ES2286587T5 - Dispositivo de rectificación y uso de dicho dispositivo de rectificación para la rectificación de artículos cilíndricos, aparato y procedimiento para la rectificación de artículos cilíndricos. - Google Patents

Dispositivo de rectificación y uso de dicho dispositivo de rectificación para la rectificación de artículos cilíndricos, aparato y procedimiento para la rectificación de artículos cilíndricos. Download PDF

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Abstract

Dispositivo de rectificación (1) de artículos cilíndricos (2) en metal duro, en particular para equipos (3) para rectificación, dicho dispositivo de rectificación (1) comprende: - por lo menos un primero y un segundo cuerpo cilíndrico abrasivo (4, 5) que presentan respectivas superficies circunferenciales abrasivas (4a, 5a) dispuestas, en condiciones operativas, de modo de actuar superficialmente sobre un artículo cilíndrico (2) que se acciona en rotación alrededor de su propio eje longitudinal ("Y"); - por lo menos un elemento intermedio (6) interpuesto entre dichos primero y segundo cuerpo cilíndrico abrasivo (4, 5), dicho elemento intermedio (6) distanciando axialmente dichas superficies circunferenciales abrasivas (4a, 5a), el elemento intermedio (6) presenta una dimensión radial máxima inferior a dicho diámetro máximo de por lo menos uno de dichos cuerpos cilíndricos abrasivos (4, 5), - caracterizado por el hecho de que cada cuerpo cilíndrico abrasivo (4, 5) comprende un alma de soporte (4b, 5b) sustancialmente cilíndrica y por lo menos una capa externa de eliminación (4c, 5c) de material, hecha de material abrasivo y fijo a dicha alma cilíndrica (4b, 5b), dicho elemento intermedio (6), que presenta una dimensión radial máxima inferior, o a lo sumo igual, al diámetro máximo del alma cilíndrica de soporte (4b, 5b) de por lo menos uno de dichos cuerpos cilíndricos abrasivos (4, 5) y por el hecho de que la capa externa (4c, 5c) se presenta, en sección transversal, sustancialmente en forma de anillo, cuya forma periférica externa define la superficie circunferencial abrasiva (4a, 5a) de los respectivos cuerpos cilíndricos abrasivos (4, 5), mientras la zona periférica interna da origen a la fijación de la capa externa de eliminación (4c, 5c) a la respectiva alma cilíndrica de soporte (4b, 5b).

Description

La invención se refiere a un procedimiento para la rectificación con muela e los artículos cilíndricos fabricados en material metálico duro.
La presente invención se enmarca dentro del sector industrial del tratamiento superficial de artículos cilíndricos, como por ejemplo herramientas cilíndricas posteriormente utilizadas en máquinas-herramientas de alta 5 velocidad y, en particular, está dirigida al sector de los tratamientos de eliminación de material de alta precisión, como por ejemplo amoldado, pulido, alisado y/o tratamientos afines de terminación superficial de artículos cilíndricos metálicos.
Como es sabido, la rectificación de artículos cilíndricos metálicos como los arriba mencionados se realiza generalmente mediante aparatos para rectificación, dotados de dispositivos abrasivos aptos para la rectificación, 10 capaces de actuar superficialmente sobre el artículo cilíndrico con el que se está trabajando, para eliminar una capa superficial predefinida y acorde con un grado de terminación satisfactorio respecto de la aplicación de dicho artículo cilíndrico.
Más específicamente, los aparatos de rectificación normalmente utilizados comprenden generalmente una estación de trabajo, la cual, actuando conjuntamente con un respectivo dispositivo de rectificación, como por 15 ejemplo una muela abrasiva debidamente accionada girando alrededor de su eje longitudinal, se hace entrar en contacto directo con la superficie externa del artículo cilíndrico, éste también móvil, y rotando alrededor de su respectivo eje longitudinal.
Durante dicho trabajo, se traslada axialmente el artículo cilíndrico respecto de la muela abrasiva, de modo tal de poder trabajar sobre la totalidad del desarrollo axial y de abarcar completamente la superficie externa del 20 mismo.
