o la dirección del chorro, un medio de detección para que un medio suministre la señal de control al medio de control de refrigerante para alterar el chorro de refrigerante líquido con el fin de desviar, redirigir o reducir el chorro cuando se detecta dicho estado de tamaño excesivo predeterminado y durante al menos parte del transcurso del resto del ciclo de rectificado.
Alternativa o adicionalmente, el medio de detección puede comprender un medio sensible al avance de la muela abrasiva durante el ciclo de rectificado, que está programado para suministrar una señal cuando la muela abrasiva ha avanzado una distancia dada, indicando de este modo que se ha alcanzado dicho estado de tamaño excesivo predeterminado, durante el cual va a alterarse el flujo refrigerante.
Cuando el procedimiento de rectificado está controlado por ordenador y la posición de la muela con respecto a la pieza de trabajo y la distancia al tamaño final están a disposición del ordenador, el medio de control de flujo de refrigerante puede controlarse por señales procedentes del ordenador.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, la invención se describirá, únicamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una vista lateral de parte de una rectificadora;
la figura 2 es un diagrama esquemático de un circuito de control para el flujo refrigerante para la máquina de la figura 1;
la figura 3 es un gráfico que muestra un ciclo típico de movimiento de alimentación de rectificado frente a un tiempo; y
la figura 4 es un gráfico que muestra un ejemplo de la velocidad de flujo del refrigerante, contra una base de tiempo correspondiente a la de la figura 3.
Descripción detallada
Primero, con referencia a la figura 1, se muestra parte de una rectificadora que incluye una muela 10 abrasiva CBN que gira en sentido horario, tal como se indica con la flecha. La muela se muestra en contacto de rectificado con una pieza 12 de trabajo cilíndrica que gira en sentido contrario, en este caso una muñequilla que gira alrededor del eje principal de un cigüeñal (no mostrado).
Para que la muela siga el movimiento orbitante de la muñequilla 12, la muela se mueve horizontalmente hacia atrás y hacia delante bajo el control del ordenador por medios conocidos en sí mismos.
Una tobera 14 de refrigerante alimenta un chorro de líquido refrigerante a la zona de contacto entre la muela y la muñequilla. La tobera está montada en un cabezal portamuelas (no mostrado) en el que la muela 12 está montada giratoriamente.
En vista de las elevadas velocidades de remoción de metal que pueden alcanzarse con muelas de CBN, es necesario tener un gran flujo de refrigerante desde la tobera 14 durante la alimentación de rectificado principal. Se ha descubierto que el chorro de flujo de refrigerante aumenta la fuerza ejercida en la muñequilla que está siendo rectificada, y por tanto tiende a reducir la precisión de rectificado que esta invención pretende mitigar.
La figura 2 muestra el circuito de control para el refrigerante, en el que una bomba (no mostrada) alimenta refrigerante bajo presión a lo largo de un conducto 16 de suministro a una válvula 18 selectora accionada por solenoide que, en este ejemplo, está bajo el control del ordenador. La válvula selectora tiene dos posiciones, una primera posición normal (tal como se muestra) en la que un flujo completo de refrigerante pasa a su través, y se alimenta a través del conducto 19 a la tobera 14, y una segunda posición en la que el flujo se estrangula de manera que se alimente un flujo reducido a la tobera. El flujo reducido puede ajustarse mediante una válvula 20 de control de flujo que conecta la bomba a la válvula 18 selectora a lo largo de un conducto 21 paralelo al conducto 16.
En la figura 3 se muestra un ciclo típico de alimentación de rectificado frente a un tiempo. La velocidad de alimentación disminuye progresivamente desde una alimentación 22 inicial rápida y una alimentación 24 media hasta una alimentación 26 lenta, tras lo cual se produce un periodo 28 de reposo en el que la alimentación se detiene y se produce el dimensionado de la pieza de trabajo, en este caso la muñequilla 12.
Según la invención, y tal como se ilustra en la figura 4, el flujo de refrigerante se mantiene a una velocidad 30 total durante la alimentación rápida y hasta el final de la alimentación 26 lenta, donde el ordenador emite una señal de comando a la válvula 18 selectora para disminuir el flujo hasta una velocidad 32 reducida durante el transcurso del periodo 28 de reposo. Al final del periodo de reposo, el flujo de refrigerante se detiene completamente mientras la muela abrasiva ejecuta un repliegue rápido, tal como se muestra con 34 en la figura 3. Un ajuste de la válvula 20 de control permite variar la proporción de flujo completo a flujo reducido para satisfacer las condiciones variables.
Ya que la muñequilla no es rígida de forma uniforme cuando está sometida a fuerzas laterales, existe una tendencia a que distintas cantidades de material se rectifiquen en distintos planos, provocando que la muñequilla se rectifique en una forma no redonda. Al reducir la velocidad 32 de flujo durante la etapa final de rectificado se reduce la presión de refrigerante en la tobera 14, y por tanto la fuerza en la muñequilla (cuando las fuerzas de rectificado ya son bajas), y se ha descubierto que el defecto de redondez de la muñequilla puede reducirse desde aproximadamente 10 micrones a menos de 1 micrón, en términos de su diámetro real. De este modo, la invención permite obtener una mayor precisión y un perfil de rectificado más exacto que anteriormente.
Como una alterativa a reducir la velocidad de flujo, tal como se ha mencionado anteriormente, el refrigerante podría dirigirse lejos de la muela durante la etapa final de rectificado. Sin embargo, se cree que esta alternativa sería más complicada y menos práctica que reducir la velocidad de flujo.

