ES2254750T3

ES2254750T3 - Procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta sin rayadura de superficies simetricas de rotacion.

Info

Publication number: ES2254750T3
Application number: ES02777065T
Authority: ES
Inventors: Leo Schreiber; Adrian Riegel; Matthias Kohlhase
Original assignee: Boehringer Werkzeugmaschinen GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: JP2005501749A; EP1427557A1; EP1427557B1; DE10144649C5; DE10144649A1; ATE313408T1; US20050076754A1; US7216571B2; WO2003022497A1; DE50205371D1; DE10144649B4

Abstract

Procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta de superficies simétricas de rotación (1a) de una pieza en rotación (1), donde - por lo menos una cuchilla (2a) dispuesta inclinada respecto del eje de rotación (10) de la pieza (1) es conducida en un movimiento de avance (3, 3¿) de manera de estar en contacto a lo largo de una pieza en rotación (1), - donde los parámetros de mecanizado, en particular el avance (f) tiene lugar en la dirección de avance (3), y la posición inclinada () de la cuchilla (2a) respecto de la dirección longitudinal (Z) del eje de rotación (10), son elegidos de manera que el estriado que se produce sobre la superficie a mecanizado (1a) se convierte en mínimo respecto del paso de estría (s) y/o la profundidad de la estría (t), y - el movimiento de avance (3, 3¿) comprende un movimiento axial (3z, 3z¿), - el movimiento de avance (3, 3¿) comprende un movimiento tangencial (3x, 3x¿), - el movimiento de avance (3, 3¿) se realiza en un plano tangente de la superficiesimétrica de rotación (1a), caracterizado porque el movimiento tangencial (3x, 3x¿) y el movimiento axial (3z, 3z¿) del movimiento de avance son controlados de forma independiente entre sí.

Description

Procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta sin rayadura de superficies simétricas de rotación.

I. Campo de aplicación

La presente invención se refiere al mecanizado con arranque de viruta de superficies en rotación, en particular de superficies centradas, simétricas de rotación, de una pieza metálica, en particular de acero o de fundición gris, también en estado templado, mediante cuchilla o cuchillas de una geometría determinada.

II. Antecedentes técnicos

El mecanizado por torneado de piezas simétricas de rotación, tanto en estado dulce como en estado templado, mediante cuchillas de geometría determinada constituye el estado actual de la técnica. En este proceso se sustituyen parcialmente los procedimientos de amolado, acabado, rectificado y procedimientos similares.

Los elementos de corte, que también para el mecanizado de piezas templadas ofrecen una vida útil suficiente, se encuentran, entretanto, disponibles en variadas realizaciones.

Un mecanizado después del templado, por regla general, es necesario, aún cuando el mecanizado previo tiene lugar con un alto nivel de precisión, porque después del proceso de templado se presentan, por regla general, considerables distorsiones debidas al templado. Por consiguiente, un procedimiento que restituye la precisión dimensional de la pieza es imprescindible.

El torneado longitudinal siempre produce una superficie susceptible a la rayadura, no importa qué material se mecanice o si el mismo es templado o sin templar.

Esta superficie muestra estructuras regulares (estrías o protuberancias en forma de rebabas) que corresponden a una estructura en forma de rosca (estría en espiral) que, debido al avance de la herramienta a lo largo de la pieza giratoria, producen un paso de rosca.

Esto es válido de la misma manera para piezas de superficies cilíndricas, cónicas o conformadas de otro modo. Por consiguiente, en la superficie a obtener de la pieza se presentan, por ejemplo, formas de una rosca o partes de la misma.

La relación de fórmulas, que describe la profundidad de la rosca o la rugosidad de la estructura en forma de rosca, se explica en la figura 3.

Debido a que los movimientos de avance de corte son, por regla general, muy pequeños, particularmente en piezas templadas para altas calidades superficiales, resulta a menudo un avance de mecanizado relativamente lento o un bajo rendimiento de arranque de viruta.

Mientras el rendimiento relativamente reducido de arranque de viruta significa una clara desventaja económica, las superficies estriadas causan problemas en las empaquetaduras dispuestas sobre las mismas, en particular cuando se mueven en relación a la superficie, en el caso, por ejemplo, de un árbol rotativo dentro de una empaquetadura estática. En este sentido, por ejemplo, tales empaquetaduras pueden ser los conocidos retenes radiales.