En el detalle, la muela abrasiva generalmente utilizada para el tratamiento de artículos cilíndricos metálicos está constituida por un núcleo de soporte cilíndrico recubierto de una capa externa de material abrasivo. La capa externa de material abrasivo se consume a medida que la muela abrasiva es utilizada durante las elaboraciones superficiales de los elementos cilíndricos. Al gastarse la capa abrasiva externa, la muela abrasiva es sustituida 25 inmediatamente por otra muela abrasiva igual e íntegra.
Naturalmente, dada la elevada velocidad angular a la que están expuestos tanto la muela abrasiva como el artículo cilíndrico que está siendo procesado y el persistente y prolongado roce entre éstos últimos, necesarios para la obtención de una calidad de rectificación óptima, la muela abrasiva y el artículo cilíndrico están sujetos a un recalentamiento excesivo. Sin embargo, esta tendencia es contrarrestada por el suministro continuo de uno o más 30 fluidos de refrigeración que impactan constantemente contra las partes en contacto directo, manteniéndolas a una temperatura adecuada con el procedimiento de elaboración que se está desarrollando.
A pesar de que los aparatos actuales y los dispositivos de rectificación permiten una terminación superficial de los artículos cilíndricos de calidades satisfactorias, la Solicitante ha encontrado que la técnica actual aun no está exenta de algunos inconvenientes y que es mejorable bajo diversos aspectos. En particular, la Solicitante ha 35 comprobado que es posible mejorar significativamente la calidad, además del grado de terminación de los artículos cilíndricos que están siendo elaborados, obteniendo una rectificación óptima de la superficie externa de dichos artículos cilíndricos.
Además, se ha encontrado que es posible optimizar la refrigeración de las partes en contacto con el dispositivo de rectificación y del artículo cilíndrico durante el procedimiento de elaboración, incrementando así la 40 eficacia de los fluidos de refrigeración utilizados y al mismo tiempo disminuyendo el desperdicio excesivo de los mismos, que repercuten generalmente sobre los costos totales de producción.
Del documento US 4341532 también se conoce una rectificadora laminar giratoria que comprende una pluralidad de discos en piedra de amoladura delgados y laminados conjuntamente en dirección axial, en los que el espesor de cada uno de los discos oscila entre 1 a 10 mm, el ancho de cada espacio entre los discos oscila entre 45 0,05 y 4 milímetros. Los discos están hechos enteramente de material abrasivo y todos presentan una abertura por árbol central. Asimismo, se muestra en este documento un procedimiento para usar tal dispositivo.
El objetivo principal de la presente invención es resolver los problemas comprobados en la técnica actual, proponiendo una rectificación de elevada calidad. Otro objetivo es el de poner a disposición una muela con una óptima capacidad de corte (incrementando así los niveles productivos) y que no genere problemas de 50 recalentamiento en las zonas de elaboración, permitiendo asimismo la optimización de los fluidos de refrigeración y evitando desperdicios.
Estos y otros objetivos, que se verán mejor durante la descripción siguiente, se logran sustancialmente con
un procedimiento de rectificación de artículos cilíndricos de metal duro, que comprenden las características expresadas en la reivindicación 1.
Otras características y ventajas surgirán mayormente de la descripción detallada de una forma de ejecución preferida de un procedimiento de rectificación de un artículo cilíndrico de metal duro, de acuerdo con la presente invención. Dicha descripción será expuesta a continuación con referencia a las figuras adjuntas, en las 5 que:
- la figura 1 muestra esquemáticamente un dispositivo de rectificación;
- la figura 2 muestra el dispositivo de la figura 1 en sección, y
- la figura 3 muestra esquemáticamente una máquina para la rectificación de artículos cilíndricos.
Con referencia a las figuras inclusas, con la referencia 1 se indica, en su conjunto, a un dispositivo para la 10 rectificación de artículos cilíndricos 2 en particular, de metal, y preferiblemente de metal duro, como por ejemplo utensilios cilíndricos destinados para uso en máquinas-herramientas de alta velocidad y otros equipos similares. En particular, como lo representan las figuras 1 y 2, el dispositivo de rectificación 1 comprende al menos un primer cuerpo abrasivo 4 sustancialmente cilíndrico, que presenta por lo menos una respectiva superficie abrasiva 4a predispuesta, en condiciones operativas, para actuar superficialmente sobre el artículo cilíndrico 2 para eliminar una 15 capa superficial predefinida. Siempre con referencia a las figuras 1 y 2, el dispositivo de rectificación 1 comprende además por lo menos un segundo cuerpo abrasivo 5, también éste sustancialmente cilíndrico, que presenta una respectiva superficie circunferencial abrasiva 5a predispuesta, en condiciones operativas, para actuar superficialmente sobre el artículo cilíndrico 2 durante la elaboración, para coadyuvar al primer cuerpo cilíndrico abrasivo 4 en la eliminación de la capa superficial predefinida del artículo cilíndrico 2. Convenientemente, el 20 dispositivo de rectificación 1 comprende también por lo menos un elemento intermedio 6 colocado entre el primero y el segundo cuerpo cilíndrico abrasivo 4, 5 para distanciar axialmente a estos últimos de acuerdo con una medida predeterminada (δ).
