ES2297661T3 - Procedimiento y dispositivo de rectificado de arboles de levas montados con altas precisiones de concentricidad. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de rectificado de arboles de levas montados con altas precisiones de concentricidad. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2297661T3 ES2297661T3 ES05701216T ES05701216T ES2297661T3 ES 2297661 T3 ES2297661 T3 ES 2297661T3 ES 05701216 T ES05701216 T ES 05701216T ES 05701216 T ES05701216 T ES 05701216T ES 2297661 T3 ES2297661 T3 ES 2297661T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- grinding
- straightening
- camshaft
- cams
- machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/08—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section
- B24B19/12—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding non-circular cross-sections, e.g. shafts of elliptical or polygonal cross-section for grinding cams or camshafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
- B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
Procedimiento de rectificado de asientos de cojinete y levas de árboles de levas montados, así como de enderezamiento de los mismos en una máquina rectificadora, en el que se efectúa después de un proceso de rectificado un enderezamiento del árbol de levas en la misma máquina rectificadora.
Description
Procedimiento y dispositivo de rectificado de
árboles de levas montados con altas precisiones de
concentricidad.
La invención concierne a un procedimiento y un
dispositivo de rectificado de árboles de levas montados con altas
precisiones de concentricidad en una máquina rectificadora como la
conocida, por ejemplo, por el documento
DE-A-43 19 359.
Los árboles de levas montados se montan en las
operaciones precedentes al rectificado por medio del ensamble de
piezas individuales para formar un árbol de levas completo. El
cuerpo de base propiamente dicho del árbol de levas está
constituido aquí por un tubo de acero que se ha sometido en general
a un estirado brillante y que, además, puede presentar entrantes en
la zona comprendida entre las distintas levas. Las levas se fabrican
aquí por separado y, por ejemplo en un proceso de contracción, se
zunchan sobre los sitios correspondientes del tubo de acero, y a
continuación, antes del rectificado, pueden tener lugar enteramente
también operaciones de torneado y de fresado. Las levas zunchadas
se han templado en general previamente. Tales árboles de levas
montados tienen la ventaja de que hacen posible una considerable
reducción de masa en comparación con los árboles de levas de
fundición convencionales. Para optimizar la reducción de masa se
aspira a mantener lo más pequeño posible el espesor de pared del
tubo de acero. Cuanto más pequeño sea el espesor de pared del tubo
de acero del árbol de levas, tanto más relativamente inestable será
después este árbol de levas montado que un componente separado. En
efecto, en el estado montado del árbol de levas en el motor se
elimina nuevamente en alguna medida esta inestabilidad debido a que
el árbol de levas está recibido y retenido en las cazoletas de
cojinete del motor.
Otra ventaja de árboles de levas montado
consiste en que se pueden emplear materiales diferentes para levas
y asientos de cojinete a fin de poder tener mejor en cuenta las
diferentes cargas aplicadas a la pieza estructural.
Además, los árboles de levas montados presentan
la ventaja de que su fabricación es en parte también
considerablemente más barata. Por estos motivos, se imponen cada
vez con más fuerza los árboles de levas montados en la construcción
de motores, reconociéndose que, a pesar de la estabilización
relativa en el estado montado por medio de las cazoletas de
cojinete del bloque del motor, se hacen cada vez mayores los
requisitos impuestos a la precisión, especialmente la precisión de
concentricidad de los árboles de levas.
Sobre la base del hecho expuesto de que los
árboles de levas montados son relativamente blandos en cuanto a su
combado con respecto a su eje longitudinal, se tiene que, para la
mecanización de tales árboles de levas montados en máquinas
rectificadoras, se tienen que imponer requisitos especiales a su
proceso de rectificado y a su sujeción durante el rectificado. Se
conocen dos variantes del principio del proceso para el rectificado
de los asientos de cojinete de los árboles de levas montados. Por un
lado, el rectificado de los asientos de cojinete se efectúa por el
llamado procedimiento de rectificado sin puntos y, por otro lado, se
efectúa el rectificado de los asientos de cojinete de tal manera
que el árbol de levas esté sujeto entre puntas y los asientos de
cojinete sean rectificados uno tras otro en posición parcialmente
paralela o totalmente paralela. Dado que en este último
procedimiento de rectificado conocido para pulir los asientos de
cojinete se utilizan lunetas, se consigue ya una concentricidad
relativamente buena, especialmente de los asientos de cojinete
interiores, es decir, los asientos de cojinete dispuestos en la zona
central del árbol de levas, con respecto a los asientos de cojinete
dispuestos en los extremos del árbol (asientos de cojinete
exteriores). Hoy en día, se postulan requisitos de concentricidad
de, por ejemplo, 4/100 mm y menos, los cuales tienen que mantenerse
con seguridad durante el proceso.
La mecanización, es decir, el rectificado de
tales árboles de levas montados, se efectúa con uno o varios
ajustes de sujeción. Siempre que se logre materializar la sujeción
del árbol de levas en los mismos sitios, carece de importancia
decisiva para la calidad final de los árboles de levas producidos el
que se trabaje con dos o más ajustes de sujeción o incluso con un
ajuste de sujeción. La problemática con los árboles de levas
montados consiste también, entre otras cosas, en que las piezas de
trabajo se deforman al rectificar los asientos de cojinete y la
forma de las levas por la introducción de energía, por el proceso de
rectificado como tal o por el sobrerrectificado de las superficies
templadas de las levas. Este proceso es en sí conocido. En aquellas
piezas de trabajo que se han ensamblado en estado frío y que están
templadas en sus superficies como precisamente lo están, por
ejemplo, las superficies de las levas, se liberan al menos
parcialmente durante el rectificado, debido a estas influencias
citadas, las tensiones contenidas en el material. Estas tensiones
conducen entonces a que se deforme el árbol. Esto significa que el
árbol de levas ya no es recto después del rectificado, es decir que
presenta una llamada excentricidad, que se incrementa especialmente
en los asientos de cojinete interiores, si bien es solamente de
unas pocas centésimas de milímetro. Este aumento de la excentricidad
conduce finalmente a que el árbol de levas ya no sea seguro para el
proceso dentro del margen de tolerancia
requerido.
requerido.
Por tanto, el cometido de la invención consiste
en crear un procedimiento y un dispositivo de rectificado de
árboles de levas montados con propiedades de concentricidad
mejoradas con respecto a las precisiones que se pueden lograr hasta
ahora.
Este problema se resuelve por medio de un
procedimiento con las características según las reivindicaciones 1,
5 y 6, así como por medio de un dispositivo con las características
según la reivindicación 19. En las respectivas reivindicaciones
subordinadas están definidos perfeccionamientos convenientes.
Mediante el procedimiento según la invención y
el dispositivo según la invención se consigue ventajosamente que se
reduzca fuertemente o incluso se elimine del todo la deformación en
el árbol de levas terminado. En el procedimiento conforma a la
invención se efectúan, según un primer aspecto, el rectificado de
asientos de cojinete y levas de árboles de levas montados, así como
el enderezamiento de estos árboles de levas en una máquina
rectificadora, es decir que, después de un proceso de rectificado en
esta máquina rectificadora, se realiza también el enderezamiento.
Preferiblemente, el proceso de rectificado es aquí el rectificado de
acabado de los asientos de cojinete y/o un rectificado de desbaste
de las levas y/o un rectificado de acabado de las levas.
Preferiblemente, según un perfeccionamiento de la invención, la
realización de los pasos del procedimiento de rectificado de
acabado de los asientos de cojinete, rectificado de desbaste y
rectificado de acabado de las levas y enderezamiento se lleva a
cabo con un único ajuste de sujeción.