Una superficie estriada de este tipo, mediante las estrías o rebabas, conduce a lo largo de la superficie refrigerantes, lubricantes, etc. a la empaquetadura adyacente, desde un lado a otro en dirección axial, de manera que el efecto de sellado de la empaquetadura se reduce considerablemente. En particular, en el caso de máquinas que por razones higiénicas y también por cuidado ambiental deben funcionar sin fugas, se presenta un problema a tomar en serio.

Adicionalmente, debido a estas estrías o protuberancias en forma de rosca, los elementos de junta en contacto con las superficies estriadas con el tiempo frecuentemente se ven deteriorados o al menos sometidos a fuerte abrasión en las líneas o superficies de contacto. Del mismo modo, debido a este desgaste o deterioro, el efecto de sellado se reduce significativamente o anula al cabo de un corto tiempo.

Si se contemplan en la pieza giratoria los procedimientos de mecanizado con arranque de viruta, teniendo en cuenta ambas situaciones problemáticas se produce la siguiente situación:

Si al tornear superficies simétricas de rotación se intenta impedir la conformación en forma de rosca moviendo la herramienta respecto de la pieza solamente en forma radial (torneado por avance transversal), debido a la falta de un movimiento axial se produce una superficie libre de estrías. Sin embargo, cuando el tronzado en dirección axial es tan ancho como la superficie simétrica de rotación a producir, especialmente en el mecanizado de superficies templadas, aparecen fuerzas de corte muy grandes y, debido a la inestabilidad dinámica hay una elevada tendencia a la vibración. Estas inestabilidades dinámicas o las vibraciones conducen casi bruscamente a irregularidades superficiales tan pronunciadas que también en este caso la superficie es demasiado irregular para un sellado perfecto.

Si en superficies más anchas a producir, la herramienta de penetración se mueve a lo largo de la misma, es decir, en dirección axial, naturalmente se produce una superficie estriada cuando la cuchilla de tronzado no se encuentra exactamente paralela al sentido longitudinal. Sin embargo, en el caso que se logre este paralelismo, la cuchilla tiende inmediatamente a vibrar.

Por eso, de acuerdo con el estado actual de la técnica es necesario que, para garantizar un sellado impecable, las estrías producidas, en particular las estrías de torneado en forma de rosca, deban ser reducidas suficientemente o eliminadas por completo mediante procesos subsiguientes costosos.

Una posibilidad de evitar las estrías de la superficie (estrías de torneado) podría ser el procedimiento de brochado, donde la herramienta de brochado es movida en dirección tangencial frente a la pieza en rotación. Cuando las cuchillas individuales de la herramienta de brochado están ajustadas paralelas al eje de rotación de la pieza, se produce de esta manera nuevamente la problemática de las grandes fuerzas actuantes sobre la cuchilla y, con ello, la propensión a la inestabilidad dinámica y la tendencia a la vibración.

En el brochado mediante una herramienta con forma de disco con las cuchillas en la circunferencia de la herramienta, al inclinar la cuchilla en sí recta, se suma el problema de que se produce en la pieza una superficie abombada-convexa en vez de una superficie cilíndrica exacta.

Además, frecuentemente se utiliza el procedimiento adicional de pulido de las superficies. Esto significa que la pieza, por regla general, debe ser transferida a otro tipo de máquina. Por consiguiente, debido a la extensión de la secuencia de producción, es decir, por la inclusión adicional de otra máquina, los costes por pieza se incrementan considerablemente y el resultado económico empeora claramente. Además, durante el acabado de las piezas ha de renunciarse, a ser posible, a un proceso de pulido, debido a que ello, por regla general, es un proceso en húmedo y, en consecuencia, se producen otras problemáticas ambientales y de eliminación debidas al barro de amolado y, según el estado actual, gravan adicionalmente el resultado económico.

A ello hay que añadir, que incluso en el pulido se producen estructuras de estrías que, originadas por el proceso de rectificación, son trasladadas en primer lugar a la muela abrasiva y se manifiestan finalmente sobre la pieza. También en el acabado en el que una banda de pulido o un elemento de pulido se encuentra en contacto con la pieza, se producen estructuras superficiales estriadas debidas a la oscilación o al movimiento longitudinal adicional de la herramienta de acabado respecto de la pieza.

Además, se conoce por el documento DE 199 63 897, en el que se basan los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 2, mecanizar la pieza mediante una cuchilla inclinada con relación eje de rotación de la pieza, guiándola tangencialmente a lo largo de la pieza. En este proceso, mediante el control del avance y/o de la posición inclinada de la cuchilla puede minimizarse el paso y también la profundidad de las estrías en forma de rosca y, en el mecanizado de piezas templadas, optimizarse el rendimiento de arranque de viruta de la herramienta.

