ES2247739T3 - Procedimiento para el torneado por saltos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de torneado para tornear de forma no redonda en un torno programable para la producción por arranque de virutas de piezas de trabajo no redondas o piezas de trabajo con al menos discontinuidades parciales de su contorno, en donde se hace girar una pieza de trabajo en el mandril de un husillo de la máquina y se traslada entonces un carro de movimientos en cruz junto con una herramienta de mecanización por arranque de virutas, y se producen determinados contornos no redondos compuestos de elementos de transición geométricos, caracterizado porque, utilizando una programación de rosca, el carro de movimientos en cruz es trasladado junto con la herramienta de arranque de virutas en el eje del paso de rosca de manera sincronizada con el ángulo del husillo, y porque se producen los contornos no redondos por medio de una programación a base de funciones de salto enlazando conjuntos de órdenes con valores para los parámetros de dirección diámetro (X), longitud (Z) y paso (F), empleándose al menos para uno de estos parámetros de dirección en la cadena de conjuntos de programas una secuencia de valores de parámetros de dirección que cojea, es decir que presenta una función de salto.

Description

Procedimiento para el torneado por saltos.

La invención concierne a un procedimiento especial para la mecanización por técnicas de torneado de piezas de trabajo y a un uso preferido del procedimiento.

En principio, la técnica de torneado convencional es un procedimiento conocido desde hace muchísimo tiempo para la fabricación por arranque de virutas de piezas de trabajo, por ejemplo de madera, metal o plástico. En tiempos recientes, la tecnología de torneado ha experimentado una enorme ampliación de sus posibilidades debido a la introducción y desarrollo de controles numéricos. Así, hoy en día, no plantea en absoluto ningún problema, por ejemplo, el mantenimiento de una velocidad de corte constante a lo largo del contorno de la superficie. Incluso geometrías complicadas pueden materializarse de manera relativamente sencilla por medio de una programación correspondiente y pueden obtenerse en tiempos de mecanización muy cortos. Además, tales máquinas se han revalorizado aún más por el equipamiento con un accionamiento de las herramientas, puesto que piezas de trabajo tan complicadas se pueden terminar de mecanizar por técnicas de torneado y de fresado en una sola fase de sujeción. No obstante, existen aquí ciertas restricciones que afectan al factor tiempo o a determinadas configuraciones geométricas. Por ejemplo, es un hecho que la fabricación por técnicas de torneado hace posible en general tiempos de mecanización netamente más cortos que los del fresado. Además, se obtienen mejores calidades superficiales con el torneado. Por tanto, cuando, a causa de la geometría de la pieza de trabajo, entra en consideración solamente una fabricación por técnicas de fresado, se tiene que aceptar forzosamente un tiempo de mecanización netamente más largo o una superficie más irregular. Ahora bien, con una fabricación por técnicas de fresado están limitadas las posibilidades geométricas. Así, por ejemplo, cada esquina de un contorno fresado en el plano radial del eje de la fresa no puede ser nunca de aristas tan vivas como el radio de la fresa empleada. Se pueden lograr ciertamente contornos de aristas vivas por medio de escariado, mortajado o erosión, pero se tiene que transferir para ello la pieza de trabajo a otra máquina. En el caso de la erosión, la demanda de tiempo es extremadamente elevada. Se encuentran ciertamente en el mercado desde hace algunos años los llamados aparatos de taladrado con forma o de torneado con forma para la obtención con arranque de virutas de contornos no redondos, pero estos aparatos tienen su precio y requieren así una inversión de capital de orden de magnitud correspondiente. Además, se pueden conectar solamente al sitio de corte previsto y están limitados a un contorno prefijado con falta de redondez bidimensional.

Han existido ya antes intentos de capacitar los tornos, por acoplamiento de grupos constructivos mecánicos especiales, para la mecanización de piezas de trabajo no redondas. Una máquina correspondiente se propone en la publicación de patente alemana DE 25 15 106. Aparte del coste de construcción muy elevado y llamativo, esta máquina adolece de la limitación extrema de sus posibilidades, que se restringen de todos modos solamente a la producción de una geometría no redonda bidimensional.

Las posibilidades geométricas de la mecanización no redonda pueden ser ampliadas con respecto a un torno de herramientas adaptables, por ejemplo, cuando el accionamiento de las cuchillas puede ser activado en forma libremente programable. Una herramienta de esta clase es conocida, por ejemplo, por la publicación de patente alemana DE 35 09 240 A1. Se aprovechan aquí miembros de ajuste piezoeléctricos o magnetoestrictivos para materializar un desplazamiento dinámico de las cuchillas con relación a la pieza de trabajo por medio de una activación eléctrica correspondiente. Sin embargo, se pueden conseguir así tan sólo recorridos de ajuste muy pequeños. Sería ciertamente posible en el aspecto técnico, por ejemplo mediante la utilización de un sistema magnetodinámico, llegar a recorridos de ajuste sensiblemente más grandes, pero éstos estarían limitados como antes a un único eje de movimiento. Para lograr determinadas mecanizaciones discontinuas tridimensionales sería necesario crear una herramienta con direcciones de movimiento complejas mediante la adición de una segunda o incluso una tercera unidad de movimiento dispuesta en cada caso ortogonalmente, pero, no obstante, esto sería costoso en su construcción y exigente con respecto a la electrónica de activación necesaria. Hasta ahora, no está disponible una herramienta de esta clase.

Se conocen también tornos especiales que han sido desarrollados para la mecanización no redonda, por ejemplo de pistones para motores de combustión. En efecto, los pistones modernos poseen una sección transversal ligeramente no redonda, en general elíptica, para compensar la dilatación anisótropa durante el calentamiento. No obstante, existe aquí solamente una desviación muy pequeña respecto de la forma circular, presentando el contorno, además, un trazado de fluencia blanda. No están presentes allí saltos ni discontinuidades extremas. Por consiguiente, no existe un grado de dificultad muy alto respecto del diseño constructivo de una máquina de esta clase. Es suficientemente en principio hacer que la cuchilla de torneado oscile con pequeña amplitud en el eje x correspondiente al diámetro mientras se traslada el carro en el eje z a lo largo de la pieza de trabajo. El ángulo de desviación de la punta de la cuchilla de torneado mostrará aquí una evolución de forma más o menos sinusoidal, con lo que no son en absoluto necesarias aceleraciones extremas. De todos modos, a pesar de la masa reducida del sistema, estas aceleraciones se podrían materializar solamente con dificultad. Se sobrentiende que tales máquinas requieren un acoplamiento de la rotación de la pieza de trabajo con el movimiento del eje x, pero se puede configurar libre el avance en el eje z. En realidad, la producción del contorno no redondo está limitada en este caso al plano bidimensional del diámetro y se extiende únicamente por medio del eje z hasta la tercera dimensión. Sin embargo, el eje z no está aquí realmente incorporado en la producción de contornos no redondos. No está prevista una traslación del carro a lo largo del eje z en saltos o con una oscilación aproximadamente superpuesta.