Según otro aspecto de la invención, se realiza
primero un rectificado de acabado de los asientos de cojinete de un
árbol de levas montado en una primera máquina rectificadora y a
continuación se realiza un rectificado de desbaste de las levas del
árbol de levas en una segunda máquina rectificadora, y en esta
máquina rectificadora se efectúa también un rectificado de acabado,
siendo enderezado el árbol de levas en esta segunda máquina
rectificadora después del rectificado de desbaste y/o del
rectificado de acabado.
Según todavía otro aspecto de la invención, se
realiza un rectificado de acabado de los asientos de cojinete de un
árbol de levas montado en una primera máquina rectificadora y se
endereza dicho árbol en la misma máquina rectificadora, a
continuación de lo cual sigue el rectificado de desbaste y el
rectificado de acabado de las levas del árbol de levas en una
segunda máquina rectificadora. Por supuesto, es aquí posible que se
pueda efectuar también otro proceso de enderezamiento en la segunda
máquina rectificadora. Este proceso de enderezamiento puede
efectuarse después del rectificado de desbaste y/o después del
rectificado de acabado de las levas. Sin embargo, en los
procedimientos según la invención se realiza preferiblemente tan
solo un único proceso de enderezamiento.
Preferiblemente, para el rectificado de asientos
de cojinete y levas de árboles de levas montados en una máquina
rectificadora se apuntala el árbol de levas en algunos asientos de
cojinete, especialmente con lunetas, durante el rectificado de los
asientos de cojinete, realizándose primero un rectificado de acabado
de los asientos de cojinete y soltándose después los apoyos, es
decir, las lunetas, utilizados durante el proceso de rectificado.
Sigue a continuación, en un segundo paso preferente del
procedimiento, una medición de la precisión de concentricidad de
los asientos de cojinete, sobre todo en la zona central del árbol de
levas. El valor de concentricidad medido o la desviación respecto
de la concentricidad ideal es preferiblemente archivada y sirve, en
un paso subsiguiente del procedimiento, para enderezar sobre la
base del mismo el árbol de levas en la misma máquina rectificadora.
Con este enderezamiento no solo se mejora la concentricidad, sino
que incluso casi se puede eliminar la desviación respecto de la
concentricidad ideal. Este paso adicional de enderezamiento puede
efectuarse después del rectificado de acabado de los asientos de
cojinete y/o preferiblemente después del rectificado de desbaste de
las levas y/o después del rectificado de acabado de dichas levas.
Los asientos de cojinete pueden aprovecharse para introducir allí
las fuerzas necesarias para el proceso de enderezamiento. Estas
fuerzas de enderezamiento pueden ser introducidas también junto a
los asientos de cojinete, pero en cualquier caso se introducen en
el tubo de acero.
En una pieza estructural tal como un árbol de
levas con tramos subdivididos en dirección axial la máxima
desviación respecto de la concentricidad se presenta casi siempre,
como es sabido, en la zona central. Por tanto, se mide la
concentricidad del asiento de cojinete o los asientos de cojinete en
la zona central del árbol de levas. A continuación, se introducen
en la zona de estos asientos de cojinete las fuerzas de
enderezamiento necesarias para lograr una concentricidad lo más
ideal que sea posible. Por concentricidad deberá entenderse en lo
que sigue especialmente la concentricidad de los asientos de
cojinete interiores con respecto a los asientos de cojinete
exteriores y la del asiento de cojinete con respecto al círculo de
base de la leva contigua o del par de levas contiguas.
Según la invención, es de importancia que se
intercale un proceso de enderezamiento entre operaciones de
rectificado diferentes. Sin embargo, es posible también realizar un
proceso de enderezamiento de esta clase después de la terminación
del último proceso de rectificado. En cualquier caso, es necesario
que se compensen nuevamente las propiedades de concentricidad
empeoradas resultantes del rectificado de los asientos de cojinete
y/o de las levas a consecuencia de las tensiones liberadas a fin de
conseguir una mayor exactitud, es decir, una mayor precisión de las
propiedades de concentricidad del árbol de levas en la zona de los
asientos de cojinete centrales con respecto a los asientos de
cojinete extremos del árbol de levas. A este fin, se realiza un
rectificado de acabado de los asientos de cojinete. En otro paso se
puede realizar un rectificado de desbaste de la forma de las levas,
al que se agrega un proceso de enderezamiento que a su vez va
seguido por un proceso de rectificado de acabado para las levas.
Puede seguir luego nuevamente un proceso de enderezamiento. Sin
embargo, se trabaja preferiblemente con tan sólo un único proceso
de enderezamiento.
Cuando se efectúa el proceso de enderezamiento
después del rectificado de desbaste de las levas del árbol de
levas, se ajustan preferiblemente de nuevo los apoyos en forma de,
especialmente, lunetas contra los respectivos asientos de cojinete,
a lo cual sigue el rectificado de acabado de las levas.
Preferiblemente, el enderezamiento se realiza
mientras gira el árbol de levas, girando el árbol de levas con un
número de revoluciones de especialmente 5 a 200 min^{-1}. El
enderezamiento propiamente dicho se consigue al número de
revoluciones indicado preferiblemente por la aplicación de una
fuerza de presión al asiento de cojinete central del árbol de
levas. En este procedimiento de enderezamiento por rodadura no es
forzosamente necesaria una medición del árbol de levas respecto de
la precisión de concentricidad, ya que el árbol de levas es
solicitado durante el enderezamiento hasta más allá del límite de
alargamiento de su material.
Para poder realizar eficazmente el proceso de
enderezamiento se efectúa preferiblemente este enderezamiento en el
árbol de levas, de preferencia al menos por secciones, hasta más
allá del límite de alargamiento del material de su tubo de acero.
Bajo el término "por secciones" deberá entenderse en lo que
sigue especialmente que en el enderezamiento por rodadura
correspondiente aproximadamente a un proceso de bataneo se hace que
al menos algunas zonas del tubo de acero sean sustancialmente pobres
en tensiones en su estructura debido a deformaciones permanentes.
Es decir que se sobrepresiona el material del árbol de levas, a lo
que sigue una recuperación paulatina del combado del árbol de levas
hasta sustancialmente 0 mm. Por tanto, se retira paulatinamente la
fuerza de presión ejercida, de modo que también retrocede nuevamente
el combado.
Sin embargo, según otro ejemplo de realización
preferido, es posible también que se efectúe el enderezamiento
mientras está parado el árbol de levas. Se determina entonces
también primeramente la desviación respecto de la concentricidad
ideal en un asiento de cojinete, es decir que se mide en este caso
el asiento de cojinete que presenta la máxima desviación respecto
de la concentricidad ideal. Éste será en general un asiento de
cojinete situado en la zona central del árbol de levas. En la
medición se determina entonces la máxima excentricidad, es decir,
la posición radial en la que se presenta cuantitativamente la máxima
desviación respecto de la concentricidad. En este sitio radial se
introduce entonces la fuerza de presión, generándose por medio de
esta fuerza de presión una flexión intencionada del árbol de levas.
La introducción de la fuerza de presión o la reducción de la
magnitud de esta fuerza de presión se ajusta aquí al valor realmente
medido de la desviación de la concentricidad en el cojinete
pertinente.
Cuando, según el primer aspecto de la invención,
todos los pasos del procedimiento se materializan en un único
ajuste de sujeción, un dispositivo para la puesta en práctica del
procedimiento presenta en tal caso una máquina rectificadora con
muchos husillos de rectificado correspondientes y un equipo de
enderezamiento. Esto tiene la ventaja de que se suprimen
operaciones de cambio de sujeción y se prescinde también del cuidado
que ocasionan en otros casos una complejidad adicional y unos
costes adicionales para lograr que con una nueva sujeción se
obtengan condiciones de sujeción al menos casi idénticas.
