ES2238356T3 - Maquina rectificadora. - Google Patents

Abstract

Una máquina rectificadora que comprende dos ruedas abrasivas rectificadoras (44, 46), montadas en ejes separados para moverse independientemente hacia, y a lo lejos de, una pieza de trabajo giratoria (52), y medios para producir el ajuste axial relativo, entre cada rueda abrasiva y la pieza de trabajo, caracterizada porque cada rueda abrasiva es de escasa anchura, de modo que es capaz de llevar a cabo un rectificado en profundidad, en una parte cilíndrica (54) de la pieza de trabajo, incluyendo medios para hacer funcionar de forma alternativa las dos ruedas abrasivas, para el rectificado en profundidad dos partes cilíndricas solapadas o adjuntas, y porque cada rueda abrasiva rectificadora (44, 46) está perfilada, e incluye una superficie cilíndrica, y una región anular (48, 50) de mayor diámetro, que sirve para acoplarse con la pieza de trabajo y formar una muesca (56, 58) en esta, mediante lo que la máquina puede rectificar un rango de longitudes axiales, hasta una longitud que no excede la suma de las anchuras de las dos ruedas abrasivas.

Description

Máquina rectificadora.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a máquinas rectificadoras, como las del preámbulo de la reivindicación 1. En el documento JP 54 114 891 se revela un ejemplo de tales máquinas.

Antecedentes de la invención

La retirada de metal procedente de una pieza de trabajo, al efecto de definir una región rectificada, de una longitud axial y diámetro dados, se puede conseguir por rectificación en profundidad, usando una rueda abrasiva cuya anchura es igual a la longitud axial de la región a ser rectificada, o por medio de usar una rueda abrasiva más estrecha, y retirar progresivamente el material desde la pieza de trabajo, por medio de cruzar transversalmente la pieza de trabajo en relación con la rueda abrasiva (o viceversa), o por medio de usar la rueda abrasiva estrecha, y llevar a cabo una serie de rectificaciones en profundidad ligeramente solapadas.

Siendo todas los demás factores iguales, y habiendo disponible un suministro ilimitado de energía, el tiempo del ciclo global (es decir, el tiempo desde el acoplamiento inicial de la rueda abrasiva y la pieza de trabajo, hasta el desacoplamiento final después de que se haya rectificado las medidas de la zona), será mínimo cuando se involucre una sola rueda abrasiva y una sola penetración, si bien la necesidad de desbarbar regularmente la rueda abrasiva incrementará el tiempo total de mecanización para un lote, superando por exceso el tiempo global teórico.

En la publicación internacional número WO 96/05 940, se revela una máquina rectificadora de doble rueda abrasiva, en la que cada rueda abrasiva pulverizadora puede ser rectificada por medio de una rueda de reavivado, montada sobre el cabezal portamuelas de la otra rueda abrasiva. Las dos ruedas abrasivas funcionan a la vez, para permitir que dos regiones de la pieza de trabajo, como puede ser un eje de distribución, sean rectificadas a la vez.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención, se proporciona una máquina rectificadora que comprende dos ruedas abrasivas pulverizadoras, montadas en ejes separados para el movimiento independiente hacia, y a lo lejos de, una pieza de trabajo giratoria, y medios para provocar el ajuste axial relativo, entre cada rueda abrasiva y la pieza de trabajo, caracterizada porque cada rueda abrasiva es de una anchura reducida, para ser así capaz de llevar a cabo una rectificación en profundidad, en una parte cilíndrica de la pieza de trabajo, que incluye medios para hacer funcionar de forma alternativa las dos ruedas abrasivas, para rectificar en profundidad dos partes cilíndricas solapadas o unidas, y porque cada rueda abrasiva rectificadora está perfilada, e incluye una superficie cilíndrica y una región anular de mayor diámetro, destinada a acoplarse con la pieza de trabajo y a realizar una muesca en esta, mediante lo que la máquina puede rectificar un rango, de longitudes axiales, hasta una longitud que no excede la suma de las anchuras de las dos ruedas abrasivas.

Cada rueda abrasiva rectificadora y eje asociado de la máquina, están montados preferentemente en un cabezal portamuelas, para un movimiento independiente a lo largo de un guía lineal. Tal movimiento independiente permite a la máquina rectificar ranuras, y características similares de diferentes anchuras.

En la máquina, la pieza de trabajo está montada preferentemente entre los centros de un cabezal móvil y un de contrapunto, que también aloja un motor para hacer rotar a la pieza de trabajo.