Una máquina especial de la clase anteriormente citada se describe, por ejemplo, en la publicación de patente alemana DE 40 31 079 A1, en donde se propone que, para la activación del accionamiento (por ejemplo, motor lineal eléctrico o sistema hidráulico) previsto para el movimiento oscilante de la cuchilla de torneado, se aproveche, aparte del sistema de control existente de la máquina, un sistema de control adicional por ordenador, por ejemplo en forma de un ordenador personal. Sin embargo, sin modificar la traslación cinemática de base, una máquina de esta clase está limitada en sus posibilidades a las aplicaciones previstas y similares. Además, una máquina especial de esta clase es relativamente cara en su adquisición.

Por tanto, existe el problema de crear un procedimiento para la mecanización por técnicas de torneado de piezas de trabajo con irregularidades o discontinuidades del contorno, el cual, por un lado, deberá aprovechar las circunstancias existentes en la máquina respecto del carro de movimientos en cruz y el sistema de control NC, sin escaparse de aparatos adicionales que superen los problemas inherentes a la inercia de masa, y al mismo tiempo deberá ampliar en al menos una dimensión adicional el grado de libertad respecto de la discontinuidad del contorno que puede producirse. A este respecto, se ha aspirado también a relevar hasta donde sea posible las operaciones técnicas de fresado utilizadas hasta ahora por el nuevo procedimiento.

El problema citado se resuelve según la invención por medio de un procedimiento técnico de torneado designado como torneado de paso de cojo, en el que la pieza de trabajo gira en el mandril del husillo de la máquina con un número de revoluciones -preferiblemente constante- y entonces, utilizando una programación de rosca, el carro de movimientos en cruz junto con la herramienta de virutaje es trasladado en el eje del paso de rosca de manera sincronizada con el ángulo del husillo, y se producen determinados contornos no redondos compuestos de elementos de transición geométricos por medio de una programación de funciones de salto por combinación de conjuntos de órdenes con valores para los parámetros de dirección X (diámetro), Z (longitud) y F (paso), empleándose al menos para uno de estos parámetros en la cadena de conjuntos de programas una secuencia de grupos de valores cojeantes con al menos un valor numérico en cada grupo de valores. El procedimiento puede ampliarse aprovechando el parámetro Y (altura) en máquinas correspondientemente equipadas.

Los incrementos formados entre los valores numéricos en la mayoría de las tareas de mecanización en la cadena de conjuntos de programas para al menos un parámetro de dirección representan una secuencia cojeante de grupos de valores con al menos un valor numérico en cada grupo de valores, siendo, por ejemplo, los valores numéricos correspondientes dentro de un grupo de valores mayores que los de dentro del otro grupo de valores y/o siendo positivo el signo dentro de un grupo de valores y negativo dentro del otro grupo de valores. En principio, los valores programados para un parámetro de dirección determinado en la cadena de conjuntos de programas forman una secuencia de valores numéricos en la que las funciones de salto ordenadas se expresan como los llamados pasos de cojo.

El procedimiento adquiere una importancia especial debido a su posibilidad de aplicación en las tres dimensiones, incluso sin aprovechar el eje y. Esta libertad de mecanización puede atribuirse a que se pueden programar pasos de cojo por medio de X, Z y F bien en solitario o bien en combinación de unos con otros.

El procedimiento se amplia según la invención por medio de un sistema de salto, en el que las discontinuidades a producir en secuencias consecutivas son generadas a partir de ciclos de torneado geométricamente desplazados uno respecto de otro.

El procedimiento según la invención no necesita instrumentos especiales ni controles NC adicionales y se basa solamente en la aplicación de las posibilidades proporcionadas con el sistema de control de la máquina y el software correspondiente y es limitado exclusivamente por la dinámica del sistema total. A este fin, se pueden emplear, por ejemplo, los conjuntos de órdenes conocidos G 31, G 33, G 34, G 37 o G 131, etc., así como, por ejemplo, los parámetros de dirección X (medida del diámetro), Z (medida de longitud), F (paso de rosca), B (longitud de ataque), P (longitud de sobrerrecorrido), C (ángulo de arranque del husillo), H (dirección de referencia para F) y E (variación del paso) o bien se pueden utilizar bloques intercalables con software individual. No queda excluido tampoco que, debido al procedimiento aquí propuesto, se ofrezcan de serie por la industria en el futuro posibilidades de programación ampliadas.

La dinámica anteriormente comentada del sistema total se compone de la dinámica mecánica y electrónica de la máquina. En este caso, la dinámica mecánica depende de la masa del carro de movimientos en cruz y de la velocidad de reacción del accionamiento, por ejemplo compuesto por husillos roscados, motores y engranajes. Frente a esto, la dinámica electrónica viene prefijada por la velocidad de cálculo del sistema de control y su combinación con los accionamientos de motor eléctrico. Por consiguiente, los tornos de la generación más reciente con accionamientos digitales y ordenadores muy rápidos son adecuados para mecanizaciones discontinuas extremas, mientras que está limitada de manera correspondiente la aplicación del procedimiento a máquinas más antiguas. Esta limitación puede reprimirse parcialmente mediante la utilización de velocidades de corte reducidas durante el virutaje, puesto que resultan de ello números de revoluciones más bajos del husillo y velocidades de avance correspondientemente reducidas.

Una aplicación muy sencilla del procedimiento consiste, por ejemplo, en la producción por técnicas de torneado de espigas excéntricas. A este fin, se materializa por medio de una concatenación de conjuntos de órdenes, por ejemplo con G 33, una resolución de 180º del ángulo de torneado con respecto a la pieza de trabajo, a cuyo fin se programan respectivas coordenadas de arranque en X y Z, así como un paso de división en F, teniendo que corresponder en principio los incrementos situados entre los valores programados en Z para el paso angular citado de 180º en cada caso a la mitad del valor de paso de división programado. Por el contrario, los valores para X en cada semipaso de 180º saltan en vaivén entre un valor de diámetro programado mayor y un valor de diámetro programado menor, correspondiendo teóricamente el valor medio al diámetro y la mitad de la diferencia a la excentricidad de la espiga que se ha de fabricar. Con miras a la simplificación del coste de programación, los saltos que se repiten en Z o en el eje del diámetro en algunos sistemas de control pueden ser introducidos como una llamada variable. Dado que para el ejemplo de mecanización descrito la variación del diámetro es en general mayor que el avance pretendido en la configuración del paso de división, el sistema de control de la máquina calculará en el caso normal el paso de división programado con el avance del eje X. Por tanto, para el paso de división bajo F se tiene que introducir el recorrido programado respecto del diámetro por cada revolución, es decir, el doble de la diferencia de diámetros, cuando no se suprima el salto de cambio por medio de conjuntos de órdenes, por ejemplo con H. Resulta de la programación descrita una curva de trayectoria teórica del carro de movimientos en cruz en forma de una línea en zig-zag continua. En realidad, debido a los diferentes factores con efecto amortiguador, como, por ejemplo, masa alta del carro de movimientos en cruz y una rigidez suficiente del circuito de regulación, se logra durante el avance a lo largo de la pieza de trabajo un desarrollo del movimiento del carro de movimientos en cruz que se repite continuamente y que es casi sinusoidal, de modo que, a pesar de una programación en principio primitiva, resulta una sorprendente redondez de la espiga excéntrica. Por otro lado, resulta de esta distorsión que las dimensiones mensurables posteriormente en la pieza de trabajo no corresponden exactamente a los valores programados. Por tanto, los valores numéricos a programar tienen que determinarse con ayuda de probetas. No obstante, éstos se pueden reproducir después con alta precisión en la respectiva máquina.