III. Explicación de la invención a) Objetivo técnico

Según la invención, el objetivo es continuar optimizando un procedimiento de género similar para el mecanizado de piezas.

b) Consecución del objetivo

Este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones 1 ó 2. Formas de realización ventajosas resultan de las subreivindicaciones.

Mediante el movimiento de avance axial de la herramienta puede influenciarse sobre cuán grande ha de ser la extensión axial de la superficie de la pieza para que pueda mecanizarse en uno o múltiples pasos con una cuchilla o con una herramienta que puede presentar múltiples cuchillas.

Como de este modo la cuchilla, que puede ser recta o curvada, no está orientada con un ángulo hacia el centro de torneado, sino ajustada de modo inclinado a la circunferencia exterior en contacto con la superficie a mecanizar, puede alcanzarse una minimización o evitación del estriado.

La relación entre componentes de avance axial y tangencial, que en un movimiento de avance lineal es una relación fija, influencia en este proceso eventuales estriados restantes al igual que la forma de la cuchilla, en particular, cuando una cuchilla curvada no se encuentra en el plano tangencial en el que en un mecanizado es movida respecto de la pieza, sino que está dispuesta transversal a este plano tangencial, definido por la dirección de avance y la proyección del canto de cuchilla vista en dirección del avance.

Debido a que el movimiento tangencial y el movimiento axial pueden ser controlados independientemente entre sí, el desgaste puede, por un lado, controlarse a lo largo de la extensión longitudinal de la cuchilla y, en particular, distribuirse uniformemente a lo largo de esta extensión longitudinal y, por otro lado, según el objetivo de optimización, influenciarse igualmente, respecto de la posición longitudinal en la pieza, el estriado que aparece en la superficie simétrica de rotación a mecanizar.

Mediante el procedimiento según la invención pueden producirse, no sólo superficies simétricas de rotación con línea generatriz recta (como cono), sino también superficies simétricas de rotación con generatriz no recta, por consiguiente, superficies simétricas de rotación conformadas libremente. Esto es especialmente ventajoso porque también las superficies simétricas de rotación conformadas libremente, es decir, formas superficiales cóncavas o convexas, pueden ser producidas incluso mediante una cuchilla recta.

Para ello, en una cuchilla recta, adicionalmente al movimiento tangencial y axial puede superponerse, durante el contacto entre la cuchilla y la pieza, un movimiento radial que debe ser controlado en forma igualmente independiente de los otros dos componentes, con lo que se produce la forma deseada. Mediante una conformación adecuada de la cuchilla transversal al plano de su movimiento de avance, la componente de forma radial de la superficie puede estar contenida en la forma de la cuchilla, en lugar de la aproximación radial (dirección y) requerida anteriormente.

En el caso ideal, la herramienta, con relación a la pieza, puede girarse sobre por lo menos uno de los ejes transversales (dirección x o y) para llevar el plano de movimiento de la cuchilla en el punto de mecanizado en cada caso tangencial a la curvatura de la pieza allí existente. Junto con la componente axial (dirección Z) del avance resulta en suma un movimiento en hélice.

Siempre que con las extensiones axiales de plaquitas de corte disponibles no puedan realizarse las longitudes proyectadas de superficies de piezas manteniendo la minimización deseada del estriado o una vida útil mínima de la cuchilla, puede distribuirse el mecanizado de la longitud axial de la superficie de la pieza en mecanizados temporalmente sucesivos o simultáneos con cuchillas diferentes.

Estas cuchillas pueden estar dispuestas en un mismo cuerpo básico de herramienta, desplazados entre sí en dirección longitudinal, de acuerdo a la secuencia de su utilización proyectada, en particular solapando entre sí ligeramente en dirección longitudinal, donde no es necesario en absoluto un desplazamiento adicional transversal a la dirección longitudinal. La utilización simultánea o consecutiva de las cuchillas, se han dispuesto sobre un mismo o distintos cuerpos básicos, también puede estar asignada a etapas de mecanizado distintas, por ejemplo, desbastado o acabado.

Debido a la posibilidad de mando de la herramienta en dirección longitudinal, también es suficiente una disposición de las diferentes cuchillas con un desplazamiento exclusivamente en sentido transversal, de manera que, después de desactivar la primera cuchilla y antes de activar la cuchilla siguiente, toda la herramienta se desplaza respectivamente en dirección longitudinal, en relación a la pieza.