Sorprendentemente, se ha visto que con el procedimiento según la
invención se pueden alcanzar también los resultados deseados
respecto de una alta precisión de las propiedades de concentricidad
de árboles de levas montados cuando se cambie una vez más la
sujeción del árbol de levas en una máquina rectificadora con varias
estaciones de trabajo después del rectificado de acabado de los
asientos de cojinete o del rectificado de desbaste de las levas y se
realice después el proceso de enderezamiento con el segundo ajuste
de sujeción, pero en la misma máquina rectificadora. Siempre que, al
cambiar la sujeción, se logren condiciones de sujeción al menos
casi idénticas, se puede efectuar también un cambio de sujeción
entre pasos cualesquiera del procedimiento.
Preferiblemente, está integrado, además, un
equipo de medida de concentricidad en la máquina rectificadora del
dispositivo según la invención. Con este equipo de medida de
concentricidad se obtiene el valor de concentricidad o el valor de
desviación de la concentricidad. El equipo de medida de
concentricidad está unido con el equipo de enderezamiento
preferiblemente a través de un equipo de control, de modo que el
equipo de enderezamiento puede ser controlado de forma óptima para
el proceso de rectificado sobre la base del valor de desviación de
concentricidad medido, es decir, de modo que la desviación de
concentricidad después del enderezamiento esté eliminada al menos
en muy amplio grado.
Según el primer aspecto de la invención, el
procedimiento tiene lugar en una única máquina rectificadora. Sin
embargo, esta máquina rectificadora puede presentar dos estaciones.
En la primera estación de esta máquina rectificadora tiene lugar el
rectificado de acabado de los asientos de cojinete. Por el
contrario, en la segunda estación se realizan el rectificado de
desbaste y el rectificado de acabado de las levas del árbol de
levas. Sin embargo, es posible igualmente que el rectificado de
desbaste de las levas se realice ya también en la primera estación
de la máquina rectificadora, a lo que sigue el rectificado de
acabado de las levas en la segunda estación de esta máquina
rectificadora. El paso del procedimiento para el enderezamiento del
árbol de levas puede efectuarse aquí después del rectificado de
desbaste de las levas en la primera estación. Sin embargo, es
posible también realizar el paso de enderezamiento del procedimiento
a continuación del rectificado de acabado de las levas en la
segunda estación. Con independencia de si el enderezamiento del
árbol de levas se efectúa con el mismo ajuste de sujeción o si el
enderezamiento se realiza en la primera estación o en la segunda
estación de la máquina realizadora, el proceso de enderezamiento
dura aproximadamente 5 a 15 segundos. Esto significa que el propio
proceso de enderezamiento es sensiblemente más rápido que una
segunda pasada de rectificado. Por otro lado, el enderezamiento
conduce a que se reduzcan considerablemente los costes por cada
unidad. En atención al hecho de que se necesitan siempre árboles de
levas en números de unidades relativamente altos, los costes por
unidad tienen una importancia decisiva para la rentabilidad del
procedimiento. Sorprendentemente, se ha visto ahora que en el
tiempo relativamente corto de 5 a 15 segundos se pueden conseguir
resultados muy buenos respecto de la mejora de las propiedades de
concentricidad en comparación con las propiedades de concentricidad
que podrían lograrse con tecnología convencionales.
Según el segundo y el tercer aspecto de la
invención, el rectificado de acabado se efectúa en una primera
máquina rectificado y el rectificado de desbaste y el rectificado de
acabado de las levas se efectúan en una segunda máquina
rectificadora. En cualquier caso, el procedimiento se materializa al
menos parcialmente en al menos una máquina rectificadora de tal
manera que se realicen un proceso de rectificado y un proceso de
enderezamiento en esta máquina rectificadora. Esto puede ser, por un
lado, un enderezamiento del árbol de levas después del rectificado
de acabado de los asientos de cojinete en la primera máquina
rectificadora. Sin embargo, esto puede ser también un
enderezamiento después del rectificado de desbaste y/o del
rectificado de acabado de las levas en la segunda máquina
rectificadora. Sin embargo, es posible también que se efectúe un
enderezamiento tanto en la primera máquina rectificadora después del
rectificado de acabado de los asientos de cojinete como en la
segunda máquina rectificadora después del rectificado de desbaste
y/o del rectificado de acabado.
Según otro aspecto de la invención, el
dispositivo según la invención para el rectificado de asientos de
cojinete y levas de un árbol de levas montado, así como para el
enderezamiento de un árbol de levas montado de esta clase, es
decir, especialmente para la puesta en práctica del procedimiento
según las reivindicaciones de procedimiento correspondientes,
presenta una máquina rectificadora que está provista de un equipo de
enderezamiento para enderezar el árbol de levas después de un
proceso de rectificado correspondiente y preferiblemente también de
un equipo de medida de concentricidad para medir la concentricidad o
la desviación de concentricidad del árbol de levas. El equipo de
medida de concentricidad - siempre que esté presente - y el equipo
de enderezamiento están integrados aquí según la invención en la
máquina rectificadora. El dispositivo según la invención consiste
en una máquina rectificadora cuya tarea de rectificado propiamente
dicha se ha ampliado con un proceso de enderezamiento, y, además,
el equipo de medida de concentricidad está preferiblemente integrado
también en esta máquina rectificadora. Este equipo se emplea para
controlar el equipo de enderezamiento, es decir, para realizar el
enderezamiento sobre la base del valor de concentricidad medido o de
la desviación de concentricidad medida. Por tanto, con un
dispositivo de esta clase es posible fabricar árboles de levas
montados - cuyo soporte de base es un árbol hueco sobre el cual se
han aplicado a presión las levas especialmente por el procedimiento
de ensamble - con mayor precisión de sus propiedades de
concentricidad que la que se presenta en las máquinas
rectificadoras conocidas, que no están previstas para el paso de
enderezamiento. Únicamente con el dispositivo según la invención se
puede realizar después de un proceso de rectificado el
enderezamiento dentro de la misma máquina rectificadora modificada.
Por propiedades de concentricidad o desviaciones de las propiedades
de concentricidad deberá entenderse aquí la medida en que el
asiento de cojinete o los asientos de cojinete de la zona central
del árbol de levas se desvían en cuanto a su concentricidad -
referido al eje longitudinal del árbol de levas - de la
concentricidad de los asientos de cojinete dispuestos en los
extremos del árbol de levas. Por supuesto, estos asientos de
cojinete extremos están mucho menos expuestos a las desviaciones de
concentricidad que los asientos de cojinete dispuestos en la zona
central del árbol de levas, ya que los asientos de cojinete extremos
están siempre sujetos, concretamente sobre unas puntas de la
máquina
rectificadora.
rectificadora.
La parte esencial del dispositivo según la
invención, es decir, la máquina rectificadora, presenta de una
manera en sí conocida un cabezal de husillo de rectificado montado
sobre una bancada de máquina, que puede presentar dos muelas
abrasivas basculables hasta una respectiva posición de rectificado,
así como un cabezal de husillo portapieza y un contrapunto alojados
sobre una mesa de rectificado. El árbol de levas montado puede
sujetarse entre las puntas del cabezal de husillo portapieza y del
contrapunto. Preferiblemente, el equipo de medida de la
concentricidad está fijado sobre el cabezal de husillo de
rectificado o sobre la mesa de rectificado y el equipo de
enderezamiento está fijado sobre el cabezal de husillo de
rectificado.