En el detalle, cada cuerpo cilíndrico abrasivo 4, 5 presenta un núcleo de soporte 4b, 5b sustancialmente cilíndrico, preferiblemente de acero y de alta resistencia, y por lo menos una capa externa de eliminación 4c, 5c, 25 hecha de material abrasivo, preferiblemente diamantado, como por ejemplo aleaciones de diamante industrial y/o polvos metálicos. El núcleo cilíndrico de soporte 4b, 5b, de cada cuerpo cilíndrico abrasivo 4, 5 puede presentar, según las exigencias de construcción de los aparatos a rectificar 3, una abertura central que pasa por 4d, 5d, y se extiende axialmente, de modo que permite quedar fijada a un eventual árbol giratorio 7 del aparato 3. La capa externa de eliminación 4c, 5c presenta, en una sección transversal, un perfil con forma sustancialmente de anillo o 30 corona, cuya zona periférica externa define la superficie circunferencial abrasiva 4a, 5a del respectivo cuerpo cilíndrico abrasivo 4, 5, mientras la zona periférica interna determina la fijación de la capa externa de eliminación 4c, 5c, al respectivo núcleo cilíndrico de soporte 4b, 5b.
Como se ilustra en las figuras 1 y 2, el elemento intermedio 6, preferiblemente de forma cilíndrica, presenta una dimensión radial inferior al diámetro máximo de por lo menos uno de los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5 35 previstos. En particular, la dimensión radial o diametral del elemento intermedio 6 es inferior al diámetro máximo del núcleo cilíndrico de soporte 4b, 5b de los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5 de modo tal que define, conjuntamente con el cuerpo cilíndrico abrasivo respectivo 4, 5 por los menos un corte en ángulo agudo también en una condición de desgaste total de la respectiva capa externa de eliminación 4c, 5c. Preferiblemente, la dimensión radial o diametral del elemento intermedio 6 es inferior al diámetro máximo del núcleo de soporte 4b, 5b de todos los 40 cuerpos cilíndricos abrasivos 4,5 que constituyen la muela. De este modo, el elemento intermedio 6 define, conjuntamente con los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, por lo menos una ranura circunferencial de refrigeración 6a dispuesta, en condición operativa, de cara al artículo cilíndrico 2 para permitir que al menos un fluido refrigerante actúe entre los cilindros abrasivos 4, 5, el elemento intermedio 6 y el artículo cilíndrico 2 mismo y enfríe apropiadamente a éstos últimos. 45
En la realización ilustrada en las figuras 1 y 2, el dispositivo de rectificación 1 prevé convenientemente una pluralidad de cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8 y una pluralidad de elementos intermedios 6 coaxialmente alineados a lo largo de un respectivo eje longitudinal común “X”. Los elementos intermedios 6 están preferiblemente interpuestos entre los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8 para definir una serie de ranuras circunferenciales de refrigeración 6a dispuestas, en condiciones operativas, de cara al artículo cilíndrico que está siendo procesado. La 50 diferencia dimensional entre los elementos intermedios 6 y los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8 confiere al dispositivo de rectificación 1 una estructura global que, en una sección longitudinal, se ve sustancialmente dentellada. En este caso, cada diente es definido por el respectivo cuerpo abrasivo 4, 5, 8, mientras el espacio entre los dientes adyacentes es definido por las ranuras circunferenciales de refrigeración 6a.