La forma de proceder anteriormente descrita puede ser modificada para la fabricación por técnicas de torneado de cuerpos elípticos, a cuyo fin se fija la curva en zig-zag programada con doble resolución, es decir, con pasos de ángulo de torneado de 90º. Los dos diámetros alternativamente programados describen ahora los diámetros máximo y mínimo teóricos de la elipse. El paso de división calculado entonces usualmente por el sistema de control en el eje X tiene que programarse después con el cuádruplo de la diferencia de diámetros.

Se procede de manera correspondiente cuando deba producirse un polígono (el llamado espesor igual), siendo necesaria entonces una resolución del paso angular de 60º. Esta mecanización es interesante, por ejemplo,en forma de una ranura labrada por el lado plano como la que es conocida hoy en día, por ejemplo, como ranura de engrase de discos de arranque o ranura de limpieza en discos de freno. En los ejemplos citados no es necesaria una trayectoria exactamente descrita de la ranura para el correcto funcionamiento, por lo que carecen de importancia las eventuales desviaciones respecto de la trayectoria.

Los ejemplos anteriormente citados consisten en mecanizaciones no redondas relativamente armónicas con avance constante en el eje longitudinal junto con un paso de división fijamente programado. Es posible sin más medidas ampliar la programación descrita mediante la incorporación de puntos auxiliares y llegar así a un contorno perfeccionado. Sin embargo, el procedimiento según la invención va aún más allá, puesto que, para la fabricación con arranque de viruta de piezas de trabajo con mayor discontinuidad o angulosidad del contorno, o para la materialización de una mayor exactitud de la trayectoria, se propone el aprovechamiento de valores de paso de división variables -por ejemplo, también en combinación con una resolución más fina del contorno-. En el programa se describe entonces a partir de conjuntos concatenados, por ejemplo con G 33, la trayectoria a recorrer por el carro de movimientos en cruz para lograr un contorno determinado y se fija otra pendiente para cada conjunto de programas, presentando en un caso extremo, por ejemplo, un primer conjunto de programas un valor muy pequeño para F o bien presentando un conjunto de programas siguiente un valor muy grande para F, etc., de modo que, por ejemplo, se origina una secuencia de movimientos suaves y a tirones del carro de movimientos en cruz. Con este procedimiento se pueden realizar mecanizaciones discontinuas por técnicas de torneado en una gran diversidad, por ejemplo también sobre las superficies envolventes de cuerpos curvados.

De la misma manera, por medio del procedimiento se puede aprovechar la cadena de coordenadas a base de respectivos valores X y Z, depositados en los conjuntos de programas, bien por sí sola o bien en combinación con valores F capitales, para materializar tales trazados de contorno discontinuos. Así, por ejemplo, se puede programar el avance de uno o ambos ejes como el llamado paso de peregrino, siguiendo cada vez después de un trayecto de avance determinado un salto de retroceso, por ejemplo, a manera de tirón (más corto), el cual lleva a su vez pospuesto un trayecto de avance, por ejemplo, mayor. Análogamente, esta mecanización puede ser concebida, por ejemplo, como el corte alternativo de roscas concatenadas a derechas y a izquierdas con, en ciertas circunstancias, un paso de rosca asimétrico.

El procedimiento según la invención permite también la fabricación con arranque de viruta de elementos de contorno que discurren de forma discontinua y que sobresalen de una superficie envolvente inclinada o curvada, mecanizándose con el costado de la cuchilla de tornear sustancialmente el flanco del elemento de contorno de recorrido discontinuo y con la punta de la cuchilla de tornear sustancialmente la superficie envolvente. En este caso, mediante una programación correspondiente de los puntos de partida y de destino, así como del paso de división, se conduce la punta de la cuchilla de tornear sobre una trayectoria que discurre en dirección sustancialmente tangencial a la superficie envolvente y se genera con el costado de la cuchilla de tornear, por medio de una variación programada de la velocidad de traslación tangencial y/o de la dirección de traslación, el flanco del elemento de contorno de recorrido discontinuo.

En la programación descrita hay que cuidar especialmente de que se emplee de forma correcta la dirección de referencia para F designada habitualmente con el parámetro de dirección H. Como es sabido, se establece bajo H el eje con el cual se calcula el avance que corresponde al paso de rosca programado bajo F. Sin indicación o con H = 0, el avance se refiere al eje z, es decir, en principio, a roscas longitudinales, roscas cónicas y roscas concatenadas correspondientes hasta un máximo de 45º con respecto al eje Z. Si se ajusta H a 1, el cálculo del avance corresponde entonces al eje x, es decir, básicamente a roscas planas, roscas cónicas y roscas concatenadas correspondientes de hasta un máximo de 45º con respecto al eje X. Además, con H = 3 el avance se puede referir a la trayectoria de la rosca. En el caso de roscas concatenadas sobre superficies curvadas, puede ocurrir fácilmente que se sobrepase el valor límite de 45º y que el sistema de control de la máquina salte entonces cambiando automáticamente al otro cálculo de eje. Este tiene que haberse determinado entonces, por ejemplo, mediante un cálculo de conversión e indicado conscientemente de forma falseada en el programa, o bien tiene que suprimirse el salto de cambio por software en caso de que el sistema de control mantenga ya preparado un conjunto de órdenes correspondiente.

El procedimiento según la invención se amplía aún con la propuesta de superar los límites de aplicación existentes debido a la dinámica limitada de la máquina aprovechando una imbricación de secuencias de mecanización para geometrías de mecanización extremas. A este respecto, se trata de una especie de procedimiento de salto que en un primer ciclo de mecanización mecaniza, por ejemplo, un primer elemento de contorno, pero que omite un segundo elemento de contorno para recorrer nuevamente con su trayectoria estabilizada un tercer elemento de contorno, etc.. Los elementos de contorno omitidos en el primer ciclo de mecanización son virutados en un segundo ciclo de mecanización, omitiéndose ahora los elementos de contorno del primer ciclo de mecanización. Este procedimiento tiene en cuenta la sobreoscilación del sistema total que resulta de un brusco movimiento programado con máxima velocidad de traslación y que no está en condiciones de recorrer de la manera deseada un elemento de contorno siguiente a poca distancia. Por tanto, con miras a ejecutar el procedimiento es ciertamente necesario un mayor consumo de tiempo a causa de las, por ejemplo, dos o más secuencias de mecanización, pero este tiempo sigue siendo aún drásticamente más corto que en una fabricación por técnicas de fresado.

Con la invención se propone al mismo tiempo una aplicación preferida del procedimiento. Esta aplicación deberá servir al mismo tiempo para una explicación más detallada del procedimiento con ayuda de ejemplos de ejecución.