Debido a la fijación del equipo de medida de
concentricidad sobre el cabezal de husillo de rectificado o sobre
la mesa de rectificado se garantiza una alta precisión de medida, ya
que el valor de medida está acoplado siempre al resultado de
rectificado logrado por la respectiva muela abrasiva. Esto se aplica
también para el equipo de enderezamiento, el cual, debido a su
disposición sobre el cabezal de husillo de rectificado, garantiza
que, en combinación con el valor de medida de alta precisión para
las desviaciones de concentricidad, se pueda garantizar una
introducción correspondiente de la fuerza de enderezamiento en el
árbol de levas y se pueda lograr así con el dispositivo según la
invención una alta precisión del proceso de enderezamiento.
Según un perfeccionamiento preferido de la
invención, la máquina rectificadora del dispositivo según la
invención presenta una primera estación para el rectificado de
asientos de cojinete y/o el rectificado de desbaste de las levas
del árbol de levas, en la cual puede estar previsto también un
equipo de enderezamiento para enderezar el árbol de levas. Además,
la segunda estación para el rectificado de acabado de las levas del
árbol de levas está provista también de un equipo de
enderezamiento. Por tanto, la máquina rectificadora del dispositivo
según la invención puede presentar una primera estación en la que
puede, pero no debe, estar previsto un equipo de enderezamiento.
Preferiblemente, en la segunda estación está previsto también un
equipo de enderezamiento, de modo que, después del rectificado de
acabado de las levas, se puede realizar el enderezamiento o
eventualmente el enderezamiento final del árbol de levas. Por
supuesto, es posible en principio descomponer el proceso de
enderezamiento en dos partes, de modo que, después del rectificado
de desbaste de las levas, se utilice el equipo de enderezamiento y,
después del rectificado de acabado de las levas, se pueda aplicar
también el equipo de enderezamiento previsto en la segunda
estación. Preferiblemente, tanto la primera estación como la segunda
estación presentan un equipo de enderezamiento para este fin. Se
proporciona así una plena flexibilidad de la máquina rectificadora
del dispositivo según la invención. Sin embargo, es posible también
que la primera estación esté configurada de modo que se puedan
materializar sobre ella el rectificado de los asientos de cojinete
y el rectificado de desbaste de las levas del árbol de levas,
utilizándose entonces el equipo de enderezamiento después del
rectificado de los asientos de cojinete o bien después del proceso
subsiguiente de rectificado de desbaste de las levas del árbol de
levas. En la segunda estación de la máquina rectificadora del
dispositivo según la invención se realiza entonces únicamente el
rectificado de acabado de las levas del árbol de levas, a lo que
puede seguir preferiblemente también otro proceso de enderezamiento,
un llamado proceso de enderezamiento final. Sin embargo, cualquiera
que sea la división de los procesos de rectificado y del
enderezamiento entre la primera y la segunda estación, se intenta
preferiblemente lograr con un único proceso de enderezamiento la
precisión de concentricidad necesaria del árbol de levas montado. Es
posible también que el equipo de enderezamiento de la primera
estación no se utilice después del rectificado de desbaste y
solamente el equipo de enderezamiento de la segunda estación realice
un único proceso de enderezamiento después del rectificado de
acabado de las levas.
Preferiblemente, el equipo de enderezamiento es
una cabeza de enderezamiento por rodadura que está configurada de
modo que se pueda realizar el enderezamiento mientras gira el árbol
de levas. La velocidad de rotación en el proceso de enderezamiento
por rodadura realizado por medio de la cabeza de enderezamiento por
rodadura está aquí preferiblemente en el intervalo de un número de
50 a 200 revoluciones por minuto. Preferiblemente, la cabeza de
enderezamiento por rodadura presenta dos rodillos montados en su
zona delantera. Por "zona delantera de la cabeza de
enderezamiento por rodadura" ha de entenderse aquí la zona que
mira directamente hacia la zona del asiento de cojinete
correspondiente del árbol de levas que se ha de enderezar. La cabeza
de enderezamiento por rodadura está fijada preferiblemente sobre el
cabezal de husillo de rectificado y puede ser aproximada a los
asientos de cojinete del árbol de levas, preferiblemente en la
dirección X. La aproximación de la cabeza de enderezamiento por
rodadura a los asientos de cojinete se ajusta aquí a las
desviaciones de concentricidad en el respectivo asiento de cojinete
medidas por el equipo de medida y determina así la fuerza que se ha
de ejercer sobre el árbol de levas en este asiento de cojinete para
poder realizar completamente el proceso de enderezamiento de modo
que, una vez efectuado el enderezamiento, el árbol de levas presente
una concentricidad lo más ideal posible, es decir, unas propiedades
de concentricidad ideales.
Se sobrentiende que están previstos equipos de
calculo y de control correspondientes para establecer la unión por
técnicas de control entre el equipo de medida y la cabeza de
enderezamiento, incluyendo los miembros de ajuste correspondientes
para convertir el valor de medida en el valor de fuerza introducido
correspondiente a un combado deseado. Preferiblemente, la medición
no es necesaria en el enderezamiento por rodadura. La cabeza de
enderezamiento está configurada aquí de modo que ésta, una vez
efectuada la introducción de la fuerza de enderezamiento, vuelve a
retirarla paulatinamente, es decir que la reduce. La fuerza que se
ejerce con la cabeza de enderezamiento por rodadura sobre el
asiento de cojinete correspondiente del árbol de levas, se puede
ajustar aquí a un valor tan alto que se sobrepase el rango de
deformación elástica, de modo que, debido a una deformación
plástica, se presente realmente un efecto de enderezamiento. Debido
a la reducción paulatina y, por tanto, suave, es decir, a la
retirada de la fuerza de enderezamiento aplicada, se puede terminar
paulatinamente el proceso de enderezamiento mientras gira el árbol
de levas durante el enderezamiento. Es posible así conferir el
efecto de enderezamiento deseado a la zona central del árbol de
levas sometida a una deformación máxima.
Según otro ejemplo de realización preferido, el
equipo de enderezamiento está configurado como una cabeza de
enderezamiento por un elemento de presión que realiza el
enderezamiento mientras está parado el árbol de levas. En el
enderezamiento realizado mientras está parado el árbol de levas el
equipo de medida coopera con la cabeza de enderezamiento mediante
técnicas de control a través de equipos electrónicos
correspondientes. En primer lugar, se obtiene con el equipo de
medida el valor en el que el cojinete correspondiente, visto en
dirección radial en el respectivo cojinete, presenta la máxima
excentricidad y, por tanto, el máximo error de concentricidad. Y
exactamente en este sitio o en esta zona de máxima excentricidad en
el asiento de cojinete del árbol de levas se introduce la fuerza
por medio de la cabeza de enderezamiento por elemento de presión.
Esta fuerza se ajusta en función de la excentricidad medida de modo
que la deformación entre en la zona plástica, con lo que está
presente un efecto de enderezamiento permanente. La cabeza de
enderezamiento puede estar configurada aquí de modo que se logre
este efecto de enderezamiento en un único proceso de enderezamiento.
Sin embargo, es posible también realizar el proceso de
enderezamiento en varios pasos, pudiendo introducirse entonces
fuerzas diferentes en posiciones radiales diferentes para eliminar
la excentricidad existente en la respectiva zona del asiento de
cojinete.
Preferiblemente, la cabeza de enderezamiento por
elemento de presión está configurada como un prisma montado con un
rebajo, por medio del cual se puede abrazar a una zona determinada
del perímetro de un cojinete correspondiente del árbol de levas,
efectuándose a través de esta zona periférica la introducción de una
respectiva fuerza de enderezamiento deseada a través de al menos
dos sitios periféricamente distanciados de un asiento de cojinete
del árbol de levas. Sin embargo, es posible también configurar el
prisma de modo que los dos flancos laterales y la base del prisma
se apliquen al perímetro del asiento de cojinete en el lugar
correspondiente durante el proceso de rectificado, con lo que la
fuerza de enderezamiento es introducida entonces a través de tres
sitios. Esta coordinación de la forma del prisma con el diámetro del
asiento de cojinete que se ha de rectificar tiene la ventaja de que
se hace posible un eficaz enderezamiento, especialmente en el caso
de una excentricidad de magnitud bastante grande.