Claims (9)

1. Método de rectificado de una superficie exterior de una pieza (12) de trabajo, que comprende las etapas de dirigir el refrigerante líquido a la superficie exterior que está siendo rectificada, y vigilar el procedimiento de rectificado mediante una sonda para detectar la dimensión de la superficie, caracterizado porque durante una etapa (28) final predeterminada de un ciclo de rectificado, antes de obtener un tamaño final, se altera la velocidad y/o dirección de flujo de refrigerante líquido en dicha superficie durante al menos parte del transcurso de dicha etapa final, de manera que un flujo reducido de refrigerante alcance dicha superficie exterior, por lo que se mejora la precisión del rectificado final de la pieza de trabajo.
2. Método según la reivindicación 1, en el que la alteración del flujo de refrigerante comprende la reducción del flujo a una fracción del flujo completo, durante dicha etapa final predeterminada.
3. Rectificadora que comprende una muela (10) abrasiva, un medio de accionamiento para girar la muela para efectuar el rectificado de una superficie exterior de una pieza (12) de trabajo, un medio para girar la pieza de trabajo durante el rectificado, un medio para efectuar un movimiento relativo entre la muela abrasiva y la pieza de trabajo para hacer que la muela y la superficie exterior de la pieza de trabajo se acoplen para un rectificado y para mantener tal acoplamiento durante el transcurso de un ciclo de rectificado, un medio (14) para dirigir un chorro de refrigerante líquido a la muela o a la pieza de trabajo o ambos, al menos en la zona de acoplamiento de la muela y la pieza de trabajo, un medio de detección para detectar el momento en el que el ciclo de rectificado está cerca de finalizar y en el que la pieza de trabajo tiene un estado de tamaño excesivo predeterminado que queda por rectificar, comprendiendo dicho medio de detección una sonda que acopla una pieza de trabajo para detectar la dimensión de la superficie exterior que está siendo rectificada, y un medio para generar una señal de control sensible a las señales procedentes del medio de detección, caracterizada por un medio (18) de control de refrigerante para alterar la velocidad de flujo de refrigerante del chorro y/o la dirección del chorro, un medio para suministrar la señal de control al medio (18) de control de refrigerante para alterar el chorro de líquido refrigerante con el fin de desviar, redirigir o reducir el chorro cuando se detecta dicho estado de tamaño excesivo predeterminado y durante al menos parte del transcurso del resto (28) del ciclo de rectificado.
4. Máquina según la reivindicación 3 y que comprende adicionalmente un medio de control de la máquina sensible a la señal de control para reanudar un ciclo de rectificado tras haber efectuado la alteración del chorro de refrigerante, para completar el proceso de rectificado.
5. Máquina según una cualquiera de la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en la que el medio de detección comprende un medio sensible al avance de la muela (10) abrasiva durante el ciclo de rectificado, que está programado para suministrar una señal cuando la muela ha avanzado una distancia dada, indicando de este modo que se ha alcanzado dicho estado de tamaño excesivo predeterminado durante el que va a alterarse el flujo de refrigerante.
6. Máquina según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, que comprende un ordenador para controlar el proceso de rectificado, estando a disposición del ordenador tanto la posición de la muela abrasiva con respecto a la pieza de trabajo como la distancia al tamaño final, en la que el medio (18) de control de refrigerante está controlado por señales procedentes del ordenador.
7. Máquina según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en la que el medio de control de refrigerante es una válvula (18) selectora conectada entre una bomba refrigerante y una tobera (14) para formar el chorro, y operable para producir un flujo completo o un flujo reducido de refrigerante.
8. Máquina según la reivindicación 7, que comprende adicionalmente una válvula (20) de control de flujo corriente arriba de la válvula (18) selectora y operable para variar dicho flujo reducido de refrigerante.
9. Máquina según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en la que la muela abrasiva (10) es una muela de CBN.
ES98307403T 1997-09-20 1998-09-14 Procedimiento mejorado de rectificado. Expired - Lifetime ES2219847T3 (es)

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