También es posible la disposición de las distintas cuchillas en la circunferencia de un cuerpo básico de herramienta circular, en particular discoidal, donde durante la utilización de la cuchilla preferentemente se detiene el avance circular de la herramienta y la unidad de herramienta se mueve en forma temporal exclusivamente en un movimiento de avance lineal respecto de la pieza.

Debido a que, como un objetivo de optimización, la uniformidad del desgaste de la cuchilla puede controlarse a lo largo de su extensión longitudinal resulta, por ejemplo, una optimización adicional de la vida útil de la cuchilla.

Además, con el procedimiento según la invención también puede mecanizarse una superficie en la pieza dentro de la que, por ejemplo en sentido longitudinal, se encuentran uno o múltiples puntos de transición de metal templado a no templado o inversos. Tales zonas de transición hasta ahora sólo podían mecanizarse con grandes dificultades, porque concretamente se conocían materiales de corte adecuados tanto para un metal templado como para un metal no templado, pero, sin embargo, ningún material de corte podía mecanizar ambos sin desgastarse demasiado
rápidamente.

Sin embargo, con el procedimiento según la invención es posible, mediante un CBN (nitruro de boro cúbico) y/o metal duro, desprender virutas del material templado y del material sin templar, y también de las zonas de transición entre dos zonas diferentes de este tipo, donde el desgaste de las cuchillas o plaquitas de corte conformadas de materiales de este tipo permanece en el margen de lo habitual. El motivo es, que un punto determinado de la cuchilla permanece actuando sobre la pieza solamente durante un tiempo muy breve, sobre todo cuando en el movimiento de avance está contenida siempre al menos un componente tangencial pequeña.

Otra ventaja del procedimiento según la invención consiste en la posibilidad de obtener una muy buena calidad de superficie, no solamente respecto de la rugosidad sino también respecto de la redondez de la superficie a mecanizar.

c) Ejemplos de realizaciones

Formas de realización, según la invención, se describen detalladamente a continuación, a manera de ejemplos. Muestran:

la figura 1, una representación en perspectiva de la situación de mecanizado,

la figura 2, una representación de la situación de la figura 1, transversal al sentido de rotación 10 y al movimiento de avance 3, y

la figura 3, una representación de la situación durante el torneado longitudinal

Con el fin de explicar el estado actual de la técnica y como soluciones de acuerdo con la invención muestran:

las figuras 4 y 4a, la representación en perspectiva de otra situación de mecanizado,

la figura 4b, la situación según la figura 4a en vista radial desde arriba,

la figura 4c, otra situación en vista radial desde arriba,

la figura 4d, otra situación en vista radial desde arriba,

la figura 5, herramientas con múltiples cuchillas, en cada caso vistas en vista radial desde arriba.

Inicialmente en la figura 3 se muestra de que modo resulta en el torneado longitudinal una superficie en forma de rosca debido, por ejemplo, al movimiento del cortante en el sentido de rotación de la pieza y su redondez de la arista cortante r_{E}.

Con un avance f constante, expresado en mm/revolución de la pieza, se produce una estría en forma de hélice 5 cuya distancia de espiras en dirección al eje de rotación 10 es constante con un avance f constante. La profundidad t' de estas estrías depende en este proceso visiblemente del tamaño del radio de ángulo r_{E} de la cuchilla generadora: cuanto mayor es este radio de ángulo r_{E} tanto más planos resultan los flancos de la estría y de este modo la profundidad t' es tanto menor. La relación formular dice:

t = \frac{f^{2}}{8 \cdot r_{E}}

En un ajuste de por lo menos uno de los cantos de la cuchilla, en particular de la cuchilla auxiliar, que conducen al ángulo de cuchilla, posicionada en un ángulo en lo posible pequeño, preferentemente paralelo al sentido del eje de rotación 10, se encuentra por regla general el único medio viable para minimizar la profundidad t', debido a que en la producción, a causa de la duración de ciclos especificada, etc., el avance f no puede ser reducido en forma discrecional.

Las figuras 1 y 2 muestran la situación en el torneado tangencial:

Como muestra la figura 1, la pieza 1 en la que se encuentra la superficie simétrica de rotación 1a a mecanizar rota en el sentido de rotación 10, designado usualmente como dirección Z en tornos o brochadoras, en las que las direcciones X y Z se encuentran habitualmente perpendiculares.