Preferentemente la máquina comprende, además, un ordenador programable para controlar los movimientos de los cabezales portamuelas hacia, y la lo lejos de, la pieza de trabajo. El control por medio del ordenador programable permite que la máquina sea más fácilmente adaptable para llevar a cabo una pluralidad de operaciones de rectificación diferentes entre sí.

En la máquina, la pieza de trabajo es preferentemente un cigüeñal, y las ruedas abrasivas rectifican de forma beneficiosa una muñequilla del cigüeñal.

La máquina comprende preferentemente un calibre para calibrar en producción el diámetro de la muñequilla del cigüeñal, según esta es rectificada. La incorporación del calibre es ventajosa, debido a que permite que el movimiento de flexión de la muñequilla sea compensado, o tenido en cuenta, cuando se lleva a cabo una operación de rectificado.

De forma ventajosa, la máquina comprende además un calibre para medir cada diámetro de la rueda abrasiva rectificadora, y medios para suministrar señales desde el calibre al ordenador. Calibrar cada diámetro de rueda abrasiva rectificadora, permite a la máquina corregir, o compensar, la rueda abrasiva rectificadora y los errores de rectificado que potencialmente pueden surgir de esta.

Preferentemente la máquina comprende, además, una luneta que tiene un brazo móvil para acoplar una región del cojinete del cigüeñal, para impedir la curvatura de este bajo las fuerzas del rectificado.

En la máquina rectificadora, el ajuste de dichos medios para ajustar cada rueda abrasiva se hace, preferentemente, durante la instalación, para permitir que se haga un tratamiento adecuado de las diferentes regiones espaciadas axialmente de la pieza de trabajo.

Preferentemente la pieza de trabajo, o el cabezal portamuelas respectivo, están divididos de forma que se rectifica primero con una de las dos ruedas abrasivas rectificadoras perfiladas, y después con la otra.

Ventajosamente, en la máquina es ajustable el espaciado entre las dos muescas, en el que ambas ruedas abrasivas tienen la misma anchura, de forma que el mínimo espaciado entre los dos perfiles es igual a la anchura de una rueda abrasiva, y el máximo espaciado es igual a la suma de las anchuras de las dos ruedas abrasivas, a saber un rango de 2:1.

Ventajosamente, en la máquina cada rueda abrasiva rectificadora incluye también medios de reavivado de la rueda abrasiva.

Descripción de los dibujos

A continuación se describirá la invención, solo a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos anexos, en los que:

la figura 1 es una ilustración esquemática de un rectificado en profundidad, convencional, que usa una rueda abrasiva rectificadora ancha;

la figura 2 es una diagrama de una secuencia de rectificaciones en profundidad, que usan una rueda abrasiva estrecha para retirar material, sobre la misma extensión axial que con la rueda abrasiva ancha, y bajo las mismas circunstancias obtiene un tiempo de rectificado más rápido;

la figura 3 es un diagrama esquemático de una rueda abrasiva rectificadora de perfil gemelo, para rectificar una pieza de trabajo mediante un modo de rectificado en profundidad, como se muestra;

la figura 4 es una ilustración de cómo se puede usar dos ruedas abrasivas rectificadoras de perfiles más estrechos, de acuerdo con la invención, para rectificar la misma región que la rueda de perfil gemelo de la figura 3, y de como bajo ciertas circunstancias se consigue una velocidad de perforación superior;

las figuras 5A, B y C son ilustraciones de cómo tres diferentes ruedas abrasivas rectificadoras, seleccionada cada una para permitir una retirada óptima de material por penetración, dada una capacidad fija de trabajo de la máquina, pueden ser usadas para perforar una región similar a la mostrada en la figura 4, pero de mayor extensión axial de la que se puede perforar usando dos ruedas abrasivas rectificadoras perfiladas, como las de la figura 4;

la figura 6 es una vista en perspectiva de una máquina rectificadora controlada por ordenador, adaptada con dos ruedas abrasivas rectificadoras; y

la figura 7 es un listado funcional del sistema de control, que muestra las entradas de datos y las decisiones de programa, requeridas para conseguir la retirada de material óptima por rectificado en profundidad.