La aplicación propuesta concierne a la producción de roscas de cazoletas de articulación de cadera atornillables con efecto autocortante, las cuales están previstas para la llamada implantación sin cemento en humanos. Tales cazoletas de atornillamiento se encuentran en el mercado en las ejecuciones más diferentes. Para una integración fiable y duradera y también para una manejabilidad ventajosa durante la implantación, la configuración de la rosca es de importancia decisiva. Se ha sabido mientras tanto que una gran superficie de contacto del implante con el soporte óseo sin puntas de carga y un perfil de rosca adecuado para el polo de la cazoleta constituyen buenas condiciones previas para evitar aflojamientos. Además, una cazoleta de atornillamiento de esta clase ha de poseer una buena tactilidad, con lo cual se designa la perceptibilidad -proporcionada por la cazoleta de atornillamiento durante el atornillamiento- del asentamiento del cuerpo de cubeta sobre la superficie de alojamiento ósea preparada en el acetábulo. En los tipos de cazoleta de atornillamiento utilizados hasta ahora existe aquí una demanda de manipulación, puesto que en ellos, después del implante, existen espacios libres no deseados hacia la superficie límite ósea o bien sólo pueden ser atornillados con gran esfuerzo o su tactilidad es insuficiente.

Un grupo de cazoletas de atornillamiento está provisto de una llamada rosca plana en la que las superficies laterales del nervio de la rosca son paralelas una a otra. Es usual interrumpir los nervios de las roscas mediante la introducción de ranuras de evacuación de virutas con miras a la formación de filos a distancias determinadas. En esta clase de rosca la fuerza de corte durante el atornillamiento autocortante tiene que ser aportada completamente por la superficie de cabeza del nervio de rosca orientada radialmente hacia fuera o por los filos allí existentes. Sin embargo, sin una medida adicional, el trazado de curva representado por la superficie de cabeza de las alas de rosca individuales describe en la vista en planta axial desde el lado del polo de la cazoleta de atornillamiento una espiral cuya trayectoria exacta depende de la configuración del cuerpo de cubeta de la cazoleta de atornillamiento y del paso de rosca. De este modo, al progresar el arrollamiento aumenta la distancia curva radial al centro polar. Por tanto, el extremo de cada ala de rosca sobresale radialmente más hacia fuera que su comienzo. De esta manera, al atornillar una cazoleta de atornillamiento de esta clase se origina un efecto de apriete que es aminorado únicamente por las fuerzas de raspado que actúan desde la superficie asperizada del implante sobre el material óseo. Por consiguiente, tales implantes están afectados de una demanda de fuerza de atornillamiento innecesariamente alta.

Por otro lado, se conocen cazoletas de atornillamiento con rosca plana cuyas alas de rosca han sido provistas de un ángulo de despulla mediante sobrefresado por grupos. No obstante, resultan de la clase de mecanización elegida unas superficies rectas del lado de la cabeza que discurren como cuerdas retranqueadas con respecto al círculo de basculación formado por el respectivo filo. De este modo, las cazoletas de atornillamientos con una rosca de esta clase se pueden atornillar ciertamente con relativa facilidad, pero, a causa de la altura acortada de los dientes de rosca, poseen tan sólo una superficie reducida para la transmisión de fuerzas. Muy desventajosa es especialmente la formación de intersticios en la zona de la cabeza de los dientes de rosca entre el implante y el hueso, así como la acción de palanca que actúa sobre el substrato óseo a causa de las estrías de diente cortadas con demasiada profundidad. Por tanto, tales cazoletas de atornillamiento no resisten tampoco una consideración crítica desde el punto de vista puramente médico.

Con la patente US 4,997,447 se propone una cazoleta de atornillamiento cuyas superficies de cabeza de las alas de rosca individuales discurren en forma de arco, habiéndose materializado un ángulo de despulla debido a que el radio de este ángulo de arco que parte del polo de la cazoleta se hace más pequeño al aumentar la distancia al filo. En esta cazoleta de atornillamiento deberá quedar fuertemente reducido el peligro anteriormente descrito de la formación de intersticios sin mermas de su comportamiento de atornillamiento. No obstante, para su fabricación hay que contar con una demanda de tiempo bastante alta, ya que la configuración propuesta requiere el recorrido completo de la extensión de la cabeza de los dientes con una fresa.

Las cazoletas de atornillamiento de la clase anteriormente descrita con rosca plana han podido conquistar hasta ahora tan sólo una determinada parte del mercado. Actualmente, las cazoletas de atornillamiento con la llamada rosca afilada parecen estar más difundidas. No obstante, también en este grupo existe en principio el complejo de problemas anteriormente descrito respecto del comportamiento de atornilllamiento inaceptable y de la formación de intersticios en la zona de contacto. Los diferentes intentos para reducir la demanda de fuerza de atornillamiento han conducido, entre otras cosas, a abrir en muy amplio grado las ranuras fresadas de evacuación de virutas a costa de las alas de rosca. Se pierde así una valiosa superficie de contacto, lo cual va ligado a la formación de extensas cavidades o de zonas óseas excluidas de la transmisión de fuerza.

Hasta ahora, con relación a cazoletas de atornillamiento dotadas de rosca afilada, no han aparecido en el mercado ejecuciones con un ángulo de despulla de los distintos segmentos de rosca. Esto se relaciona presumiblemente con el hecho de que una realización correspondiente está afectada de un alto grado de dificultad y la fabricación por técnicas de fresado que se ofrece por el momento requiere, aparte de una programación muy costosa, un consumo de tiempo de mecanización muy alto. Estas dificultades tienen su fundamento en que en roscas afiladas, según el trazado de las ranuras de evacuación de virutas, se tiene que aprovechar al menos una de las superficies laterales del diente de la rosca para formar un filo. Cuando deba formarse un ángulo de despulla detrás del filo, la superficie lateral correspondiente de la respectiva ala de rosca tiene que ser fresada por detrás hasta la ranura de evacuación de virutas inmediata siguiente con un ángulo lateral congruente. Surge entonces el problema de que la fresa, en el caso de superficies envolventes curvadas, no puede mecanizar al mismo tiempo con fidelidad de contorno el fondo de la estría de rosca. Se tendría entonces la elección de aceptar a lo largo del flanco de diente una cavidad a manera de estría creciente en mayor cuantía cada vez o bien un residuo a manera de peldaño de escalera correspondientemente creciente. Este resto tendría que ser eliminado a continuación por medio de al menos otra pasada de fresado.

Con el procedimiento según la invención es posible ahora producir tales roscas de cazoletas de articulación de cadera por técnicas de torneado en un tiempo muy breve y con perfección. No tiene aquí cometido alguno el que la mecanización discontinua para generar un recorrido determinado de las distintas alas de rosca deba efectuarse en su superficie polar, su superficie ecuatorial o su superficie del lado de la cabeza o en varias de estas superficies. A causa de la libre programabilidad de la trayectoria de mecanización, no sólo se puede controlar cualquier perfil deseado del diente de rosca, sino que se puede determinar también casi libremente el respectivo recorrido angular de los tramos de nervio de rosca producidos. Al mismo tiempo, todo el desarrollo de la rosca se puede adaptar perfectamente a la superficie de la cubeta del cuerpo de cazoleta. Por tanto, la invención puede aplicarse a todas las formas de cubeta conocidas, como, por ejemplo, esférica, asférica, paraesférica, cónica-esférica. cónica, cilíndrica, parabólica, poroidal, etc.

