ES2284253T3 - Maquina-herramienta simplificada de mecanizado de piezas de revolucion, especialmente de cigueñales y metodos de trabajo de tal maquina-herramienta. - Google Patents
Maquina-herramienta simplificada de mecanizado de piezas de revolucion, especialmente de cigueñales y metodos de trabajo de tal maquina-herramienta. Download PDFInfo
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Abstract
La invención se refiere a una máquina-herramienta para fabricar piezas giratorias (300a y 300b) que incluye los siguientes componentes, dispuestos sobre un armazón (B) en un plano horizontal común: una estación de fabricación (100) equipada con al menos una herramienta (110); y dos estaciones de fabricación (200a y 200b) dispuestas en paralelo, antes y a continuación de la estación de trabajo (100), de manera tal que la herramienta (110) de ésta última pueda describir un movimiento de vaivén desde una estación de trabajo (200a o 200b) hacia la otra (200b o 200a). Dicha máquina-herramienta está caracterizada porque cada estación de trabajo (200a o 200b) incluye un huso único para guiar (210a o 210b) las piezas giratorias (300a o 300b) con su sistema de motor, y está equipada con un mandril (211a o 211b) para asir y centrar las piezas giratorias (300a o 300b) en uno de sus extremos. La invención también se refiere a procedimientos operativos de tal máquina-herramienta. La invención es útil para fabricar piezas giratorias largas, como los cigüeñales.
Description
Máquina-herramienta simplificada
de mecanizado de piezas de revolución, especialmente de cigüeñales y
métodos de trabajo de tal máquina-herramienta.
La presente invención se refiere a una
máquina-herramienta tal como está definida en el
preámbulo de la reivindicación 1. Un ejemplo de tal
máquina-herramienta está divulgado por FR 2 727 885
A.
El estado de la técnica anterior más próximo
está descrito en la solicitud de patente francesa FR 2 727 885 A
depositada en nombre de la solicitante. Esta patente describe y
representa una máquina-herramienta para el
mecanizado de cigüeñales, el método de trabajo y la cadena de
mecanizado de tal máquina-herramienta cuyo objetivo
consiste en reducir los tiempos muertos debidos a las operaciones
conocidas como auxiliares tales como las de desembridado,
embridado, carga, descarga y ajuste de la pieza sobre la
máquina-herramienta. La
máquina-herramienta, destinada en particular al
mecanizado por torneado-enrase de cigüeñales para
motores de cuatro cilindros en línea, incluye, dispuestos sobre un
bastidor a lo largo del eje de transferencia de una cadena de
mecanizado de dichos cigüeñales y en un mismo plano horizontal:
- -
- un puesto de mecanizado equipado con al menos un disco porta-herramientas asegurando las operaciones de torneado-enrase de los cigüeñales,
- -
- y dos estaciones de trabajo, las cuales mientras aseguran el accionamiento en rotación de dos cigüeñales, están dispuestas paralelamente hacia arriba y hacia abajo del puesto de mecanizado, de tal manera que el disco porta-herramientas de este último montado de forma móvil a lo largo del eje de transferencia pueda evolucionar según un movimiento de vaivén de una estación de trabajo a otra y asegurar el mecanizado de un cigüeñal durante las operaciones auxiliares necesarias para la instalación de un nuevo cigüeñal sobre la otra estación de trabajo, y viceversa. La disposición coplanaria de las dos estaciones de trabajo de un lado a otro de un puesto de mecanizado, conjugada con la movilidad de este último entre las dos estaciones de trabajo, permite así durante el tiempo necesario para las operaciones auxiliares de un cigüeñal en una estación de trabajo, las operaciones de mecanizado de un cigüeñal en la otra estación de trabajo por el disco porta-herramientas del mismo puesto de mecanizado. De esta manera, la relación cuantitativa es multiplicada por dos y el espacio necesario ocupado por el conjunto de la máquina-herramienta es inferior al espacio ocupado por dos máquinas-herramientas, ventaja no despreciable teniendo en cuenta el coste del metro cuadrado ocupado en zona industrial. Aunque responda a las necesidades de los usuarios de una cadena de mecanizado de cigüeñales totalmente automatizada, la solicitante ha constatado que este tipo de máquina-herramienta puede tener una tensión para ciertas aplicaciones sin aportar una gran accesibilidad a los diferentes puestos de