Descripción detallada de realizaciones de la invención

En la figura 1, se muestra una técnica convencional de rectificado en profundidad, en la que se muestra una rueda abrasiva rectificadora 10, alineada con una región 12 de una pieza de trabajo 14, que ha sido rectificada por medio de introducir la rueda abrasiva 10 en la pieza de trabajo 14, en el sentido de la flecha 16 en una distancia igual al cambio en radio que hay entre un diámetro mayor de la pieza de trabajo 14 y un diámetro menor de la región 12.

Si la distancia axial entre los hombros en extremos opuestos de la región de diámetro reducido 12 el L, se ha asumido por lo general, hasta la fecha, que el tiempo mínimo para el rectificado se obtiene seleccionando una sola rueda abrasiva rectificadora de anchura L, y llevando a cabo un solo rectificado en profundidad.

Si se pudiera asumir una potencia ilimitada, y una pieza de trabajo y soportes de la máquina de dureza infinita, tal enfoque convencional tendría por resultado un tiempo de rectificado mínimo. Sin embargo, se ha descubierto que incrementar la anchura de la rueda abrasiva necesita incrementar de forma desproporcionada los esfuerzos de potencia, para conseguir las potenciales aptitudes separables de las ruedas abrasivas más estrechas, que usan el mismo material de rectificado, y si no hay disponible potencia ilimitada, y en concreto si la necesidad de potencia RMS está limitada significativamente, la velocidad de avance que se pude conseguir, a saber la velocidad a la que se hace avanzar a la rueda abrasiva 10 en el sentido de la flecha 16, se reduce de forma significativa cuando se incrementa la anchura de la rueda abrasiva. Si bien una rueda abrasiva más ancha consigue una longitud axial mayor de la pieza de trabajo, el volumen de material retirado por segundo puede de hecho ser menor que si hay la misma potencia disponible para impulsar una rueda abrasiva más estrecha.

La figura 2 ilustra el principio de la invención, en el que la rueda abrasiva rectificadora 10 es reemplazada, por medio de una rueda abrasiva rectificadora más estrecha 18, cuyo grosor es aproximadamente un tercio del de la rueda abrasiva 10.

A continuación se describe el funcionamiento de la rueda abrasiva 18 y su máquina asociada. La rueda abrasiva 18 es manejada para proporcionar un rectificado en profundidad, al efecto de producir una sección en diámetro reducida 20 que, si el avance en el sentido de la flecha 22, en la figura 2, es el mismo que la distancia a través de la cual se mueve la rueda abrasiva 10, tendrá por resultado el mismo diámetro final, para la región 20, que el diámetro de la región 12.

Después la rueda abrasiva 18 es retirada en el sentido opuesto al de la flecha 22 y, bien la rueda abrasiva 18 o la pieza de trabajo (o ambas), son dividas de forma que se presenta otra región de la pieza de trabajo 14 para rectificado, después de lo cual se lleva a cabo un segundo rectificado en profundidad, para retirar una u otra de las regiones denotadas por la línea de puntos en 24 y 26.

La división subsiguiente permite que la región restante sea retirada por medio de un tercer rectificado en profundidad.

Para obtener un desgaste de la rueda abrasiva más uniforme, las regiones tales como la 26 son preferentemente rectificadas en profundidad antes que las regiones como la 24, de modo que cada una de las superficies planas de la rueda abrasiva 18, está sujeta al mismo número de interacciones con material no rectificado, que la otra.

Para asegurar la retirada completa de material, el verdadero grosor de la rueda abrasiva 18 debería ser justo de más de un tercio de la distancia L.

Alineando un borde del lado izquierdo de la rueda abrasiva 18, con una posición extrema del lado izquierdo de la región 20 a ser rectificada, el primer rectificado en profundidad retirará justo algo más de un tercio de la distancia L. Alineando después el borde del lado derecho de la rueda abrasiva 18, a una distancia L desde el hombro formado por el primer rectificado en profundidad, un segundo rectificado en profundidad retirará el material desde el extremo opuesto de la región 20, a lo largo de una distancia igual a justo más de un tercio de la longitud L, medida desde el hombro del lado derecho. Esto deja un resalto en el centro que es algo menor que un tercio de L en la extensión axial, y es equidistante desde cada uno de los dos hombros, en los extremos opuestos de la región 20. Este anillo de material no deseado, puede ahora ser retirado por medio de un solo rectificado en profundidad, por medio de centrar este con la rueda abrasiva 18, y llevar a cabo el tercer rectificado en profundidad.