El procedimiento según la invención se puede combinar sin problemas con otros procedimientos conocidos para la producción de roscas para cazoletas de articulación de cadera, por ejemplo con el procedimiento conocido por la patente europea EP 0 480 551 o con el procedimiento propuesto con la publicación de patente alemana DE 44 00 001 para la producción de una rosca con perfil de rosca modificable en forma variable. Parece ser especialmente ventajosa una combinación con un perfil de diente de rosca volcado hacia el polo de la cazoleta y con un paso de rosca variable en forma fluida según la solicitud de patente internacional WO 97/39702.

A este respecto, se propone con la invención que en cazoletas de articulación de cadera artificiales con un perfil de diente que se estrecha hacia la cabeza del diente de rosca se produzcan las alas de rosca formadas entre las ranuras de evacuación de virutas teniendo cada una de ellas unas llamadas superficies de atornillamiento, y que se hagan bascular estas alas con su respectiva dirección de extensión en función del ángulo de torsión de la ranura de evacuación de virutas. Como superficies de atornillamiento se entienden aquí aquellas superficies que son producidas por rotación de un perfil de diente determinado con diámetro constante y con un paso de división en torno al eje de la cazoleta. En consecuencia, en un perfil de diente, por ejemplo, de forma de trapecio están formadas tres superficies de atornillamiento, una como superficie del lado de la cabeza y dos como superficies laterales. Estas superficies de atornillamiento pueden estar sometidas aquí a un acortamiento en la zona de su base a lo largo de su extensión cuando el perfil de diente discurra hacia dentro de la superficie envolvente en el caso de determinadas geometrías de envolvente de la cazoleta de atornillamiento. Las superficies que siguen al filo al principio de la respectiva ala de rosca poseen entonces un ángulo neutro, es decir ni un ángulo de atascamiento ni un ángulo de despulla. De este modo, se eliminan efectos de atascamiento no deseados y, no obstante, se asegura un contacto omnilateral del hueso con las alas de rosca. Para que el filo existente al principio de la respectiva ala de rosca pueda desplegar óptimamente su acción, éste ha de sobresalir con respecto al ala de rosca precedente. Esto se consigue en el primer paso debido a que para las superficies de atornillamiento de un ala de rosca siguiente se aprovecha un radio mayor que para la superficie de atornillamiento del ala de rosca precedente. Además, las distintas alas de rosca se hacen bascular una con relación a otra en su extensión en función del ángulo de torsión de las ranuras de paso de virutas, prefiriéndose una dirección de basculación que se aproxime al ángulo de torsión para materializar una parte volada del filo positivo.

Se explicará seguidamente la invención con más detalle en cuanto al uso preferido de la misma haciendo referencia a las doce figuras de los dibujos. Muestran:

La Figura 1, una cazoleta de atornillamiento semiesférica con una rosca plana de aprisionamiento por el lado de la cabeza según el estado de la técnica,

La Figura 2, una cazoleta de atornillamiento semiesférica con una rosca plana provista de ángulo de despulla según el estado de la técnica,

La Figura 3, una cazoleta de atornillamiento semiesférica según la invención con una rosca plana constituida por alas de rosca con superficies de atornillamiento del lado de la cabeza,

La Figura 4, una cazoleta de atornillamiento semiesférica según la invención con rosca afilada constituida por alas de rosca con superficies de atornillamiento omnilaterales,

La Figura 5, dos alas de rosca de la cazoleta de atornillamiento según la Figura 1,

La Figura 6, dos alas de rosca de la cazoleta de atornillamiento según la Figura 2,

La Figura 7, dos alas de rosca con ángulo de despulla y superficie de cabeza de forma de arco,

La Figura 8, dos alas de rosca de la cazoleta de atornillamiento según la Figura 3,

La Figura 9, dos alas de rosca de la cazoleta de atornillamiento según la Figura 4,

La Figura 10, tres alas de rosca de la cazoleta de atornillamiento según la Figura 3 y una trayectoria de herramienta altamente dinámica,

La Figura 11, tres alas de rosca de la cazoleta de atornillamiento según la Figura 3 y una trayectoria de herramienta de dinámica media con procedimiento de salto, y

La Figura 12, tres alas de rosca de la cazoleta de atornillamiento según la Figura 3 y una trayectoria de herramienta sobreoscilante con procedimiento de salto.

La Figura 1 del dibujo representa la vista por el lado del polo de una cazoleta de atornillamiento semiesférica 1 con rosca plana según el estado de la técnica sobre la base de un ejemplo en una ampliación de aproximadamente 1,3 veces. Para el ejemplo se ha fijado el diámetro nominal en 54 mm, la altura media de diente en 2,6 mm, el paso en 5 mm y el diámetro del agujero del fondo en 22 mm. Estas dimensiones básicas se han conservado para las Figuras 2 a 4 de los dibujos a efectos de una mejor comparabilidad.

El agujero 9 del fondo de la cazoleta de atornillamiento 1 va seguido de una zona 6 de forma de cúpula exenta de rosca del cuerpo de la cubeta. El diámetro del cuerpo de la cubeta se representa en el dibujo únicamente por medio de la zona de borde ecuatorial 10. El trazado de la rosca comienza por el lado del polo en la primera ala de rosca 7 y asciende hasta su plena altura antes del ala de rosca 2. Dos de las alas de rosca (2, 3) están provistas de cifras de identificación, ya que están previstas para una representación de detalle en la Figura 5. Tanto las superficies (4) del lado de la cabeza como los respectivos cantos (5) de las distintas alas de rosca formados en la base del diente hacia el cuerpo de la cubeta -con excepción de la zona inicial o final del trazado de rosca- están situados cada uno de ellos en una curva de forma de espiral en la representación bidimensional. Todo el trazado de rosca comprende aquí aproximadamente cuatro vueltas. El fondo de rosca 8 que discurre entre las alas de rosca forma la envolvente semiesférica del cuerpo de cubeta. Con miras a producir ranuras 11 de evacuación de virutas o filos, el nervio de rosca periférico está hendido doce veces sin ángulo de torsión. El hendido penetra en este caso bajo un ángulo de aproximadamente 10º para formar un respectivo ángulo de ataque positivo en la cabeza del diente de rosca.