Además, es posible preferiblemente que la cabeza
de enderezamiento por elemento de presión sea un elemento de
presión que presente una superficie sustancialmente plana para la
introducción de la fuerza de enderezamiento. Con el elemento de
presión se puede introducir la fuerza de enderezamiento
correspondiente a través de un sitio de un asiento de cojinete del
árbol de levas. Por supuesto, en lugar de la superficie plana o del
prisma son imaginables otras formas, como, por ejemplo, una forma
curvada cuyo radio sea mayor que el radio del asiento de cojinete
correspondiente.
Otras ventajas y posibilidades de aplicación de
la invención se explican seguidamente de forma detallada ayudándose
de la descripción realizada con referencia al dibujo adjunto.
Muestran en los dibujos:
La figura 1, un árbol de levas montado sujeto
entre puntas, cuyos asientos de cojinete son rectificados de esta
manera;
La figura 2, un árbol de levas montado sujeto
entre puntos, cuyas levas se encuentran precisamente en fase de
rectificado;
La figura 3, un dispositivo según la invención
con dos estaciones, ambas para el rectificado y el enderezamiento
del árbol de levas;
Las figuras 4a) a d), los pasos esenciales del
procedimiento según la invención;
La figura 5, una cabeza de enderezamiento por
rodadura del dispositivo según la invención en un asiento de
cojinete del árbol de levas;
La figura 6, una cabeza de enderezamiento por
elemento de presión con prisma pendularmente montado durante el
enderezamiento realizado en un asiento de cojinete del árbol de
levas;
La figura 7, una cabeza de enderezamiento por
elemento de presión con superficie plana durante el enderezamiento
de un asiento de cojinete; y
La figura 8, otro ejemplo de realización para el
procedimiento o el dispositivo según la invención, en una
representación de principio.
En la figura 1 se muestra en representación de
principio la sujeción de un árbol de levas montado 1 con asientos
de cojinete correspondientes 2 y levas zunchadas 3, el cual está
sujeto entre unas puntas 14. Las puntas están dispuestas en el
cabezal de husillo portapieza 12 y en el contrapunto 13. Las puntas
14 están configuradas aquí de modo que encajan en el centro del
soporte de forma tubular del árbol de levas y logran en estos
extremos una acción de sujeción correspondiente, con lo que, por un
lado, se puede transmitir un par de giro al árbol de levas y, por
otro lado, la tensión no es tan alta que, debido ya a la sujeción,
el árbol de levas experimente deformaciones. Se representan dos
muelas abrasivas 23, 24 que están dispuestas sobre un cabezal de
husillo de rectificado común 7 y que son llevadas a la posición de
rectificado para rectificar respectivos asientos de cojinete 2 del
árbol de levas 1. Enfrente de la muela abrasiva 23 está dispuesta
una luneta 11 para apuntarla durante el proceso de rectificado.
Debido a la acción de apuntalamiento de la luneta 11 se asegura que
las fuerzas de rectificado introducidas durante el rectificado en
el asiento de cojinete L2 del árbol de levas no conduzcan a una
deformación de dicho árbol de levas. Otra luneta 11 está dispuesta
en un sitio en el que no se rectifica en ese preciso momento.
Además, la muela 24 está acoplada a un asiento de cojinete L5. No
se ha dibujado un equipo de enderezamiento correspondiente.
La figura 1 representa el primer paso del
procedimiento, según el cual se realiza primero un rectificado de
acabado de los asientos de cojinete 2 del árbol de levas 1.
Únicamente después de que se ha efectuado el rectificado de acabado
de todos los asientos de cojinete 2, se puede realizar un proceso de
enderezamiento o un primer proceso de enderezamiento.
En la figura 2 se representa un estado durante
el procedimiento en el que se rectifican las levas por medio de
muelas abrasivas 9, 10. La muela abrasiva 9 sirve para el
rectificado de desbaste de las levas y la muela abrasiva 10 sirve
para el rectificado de acabado de dichas levas. Los asientos de
cojinete están apuntalados por lunetas 11. Las muelas abrasivas 9,
10 están configuradas de modo que se rectifiquen al mismo tiempo las
levas que encierran por parejas entre ellas un respectivo asiento
de cojinete. Análogamente a la figura 1, el árbol de levas 1 está
recibido también entre unas puntas 14 del cabezal de husillo
portapieza 12 y del contrapunto 13. Sobre el cabezal de husillo
portapieza está montado un mandril de sujeción 28 para realizar un
arrastre radial del árbol de levas 2.
En la figura 3 se representa un dispositivo
según la invención, en el que la máquina rectificadora está
constituida por una primera estación 15 y una segunda estación 16.
En la primera estación 15 se sujeta sobre puntas un árbol de levas
1 entre un cabezal de husillo portapieza 12 y un contrapunto 13. La
sujeción se efectúa por medio de puntas 14 dispuestas en el cabezal
de husillo portapieza 12 y en el contrapunto 13. Unas lunetas 11
han sido aproximadas a asientos de cojinete del árbol de levas 1
para el apuntalamiento de los mismos. Las lunetas 11 se pueden
aproximar al respectivo asiento de cojinete para apuntalarlo por
medio de un desplazamiento en dirección X. Enfrente de las lunetas
11 está dispuesto un cabezal de husillo de rectificado 7 sobre una
bancada de máquina 8. El cabezal de husillo de rectificado 7 es
basculable y lleva dos husillos, de los cuales un primer husillo
lleva una primera muela abrasiva 9 y un segundo husillo lleva una
segunda muela abrasiva 10. Mediante la basculación del cabezal de
husillo de rectificado 7 se basculan las respectivas muelas
abrasivas 9, 10 hasta la posición de rectificado para rectificar
los asientos de cojinete. En la primera estación 15 se realiza un
rectificado de acabado de los asientos de cojinete.
Sobre el cabezal de husillo de rectificado 7
está dispuesto un equipo de medida de concentricidad 5 que, por
basculación del cabezal de husillo de rectificado 7, puede ser
llevado a una posición de medida en la zona central del árbol de
levas. Una vez que se ha basculado el equipo de medida de
concentricidad 5 hasta su posición de medida, este equipo determina
en un asiento de cojinete a medir las propiedades de concentricidad
de éste o la desviación del mismo respecto de una concentricidad
ideal. Por motivos de mayor claridad, en la primera estación 15 se
ha dibujado el equipo de enderezamiento en forma tan sólo
esquemática. El equipo de medida de concentricidad 5 controla el
equipo de enderezamiento sobre la base del valor medido de la
concentricidad del cojinete medido en la zona central del árbol de
levas de tal manera que, una vez que las lunetas 11 han sido
movidas hacia afuera de su posición de apuntalamiento de los
asientos de cojinete, se introduzca con dicho equipo en el árbol de
levas una fuerza tal que este último sea enderezado y presente
seguidamente propiedades de concentricidad mejoradas. Las fuerzas
introducidas son aquí tan altas que, por medio de una deformación
plástica permanente, el árbol de levas sea aproximado en mayor
medida o, en general, llevado a su estado ideal con respecto a las
propiedades de concentricidad. El enderezamiento se efectúa
preferiblemente después de concluido el proceso de rectificado de
acabado de los asientos de cojinete en la primera estación 15,
concretamente con el mismo ajuste de sujeción, y dura
aproximadamente 5 a 15 segundos. Esto es especialmente ventajoso,
sobre todo para el caso de altos números de unidades en la
producción en masa, tal como ocurre para árboles de levas.