Si uno de los extremos de la región 20 va a ser moldeado con un perfil anular, tal como una muesca, puede usarse una segunda rueda abrasiva (no mostrada), para llevar a cabo el rectificado en profundidad en la región en la que se necesita la muesca, si bien la otra región, o regiones, en las que no se necesita una muesca, pueden ser retiradas usando una rueda abrasiva rectificadora plana, tal como la que se muestra en 18, en la figura 2.

Allá donde se necesite dos muescas, tales como los extremos opuestos de una muñequilla como la mostrada en la figura 3, lo convencional ha sido emplear una rueda abrasiva rectificadora de perfil gemelo, como la mostrada en 28, en la figura 3. Se proporciona un dispositivo de reavivado de la rueda abrasiva (no mostrado), para producir y mantener/restituir regularmente el perfil periférico externo de la rueda abrasiva 28, y un solo rectificado en profundidad tendrá por resultado una región rectificada en la pieza de trabajo 14, hecha de una superficie de vástago cilíndrico 30, que tiene un diámetro menor que el diámetro de las regiones anexas de la pieza de trabajo 14, con dos muescas 32 y 34, una en cada extremo entre el vástago de diámetro deducido 30 y los hombros 36 y 38. Con el uso, los perfiles 40 y 42 en la rueda abrasiva rectificadora 28, que producen las muescas 32 y 34, se desgastarán, y es necesario en la práctica volver a definir el perfil de la rueda abrasiva 28, para así asegurar que se consigue la profundidad correcta de la muesca.

La figura 4 muestra como la región 30 de la figura 3 puede ser rectificada de acuerdo con la invención, usando dos ruedas abrasivas rectificadoras más estrechas 44 y 46 que contienen, cada una, un perfil del borde 48 y 50 respectivamente, para rectificar una muesca. El método involucra el rectificado en profundidad usando la primera rueda abrasiva rectificadora 44, de forma que se rectifica la primera mitad de una sección de diámetro reducido 54 de la pieza de trabajo 52, con una muesca 56. Después se retira la rueda abrasiva 44 y, por medio de un movimiento relativo adecuado, la segunda rueda abrasiva 46 es alineada con la otra parte de la región a ser rectificada. Usando un segundo rectificado en profundidad, se rectifica ahora la región mostrada en el contorno punteado, de modo que se completa el rectificado de la región 54 con una segunda muesca en 58. La anchura de cada una de las dos ruedas abrasivas rectificadoras 44 y 46 (incluida la región perfilada 48 y 50, en cada caso), es justamente algo superior al 50% de la distancia axial entre los dos hombros, o montantes, que quedan después del rectificado, a saber 60 y 62. Al asegurar que la suma de las anchuras de las dos ruedas abrasivas, es justo mayor que esta dimensión, hay poco riesgo de que haya quedado algún material no rectificado, después del segundo rectificado en profundidad por medio de la rueda abrasiva 46.

De hecho, las dos ruedas abrasivas 44 y 46 pueden usarse para rectificar cualquier región similar a 54, en la que la distancia entre los dos hombros 60 y 62 pueda ser cualquiera entre la anchura de la más ancha de las dos ruedas abrasivas 44 y 46, hasta la suma de las anchuras de las dos ruedas abrasivas rectificadoras. En relación con esto, se verá que solapar las dos secciones planas de las ruedas abrasivas rectificadoras, no producirá ninguna rectificado adicional no deseada, toda vez que se hace avanzar a las dos ruedas abrasivas rectificadoras en la cantidad apropiada en cada caso.

Si se va a proporcionar una máquina de propósito general, las dos ruedas abrasivas rectificadoras 44 y 46 deberían, ambas, ser de la misma anchura, puesto que esto proporcionará el máximo rango de medidas entre los hombros 60 y 62.

Usar dos de tales ruedas abrasivas, como en la figura 4, puede no permitir la mejor optimización del proceso de rectificado, pero allá donde se utilice el mismo material de rectificado en las dos ruedas abrasivas, como el que se usa en la rueda abrasiva de la figura 3, la pieza de trabajo es de un material similar, ha de ser rectificada la misma reducción en diámetro y la misma extensión axial de la pieza de trabajo, se ha obtenido un ahorro significativo de tiempo usando dos ruedas abrasivas para el rectificado, como en la figura 4, en lugar de una sola rueda abrasiva 28, como en la figura 3, cuando se usa la misma máquina rectificadora, y manejando la última en su capacidad de potencia de pico máximo/y RMS, durante cada proceso de rectificado.