El ejemplo de ejecución de una cazoleta de atornillamiento 12 en la Figura 2 con rosca plana según el estado de la técnica se ha obtenido mediante un repasado por técnicas de fresado de la cazoleta de atornillamiento 1. Por tanto, el agujero 20 del fondo, la zona de cúpula 17, el fondo de rosca 19, el diámetro nominal 21 y el hendido 22, y lo mismo los cantos (16) entre las alas de rosca y el cuerpo de cubeta, corresponden completamente a la Figura 1. Con el fin de conservar una altura media constante del diente de rosca se fresan posteriormente las alas de rosca en forma individualizada a causa del contorno de cubeta semiesférico. El comienzo de rosca del lado del polo se desplaza entonces hacia el ala de rosca 18. Las superficies exteriores rectas 15 de las distintas alas de rosca discurren ahora como cuerdas del círculo de basculación de los respectivos filos del lado de la cabeza situados delante en la dirección de atornillamiento y en sincronismo con el hendido de la rosca de modo que están formados ángulos de despulla con respecto al respectivo círculo de basculación. La acción de los filos sobre el descenso de la demanda de fuerza de atornillamiento se despliega de debido a la circunstancia de que la distancia radial de los filos al eje de la cazoleta es siempre mayor que la distancia radial correspondiente del extremo de ala precedente. Más adelante, se entrará con más detalle en la Figura 6 sobre dos alas de rosca provistas de los números de identificación 13 y 14.

El ejemplo de ejecución de una cazoleta de atornillamiento 23 según la invención, mostrado en la Figura 3, corresponde nuevamente al ejemplo de ejecución de la Figura 1 en su forma de cubeta semiesférica y sus dimensiones básicas, así como en el agujero 31 del fondo, la zona de cúpula adyacente 28, el canto (27) entre las alas de rosca y la envolvente de la cubeta, el fondo de rosca 30, el diámetro 32 y el hendido de rosca 33. El trazado de la rosca plana comienza con una primera ala de rosca 29 de pequeña altura de diente a la que sigue una secuencia de cuatro alas de rosca adicionales con respectivas alturas de diente que se agrandan a saltos, hasta que el nervio de rosca alcanza su plena altura con el ala de rosca 24. Los flancos paralelos de cada ala de rosca individual lindan cada uno de ellos con un recorte exterior de una superficie cilíndrica 26 coaxial al eje de la cazoleta de atornillamiento, aumentando el diámetro de cilindro básico en escalones de un ala de rosca a otra. Este principio de configuración se puede materializar discrecionalmente también por medio de un respectivo recorte de una superficie de atornillamiento correspondientemente coaxial. Debido a la configuración descrita, en las alas de rosca no está formado un ángulo de atascamiento ni un ángulo de despulla. Un ángulo de despulla no es allí en absoluto necesario, puesto que las fuerzas de raspado provenientes de la aspereza superficial (por ejemplo, generada por chorreado con arena de la superficie de la cazoleta de atornillamiento) impiden, con un movimiento relativo neutro, un atascamiento durante el proceso de atornillamiento. Por tanto, se ha suprimido de momento la desventajosa formación de intersticios entre el implante y el soporte óseo. No obstante, se destaca el respectivo filo exterior de las alas de rosca, ya que tiene una distancia radial al eje de la cazoleta mayor que la del filo precedente. El resultado es una demanda de fuerza de atornillamiento muy baja con una tactilidad superior, así como una excelente fijación primaria y secundaria del implante.

En la Figura 4 se presenta otro ejemplo de ejecución de una cazoleta de atornillamiento semiesférica 34 según la invención. También aquí se han tomado diferentes detalles de los ejemplos de ejecución anteriormente mostrados sin ninguna alteración, concretamente el agujero 42 del fondo, la zona de cúpula 39, el fondo de rosca 41, el diámetro 43 y el hendido de rosca 44. En contraste con esto, la rosca representada consiste en una rosca afilada con perfil de diente de rosca en principio triangular. Este hecho no puede deducirse de la representación bidimensional. Análogamente a antes, el trazado de la rosca comienza con una primera ala de rosca pequeña 40 y asciende en su altura de diente en varios escalones para alcanzar una altura de diente definitiva (media) antes del ala de rosca 35. El canto (37) formado por la cabeza del diente, el cual existe prácticamente tan sólo como una línea en una sección transversal del triángulo realmente acutángulo del diente de rosca, es para cada ala de rosca individual una línea helicoidal con distancia constante al eje de la cazoleta de atornillamiento, la cual puede deducirse del dibujo tan sólo como un arco con un radio fijo que parte del centro de la cazoleta. En la rosca afilada elegida está formado un filo en ambos flancos del diente de rosca a causa de que falta la torción de la ranura 44 de evacuación de virutas. El filo se traslada a uno de los flancos del diente de rosca cuando existe un ángulo de torsión correspondiente de la ranura de evacuación de virutas. Las superficies de ambos lados de un ala de rosca individual del ejemplo mostrado son superficies de atornillamiento, en donde el paso de división de la superficie del lado del polo corresponde al paso de división de la superficie del lado del ecuador, aún cuando la impresión óptica aparente una situación distinta a causa del diámetro de la cazoleta creciente hacia el ecuador. De este modo, el canto 38 formado entre el ala de rosca y la envolvemnte de la cubeta de la cazoleta de atornillamiento parece discurrir hacia atrás en dirección al exterior de la envolvente de la cubeta. Puesto que se aprovechan diámetros mayores para la superficie de atornillamiento de la respectiva ala de rosca inmediatamente siguiente durante el atornillamiento, los filos de ambos lados sobresalen lateralmente hacia el perfil de rosca o radialmente hacia fuera con respecto a la respectiva ala de rosca precedente y proporcionan así un corte fácil durante el atornillamiento. También en este caso se ha suprimido la aparición de intersticios en la zona de contacto con el hueso a causa del ángulo neutro formado por las alas de rosca en su extensión.

Las manifestaciones efectuadas anteriormente sobre el estado de la técnica y sobre los ejemplos de ejecución según la invención deberán quedar mejor ilustradas en lo que sigue con ayuda de detalles dibujados en forma ampliada, ya que determinados detalles se pueden reconocer sólo con dificultad en la respectiva vista global.

En la Figura 5 se han dibujado a escala ampliada dos alas de rosca 2, 3 de la Figura 1. De éstas, el ala de rosca 2 posee un filo 45 situado en el frente de su superficie 46 del lado de la cabeza y el ala de rosca 3 posee un filo idéntico 47 en la superficie correspondiente 48. El círculo de basculación con un radio fijo alrededor del eje central de la cazoleta, descrito por el filo 45 durante el atornillamiento de la cazoleta de atornillamiento, está dibujado como una línea de puntos y trazos. Se puede apreciar bien que una parte de la respectiva ala de rosca crece hasta más allá del círculo de basculación, lo que ha de conducir en general a efectos de atascamiento.

En la ejecución de las alas de rosca 13, 14 según el ejemplo de la Figura 2, mostrada en la Figura 6, no son de temer tales efectos de atascamiento, ya que las superficies 51 y 53 del lado de la cabeza están fresadas detrás de los filos 50 y 52, respectivamente, con un ángulo de despulla. El círculo de basculación 54 de trazos y puntos del filo 50 no es tocado aquí en ningún sitio por por la superficie del lado de la cabeza del ala de rosca. No obstante, queda en esta zona un respectivo espacio libre no deseado. Este es tanto mayor cuanto más pequeño sea el número de ranuras de evacuación de virutas. Aquí resultan perjudicadas de manera extrema especialmente las cazoletas de atornillamiento con, por ejemplo, seis ranuras de evacuación de virutas. La configuración mostrada se utiliza preferiblemente con cazoletas de atornillamiento cónicas, puesto que entonces las alas de rosca pueden ser sobrefresadas, por así decirlo en paquete, de un modo muy racional. Sin embargo, este argumento es rechazable desde el punto de visto médico.