Sin embargo, se puede prescindir también en
principio de un proceso de enderezamiento después del rectificado
de los cojinetes en la primera estación 15 cuando el enderezamiento
se realice después del rectificado de desbaste o del rectificado de
acabado en la segunda estación 16. La ventaja del enderezamiento al
final del proceso de rectificado de acabado para las levas consiste
en que así se pueden eliminar también con el enderezamiento las
deformaciones que se presentan debido a que se liberan tensiones
durante el rectificado de las superficies templadas de las levas,
cuyas tensiones pueden contribuir también a deformaciones de todo el
árbol de levas. La estructura básica de la segunda estación 16
corresponde a la de la primera estación 15, estando ensambladas la
primera estación 15 y la segunda estación 16 para obtener una única
máquina rectificadora 4. Esto corresponde a un modo de construcción
modular usual, con lo que entra especialmente en acción la ventaja
del dispositivo según la invención, ya que el enderezamiento se
efectúa en general con el mismo ajuste de sujeción que el del
respectivo proceso de rectificado. La segunda estación 16 presenta
también un cabezal de husillo de rectificado 7 que está montado
sobre una bancada de máquina 8. El cabezal de husillo de rectificado
7 presenta dos husillos para sendas muelas abrasivas 9, 10. En el
cabezal de husillo de rectificado 7 está previsto en la zona del
husillo de rectificado para la muela abrasiva 10 un equipo de medida
de concentricidad 5 que está dispuesto de modo que, al bascular la
muela abrasiva 10 hacia la respectiva posición de rectificado para
realizar el rectificado de acabado de las levas, el equipo de
medida de concentricidad 5 puede ser llevado a un asiento de
cojinetes situado en la zona central del árbol de levas. La medición
del asiento de cojinete en la zona central del árbol de levas es
conveniente y ventajosa debido sobre todo a que la deformación del
árbol de levas tiene allí la máxima repercusión. Por motivos de
claridad, también aquí se ha dibujado solo esquemáticamente el
equipo de enderezamiento en la segunda estación 16. Por supuesto,
este equipo de medida de concentricidad 5 está unido también con el
equipo de enderezamiento a través de un equipo de control no
representado para poder obtener la fuerza de enderezamiento
correspondiente a la deformación del árbol y para, después de la
introducción de esta fuerza de enderezamiento, poder extraer de
nuevo lentamente el equipo de enderezamiento de la posición de
acoplamiento para enderezamiento con el árbol de levas, a la vez que
se reduce paulatinamente la fuerza introducida.
El propio árbol de levas 1 está sujeto entre
puntas 14 en un mandril de sujeción 28 del cabezal de husillo
portapieza 12 en un lado y en una punta correspondiente 14 del
contrapunto 13 en el otro lado. El propio árbol de levas 1 está
apuntalado en sus asientos de cojinete por un número de lunetas 11
correspondiente al número de asientos de cojinete. En la segunda
estación 16 está dispuesto, además, un equipo de repasado 25 para
repasar las muelas abrasivas 9, 10.
En la figura 4 se muestra en representación de
principio el árbol de levas 1 sujeto entre puntas 14 para diferentes
pasos del procedimiento que se realizan en el dispositivo según la
invención. El árbol de levas 1 sujeto entre puntas 14 está
apuntalado en sus asientos de cojinete 2 situados entre levas 3 por
medio de lunetas 11 (figura 4a)). Los asientos de cojinetes 2 se
han sometido aquí ya a un rectificado de acabado, de modo que en los
asientos de cojinete terminados de rectificar las lunetas 11 están
aproximadas al árbol de levas 1 con acción de apuntalamiento de
éste. En este estado apuntalado se realiza un rectificado de
desbaste de las levas 3. Debido al apuntalamiento con las lunetas
11 se consigue que, a pesar de la introducción de fuerzas de
rectificado sobre las levas 13 durante el rectificado de la forma
de estas levas, se mantenga pequeña la deformación del árbol de
levas 1 a consecuencia de los procesos de rectificado.
Una vez que se ha efectuado el rectificado de
desbaste de las levas 3, se trasladan las lunetas 11 según la
figura 4b) para que dejen de estar acopladas con el árbol de levas
1. El árbol de levas 1 sujeto entre puntas 14 se encuentra en
rotación y, durante su rotación, se mide su concentricidad o sus
desviaciones de concentricidad por medio del equipo de medida de
concentricidad 5. Esta medición se efectúa en el asiento de cojinete
más central del árbol de levas porque allí es máxima la desviación
de concentricidad que cabe esperar.
Una vez que el equipo de medida de
concentricidad 5 ha obtenido el valor para la desviación de
concentricidad en el asiento de cojinete más central, se alimenta a
un equipo de control para el equipo de enderezamiento 6 una señal
correspondiente al valor de medida. Sobre la base de esta señal, que
refleja la desviación de concentricidad, se aproxima el equipo de
enderezamiento 6 al asiento de cojinete central del árbol de levas
1 mientras las lunetas 11 siguen estando desacopladas. La fuerza
introducida en el árbol de levas 1 por medio del equipo de
enderezamiento 6 se ha elegido aquí de modo que esté por encima del
límite de alargamiento del material del árbol de levas para lograr
una deformación permanente y, por tanto, el efecto de enderezamiento
deseado. Mediante el enderezamiento se compensan las deformaciones
que se presentan durante el rectificado a consecuencia de la
introducción de fuerzas de rectificado y a consecuencia de tensiones
internas que son liberadas por el rectificado. Preferiblemente, no
se utiliza el equipo de medida de concentricidad 5 cuando se aplica
un enderezamiento por rodadura.
Cuando se realiza el proceso de enderezamiento
según la figura 4c) después del rectificado de acabado de las
levas, lo que puede llevarse a cabo, por ejemplo, en la segunda
estación 16 de la máquina rectificadora 4 (véase la figura 3), la
figura 4a) representa entonces el estado en el que el rectificado de
acabado de las levas se efectúa bajo apuntalamiento simultáneo de
los asientos de cojinete correspondientes por medio de lunetas 11 o
bien este rectificado ya ha concluido. En este caso, después de
concluido el proceso de enderezamiento según la figura 4c), se ha
acabado el árbol de levas con muy alta precisión respecto de sus
propiedades de concentricidad y se le puede extraer de la máquina
rectificadora 4 o de la segunda estación 16 de esta máquina
rectificadora 4.
Siempre que los procesos representados según las
figuras 4a) a 4c) se refieran al caso en el que se ha realizado
primero un rectificado de desbaste de las levas, al que sigue el
enderezamiento, es necesario, por supuesto, realizar otro paso del
procedimiento con el dispositivo según la invención. Esto se
representa en la figura 4d), en la que las lunetas se han
aproximado nuevamente a los asientos de cojinete correspondientes,
de modo que se puede agregar a ello el proceso de rectificado de
acabado para las levas 3. Los procesos de rectificado propiamente
dichos o las muelas abrasivas no se han representado en la figura 4
en aras de una mayor sencillez, ya que la estructura de principio
de la máquina rectificadora es evidente por la figura 3. Por
supuesto, el rectificado de acabado de las levas 3 según la figura
4d) puede ir seguido también por un proceso de enderezamiento según
la figura 4c).