Lo que se ha encontrado es que, cuanto más estrecha es la rueda abrasiva como en 44 y 46, mayor es la velocidad a la que se puede hacer avanzar a la rueda abrasiva hacia delante durante el modo de rectificado en profundidad. Si la longitud axial de la región a ser rectificada es tal, que la mitad de la longitud axial produce una rueda abrasiva rectificadora relativamente gruesa, se puede conseguir una ventaja por medio de adoptar un método, y una técnica, como los que se muestra en la figura 5. Esto permite que se utilice las ruedas abrasivas más estrechas posibles, tomando en consideración la rigidez y la resistencia de la rueda abrasiva, así como la capacidad de potencia. Por simplicidad, se ha usado los mismo números de referencia para describir las ruedas abrasivas rectificadoras descritas en relación con la figura 4, y la pieza de trabajo se identificada análogamente mediante el número de referencia 52.

En la disposición de la figura 5, un rectificado en profundidad que usa la rueda abrasiva 44, moldea el hombro 60 y la primera región 54 con una muesca 56. La retracción y la división (véase la figura 5B), permiten que la segunda rueda abrasiva rectificadora 46 pulverice en profundidad el segundo hombro 62, y una segunda parte de la región de diámetro reducido 54, denotado 55 en la figura 5B. El perfil del borde en la rueda abrasiva 46 produce la segunda muesca 58. La diferencia entre las disposiciones de la figura 4 y la figura 5 es que, después del segundo rectificado en profundidad, existe una región anular 64 entre las dos regiones 54 y 55, cuyo diámetro externo es comparable con el de la pieza de trabajo 52.

Si no se necesita más muescas, no se puede usar ninguna de las ruedas abrasivas 44 y 46 para retirar esta región.

A este respecto, se proporciona una tercera rueda abrasiva rectificadora 66 y, después de la división adecuada (véase la figura 5(c)) para traer la región de la pieza de trabajo 64 en contacto con la tercera rueda abrasiva 66 (bien moviendo la pieza de trabajo en relación con la rueda abrasiva, o moviendo la rueda abrasiva en relación con la pieza de trabajo, o haciendo ambas cosas a la vez), la región no deseada 64 puede ser retirada por medio de rectificado en profundidad, usando la tercera rueda abrasiva 66. Si la anchura de la última es lo suficientemente grande, un solo rectificado en profundidad, localizado adecuadamente en relación con la pieza de trabajo, retirará el anillo de material no deseado 64. Si, como se muestra, la región 64 es de una extensión axial mayor que el grosor de la rueda abrasiva 66, se necesitará dos o más rectificados en profundidad. Para un desgaste externo en la rueda abrasiva 66 homogéneo, la última se introduce preferentemente en una secuencia dada, que puede necesitar ser cambiada de una pieza de trabajo a la siguiente. Así, por ejemplo la rueda abrasiva 66 puede ser introducida en el extremo del lado izquierdo de la región 64 en primer lugar, y después el extremo del lado derecho y después, si sigue habiendo algún material a ser retirado, se puede traer al centro.

Si la longitud axial de la región 64 es excesiva, de forma que se necesita cuatro o cinco, e incluso más, rectificaciones en profundidad, estás se disponen preferentemente de modo que se involucre en igual número de veces a ambos lados de la rueda abrasiva 66, para generar así un esquema de desgaste uniforme.

La invención es de aplicación concreta para el rectificado que usa ruedas abrasivas electrodepositadas CBN. Hasta la fecha no se ha aprovechado todas la ventajas de tales ruedas abrasivas, para la capacidad de rectificado. Los fabricantes de ruedas abrasivas especifican una velocidad de retirada de material máxima, y se ha encontrado que remotamente se consigue esta velocidad durante el rectificado. En concreto, la potencia del motor, particularmente la potencia RMS del motor, que impulsa a la rueda abrasiva rectificadora, limita la velocidad a la que se puede hacer avanzar a la rueda abrasiva, y a la que se puede retirar el material. La capacidad de potencia RMS de un motor, es función de las necesidades de potencia continua para todo el ciclo, y si la especificación de potencia RMS del motor se rebasa, el motor acusa un sobrecalentamiento.