trabajo, particularmente durante una instalación manual de las piezas por mecanizar. Efectivamente, la disposición de un puesto de mecanizado entre dos estaciones de trabajo reduce las posibilidades de acceso, lo que obliga a los diseñadores a prever un pórtico provisto de brazos de prensión asegurando el paso de las piezas o cigüeñales por fabricar de una primera estación de trabajo a otra, o para cambiar la o las herramientas del puesto de mecanizado. Además, otra tensión de la máquina-herramienta tal como se ha concebido previamente reside en el hecho de que la prensión del cigüeñal que forma la pieza de revolución por fabricar está realizada por dos mandriles, situados a cada extremidad del cigüeñal, que cierran sus mordazas sobre estos últimos para accionar y guiar en rotación el cigüeñal durante la operación de mecanizado. Esta disposición impide el mecanizado de las extremidades de cigüeñales sobre estas estaciones de traba- jo. Además, el mecanizado completo de un pieza de revolución no es posible a partir de tal instalación.
Existe también en el estado de técnica anterior
de las máquinas-herramientas tal como la que está
descrita en la patente norteamericana n° US 4 718 196 del tipo
comprendiendo montados sobre un bastidor en un mismo plano
horizontal:
- -
- dos puestos de mecanizado equipados con al menos una herramienta asegurando el mecanizado de las piezas de revolución, y
- -
- dos estaciones de trabajo, compuestas cada una de un mandril portapiezas que asegura la rotación de dos piezas de revolución, que están dispuestas paralelamente una respecto a la otra y colocadas cada una delante de un puesto de mecanizado de tal manera que dos piezas puedan ser mecanizadas simultáneamente. Este tipo de máquina-herramienta presenta también el inconveniente de una falta de accesibilidad debido a que los puestos de mecanizado están colocados delante de cada estación de trabajo. Además, esta máquina no permite la realización de operaciones auxiliares en una estación de trabajo durante el mecanizado en la otra estación de trabajo debido a una puesta en movimiento común de los dos mandriles. Finalmente, la presencia de dos puestos de mecanizado elimina toda posibilidad de explotación en continuo de la herramienta.
Partiendo de este estado de hecho, la
solicitante ha realizado investigaciones destinadas a mejorar la
accesibilidad de una máquina-herramienta de
mecanizado de piezas de revolución así como a asegurar el
mecanizado completo. Estas investigaciones han llevado a la
concepción de una nueva máquina-herramienta
simplificada que soluciona las restricciones mencionadas
anteriormente al mismo tiempo que se garantiza un mecanizado en las
mejores condiciones. Esta máquina-herramienta tiene
también la ventaja de adaptarse a varios tipos de mecanizados.
La máquina-herramienta para el
mecanizado de piezas de revolución de la invención es por lo tanto
del tipo que comprende, instalados sobre un bastidor en un mismo
plano horizontal:
- -
- un puesto de mecanizado equipado con al menos una herramienta asegurando el mecanizado de las piezas de revolución,
- -
- y dos estaciones de trabajo, asegurando el accionamiento en rotación de dos piezas de revolución, que están dispuestas paralelamente hacia arriba y hacia abajo del puesto de mecanizado, de tal manera que la herramienta de este último, montada de forma móvil a lo largo del eje de transferencia, pueda evolucionar según un movimiento de vaivén desde una estación de trabajo a otra y asegurar el mecanizado de una pieza de revolución en una estación de trabajo durante las operaciones auxiliares necesarias para una nueva pieza de revolución en la otra estación de trabajo
caracterizada por el hecho de que
cada estación de trabajo comprende un único husillo de
accionamiento de las piezas de revolución con su motorización y que
está equipada en una extremidad con un mandril de presión y de
centrado de la pieza de revolución a nivel de una de sus
extremidades. La presencia de una única unidad de puesta en
movimiento por estación de trabajo tiene como ventaja el hecho de
dividir entre dos el sitio ocupado por tal
máquina-herramienta eliminando el volumen ocupado
por la unidad de puesta en movimiento que existía en la
máquina-herramienta descrita en el estado de la
técnica anterior. Por lo que el acceso al puesto de mecanizado o a
las dos estaciones de trabajo es por tanto muy
facilitado.