La superficie simétrica de rotación 1a a mecanizar tiene en la dirección Z 10 una anchura b y en el uso posterior se utiliza por regla general como superficie de apoyo para un retén o elemento comparable.

La herramienta 2 es conducida con su cuchilla 2a inclinada a la dirección Z en una dirección de avance 3 paralela a una de las superficies tangentes, en forma tan transversal al eje de rotación 10 a lo largo de la pieza, que las zonas de corte separadas entran en dirección Z consecutivamente en contacto con zonas diferentes de la superficie simétrica de rotación 1a, donde la extensión de la cuchilla 2a en dirección del eje de rotación, es decir en el sentido de rotación 10, es igual o mayor que la anchura b de la superficie a. En este proceso, la dirección de avance 3 de la herramienta puede estar en un plano perpendicular al sentido de rotación 10 de la pieza, consecuentemente en un plano radial de la pieza, o en un plano inclinado al sentido de rotación 10 (dirección de avance 3').

Sin embargo, visto en dirección del sentido de rotación 10 de la pieza (véase la figura 1a), la dirección de avance 3 o 3' representa siempre una tangente al diámetro nominal de la superficie simétrica de rotación a mecanizar.

La pieza 1 gira durante el mecanizado en un sentido de rotación 7, de manera que en la zona de contacto entre la cuchilla 2a y la superficie a mecanizar 1a la superficie de la pieza 1 gira contra la cuchilla 2a.

La vista desde arriba en dirección Y de la figura 2 muestra el ángulo de inclinación \alpha de la cuchilla 2a respecto del sentido de rotación 10 de la pieza 1 y el movimiento de avance 3 de la cuchilla 2a mostrado en la vista desde arriba en ángulo recto a este sentido de rotación.

Debido al movimiento de escarpado que durante el mecanizado se realiza del borde derecho al izquierdo de la cuchilla 2a de la figura 2, se produce la estructura superficial en forma de rosca según la figura 2. Esta estructura superficial se conforma por una estría 5 en forma de rosca, cuyas distintas espiras son contiguas inmediatas entre sí en dirección longitudinal de la pieza y entre sí forman una rebaba de rosca 6.

Las estrías 5 se muestran con respecto a la realidad de forma muy exagerada. La profundidad de las estrías 5 es denominada como profundidad de rayado t, mientras que la distancia entre dos espiras de la rebaba 6 o de las estrías 5 medida en el sentido de rotación 10 es designada como paso de rayado s.

La cuchilla 2a también puede desplazarse respecto de la pieza 1 a lo largo de un movimiento de avance 3' transversal al eje de rotación 10 y en particular perpendicular a la cuchilla 2a, requiriendo, entonces, una anchura algo menor de la cuchilla 2a.

El paso del rayado s depende del avance f que indica el progreso en dirección 3, medido en milímetros por revolución del avance, y del ángulo de inclinación \alpha, como sigue:

S = \frac{f}{tang \ \alpha}

La profundidad t depende del radio (diámetro del núcleo) de la pieza medido hasta el fondo entre las rebabas 6 en la superficie 1a a mecanizar y del avance f, como sigue:

t = -r + \sqrt{r^{2} + \frac{f^{2}}{4}}

Debido a la representación de la figura 2, queda claro que al alcanzar una profundidad de rayado t = 0 ó por lo menos t < 1 \mum, en particular t < 0,4 \mum, en particular t < 0,2 \mum la magnitud del paso de rayado s ya no tiene importancia.

Por eso, en primer lugar se tiene la intención de mantener el avance f tan reducido como sea posible, en particular tan reducido que la profundidad de rayado t es esencialmente menor, en particular como mínimo en el factor 3, mejor aún en el factor 5, que la profundidad de rugosidad R_{Z} de la superficie así producida. La profundidad de rugosidad R_{Z} se encuentra usualmente en el intervalo entre 1,5 \mum y 6 \mum.

La solución según la invención de la figura 4 muestra, que mediante una cuchilla dispuesta inclinada, en particular recta, se pueden producir con el procedimiento también superficies 1a simétricas de rotación que no presentan generatrices rectas sino curvadas, tal como la generatriz o superficie 1a curvada cóncava de la pieza 1.

Para esto, el movimiento de avance 3 debe comprender una componente de movimiento 3y orientada radial al eje de rotación 10.

Como muestra en la figura 4b la vista desde arriba, observada en dirección Y, de la situación de mecanizado de la figura 4, durante el mecanizado de esta superficie 1a, la componente tangente 3x puede mantener con la componente axial 3z una relación siempre igual y fija, resultando en la vista desde arriba de la figura 4b un movimiento de avance 3', 3'' lineal.

