ES2258016T3 - Proceso de mecanizado de un cigueñal de disposicion original de la operacion de equilibrado y dispositivo permitiendo su puesta en funcionamiento. - Google Patents
Proceso de mecanizado de un cigueñal de disposicion original de la operacion de equilibrado y dispositivo permitiendo su puesta en funcionamiento.Info
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Abstract
Método de mecanizado de cigüeñal del tipo comprendiendo las operaciones principales siguientes: - determinación de los puntos de partida, - mecanizado de las extremidades, cojinetes y muñones, - realización de los orificios de engrase, - acabado de las extremidades, cojinetes y muñones, - medida dinámica y retirada eventual de materia para fines de un equilibrado, caracterizado por el hecho de que consiste en realizar las operaciones de medida dinámica de las masas y de retirada de materia para fines de un equilibrado, antes de las operaciones de acabado.
Description
Proceso de mecanizado de un cigüeñal de
disposición original de la operación de equilibrado y dispositivo
permitiendo su puesta en funcionamiento.
La presente invención se refiere al ámbito del
mecanizado y en particular a las adaptaciones que permiten asegurar
el mecanizado completo de un cigüeñal en las mejores condiciones
posibles. Un método de mecanizado de un cigüeñal con las
características del preámbulo de la reivindicación 1 está descrito
en la patente US 5408745.
Los cigüeñales son piezas mecánicas que se
presentan en forma de árboles que aseguran la transformación del
movimiento rectilíneo alternativo del conjunto
pistón-biela de un motor térmico en movimiento
rotativo. Estas piezas son realizadas habitualmente por forjado o
moldeado antes de ser mecanizadas precisamente.
Para el ejemplo de un motor térmico de cuatro
cilindros, el cigüeñal incluye cinco cojinetes por medio de los
cuales está en conexión de pivote con el cárter, cuatro muñones
dispuestos paralelamente al eje de rotación del cigüeñal y que
sirven para accionar las cuatro bielas y cuatro contrapesos que
aseguran un equilibrio de las masas del cigüeñal con respecto a su
eje de rotación con los cuatro muñones y los ocho brazos que los
desplazan del eje de rotación del cigüeñal.
Habitualmente, el principio de la cadena de
fabricación por retirada de materia de un cigüeñal incluye las
operaciones siguientes:
- -
- definición de los puntos de partida,
- -
- mecanizado de las extremidades,
- -
- mecanizado de los cojinetes,
- -
- mecanizado de los muñones, y
- -
- realización de los orificios de engrase,
siguen posteriormente diversas
operaciones llamadas de acabado y de equilibrado final por medida
dinámica y una supresión del desequilibrio eventual por retirada de
materia.
Unas mejoras de la determinación de los puntos de
partida por centrado del cigüeñal tales como las que están
descritas en la patente francesa nº 2761129 han llevado a la
solicitante a estudiar y poner en práctica una sucesión diferente
de operaciones durante el método de fabricación tradicional de un
cigüeñal.
Efectivamente, puesto que las operaciones de
mecanizado cuestan caras, es primordial limitar su número y su
duración así como respetar las restricciones geométricas y
dinámicas definidas por los constructores de automóviles.
Estos estudios han llevado a la concepción de un
nuevo proceso de mecanizado que permite optimizar la fabricación de
los cigüeñales.
Según la característica principal de la
invención, el método de fabricación de la invención es destacable
por el hecho de que consiste en realizar las operaciones de medida
dinámica de las masas y de retirada de materia para fines de
equilibrado antes de las operaciones de acabado.
Esta característica es particularmente juiciosa
ya que permite asegurar el equilibrado del cigüeñal antes de las
operaciones en las que el desequilibrio y la retirada de materia no
cambien mucho. Efectivamente, las operaciones denominadas de
acabado y de superacabado, como su nombre indica, no retiran mucha
materia y no influyen por lo tanto de manera significativa en el
desequilibrio del cigüeñal. En todos los casos, la retirada de
materia en tales operaciones es parametrable.