Además, según un modo preferido de realización
de la máquina-herramienta, los husillos de cada
estación de trabajo son orientados en una manera tal que presentan
en el mismo lado las mordazas de su mandril respectivo. Esta
disposición particular tiene como ventaja el hecho de presentar de
la misma manera los dos mandriles de las dos estaciones de trabajo,
con su eje paralelo. Esta nueva disposición proporciona así a un
manipulador la posibilidad de cambiar las piezas por mecanizar
directamente en la máquina-herramienta insertando
una extremidad de éstas en las mordazas del mandril de cada
husillo.
Al contrario que la
máquina-herramienta descrita en el segundo plano
tecnológico, la utilización de una
máquina-herramienta conforme a la invención, no
requiere una automatización total.
Este tipo de disposición permite considerar unos
nuevos métodos de trabajo. Además, la invención se refiere a varios
métodos de trabajo de una máquina-herramienta de
mecanizado que respeta los conceptos fundamentales de la
invención.
Según una característica particularmente
ventajosa de la invención, un método de trabajo de
máquina-
herramienta de mecanizado de piezas de revolución según la reivindicación 1 es notable en cuanto a que consiste en realizar el mecanizado de una primera extremidad de una pieza de revolución en una estación de trabajo y en realizar el mecanizado de la segunda extremidad de dicha pieza de revolución en la segunda estación de traba-
jo.
herramienta de mecanizado de piezas de revolución según la reivindicación 1 es notable en cuanto a que consiste en realizar el mecanizado de una primera extremidad de una pieza de revolución en una estación de trabajo y en realizar el mecanizado de la segunda extremidad de dicha pieza de revolución en la segunda estación de traba-
jo.
De esta manera, una
máquina-herramienta comprendiendo dos puestos de
trabajo con un único husillo de accionamiento para cada puesto de
trabajo tiene como ventaja el hecho de permitir el mecanizado
completo de una pieza de revolución al mismo tiempo que asegura las
operaciones auxiliares en tiempo oculto ya que una única extremidad
es encerrada en las mordazas del mandril, lo que permite que la
herramienta del puesto de mecanizado realice el mecanizado de la
extremidad libre. Esta disposición es por lo tanto particularmente
ventajosa en cuanto a que una única máquina puede proporcionar un
mecanizado completo de los soportes, de los muñones y de las
extremidades a la inversa del método de trabajo de la
máquina-herramienta descrito en el estado de la
técnica anterior, destinado a una industrialización mucho más
impulsada, que requería una cadena de mecanizado comprendiendo
varias máquinas-herramientas.
Según una característica particularmente
ventajosa de la invención, especialmente para el mecanizado de
piezas de revolución largas, cada estación de trabajo comprende una
mirilla de recuperación que asegura el guiado de la extremidad
libre de la pieza larga durante su mecanizado. La utilización de
mirillas de recuperación como medios de guiado auxiliar, aumenta
las capacidades de una máquina-herramienta conforme
a la invención, proporcionándole la posibilidad de realizar
mecanizados de piezas largas tales como aquellas mecanizadas por la
máquina-herramienta descrita en el estado de la
técnica anterior, al mismo tiempo que se garantiza la accesibilidad
así como la posibilidad de mecanizar las extremidades de dichas
piezas de revolución largas.
Los conceptos fundamentales de la invención que
acaban de ser expuestos más arriba en su forma más elemental, otros
detalles y características resaltarán de manera más clara con la
lectura de la descripción siguiente proporcionando a modo de
ejemplo no limitativo y con respecto al dibujo anexo, un modo de
realización de una máquina-herramienta conforme a
la invención.