Con referencia aun a las figuras 1 y 2, los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8 son preferiblemente 55
idénticos, y presentan las mismas dimensiones, tanto axiales como diametrales. Sin embargo, no se excluye que en aplicaciones particulares o en procesos de elaboración específicos de los artículos cilíndricos 2, los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8 presenten características estructurales diferentes. Como se observa en las figuras inclusas y para facilitar la representación de las mismas, también los cuerpos cilíndricos abrasivos 8 están provistos de respectivos números de referencia 8a, 8b, 8c, que indican, respectivamente, las superficies circunferenciales 5 abrasivas, los núcleos cilíndricos de soporte y las capas externas de eliminación correspondientes.
Preferiblemente, también los elementos intermedios 6 son sustancialmente idénticos al definir, concurrentemente con los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8, una serie de ranuras de refrigeración 6a sustancialmente idénticas entre sí.
Convenientemente, los cuerpos cilíndricos 4, 5, 8 y los elementos intermedios 6 correspondientes están 10 rígidamente fijados para definir una estructura única de anillos 9. En otras palabras, los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8 y los elementos intermedios 6 son solidariamente móviles y giran alrededor del eje longitudinal común “X”, rotando todos a la misma velocidad angular y en el mismo sentido de rotación.
Naturalmente, una estructura como la descrita ofrece numerosas ventajas, tales como posibilidad de componer y descomponer el dispositivo de rectificación 1 en función de las características del artículo cilíndrico 2 15 que se está elaborando, la utilización de componentes actualmente en el comercio sin necesariamente proyectar y producir enteramente una pieza de este tipo, además de la posibilidad de intercambiar los varios elementos, en función, ya sea de las exigencias productivas como del desgaste y/o del deterioro de algunas partes.
Como se ilustra en la figura 3, el dispositivo de rectificación 1 está montado sobre el mencionado aparato de rectificación 3 concurrentemente con una estación de elaboración 10 de éste último, la cual cuenta 20 apropiadamente con los respectivos soportes para el sostén móvil ya sea del dispositivo de rectificación 1 en uso, como del artículo cilíndrico 2 a rectificar, como así también de medios idóneos de manejo para accionar mediante rotación el dispositivo de rectificación 1 alrededor de su mismo eje longitudinal “X” y el artículo cilíndrico 2 alrededor de su mismo eje longitudinal “Y”. Los medios de manejo son además aptos para mover relativamente el dispositivo de rectificación 1 y el artículo cilíndrico 2 entre una condición operativa en la que el dispositivo de rectificación 1 25 actúa sobre la superficie del artículo cilíndrico 2 y una condición no operativa en la que éstos últimos permanecen sustancialmente distanciados, es decir, sin entrar en contacto recíproco.
Con el fin de contrarrestar el incremento de la temperatura estructural tanto del dispositivo de rectificación 1 como del artículo cilíndrico 2, el aparato incluye, además, en la estación de elaboración 10, medios apropiados de refrigeración 11 en condiciones de suministrar el mencionado fluido refrigerante. El fluido refrigerante es 30 preferiblemente suministrado directamente sobre las partes que se recalientan, impactando externamente contra éstas y penetrando entre las mismas mediante ranuras circunferenciales de refrigeración 6a del dispositivo de rectificación 1.
Sobre todo, es necesario ensamblar y formar el dispositivo de rectificación 1 para luego poder montarlo sobre el respectivo aparato 3 para rectificar artículos cilíndricos 2. El ensamblado del dispositivo de rectificación 1 35 se realiza colocando por lo menos el primero y el segundo cuerpo cilíndrico abrasivo 4, 5 en posiciones preestablecidas (en general habrá una pluralidad de cuerpos cilíndricos) y luego distanciándolos mediante la interposición del respectivo elemento intermedio 6.
Por consiguiente, el primero y el segundo cuerpo cilíndrico abrasivo 4, 5 quedan axialmente distanciados. Se va realizando esta misma operación respecto de los otros cuerpos cilíndricos abrasivos 8 y los otros elementos 40 intermedios 6 necesarios para la constitución del dispositivo de rectificación 1. La agregación de los cuerpos cilíndricos abrasivos 4, 5, 8 y de los elementos intermedios 6 es realizada preferiblemente de modo tal que todos los componentes queden rígidamente sujetos unos con otros.
En este momento se monta el dispositivo de rectificación 1 sobre el aparato 3 en coincidencia con la estación de elaboración 10 de éste último y sucesivamente, es accionado en rotación alrededor de su propio eje 45 longitudinal “X”. Simultáneamente o sucesivamente, también se coloca el artículo cilíndrico 2 en la estación de elaboración 10 del aparato 3 para ser accionado haciéndolo girar alrededor su mismo eje longitudinal “Y”.