Esta disposición original de la operación de
equilibrado en el proceso de mecanizado de un cigüeñal de la
invención presenta por lo tanto varias ventajas. Por una parte,
ésta permite suprimir la operación de desequilibrio por perforación
de los cigüeñales al final de su cadena de realización por retirada
de materia y por otra parte, asegura una medida dinámica de las
masas durante una operación que es particularmente próxima a la
operación de definición de los puntos de partida, lo que asegura
una corrección más fácil y más rápida si dicha definición de los
puntos de partida definía unas superficies de referencias que
requerían demasiada retirada de materia en las operaciones
siguientes.
La operación y el dispositivo de medida dinámica
de las masas no son nuevos pero la ejecución de esta operación en
ese momento de la cadena de realización por retirada de materia de
un cigüeñal es particularmente nueva e inventiva. Ha sido posible
obtener este cambio de concepto de la realización de un cigüeñal
sólo gracias a los progresos recientes realizados en la buena
definición de los puntos de partida sobre los cigüeñales por
fabricar.
Efectivamente, los procesos del estado de la
técnica anterior tenían como concepto realizar la medida y el
equilibrado de un cigüeñal únicamente cuando este último había
pasado por todas las fases de retirada de materia, fuera de
mecanizado de semiacabado o de acabado. De este modo, el conjunto de
la cadena de mecanizado podía asegurar la realización de un mal
mecanizado sobre un cigüeñal debido, por ejemplo, a unos puntos de
partida mal definidos, sin poder detectar este mal cigüeñal antes
del final de la cadena de fabricación es decir durante la operación
de equilibrado final. Por eso, el método de la invención no sólo
obvia este inconveniente de detección tardía de un mal cigüeñal sino
que además permite corregirlo.
Los conceptos fundamentales de la invención que
acaban de ser expuestos más arriba en su forma más elemental, otros
detalles y características resultarán de manera más clara después
de la lectura de la descripción siguiente, produciendo en forma de
ejemplo no limitativo, un modo de realización de un proceso de
mecanizado de un cigüeñal de disposición original de la operación de
equilibrado conforme a la invención.
Para ilustrar mejor la descripción siguiente, un
ejemplo no limitativo de cadena de mecanizado de cigüeñal está
descrito más abajo.
Operación
1
Realización de los puntos de partida por centrado
geométrico y o dinámico.
Operación
2
Realización de las extremidades del cigüeñal para
torneado y/o por torneado-enrase.
Operación
3
Realización de los cojinetes por torneado,
enrase, torneado-enrase y/o
fresado-torneado.
Operación
4
Realización de los muñones por torneado, enrase,
torneado-enrase y/o
fresado-torneado.
Operación
5
Realización de los orificios de engrase por
perforación y/o por taladrado.
Operación
6
Lavado.
Operación
7
Tratamiento térmico revenido.
Operación
8
Galeteado.
Operación
9
Acabado de los cojinetes.
Operación
10
Acabado de los muñones.
Operación
11
Acabado de las fijaciones de las extremidades por
perforación, fileteado, escariado-fresado.
Operación
12
Realización de los cojinetes y del tope por
torneado.
Operación
13
Acabado de la placa del cigüeñal.
Operación
14
Acabado de la cola del cigüeñal.
Operación
15
Realización del equilibrado dinámico por
supresión del desequilibrio y por perforación.
Operación
16
Fase denominada de superacabado.
Operación
17
Montaje de los accesorios por ensamblaje en
caliente.
Operación
18
Lavado.
Operación
19
Inspección final.
A la vista de esta sucesión de operaciones, se
pueden definir varios conjuntos de operaciones:
- -
- un primer conjunto llamado de operaciones de mecanizado de gran retirada de materia constituida por las operaciones 2 a 5,
- -
- un segundo conjunto llamado de operaciones de acabado constituido por las operaciones 9 a 14.
Según una característica particularmente
ventajosa, el método de la invención es destacable ya que consiste
en intercalar entre las operaciones de mecanizado de las
extremidades, cojinetes y muñones del cigüeñal y la de realización
de los orificios de engrase en el cigüeñal, una operación de medida
dinámica de las masas del cigüeñal mecanizado.