La figura 5 muestra un ejemplo de realización
para un equipo de enderezamiento para un caso en el que el árbol de
levas está recibido durante el enderezamiento entre las puntas 14
del cabezal de husillo portapieza 12 y del contrapunto 13 y es
accionado a rotación durante el enderezamiento. A este fin, el
equipo de enderezamiento está configurado como una cabeza 17 de
enderezamiento por rodadura que presenta dos rodillos montados en su
extremo delantero. Esta cabeza 17 de enderezamiento por rodadura
con sus rodillos montados 18 se adapta al contorno de un árbol de
levas 1 en la zona de sus asientos de cojinete. El equipo de
enderezamiento puede ser aproximado al árbol de levas en la
dirección X, de modo que, bajo rotación simultánea del árbol de
levas 1 y apriete simultáneo de la cabeza 17 de enderezamiento por
rodadura con sus rodillos 18, se pueda deformar tanto el árbol de
levas que éste sea presionado hasta más allá del límite de
alargamiento de su material. Por tanto, las fuerzas de
enderezamiento se introducen en el árbol de levas 1 a través de los
rodillos 18 que giran también simultáneamente con la rotación del
árbol de levas, efectuándose esta introducción por los sitios de
contacto de los rodillos 18 con el respectivo asiento de cojinete.
Una vez que se ha introducido la máxima fuerza de enderezamiento en
la zona correspondiente del asiento de cojinete del árbol de levas
1, se reduce seguidamente el combado de la pieza de trabajo
mediante una retracción paulatina de la cabeza 17 de enderezamiento
por rodadura hasta un valor de combado de 0 mm de la pieza de
trabajo. Mediante este enderezamiento por rodadura se pueden
enderezar árboles dotados de simetría de revolución en una forma
relativamente rápida y segura en su proceso. Sobre todo, este
procedimiento se puede utilizar también en la máquina rectificadora
4 del dispositivo según la invención, ya que es muy rápido. Este
procedimiento de enderezamiento por rodadura dura aproximadamente 5
a 15 segundos. Este tiempo es sensiblemente más corto que el de una
segunda pasada de rectificado que hay que realizar en otros casos y
con la cual, a pesar de todo, no se pueden lograr las propiedades
de concentricidad con la precisión
como la que puede conseguirse por medio del dispositivo según la invención o del procedimiento según la invención.
como la que puede conseguirse por medio del dispositivo según la invención o del procedimiento según la invención.
En la figura 6 se representa otro ejemplo de
realización de un equipo de enderezamiento. Se trata aquí de un
equipo de enderezamiento que es adecuado para un procedimiento de
enderezamiento por presión. Este proceso de enderezamiento por
presión tiene lugar mientras el árbol está parado. Se mide aquí
primeramente la concentricidad o la desviación de la concentricidad
en el asiento de cojinete central del árbol de levas o en un asiento
de cojinete dispuesto en la zona central del árbol de levas.
Mediante esta medición se mide el "punto más alto" de la
órbita del cojinete para poder determinar la posición radial en la
que se presenta este máximo error de concentricidad. Se dobla ahora
el árbol de levas 1 con este procedimiento de enderezamiento por
presión en contra de su desviación máxima para que se elimine esta
desviación máxima del modo más completo posible. Este procedimiento
de enderezamiento puede efectuarse también con el ajuste de sujeción
de la pieza de trabajo entre las puntas, girándose radialmente el
árbol de levas, después de detectada la máxima desviación, es decir,
el máximo error de concentricidad, de modo que una cabeza 19 de
rectificado por elemento de presión se ajuste al árbol de levas en
la dirección X hacia adentro de esta zona del perímetro del asiento
de cojinete correspondiente del árbol de levas 1 para que se pueda
ejercer sobre éste una fuerza de enderezamiento correspondiente. A
este fin, la cabeza 19 de enderezamiento por elemento de presión
presenta en su lado delantero un prisma montado 20 que tiene un
rebajo 21, con lo que se puede abrazar o recibir una zona del
perímetro del asiento de cojinete del árbol de levas 1. Por tanto,
se introduce la fuerza de enderezamiento en el rebajo 21 del prisma
montado 20 a través de dos y eventualmente también tres zonas de
contacto.
En la figura 7 se representa otro ejemplo de
realización para una cabeza 19 de enderezamiento por elemento de
presión. En ese caso, la cabeza 19 de enderezamiento por elemento de
presión está provista de un elemento de presión que presenta una
superficie plana o bombeada (no representada) a través de la cual se
introduce la fuerza en la zona del asiento de cojinete
correspondiente. Análogamente al ejemplo de realización según la
figura 6, se introduce también la fuerza de enderezamiento en el
asiento de cojinete correspondiente del árbol de levas 1 en el
sitio en el que se presenta la máxima desviación, es decir, el
máximo error de concentricidad. Por tanto, en este procedimiento de
enderezamiento según las figuras 6 y 7 se "dobla" el árbol de
levas en un valor determinado contra el punto más alto de su órbita
para poder compensar el error de concentricidad existente. En este
caso, la pieza de trabajo está parada durante el enderezamiento. El
árbol de levas es girado aquí sobre el eje C únicamente hasta la
posición radial necesaria para el enderezamiento, pero después es
detenido para realizar el proceso de enderezamiento.
Estos procedimientos de enderezamientos son
adecuados también para enderezar un árbol de levas de tal manera
que este árbol esté apuntalado por lunetas en los dos asientos de
cojinete exteriores - en vez de estar sujeto entre puntas -. En tal
caso, se puede desacoplar la luneta central 11 de modo que el equipo
de enderezamiento 6 ó 19, 22 correspondiente pueda ser acoplado con
el asiento de cojinete más central del árbol de levas para el
enderezamiento de éste. Esto se muestra en la figura 8 en una
representación de principio. Este procedimiento de enderezamiento
es frecuentemente ventajoso sobre todo cuando los árboles de levas
han sido rectificados "sin centros" antes del rectificado de
la forma de las levas.
En ambos procedimientos de enderezamiento el
equipo de enderezamiento está dispuesto sobre el cabezal de husillo
de rectificado y es aproximado preferiblemente sobre el eje X. Los
valores de aproximación vienen determinados en ambos procedimientos
de enderezamiento por la geometría del árbol de levas, el material y
también la sujeción de la máquina o bien por el grado de dureza de
la superficie de las levas. Los valores de aproximación pueden
calcularse en el sistema de control CNC de la máquina, concretamente
con respecto al error de concentricidad previamente medido. Después
del enderezamiento se pueden alcanzar errores de concentricidad de
hasta menos de 0,01 mm en el cojinete central. Para el rectificado
se utilizan preferiblemente muelas abrasivas CBN.
- 1
- Árbol de levas
- 2
- Asiento de cojinete
- 3
- Leva
- 4
- Máquina rectificadora
- 5
- Equipo de medida de concentricidad
- 6
- Equipo de enderezamiento
- 7
- Cabezal de husillo de rectificado
- 8
- Bancada de máquina
- 9,10
- Muelas abrasivas
- 11
- Lunetas
- 12
- Cabezal de husillo portapieza
- 13
- Contrapunto
- 14
- Puntas de sujeción
- 15
- Primera estación de la máquina rectificadora
- 16
- Segunda estación de la máquina rectificadora
- 17
- Cabeza de enderezamiento por rodadura
- 18
- Rodillos pendularmente montados
- 19
- Cabeza de enderezamiento por elemento de presión
- 20
- Rebajo
- 22
- Elemento de presión
- 23,24
- Muelas abrasivas
- 25
- Equipos de repasado
- 28
- Mandril de sujeción
Claims (31)
1. Procedimiento de rectificado de asientos de
cojinete y levas de árboles de levas montados, así como de
enderezamiento de los mismos en una máquina rectificadora, en el que
se efectúa después de un proceso de rectificado un enderezamiento
del árbol de levas en la misma máquina rectificadora.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el enderezamiento del árbol de levas se realiza después de
un rectificado de acabado de los asientos de cojinete y/o un
rectificado de desbaste de las levas y/o un rectificado de acabado
de las levas.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que los pasos del procedimiento de rectificado de acabado de
los asientos de cojinete, rectificado de desbaste y rectificado de
acabado de las levas y enderezamiento se efectúan con un solo
ajuste de sujeción.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el rectificado de acabado de los
asientos de cojinete del árbol de levas se efectúa en una primera
estación de la máquina rectificadora y el rectificado de desbaste y
el rectificado de acabado de las levas del árbol de levas se
efectúan en una segunda estación.