Para ruedas abrasivas electrodepositadas, la especificación de la rueda abrasiva se detalla en términos de la velocidad de retirada de metal específica (SMRR, specific metal removal rate), y esta se define como el volumen de metal retirado por segundo, por milímetro de anchura de rueda abrasiva, y constituye la base para los cálculos de potencia de rectificado. Los fabricantes de ruedas abrasivas sugieren que la SMRR máxima para ruedas abrasivas CBN electrodepositadas, es 360 mm^{3}/mm \cdot s cuando se está rectificando hierro fundido, y como refrigerante se está usando aceite en perfecto estado. Sin embargo, es frecuente el caso en el que las limitaciones de la potencia del motor, han limitado las velocidades de avance de rueda abrasiva, de forma que el rectificado está realmente en el rango de 30 a 66 mm^{3}/mm \cdot s. Incorporando las técnicas propuestas por la invención, puede conseguirse velocidades muy superiores a las que van de los 30 a los 60 citados arriba, lo que permite que se reduzca sensiblemente el número de avances. Reduciendo la anchura de la rueda abrasiva se necesita más penetraciones, pero el tiempo adicional que se requiere para dividir, al efecto de enfrentar la rueda abrasiva a diferentes regiones, o diferentes ruedas abrasivas a la pieza de trabajo, puede ser más que compensado por los periodos de rectificado, mucho más cortos, que se necesita para cada etapa de rectificado en profundidad.

Consideremos como ejemplo un cigüeñal de cuatro cilindros, en el que los vástagos tienen que ser rectificados desde 50mm hasta 40 mm, y los vástagos son cada uno de 23mm de anchura. Se asume una velocidad de trabajo de 30rpm. Se asume que la especificación de potencia del motor es de 50 kilovatios de potencia máxima de pico, y 30 kilovatios de potencia RMS.

Usando una rueda abrasiva de 23 mm de anchura, y un método de una sola penetración, se puede encontrar que la velocidad de retirada de metal específica es 36,9 mm^{3}/mm \cdot s (a partir de un gráfico de SMRR frente a potencia específica). El tiempo de rectificado para los cuatro vástagos es, por lo tanto, 4 x 14, lo que totaliza 56 segundos. El tiempo con el husillo funcionando/refrigerante es de 5,1 segundos.

Sin embargo para permanecer dentro de los requerimientos de potencia RMS del motor, la velocidad de avance se ha reducido dramáticamente, y el tiempo del ciclo tiene que ser por lo menos de 131,2
segundos.

Usando dos ruedas abrasivas de 12 mm de anchura, y dos rectificaciones en profundidad, separadas, es aceptable una velocidad de retirada de metal específica para cada rueda abrasiva, de 110,7 mm^{3}/mm \cdot s (a partir del mismo gráfico de SMRR frente a potencia específica). El tiempo de rectificado total es, ahora, de 4 x 2 x 6, lo que totaliza 48 segundos, y el tiempo con el husillo funcionando y el refrigerante es de 10,1 segundos.

Sin embargo, a la vista de las menores necesidades de potencia RMS, la velocidad de avance se puede incrementar, y el tiempo del ciclo se reduce ahora a 63,3 segundos para el mismo requisito de potencia RMS máxima.

Se verá, por tanto, que el tiempo del ciclo ha sido aproximadamente dividido por dos, usando un método de dos penetraciones, y la mayoría del ahorro de tiempo puede ser atribuido a la reducción en el requisito de potencia RMS, puesto que la velocidad de avance superior durante cada penetración compensa, de forma desproporcionada, la necesidad de llevar a cabo dos penetraciones, y no hay incremento en el tiempo del ciclo en correspondencia con la menor capacidad de potencia RMS.

La figura 6 muestra una máquina rectificadora 68 que tiene dos ruedas abrasivas rectificadoras 70, 72 impulsadas por motores 74, 76, y montadas sobre cabezales portamuelas 89, 80 para el movimiento hacia, y a lo lejos de, una pieza de trabajo 82, a lo largo de guías lineales 84, 86, bajo el control de los motores de impulso del avance de la rueda abrasiva 88, 90. La pieza de trabajo está montada entre centros en un cabezal móvil 92 y un contrapunto 94, que también aloja un motor (no mostrado) para rotar la pieza de trabajo 82 por vía de un portaherramientas 96. La pieza de trabajo mostrada es un cigüeñal de un motor de combustión interna, e incluye muñequillas descentradas como 98, que han de ser rectificadas a su tamaño, cada una de las cuales constituye una pieza de trabajo cilíndrica para rectificado.