La figura incluida en este dibujo es una vista
esquemática en conjunto de la parte superior de una
máquina-herramienta conforme a la invención.
\newpage
Tal y como se ha ilustrado en el dibujo, la
máquina-herramienta de la invención indicada por M
en su conjunto, es del tipo que comprende, instalados sobre un
bastidor B en un mismo plano horizontal:
- -
- un puesto de mecanizado 100 equipado con al menos una herramienta constituida aquí por un disco portaherramientas 110 que asegura el mecanizado de piezas de revolución,
- -
- y dos estaciones de trabajo 200a y 200b, que aseguran el accionamiento en rotación de dos piezas de revolución 300a y 300b, que están dispuestas paralelamente hacia arriba y hacia abajo del puesto de mecanizado 100, de tal manera que el disco portaherramientas 110 de este último montado de forma móvil a lo largo del eje de transferencia pueda evolucionar según un movimiento de vaivén de una estación de trabajo 200a a otra 200b y asegurar el mecanizado de una pieza de revolución 300a sobre una estación de trabajo 200a durante las operaciones auxiliares necesarias a una nueva pieza de revolución 300b sobre la otra estación de trabajo 200b. Según la invención, cada estación de trabajo 200a y 200b comprende un único husillo de accionamiento 210a y 210b de las piezas de revolución 300a y 300b con su motorización y equipada en una extremidad con un mandril de sujeción y de centrado 211a y 211b de la pieza de revolución 300a y 300b al nivel de una de sus extremidades.
Según está ilustrado, los husillos 210a y 210b
de cada estación de trabajo 200a y 200b están orientados de manera
que presenten en el mismo lado las mordazas de su mandril
respectivo 211a y 211b.
Un primer método de trabajo de tal
máquina-herramienta M, que destaca una de las
principales ventajas de dicha máquina, consiste en realizar el
mecanizado de una primera extremidad de una pieza 300a de revolución
en una estación de trabajo 200a y en realizar el mecanizado de la
segunda extremidad de dicha pieza de revolución 300a en la segunda
estación de trabajo 200b. Este método de trabajo explota al máximo,
la nueva posibilidad ofrecida por esta
máquina-herramienta M, es decir el mecanizado
completo de una pieza y particularmente el mecanizado de sus
extremidades.
Para realizar tal operación, particularmente
cuando los husillos 210a y 210b están orientados en el mismo
sentido, el método de trabajo de
máquina-herramienta M conforme a la invención
consiste en retirar una pieza de revolución 300a de una estación de
trabajo 200a y en hacer que dicha pieza 300a realice una rotación a
180° antes de instalarla en la segunda estación de trabajo
200b.
Otro método de trabajo de tal
máquina-herramienta M más particularmente adaptada
al mecanizado de un cigüeñal, consiste en realizar el mecanizado
parcial de los soportes y muñones en una estación de trabajo 200a y
en efectuar el complemento de mecanizado en la otra estación de
trabajo 300b, después del retorno previo a 180° de dicho cigüeñal.
Este método de trabajo, particularmente para las operaciones de
mecanizado tales como las de fresado rápido, de
torneado-enrase o de rectificación, tiene como
ventaja el hecho de permitir una simplificación de los medios de
mecanizado realizando el mecanizado de los soportes y muñones por
una herramienta que asegura únicamente un mecanizado parcial de
estos últimos en una primera estación de trabajo y completar este
mecanizado en la segunda estación de trabajo.
Para ello, según los modos de realización
preferidos o según las aplicaciones de una
máquina-herramienta conforme a la invención, esta
ultima es notable en la medida en que dicha herramienta es del tipo
muela.
Según otro modo preferido pero no limitativo de
realización, dicha herramienta es del tipo herramienta de
torneado-enrase.
Según otro modo preferido pero no limitativo de
realización, dicha herramienta es del tipo herramienta de
fresado.