La realización de una medida dinámica en este
estado de la cadena de mecanizado del cigüeñal es particularmente
ventajosa en la medida en que se sitúa entre la última operación de
retirada consecuente de materia es decir la realización de los
orificios de engrase y la penúltima operación es decir la de la
realización de los muñones. Efectivamente, Después de la operación
de realización de los orificios de engrase vienen las operaciones
de lavado, de tratamiento térmico y de galeteado, después las de
acabado durante las cuales la retirada de materia es mínima o al
menos parametrable.
Según una característica particularmente juiciosa
de la invención imaginada por la solicitante, el método de
mecanizado de la invención consiste en realizar la operación de
retirada de materia para fines de un equilibrado durante la
operación de realización de los orificios de engrase en el cigüeñal.
De este modo, el método de la invención no sólo obvia los
inconvenientes de los procesos del estado de la técnica anterior
sino que evita la instalación de una
máquina-herramienta suplementaria para la
realización de la supresión del desequilibrio. En consecuencia, no
es una máquina como la que está prevista para la operación 15 la
que se va a intercalar entre el dispositivo de medida dinámica de
las masas y la realización de los orificios de engrase sino una
sola y misma máquina que realizará la retirada de materia para la
realización de los orificios de engrase y de los orificios de
supresión del desequilibrio.
Además, según un modo de realización
particularmente juicioso, el método de mecanizado de la invención
es destacable por el hecho de que una vez realizada la operación de
retirada de materia para fines de equilibrado sobre el cigüeñal,
este último es sometido a una operación de medida dinámica de las
masas. De este modo, la solicitante prevé una medida dinámica de las
masas después de la retirada de materia para el mecanizado y
perforación de los orificios de engrase. Esta fase permite
verificar la calidad del equilibrado realizado. Además, debido a la
proximidad durante el encadenamiento de las operaciones del método
de la invención, de otra operación de medida dinámica de las masas
es decir la que está prevista después de las operaciones de
mecanizado de los cojinetes, muñones y extremidades del cigüeñal,
el dispositivo que permite poner en práctica tal medida podrá ser
explotado para la medida dinámica de las masas tanto antes como
después de la operación de retirada de materia y perforación de los
orificios de engrase.
Asimismo, como es el caso en la cadena de
mecanizado propuesta en forma de ejemplo no limitativo, cuando el
método de mecanizado es del tipo en el que la definición de los
puntos de partida se realiza por perforación de las extremidades
premecanizadas del cigüeñal y que durante dicha perforación el
cigüeñal está situado sobre unos apoyos digitalizados al nivel de
sus superficies premecanizadas, el método de la invención es
destacable por el hecho de que consiste en medir de forma dinámica
el desequilibrio del cigüeñal después de las operaciones de
mecanizado de los cojinetes, muñones y extremidades y en transmitir
las medidas de este desequilibrio por una parte al dispositivo de
retirada de materia para fines de un equilibrado en el caso de que
el cigüeñal medido pueda ser equilibrado y por otra parte, al
dispositivo de estabilidad del cigüeñal durante la perforación de
los puntos de partida con el fin de corregir la localización del
centro geométrico de tal manera que el desequilibrio de los
cigüeñales sucesivos a la salida del mecanizado pueda ser
equilibrado.
La solicitante ha pensado también en utilizar
para esta operación un método del tipo conocido bajo el nombre
comercial "digital way" que permite informar la parte de
control de la máquina-herramienta sobre el momento
en el que la herramienta toca la pieza por fabricar de tal manera
que se pueda asegurar con mucha precisión un recorrido de
mecanizado.
Con el fin de poner en práctica la característica
del proceso que consiste en realizar una operación de medida
dinámica de las masas después de la realización de la operación de
retirada de materia para fines de un equilibrado y de una
perforación de los orificios de engrase, el dispositivo de la
invención incluye de manera ventajosa un módulo de transferencia
que asegura los desplazamientos sucesivos de los cigüeñales entre
el dispositivo de medida dinámica del desequilibrio del cigüeñal y
dicha máquina-herramienta. Este módulo de
transferencia asegurará en consecuencia, las eventuales idas y
venidas necesarias para el buen equilibrado del cigüeñal antes de
las operaciones que siguen las de la perforación de los orificios
de engrase. Este módulo de transferencia tiene otra ventaja que es
la de no esperar una medida o verificación eventual del equilibrio
del cigüeñal al final de la cadena para darse cuenta de que el
cigüeñal incluye un desequilibrio demasiado importante.