Un ordenador 100 ejecuta un programa que se describe en lo que sigue, controla el funcionamiento de la máquina y, entre otras cosas, mueve los cabezales portamuelas 78, 80 hacia, y a lo lejos de, la pieza de trabajo 82, cuando la pieza de trabajo rota, para así mantener el contacto entre la rueda abrasiva y la muñequilla que está siendo rectificada, cuando la ultima rota circularmente alrededor del eje de los centros de la pieza de trabajo.

El conjunto del cabezal portamuelas puede llevar un calibre, no mostrado, para calibrar, durante la producción, el diámetro de la muñequilla conforme es rectificada.

En 102 hay montada una luneta activada por medios hidráulicos o neumáticos, que tiene una base 104 y un brazo móvil en voladizo 106, adaptado en el extremo del lado derecho, tal como se muestra, para acoplarse con una región de soporte del cojinete cilíndrico de la pieza de trabajo del cigüeñal 82. Las señales de control para hacer avanzar y retroceder 106, proceden del ordenador 100.

En 108 y 110 hay montados dos calibres de medida del diámetro de la rueda abrasiva, desde los que se entrega señales de vuelta para el ordenador 100.

En la figura 7 se describe, en forma diagramática, la pieza de trabajo en 110, montada entre el contrapunto 112 y el cabezal 114 que es impulsado por el motor 116. La pieza de trabajo es engranada por una rueda abrasiva rectificadora 118, portada por un cabezal portamuelas 120 que es movido hacia, y a lo lejos de, la pieza de trabajo 110, por medio de un motor de avance 122. La rueda abrasiva rectificadora es rotada, por medio de un motor de accionamiento del husillo 124.

Los datos de entrada, que son introducidos por un operador, se muestran en el lado izquierdo del diagrama.

Se introduce la velocidad de corte de la rueda abrasiva rectificadora, en revs/segundo, y se almacena en 126.

La capacidad de potencia del mecanismo del motor de accionamiento del husillo de la rueda abrasiva rectificadora, se introduce y se almacena (como un parámetro constante) en 128.

El límite de potencia RMS máxima del motor de accionamiento, del husillo de la rueda abrasiva rectificadora, se introduce y se almacena en 130. De nuevo, este tenderá a ser un parámetro constante para la máquina.

El máximo avance de las ruedas que se puede intentar por revolución de la pieza de trabajo, durante el rectificado, y expresado como un % del máximo teórico, se introduce y almacena en 132.

En 134 se introduce y se almacena detalles de la composición de refrigerante.

En 136 se introduce y se almacena detalles del material del que se compone la rueda abrasiva rectificadora.

Los detalles del material de la pieza de trabajo, son introducidos y almacenados en 138.

En 140 se introduce y se almacena la velocidad de corte de la pieza de trabajo en mm/seg.

A partir de 134, 136 y 138, se calcula la velocidad específica de material durante el rectificado en mm cúbicos por m \cdot s, en el paso del programa 142, y se suministra la velocidad de retirada a la etapa del programa 144, para calcular el avance teórico de la rueda abrasiva rectificadora, en mm por revolución de la pieza de trabajo.

La etapa 146 ajusta este a un valor menor, en función de la cifra en % procedente de 132 y, usando la velocidad rotacional de la pieza de trabajo (en revs/segundo) del paso de programa 148, se calcula da velocidad de avance de la rueda abrasiva rectificadora en el paso 150.

La unidad de control 152 sirve para generar una señal de control para el motor 122, desde la velocidad de avance de 150.

La velocidad de rotación calculada en 148, se entrega a la unidad de control 154, para generar un señal de control para el motor 146.

La señal de la velocidad de corte de la rueda abrasiva rectificadora, en rev/seg, de 126, se convierte, por medio de la unidad de control 156, en una señal de control para controlar el motor de accionamiento del husillo 124, y un sensor de torque (no mostrado) genera una señal de realimentación, que se suministra junto con la velocidad de corte deseada en revs/segundo en 126, paso del programa 158, que calcula la potencia necesaria para conseguir la velocidad de corte y la potencia RMS que se está consumiendo Los valores de potencia instantáneo y RMS, se comparan con los valores almacenados en 128 y 130, por medio de los pasos del programa 160, 162 y, si cualquiera es rebasado, se lleva a cabo una reducción adicional en la velocidad de avance por revolución, mediante el paso 146 del programa. Esto, a su vez, reduce la demanda de velocidad de avance de la rueda abrasiva en 150, lo que reduce la demanda generada sobre el motor 122, reduciéndose de este modo la velocidad de avance de la rueda abrasiva.