Sin embargo, preferentemente esta relación 3y/3z es modificada durante el progreso del mecanizado axial, de manera que tampoco en la vista desde arriba ya no resulta un movimiento de avance lineal. Mediante este control independiente de los componentes tangente y axial, también las fuerzas tangenciales, así como las fuerzas radiales que actúan sobre la herramienta, pueden ser controladas ampliamente en forma independiente. De este modo, por ejemplo, puede optimizarse la vida útil de la cuchilla 2a y/o la calidad de superficie y/o la minimización del
rayado.

Un caso típico (figura 4b) es que al comienzo de la utilización de las cuchillas, la componente tangente 3x es comparativamente tan grande como para minimizar la carga inicial de la cuchilla 2a.

En la zona central de la extensión axial de la superficie 1a, la componente axial 3z del movimiento de avance es ostensiblemente aumentada, hasta donde lo permiten los objetivos definidos, sean estos la minimización del rayado o el desgaste de la cuchilla en la zona central de la cuchilla 2a.

Hacia el fin del mecanizado, consecuentemente hacia el extremo de la extensión axial de la superficie 1a se aumenta nuevamente la componente tangente 3x a favor de la componente axial 3z, para mantener reducido el desgaste del otro extremo de la cuchilla 2a.

Sin embargo, la figura 2c muestra también una secuencia de mecanizado en la que al comienzo del mecanizado el movimiento de avance 3, 3' presenta tanto una componente axial 3z como una componente tangente 3x, se desplaza después solamente en forma axial en una zona central relativamente grande (3z) y solamente hacia el fin del avance se agrega una componente tangente 3x. Esto es típico para una situación en la que con una sola cuchilla 2a ha de mecanizarse en dirección axial una superficie de pieza 1a muy larga.

Al contrario, la figura 4d muestra más o menos el caso inverso:

En este movimiento de avance 3'''', la herramienta es movida sobre áreas relativamente grandes exclusivamente en forma axial (3z1, 3z3), tanto al comienzo como al fin del avance. Solamente en la zona central tiene lugar un movimiento de la herramienta también o solamente en dirección tangencial (3x2). Esto sería la secuencia típica en el caso en que esta zona central se componga de material no templado, mientras las zonas iniciales y finales son templadas y la cuchilla 2a está formada de CBN o metal duro y, consecuentemente, un punto de la cuchilla 2a ha de permanecer en contacto un tiempo en lo posible corto.

Adicionalmente, dependiendo de la forma de la superficie a producir, es necesario el solapado de una componente radial Y, la que del mismo modo debe ser controlable de forma separada, entre otros independiente de la velocidad de movimiento cambiante en dirección axial 3z.

Para posibilitar un ajuste del plano de movimiento de la cuchilla posicionando el plano tangente respecto de alguno de los puntos de mecanizado, ante todo en zonas convexas de la superficie a producir, la cuchilla 2a preferentemente es girada sobre un eje de giro 14 que puede contener componentes de la dirección X, Y y/o Z, y, en particular, estar paralela a la dirección X, como lo muestra la figura 4a.

Las figuras 5 muestran, otra vez en vista radial de arriba sobre la pieza, el mecanizado de una superficie 1a mediante múltiples cuchillas 2a1, 2a2...

Según la figura 5a se trata de cuchillas 2a1, 2a2 accionadas una después de la otra, lo que se hace necesario cuando el mecanizado con una sola cuchilla ya no es posible teniendo en cuenta el objetivo de optimización de-
seado.

En la figura 5a, estas cuchillas 2a1, 2a2... se encuentran, por un lado, desplazadas entre sí en dirección tangencial X, de manera que la cuchilla siguiente solamente entra en acción cuando la cuchilla precedente se encuentra fuera de acción. Adicionalmente, en este proceso está dado un desplazamiento en dirección axial (dirección Z), pudiendo las cuchillas 2a1, 2a2... todavía solaparse ligeramente.

Las cuchillas 2a1, 2a2... se encuentran, por ejemplo, sujetadas a un solo cuerpo básico de herramienta 13 que puede ser controlado, en cada caso, en forma independiente entre sí, como mínimo en las direcciones X y Z, preferentemente también en dirección Y, para la producción de superficies no cilíndricas.