Se debe tener en cuenta que la adopción de un
tipo de herramienta no prejuzga el mecanizado realizado. De esta
manera, por ejemplo, la herramienta del tipo muela puede realizar
en ciertas condiciones, operaciones de mecanizado aparte de la
rectificación.
Se entiende que la
máquina-herramienta de mecanizado y los
procedimientos de trabajo que acaban de ser descritos y
representados más arriba, lo han sido con la intención de
proporcionar preferiblemente una divulgación a una limitación.
Claims (9)
1. Máquina-herramienta de
mecanizado de piezas de revolución (300a y 300b), del tipo
comprendiendo, montados sobre un bastidor (B) en un mismo plano
horizontal:
- -
- un puesto de mecanizado (100) equipado con al menos una herramienta (110) asegurando el mecanizado de las piezas de revolución (300a y 300b),
- -
- y dos estaciones de trabajo (200a y 200b) asegurando el accionamiento en rotación de dos piezas de revolución (300a y 300b), que están dispuestas paralelamente hacia arriba y hacia abajo del puesto de mecanizado (100), de tal manera que la herramienta (110) de este último montada de forma móvil a lo largo del eje de transferencia de una pieza de revolución (300a y 300b) desde una estación hacia la otra estación, pueda evolucionar según un movimiento de vaivén de una estación de trabajo (200a o 200b) a otra (200b o 200a) y asegurar el mecanizado de una pieza de revolución (300a o 300b) en una estación de trabajo (200a o 200b) durante las operaciones auxiliares necesarias a una nueva pieza de revolución (300b o 300a) en la otra estación de trabajo (200b o 200a), caracterizada por el hecho de que cada estación de trabajo (200a o 200b) incluye un único husillo de accionamiento (210a o 210b) de las piezas de revolución (300a o 300b) con su motorización y está equipada en una extremidad con un mandril de sujeción y de centrado (211a o 211b) de la pieza de revolución (300a o 300b) al nivel de una de sus extremidades.
2. Máquina-herramienta según la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los
husillos (210a y 210b) de cada estación de trabajo (200a y 200b)
están orientados de manera que presentan en el mismo lado las
mordazas de su mandril respectivo (211a o 211b).
3. Máquina-herramienta de
mecanizado de piezas de revolución largas (300a o 300b) según la
reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que cada
estación de trabajo (200a o 200b) incluye una mirilla de
recuperación que asegura el guiado de la extremidad libre de la
pieza larga (300a o 300b) durante su mecanizado.
4. Máquina-herramienta de
mecanizado según la reivindicación 1, caracterizada por el
hecho de que dicha herramienta (110) es del tipo muela.
5. Máquina-herramienta de
mecanizado según la reivindicación 1, caracterizada por el
hecho de que dicha herramienta (110) es del tipo herramienta de
fresado.
6. Máquina-herramienta de
mecanizado según la reivindicación 1, caracterizada por el
hecho de que dicha herramienta (110) es del tipo herramienta de
torneado-enrase.
7. Método de trabajo de una
máquina-herramienta (M) según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que
consiste en realizar el mecanizado de una primera extremidad de una
pieza de revolución (300a o 300b) en una estación de trabajo (200a
o 200b) y en realizar el mecanizado de la segunda extremidad de
dicha pieza de revolución (300a o 300b) en la segunda estación de
trabajo (200b o 200a).
8. Método según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que consiste en retirar una
pieza de revolución (300a o 300b) de una estación de trabajo (200a
o 200b) y en hacer que dicha pieza realice una rotación a 180°
antes de instalarla en la segunda estación de trabajo (200b o
200a).
9. Método de trabajo de una
máquina-herramienta de mecanizado de un cigüeñal
según las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado por el hecho
de que consiste en realizar el mecanizado parcial de los soportes y
muñones en una estación de trabajo (200a o 200b) y en realizar el
complemento de mecanizado en la otra estación de trabajo (200b o
200a), después de un retorno previo a 180° de dicho cigüeñal.
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