Finalmente, el dispositivo de rectificación 1 es colocado en la condición operativa y sucesivamente trasladado axialmente respecto del artículo cilíndrico 2 a una velocidad de avance predeterminada que asegura la rectificación completa de la superficie cilíndrica de dicho artículo cilíndrico. 50
La invención logra importantes ventajas.
Primeramente, la estructura en forma de anillos 9 del dispositivo de rectificación permite una terminación excelente de la superficie cilíndrica de los artículos cilíndricos en elaboración, logrando un alto grado de calidad, superior a las rectificaciones que se logran mediante la utilización de una muela abrasiva clásica.
La capacidad de corte de la muela que constituye el objeto del presente invento es mayor respecto de la de los dispositivos conocidos, permitiendo elevar los niveles de productividad.
Debe además destacarse que la presencia de una pluralidad de áreas circunferenciales de refrigeración permite un mayor intercambio térmico entre el fluido refrigerante suministrado durante los procedimientos de elaboración y los elementos sujetos a excesivos incrementos de temperatura, tales como el dispositivo de 5 rectificación mismo y el artículo cilíndrico en elaboración. En particular, el fluido refrigerante puede penetrar en las áreas circunferenciales de refrigeración abrazando en parte al artículo cilíndrico en producción y operando sobre una superficie mayor del dispositivo de rectificación.
Debe también mencionarse que la optimización de la refrigeración permite un sensible ahorro del fluido refrigerante suministrado, lo que se traduce en una reducción de los costos totales de producción asociados a la 10 rectificación de artículos cilíndricos.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de rectificación de un artículo cilíndrico en metal duro con un dispositivo de rectificación que comprende:
    - al menos un primero y un segundo cuerpo cilíndrico abrasivo (4, 5) que presentan respectivas superficies circunferenciales abrasivas (4a, 5a) dispuestas, en condiciones operativas, a modo de actuar sobre la superficie de un artículo cilíndrico (2) que se acciona en rotación alrededor de su propio eje longitudinal (“X”); 5
    - al menos un elemento intermedio (6) interpuesto entre dichos primero y segundo cuerpo cilíndrico abrasivo (4, 5), dicho elemento intermedio (6) distanciando axialmente dichas superficies circunferenciales abrasivas (4a, 5a) de dichos cuerpos abrasivos (4, 5), el elemento intermedio (6) presenta una dimensión radial máxima inferior a dicho diámetro máximo de por lo menos uno de dichos cuerpos cilíndricos abrasivos (4, 5), comprendiendo cada cuerpo cilíndrico abrasivo (4, 5) comprende un núcleo de soporte (4b, 5b) sustancialmente cilíndrico y por lo menos una 10 capa externa de eliminación (4c, 5c) de material, hecha de material abrasivo y fijo a dicho núcleo cilíndrico (4b, 5b), dicho elemento intermedio (6), que presenta una dimensión radial máxima inferior, o a lo sumo igual, al diámetro máximo del núcleo cilíndrico de soporte (4b, 5b) de por lo menos uno de dichos cuerpos cilíndricos abrasivos (4, 5) teniendo la capa externa (4c, 5c) presentada en sección transversal, sustancialmente forma de anillo, cuya zona periférica externa define la superficie circunferencial abrasiva (4a, 5a) de los respectivos cuerpos cilíndricos 15 abrasivos (4, 5), mientras la zona periférica interna da origen a la fijación de la capa externa de eliminación (4c, 5c) al respectivo núcleo cilíndrico de soporte (4b, 5b), comprendiendo el procedimiento
    - accionar al menos un artículo cilíndrico (2) en rotación alrededor de un eje longitudinal (“Y”) del mismo;
    - accionar un dispositivo de rectificación (1) en rotación alrededor de un eje longitudinal (“X”) del mismo,
    - posicionar dicho dispositivo de rectificación (1) respecto de dicho artículo cilíndrico (2) en una posición apropiada para su rectificación; 20
    - trasladar axialmente dicho dispositivo de rectificación (1) respecto del artículo cilíndrico (2) a una velocidad de avance predeterminada que puede asegurar la rectificación completa de la superficie cilíndrica del artículo cilíndrico.
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