Contrariamente, en la solución según la figura 5b, que otra vez es una representación en vista radial desde arriba, consecuentemente en dirección Y, las cuchillas 2a1, 2a2... se encuentran principalmente desplazadas entre sí en dirección axial Z, en este caso otra vez todavía solapando ligeramente preferentemente en dirección Z. Contrariamente, en la dirección tangencial, la dirección X, se presenta ningún o sólo un mínimo desplazamiento que pretende el contacto primario simultáneo de todas las cuchillas 2a1, 2a2... con la superficie 1a de la pieza. Un desplazamiento de las cuchillas en dirección tangencial X puede evitarse cuando la posición inclinada de las cuchillas 2a1, 2a2... respecto a su extensión longitudinal es tan grande que el desplazamiento de una cuchilla de principio a fin en dirección X es mayor que la sección de la siguiente cuchilla en esa dirección en su zona inicial.

La ventaja de esta solución radica en que una superficie 1a muy grande puede mecanizarse completamente con sólo un trayecto de avance reducido, consecuentemente en muy breve tiempo, mientras que en la sucesión consecutiva adicional de las cuchillas 2a1, 2a2... en dirección X es necesario un trayecto ostensiblemente mayor para poner, entonces, en acción temporalmente una detrás de la otra todas estas cuchillas.

Contrariamente, en la figura 5c múltiples cuchillas 2a1, 2a2..., nuevamente en vista radial desde arriba, es decir en dirección Y, se encuentran en la misma posición Z, en consecuencia una detrás de la otra en la dirección tangencial X, y se extienden, en particular, paralelas entre sí, por tanto presentan el mismo ángulo de inclinación \alpha. Estas cuchillas pueden estar sujetas en un cuerpo básico de herramienta movible en dos e incluso tres direcciones espaciales X, Z y eventualmente Y o estar dispuestas de forma desplazada sobre la circunferencia de un cuerpo básico de herramienta en forma de disco cuyo eje de rotación se extiende preferentemente paralelo a la dirección Z, representando la figura 5 un desarrollo de por lo menos una parte de esta circunferencia.

Para activar las distintas cuchillas, una tras otra, para mecanizar zonas axiales diferentes de la superficie 1a se mueve este cuerpo básico de herramienta 13' después de desactivar una cuchilla, por ejemplo la 2a2, y antes de activar la cuchilla siguiente 2a2, alrededor del eje pivotante 15 del cuerpo básico de herramienta 13' y desplazado en dirección axial.

Durante el mecanizado de la pieza, es detenido el movimiento pivotante del cuerpo básico de herramienta 13' en forma de disco y el cuerpo básico de herramienta efectúa exclusivamente componentes móviles en dirección Z, X y eventualmente Y.

Naturalmente estas cuchillas situadas en la misma posición axial de la figura 5c también pueden aplicarse una tras otra sin movimiento axial intermedio sobre la misma superficie, lo que es particularmente conveniente cuando la cuchilla realiza mecanizaciones consecutivas, por ejemplo, desbastado, acabado y acabado fino.

\newpage

En este proceso, se muestra en una cuchilla separada 2a3, observada en la vista radial desde arriba de la figura 5c, que de ninguna manera tiene que estar formada recta, sino que también puede estar conformada curvada, por ejemplo, cóncava pero también convexa.

Adicionalmente o en lugar de eso, una cuchilla de este tipo, vista en la dirección de avance, o sea, de acuerdo a la figura 5c, en dirección tangencial X, puede presentar un borde de corte k no curvada en el plano del avance, formado por la dirección de avance 3 y la dirección del desarrollo principal de las cuchillas 2a, sino curvada opuesta a este plano de avance.

Lista de referencias

1	Pieza a mecanizar
1a	Superficie simétrica por rotación
2	Herramienta
2a	Cuchilla
3, 3'	Movimiento de avance
4	Tangente
5	Estría
6	Rebaba
7	Sentido de rotación
8	Línea de trabajo
10	Dirección Z, eje de rotación
11	Dirección X
12	Dirección Y
13	Cuerpo básico de herramienta
14	Eje pivotante
15	Eje pivotante
16	Plano de avance
f	Avance de brochado
\alpha	Ángulo de inclinación
r	Radio de pieza
s	Paso de estría
t	Profundidad de estría
b	Anchura de la superficie 1a
R_{Z}	Profundidad de rugosidad
K	Borde de corte

Claims

1. Procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta de superficies simétricas de rotación (1a) de una pieza en rotación (1), donde