El punto problemático anteriormente expuesto puede ser atenuado en cierta medida por medio de una configuración de las alas de rosca 60, 61 según la Figura 7. También aquí las superficies 56, 58 del lado de la cabeza de las alas de rosca están provistas, detrás de los filos frontales 55 y 57, de una ángulo de despulla con respecto al círculo de basculación 59, con lo que se impide un atascamiento al efectuar el atornillamiento. Sin embargo, a causa de la forma de arco de las superficies 56, 58 el espacio libre formador de intersticio es relativamente pequeño y, por tanto, resulta más bien aceptable. No obstante, esta forma de arco requería hasta ahora un alto coste técnico de fresado, ya que durante la fabricación las distintas alas de rosca tienen que ser recorridas en principio individualmente en forma tangencial. Con el procedimiento según la invención se puede obtener ahora la configuración geómetrica mostrada de las distintas alas de rosca de una manera muy racional en una sola fase de sujeción sobre un torno CNC.

A efectos de comparación, en la Figura 8 se muestra con ayuda de dos alas de rosca 24, 25 reproducidas a escala ampliada la ejecución especialmente propuesta con la invención para las respectivas superficies exteriores de las distintas alas de rosca en forma de las llamadas superficies de atornillamiento, tal como ya se ha presentado en la Figura 3. Las respectivas superficies de cabeza 63 y 65 de las alas de rosca que parten de los filos 62 y 64, respectivamente, poseen un radio fijo que está definido cada vez por la distancia del filo al eje 67 de la cazoleta de atornillamiento. Por tanto, en el dibujo el círculo de basculación con el radio fijo 66, representado con línea de trazos y puntos y que pasa por el filo 62, coincide plenamente con la superficie de cabeza 63. Dado que el radio correspondiente del ala de rosca 25 es mayor, el filo 64 de ésta sobresale con respecto al filo 62 del ala de rosca 24 que va adelantado durante el atornillamiento. Así, el respectivo filo y la superficie frontal adyacente ajustada con un ángulo de ataque positivo pueden penetrar en el material óseo a mecanizar con arranque de virutas y con un corte relativamente fácil pueden evacuar las virutas hacia dentro de la ranura prevista para las mismas.

La situación marcada como detalle en la Figura 4 y dibujada a mayor escala en la Figura 9 se diferencia frente a la ejecución de la Figura 8 por el hecho de que la rosca es ahora en su perfil de diente no una rosca plana, sino una rosca afilada. Sin embargo, las superficies exteriores de las distintas alas de rosca 35, 36 están configuradas aquí también como respectivas superficies de atornillamiento. A causa del ángulo lateral oblicuo y del paso de división o el ajuste de las alas de rosca, así como del contorno de cubeta semiesférico, el canto formado cada vez en la base del diente hacia la envolvente de la cubeta parece discurrir con su extremo trasero 73, 74 hacia dentro del contorno de la cubeta. Sin embargo, en realidad, al girar la cazoleta de atornillamiento no se presenta ningún desplazamiento radial de la sección transversal proyectada del diente, puesto que los respectivos cantos exteriores 69, 71 son variables en su radio con respecto al eje de la cazoleta de atornillamiento. Debido al aprovechamiento de una sección transversal de diente triangular para el ejemplo mostrado se obtiene una traslación del respectivo filo hasta al menos una superficie lateral de la respectiva ala de rosca o, para ranuras de evacuación de virutas sin torsión, hasta ambas superficies laterales de dicha ala de rosca. En el dibujo se puede ver solamente el respectivo filo 68, 70 del lado del polo. El respectivo filo trasero está tapado. El círculo de basculación del canto 69 del diente de rosca del lado de la cabeza está representado con el radio fijo 72 alrededor del eje 75 de la cazoleta de atornillamiento. La reducida demanda de fuerza de atornillamiento de esta forma de ejecución resulta del desplazamiento radial mutuo de las distintas alas de rosca, con lo que los distintos filos sobresalen tanto lateralmente como hacia atrás con respecto a los respectivos filos adelantados.

Para comprender mejor el modo de proceder en la ejecución del procedimiento para la aplicación preferida propuesta destinada a la producción de una rosca en una cazoleta de atornillamiento se aprovechan una vez más en las Figuras 10 a 12 las particularidades conocidas por las Figuras 3 y 8. Se reproducen aquí en cada una de las figuras las tres alas de rosca 24, 2, 26 de la rosca plana, así como el filo 62 en la superficie 63 del lado de la cabeza y su círculo de basculación 77 de trazos y puntos con el radio 66 que parte del eje de la cazoleta de atornillamiento. En este caso, se ha reducido ligeramente la escala de la reproducción en comparación con las figuras precedentes.

En la Figura 10 se ha representado una trayectoria 78 descrita por una herramienta de mecanización (por ejemplo, placa de corte reversible) y desplazada de manera equidistante con respecto a las superficies del lado de la cabeza de las distintas alas de rosca, cuya trayectoria se puede lograr en la configuración mostrada por medio de una programación correspondiente con un torno extremadamente dinámico. Por este motivo, la distancia de la trayectoria al contorno a mecanizar con arranque de virutas se ha elegido de modo que se haga visible el trazado de la trayectoria en su extensión completa. En la trayectoria 78 están contenidas dos discontinuidades 79 y 80 que se han trasladado intencionadamente mediante la programación a una posición que queda alejada durante la mecanización siguiente para el hendido de la rosca por fresado. Aunque las discontinuidades 79, 80 de la trayectoria 78 son funciones de transición, se produce así una función de salto radial entre las alas de rosca consecutivas. Esta función de salto radial existe en cualquier caso respecto de la programación propuesta, teniendo que introducirse al menos dos coordenadas consecutivas del mismo diámetro con un recorrido de traslación en Z adaptado a la tarea de mecanización, así como un paso de división correspondiente y, a continuación, un salto de diámetro con un avance máximo (por ejemplo, 100 mm/vuelta). Para un resultado de mecanización aceptable es necesario que la zona de transición en la pieza de trabajo no sea más ancha que la anchura prevista de la ranura de evacuación de virutas.