La señal de control para el motor 154, se obtiene de los datos en 140 y del radio de la pieza de trabajo obtenido por calibración. Si esta información del radio por calibración, se obtiene en producción se suministra, a lo largo del camino 164, a la etapa 148 del programa, junto con la información de la velocidad de corte de la pieza de trabajo de 140, para modificar la señal de control de la velocidad de rotación, a ser calculada por el paso 48. De este modo, la velocidad de rotación de la pieza de trabajo se ajusta, para tener en cuenta el cambio en el diámetro de la pieza de trabajo, y esta es rectificada.

Claims (12)

1. Una máquina rectificadora que comprende dos ruedas abrasivas rectificadoras (44, 46), montadas en ejes separados para moverse independientemente hacia, y a lo lejos de, una pieza de trabajo giratoria (52), y medios para producir el ajuste axial relativo, entre cada rueda abrasiva y la pieza de trabajo, caracterizada porque cada rueda abrasiva es de escasa anchura, de modo que es capaz de llevar a cabo un rectificado en profundidad, en una parte cilíndrica (54) de la pieza de trabajo, incluyendo medios para hacer funcionar de forma alternativa las dos ruedas abrasivas, para el rectificado en profundidad dos partes cilíndricas solapadas o adjuntas, y porque cada rueda abrasiva rectificadora (44, 46) está perfilada, e incluye una superficie cilíndrica, y una región anular (48, 50) de mayor diámetro, que sirve para acoplarse con la pieza de trabajo y formar una muesca (56, 58) en esta, mediante lo que la máquina puede rectificar un rango de longitudes axiales, hasta una longitud que no excede la suma de las anchuras de las dos ruedas abrasivas.

2. Una máquina como la que se reivindica en la reivindicación 1, en la que cada rueda abrasiva rectificadora (70, 72) y cada eje, están montados en un cabezal portamuelas (78, 80), para moverse de forma independiente a lo largo de una guía lineal.

3. Una máquina como la que se reivindica en la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la pieza de trabajo (82) está montada entre los centros de un cabezal móvil (92) y un contrapunto (94), el cual además aloja un motor para hacer girar a la pieza de trabajo.

4. Una máquina como la que se reivindica en la reivindicación 2 o la reivindicación 3, que comprende además un ordenador programable (100), para controlar los movimientos de los cabezales portamuelas (78, 80) hacia, y a lo lejos de, la pieza de trabajo.

5. Una máquina como la que se reivindica en cualquiera de as reivindicaciones 1 a 4, en la que la pieza de trabajo (82) es un cigüeñal, y las ruedas abrasivas rectifican una muñequilla (98) de este.

6. Una máquina como la que se reivindica en la reivindicación 5 que comprende, además, un calibre para calibrar, en producción, el diámetro de la muñequilla (98), conforme está es rectificada.

7. Una máquina como la que se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 que comprende, además, un calibre para medir el diámetro de cada rueda abrasiva rectificadora, y medios para suministrar señales desde el calibre al ordenador.

8. Una máquina como la que se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, que comprende además una luneta (102), que tiene un brazo móvil (106) para acoplarse con una región del cojinete del cigüeñal (82), al efecto de oponerse a la curvatura de este bajo las fuerzas de rectificado.

9. Una máquina como la que se reivindica en la reivindicación 1, en la que el ajuste del mencionado medio para llevar a cabo el ajuste axial relativo, se hace durante la instalación, para permitir tratar regiones de una pieza de trabajo, espaciadas axialmente de forma diferente.

10. Una máquina como la que se reivindica en la reivindicación 2, en la que la pieza de trabajo (52), o el respectivo cabezal portamuelas, están divididos de forma que se rectifica primero con una y después con la otra, de las dos ruedas abrasivas rectificadoras perfiladas (44, 46).

11. Una máquina como la que se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el espaciado entre las dos muescas (56, 58) es ajustable, en la cual ambas ruedas abrasivas (44, 46) tienen la misma anchura, de forma que el espaciado mínimo entre los dos perfiles es igual a la anchura de una rueda, y el espaciado máximo es igual a la suma de las anchuras de las dos ruedas abrasivas, es decir en un rango de 2:1.

12. Una máquina como la que se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que cada rueda abrasiva rectificadora incluye, también, medios para el reavivado de la rueda abrasiva.