Además, este módulo de transferencia del tipo que
asegura la recogida de la pieza en el dispositivo de medida y la
colocación de esta última durante el montaje de mecanizado de la
máquina-herramienta y viceversa, puede tener por
función realizar la conexión puntual entre una cadena de mecanizado
de cigüeñales y una máquina-herramienta del tipo
que se describe más arriba que puede ser integrada a otra cadena de
fabricación. Esta función de conexión entre dos cadenas de
mecanizado es particularmente adecuada durante la realización de
una pequeña serie de cigüeñales. De esta manera, el método de
mecanizado del cigüeñal y el dispositivo que permite su puesta en
práctica no sólo tiene como ventaja explotar una sola
máquina-herramienta para la realización desde la
retirada de materia para un equilibrado y para la perforación de los
orificios de engrase sino que ofrece también la posibilidad de
explotar una máquina-herramienta situada al exterior
de la cadena de mecanizado del cigüeñal o al menos que no está
exclusivamente dedicada a esta cadena de mecanizado.
Por supuesto, varios acondicionamientos,
modificaciones y mejoras podrán ser aplicados al ejemplo anterior,
sin salirse del marco de la invención tal y como está definido por
las reivindicaciones.
De este modo, por ejemplo, para controlar la
calidad del equilibrado, se puede considerar en ciertos casos, una
operación de medida dinámica de las masas al final de la cadena de
mecanizado y no una operación de equilibrado por medida y retirada
de materia como en las cadenas de mecanizado de cigüeñales
tradicionales.
Además, sin salir del marco de la invención, se
considera el hecho de que el dispositivo de medida dinámica de las
masas pueda ser explotado en forma de montaje de mecanizado
adaptado a la máquina-herramienta que realiza la
retirada de materia para un equilibrado y una perforación de los
orificios de engrase.
Claims (5)
1. Método de mecanizado de cigüeñal del tipo
comprendiendo las operaciones principales siguientes:
- -
- determinación de los puntos de partida,
- -
- mecanizado de las extremidades, cojinetes y muñones,
- -
- realización de los orificios de engrase,
- -
- acabado de las extremidades, cojinetes y muñones,
- -
- medida dinámica y retirada eventual de materia para fines de un equilibrado, caracterizado por el hecho de que consiste en realizar las operaciones de medida dinámica de las masas y de retirada de materia para fines de un equilibrado, antes de las operaciones de acabado.
2. Método de mecanizado según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que consiste en intercalar
entre las operaciones de mecanizado de las extremidades, cojinetes
y muñones del cigüeñal y la de realización de los orificios de
engrase en el cigüeñal, una operación de medida dinámica de las
masas del cigüeñal mecanizado.
3. Método de mecanizado según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que
consiste en realizar la operación de retirada de materia para fines
de un equilibrado durante la operación de realización de los
orificios de engrase sobre el cigüeñal.
4. Método de mecanizado según la reivindicación
2 del tipo en el que la definición de los puntos de partida se
realiza por perforación de las extremidades premecanizadas del
cigüeñal y que durante dicha perforación, el cigüeñal está situado
sobre unos apoyos digitalizados al nivel de sus superficies
premecanizadas, caracterizado por el hecho de que consiste
en medir de forma dinámica el desequilibrio del cigüeñal después de
las operaciones de mecanizado de los cojinetes, muñones y
extremidades y en transmitir las medidas de este desequilibrio por
una parte al dispositivo de retirada de materia para fines de un
equilibrado en el caso de que el cigüeñal medido pueda ser
equilibrado y al dispositivo de estabilidad del cigüeñal durante la
perforación de los puntos de partida para corregir la localización
del centro geométrico de tal manera que el desequilibrio de los
cigüeñales sucesivos en la salida del mecanizado pueda ser
equilibrado.
5. Método de mecanizado según la reivindicación
3, caracterizado por el hecho de que una vez realizada la
operación de retirada de materia para fines de un equilibrado sobre
el cigüeñal, se someta a este último a una operación de medida
dinámica de las masas.
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