Con la mayoría de los tornos CNC actualmente disponibles no es posible la generación de la trayectoria de corte mostrada en la Figura 10, ya que su dinámica total no es suficiente para mover el carro de movimientos en cruz dentro del trayecto requerido hasta un diámetro de torneado distinto y conservar entonces al mismo tiempo una exactitud suficiente de la trayectoria. Con la invención se propone para estos casos un procedimiento de salto con el cual se puede superar en principio este problema. Se ilustrarán los antecedentes teóricos correspondientes por medio de la Figura 11. El modo de trabajo documentado con ayuda de la curva de trayectoria 81 preve mecanizar con una primera secuencia de mecanización únicamente las alas de rosca, por ejemplo, primera, tercera, quinta, séptima, etc. y omitir entonces las alas de rosca segunda, cuarta, sexta, etc. La función de transición de la trayectoria 81 que resulta cada vez de la programación con funciones de salto a consecuencia de la amortiguación de la máquina tiene que ser entonces únicamente suficiente para elevar la herramienta por encima del filo inmediato siguiente después del punto 82 de la primera reacción de modo que este filo no sea redondeado o dañado. Para el retorno de la herramienta a la trayectoria pretendida está disponible entonces, por ejemplo hasta el punto 83, un trayecto que no está limitado por la anchura de la ranura de evacuación de virutas. Es posible entonces sin más medidas recuperar en una segunda secuencia de trabajo los elementos de contorno omitidos y saltar entonces de manera correspondiente sobre los elementos de contorno ya mecanizados.

En tornos antiguos con inercia correspondiente del circuito de regulación se tiene que contar con que una sobreoscilación distorsiona adicionalmente la curva de la trayectoria. Se ilustrará este efecto por medio de la trayectoria 84 de la Figura 12. Después de la brusca reacción del movimiento de la herramienta a la consigna programada en el punto 85, se presenta una sobreoscilación de la trayectoria que alcanza su máximo en el punto 86. Este máximo se reduce a continuación con una terminación suave hasta que la trayectoria, aproximadamente en el punto 87, corresponda de nuevo a la consigna programada. En el ejemplo se podría controlar aún precisamente el efecto descrito por medio del procedimiento de salto propuesto en dos secuencias de mecanización. Sin embargo, en el caso dado, el procedimiento de salto podría ampliarse sin problemas a tres o más secuencias.

En procedimiento explicado anteriormente en diferentes variantes es aplicable a superficies de cabeza de diente sesgadas y también para las superficies laterales de alas de rosca, por ejemplo según la Figura 9. En este caso, las funciones de salto descritas se trasladas total o parcialmente del eje x al eje z. Para estos casos, no se representan aquí ciertamente en el dibujo las trayectorias de paso de cojo descritas por la herramienta, pero éstas corresponden en principio a las del procedimiento de salto mostrado para la mecanización de la cabeza de los dientes.

En realidad, las posibilidades ofrecidas con el procedimiento son casi ilimitadas. Resultan de la aplicación de programas de corte de roscas y de la incorporación o la combinación de valores de paso de cojo de los parámetros de dirección para el diámetro, la longitud o el paso de división, así como discrecionalmente de la utilización de una técnica de paso de peregrino o de las secuencias de mecanización imbricables descritas. Por tanto, son posibles ahora mecanizaciones en tornos CNC en forma muy racional, las cuales tenían que producirse anteriormente por fresado con gran consumo de tiempo y parcialmente en peor calidad superficial.

La cazoleta de articulación de cadera artificial propuesta para la aplicación del procedimiento, dotada de rosca especial y alas de rosca a base de superficies de atornillamiento con ángulos neutros detrás de los filos, convence debido a su muy baja fuerza de atornillamiento, una excelente tactilidad y unas transiciones muy ampliamente exentas de intersticios hacia la superficie de soporte ósea. Especialmente ventajosa es una ejecución de esta clase con rosca afilada, ranuras retorcidas de evacuación de virutas y alas de rosca basculadas una con relación a otra en dirección al ángulo de torsión. De este modo, no sólo se ha mejorado netamente el manejo durante la operación de implante, sino que también se ha incrementado considerablemente la fijación primaria o secundaria y, por tanto, casi se ha excluido el riesgo de un aflojamiento prematuro.

Claims (10)

1. Procedimiento de torneado para tornear de forma no redonda en un torno programable para la producción por arranque de virutas de piezas de trabajo no redondas o piezas de trabajo con al menos discontinuidades parciales de su contorno, en donde se hace girar una pieza de trabajo en el mandril de un husillo de la máquina y se traslada entonces un carro de movimientos en cruz junto con una herramienta de mecanización por arranque de virutas, y se producen determinados contornos no redondos compuestos de elementos de transición geométricos, caracterizado porque, utilizando una programación de rosca, el carro de movimientos en cruz es trasladado junto con la herramienta de arranque de virutas en el eje del paso de rosca de manera sincronizada con el ángulo del husillo, y porque se producen los contornos no redondos por medio de una programación a base de funciones de salto enlazando conjuntos de órdenes con valores para los parámetros de dirección diámetro (X), longitud (Z) y paso (F), empleándose al menos para uno de estos parámetros de dirección en la cadena de conjuntos de programas una secuencia de valores de parámetros de dirección que cojea, es decir que presenta una función de salto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los conjuntos de órdenes presentan, además, valores para el parámetro de dirección altura (Y).

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque para el menos dos de los parámetros de dirección citados en la cadena de conjuntos de programas se emplea una secuencia de valores de parámetros de dirección cojeantes.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cadena de conjuntos de programas describe un contorno rotacionalmente simétrico con una secuencia periódica, superpuesta y no monótona de incrementos.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para al menos uno de los parámetros de dirección los incrementos formados entre los valores numéricos de la cadena de conjuntos de programas están programados como una secuencia de grupos de valores cojeantes con al menos un valor numérico en cada grupo de valores, siendo, por ejemplo, los valores numéricos correspondientes dentro de un grupo de valores mayores que los valores numéricos correspondientes dentro del otro grupo de valores y/o siendo positivo el signo dentro de un grupo de valores y negativo dentro del otro grupo de valores.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se genera el contorno discontinuo por medio de la programación de un procedimiento de paso de peregrino, a cuyo fin se traslada la herramienta con una secuencia de movimientos hacia delante y hacia atrás, siendo uno de los movimientos mayor que el otro.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se logra el contorno no redondo o discontinuo en la pieza de trabajo mediante una imbricación de al menos dos secuencias de mecanización, generándose, por ejemplo, por medio de una primera secuencia un elemento de contorno primero, tercero, quinto, etc. y saltándose por encima de un elemento de contorno segundo, cuarto, sexto, etc., y mecanizándose a continuación los elementos de contorno omitidos y saltándose entonces por encima de los elementos de contorno ya mecanizados.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, para generar elementos de contorno de recorrido discontinuo que sobresalen de una superficie envolvente inclinada o curvada, se mecanizan sustancialmente el flanco del elemento de contorno de recorrido discontinuo con el costado de una cuchilla de tornear y sustancialmente la superficie envolvente con la punta de dicha cuchilla de tornear, y se conduce entonces la punta de la cuchilla de tornear sobre una trayectoria que discurre en dirección sustancialmente tangencial a la superficie envolvente, y el costado de la cuchilla de tornear genera el flanco del elemento de contorno de recorrido discontinuo por medio de una variación programada de la velocidad de traslación tangencial y/o de la dirección de traslación.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en carro de movimientos en cruz realiza una secuencia de movimientos suaves y a tirones.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para al menos uno de los parámetros de dirección los incrementos formados entre los valores de parámetros de dirección de la cadena de conjuntos de programas están programados como una secuencia cojeante.