- por lo menos una cuchilla (2a) dispuesta inclinada respecto del eje de rotación (10) de la pieza (1) es conducida en un movimiento de avance (3, 3') de manera de estar en contacto a lo largo de una pieza en rotación (1),

- donde los parámetros de mecanizado, en particular el avance (f) tiene lugar en la dirección de avance (3), y la posición inclinada (\alpha) de la cuchilla (2a) respecto de la dirección longitudinal (Z) del eje de rotación (10), son elegidos de manera que el estriado que se produce sobre la superficie a mecanizado (1a) se convierte en mínimo respecto del paso de estría (s) y/o la profundidad de la estría (t), y

- el movimiento de avance (3, 3') comprende un movimiento axial (3z, 3z'),

- el movimiento de avance (3, 3') comprende un movimiento tangencial (3x, 3x'),

- el movimiento de avance (3, 3') se realiza en un plano tangente de la superficie simétrica de rotación (1a), caracterizado porque el movimiento tangencial (3x, 3x') y el movimiento axial (3z, 3z') del movimiento de avance son controlados de forma independiente entre sí.

2. Procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta de superficie simétricas de rotación (1a) en una pieza en rotación (1), donde

- por lo menos una cuchilla (2a) inclinada respecto del eje de rotación (10) de la pieza es conducida en un movimiento de avance (3, 3'), de manera de estar en contacto a lo largo de la pieza en rotación (1),

- los parámetros de mecanizado, en particular el avance (f) que se produce en la dirección de avance (3) del mecanizado de una superficie simétrica de rotación (1a) templada es elegida de modo tal que se maximiza el rendimiento de arranque de viruta resultante, y

- el movimiento de avance (3, 3') comprende un movimiento axial (3z, 3z'),

- el movimiento de avance (3, 3') comprende un movimiento tangencial (3x, 3x'),

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cuchilla (2a) se encuentra en el plano tangente en el que se realiza el movimiento de avance (3, 3') lineal.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los parámetros de mecanizado, en particular porque la relación o la modificación de la relación entre el movimiento tangencial (3z, 3z') y el movimiento axial (3z, 3z') es controlado de manera tal que se utiliza la longitud total de la cuchilla (2a), y particularmente de manera tal que el desgaste de la cuchilla (2a) constante sobre toda su longitud es, y particularmente es máxima la suma de las operaciones de mecanizado a ser llevados a cabo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cuchilla (2a) es una cuchilla en sí recta.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie simétrica de rotación (1a) es un cilindro o un cono y el movimiento de avance (3, 3') lineal se realiza en el plano tangente del cilindro o del cono.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie simétrica de rotación es una superficie curvada cóncava o convexa y la cuchilla (2a) es una cuchilla recta que, adicionalmente al movimiento tangencial (3x) y al movimiento axial (3z), es sometida a un movimiento radial (3y) durante el contacto con la pieza (1).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la posición inclinada (\alpha) de la cuchilla (2a) se encuentra respecto del eje de rotación (10) entre 0º y 90º, particularmente entre 20º y 50º.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el avance (f) respecto de la posición inclinada (\alpha) de la cuchilla (2a), al diámetro de la superficie simétrica de rotación (1a) a mecanizar, así como la velocidad de corte es elegido de manera tal que las ranuras (5) producidas por el mecanizado en la superficie de la pieza (1) presentan en cuanto a paso de estría (S) y profundidad de estría (d) un efecto de rosca ninguno o despreciable.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en una utilización de múltiples cuchillas (2a1, 2a2) contiguas inclinadas, estas cuchillas (2a1, 2a2) son dispuestas desplazadas lateralmente entre si en dirección axial entre sí, en particular solapando, sobre el mismo cuerpo básico de herramienta, particularmente sobre la circunferencia de un cuerpo básico de herramienta en forma de disco.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en una utilización de múltiples cuchillas (2a1, 2a2) contiguas inclinadas, estas cuchillas (2a1, 2a2) son dispuestas desplazadas lateralmente entre si en dirección tangencial entre sí, en particular en la dirección perimetral de un cuerpo básico de herramienta en forma de disco.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el movimiento de avance (3) es un movimiento lineal.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la misma superficie (1a) de la pieza se utilizan sucesivamente otras cuchillas de desbastado y cuchillas de acabado.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque con una y la misma cuchilla (2a), compuesta en particular de CBN y/o metal duro, se mecanizan tanto piezas templadas como sin templar y, en particular, zonas templadas y sin templar en una misma pieza, en particular incluso la transición de la zona templada a la zona sin templar e inversamente.