5. Procedimiento de rectificado de asientos de
cojinete y levas de árboles de levas montados, así como de
enderezamiento de los mismos, en el que se realiza un rectificado de
acabado de los asientos de cojinete en una primera máquina
rectificadora y a continuación se endereza el árbol de levas en la
primera máquina rectificadora, y se realizan un rectificado de
desbaste y un rectificado de acabado de las levas del árbol de levas
en una segunda máquina rectificadora.
6. Procedimiento de rectificado de asientos de
cojinete y levas de árboles de levas montados, así como de
enderezamiento de los mismos, en el que se realiza un rectificado de
acabado de los asientos de cojinete en una primera máquina
rectificadora y se realizan un rectificado de desbaste y un
rectificado de acabado de las levas del árbol de levas en una
segunda máquina rectificadora, y después del rectificado de desbaste
y/o del rectificado de acabado se endereza el árbol de levas en la
segunda máquina rectificadora.
7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6,
en el que se efectúa el rectificado de desbaste de las levas del
árbol de levas en una primera estación de la segunda máquina
rectificadora y se efectúa el rectificado de acabado de las levas
del árbol de levas en una segunda estación de la segunda máquina
rectificadora.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que se apuntala el árbol de levas en
la zona de los asientos de cojinete durante el rectificado de estos
asientos de cojinete y se hace que, para el enderezamiento, los
apoyos de apuntalamiento queden desacoplados del asiento de
cojinete.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que se aplican nuevamente los apoyos de apuntalamiento a las
zonas de los respectivos asientos de cojinete después del
rectificado de desbaste de las levas y a continuación se realiza un
rectificado de acabado de las levas.
10. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6,
en el que se realiza un rectificado de desbaste de las levas del
árbol de levas en la segunda máquina rectificadora con apoyos de
apuntalamiento aplicados, seguidamente se sueltan los apoyos de
apuntalamiento al menos en una zona central del árbol de levas y a
continuación se efectúa el enderezamiento, tras lo cual se aplican
nuevamente los apoyos de apuntalamiento en esta zona de los
asientos de cojinete y a continuación se efectúa un rectificado de
acabado de las levas.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que se mide antes del enderezamiento,
al menos para un asiento de cojinete situado en la zona central del
árbol de levas, un valor de concentricidad o un valor de desviación
de concentricidad.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que se endereza el árbol de levas sobre la base del valor de
concentricidad medido o del valor de desviación de concentricidad
medido.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que se efectúa el enderezamiento
mientras está girando el árbol de levas con un número de
revoluciones de aproximadamente 50 a 200 revoluciones por
minuto.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, en
el que se ejerce, durante el enderezamiento, una fuerza de presión
sobre el árbol de levas en la zona de su asiento de cojinete
central.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que se efectúa el enderezamiento
mientras está parado el árbol de levas, determinándose primero el
asiento de cojinete con la más alta desviación respecto de la
concentricidad e introduciéndose una fuerza de presión en este
asiento de cojinete, referido al perímetro, en la zona de la
posición radial en la que está presente esta más alta desviación de
concentricidad.
\newpage
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 15, en el que se presiona el árbol de levas
durante el enderezamiento, al menos por secciones, hasta más allá
del límite de alargamiento del material de su tubo de acero y a
continuación se suprime paulatinamente el combado del árbol de levas
hasta sustancialmente 0 mm.
17. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5,
en el que se efectúa un enderezamiento en la primera estación.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 4, 7 ó 17, en el que se efectúa un enderezamiento
en la segunda estación.
19. Dispositivo de rectificado de asientos de
cojinete (2) y/o levas (3) de un árbol de levas montado (1), así
como de enderezamiento de un árbol de levas de esta clase,
especialmente para la puesta en práctica del procedimiento según
una de las reivindicaciones 1 a 18, cuyo dispositivo presenta una
máquina rectificadora (4) con un equipo de enderezamiento (6)
integrado en dicha máquina rectificadora para enderezar el árbol de
levas (1) después de un proceso de rectificado.
20. Dispositivo según la reivindicación 19, en
el que está integrado en la máquina rectificadora (4) un equipo de
medida de concentricidad (5) para medir la concentricidad o la
desviación de concentricidad del árbol de levas (1).
21. Dispositivo según la reivindicación 20, en
el que la máquina rectificadora (4) presenta un cabezal de husillo
de rectificado (7) montado sobre una bancada de máquina (8) y dotado
de al menos dos muelas abrasivas (9, 10) basculables hacia una
respectiva posición de rectificado, así como un cabezal de husillo
portapieza (12) y un contrapunto (13), que están configurados de
modo que el árbol de levas (1) puede ser sujetado entre unas puntas
(14) y el equipo de medida de concentricidad (5) está fijado sobre
el cabezal de husillo de rectificado (7) o sobre la bancada de
máquina (8), mientras que el equipo de enderezamiento (6) está
fijado sobre el cabezal de husillo de rectificado (7).
22. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 19 a 21, en el que la máquina rectificadora (4)
presenta una primera estación (15) y una segunda estación (16).
23. Dispositivo según la reivindicación 22, en
el que la primera estación (15) está configurada de modo que se
puede realizar en ella a) el rectificado de acabado de los asientos
de cojinete (2) del árbol de levas (1) o b) el rectificado de
acabado de los asientos de cojinete (2) y el rectificado de desbaste
de las levas (3).
24. Dispositivo según la reivindicación 22 ó 23,
en el que está dispuesto un equipo de enderezamiento (6) en la
primera estación (15).
25. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 22 a 24, en el que la segunda estación (16) está
concebida de modo que se pueden realizar en ella el rectificado de
desbaste y/o el rectificado de acabado de las levas (3) del árbol
de levas (1).
26. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 22 a 24, en el que está dispuesto un equipo de
enderezamiento (6) en la segunda estación (16).
27. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 19 a 26, en el que el equipo de enderezamiento (6)
es una cabeza de enderezamiento por rodadura (17) que está
concebida de modo que se pueda realizar el enderezamiento mientras
está girando el árbol de levas (1).
28. Dispositivo según la reivindicación 27, en
el que la cabeza de enderezamiento por rodadura (17) presenta dos
rodillos (18) montados en su zona delantera, está fijada sobre el
cabezal de husillo de rectificado (7) y puede ser aproximada a los
asientos de cojinete (2) del árbol de levas (1), especialmente en la
dirección X.
29. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 19 a 26, en la que el equipo de enderezamiento (6)
es una cabeza (19) de enderezamiento por elemento de presión que
está concebida de modo que se pueda realizar el enderezamiento
mientras está parado el árbol de levas (1).
30. Dispositivo según la reivindicación 29, en
el que la cabeza (19) de enderezamiento por elemento de presión
presenta un prisma montado (20) con un rebajo (21) para introducir
una fuerza de enderezamiento en un asiento de cojinete (2) del
árbol de levas (1) a través de al menos dos sitios periféricamente
distanciados.
31. Dispositivo según la reivindicación 29, en
el que la cabeza (19) de enderezamiento por elemento de presión
presenta un elemento de presión (22) que tiene una superficie
sustancialmente plana y que sirve para introducir, a través de un
sitio, una fuerza de enderezamiento en un asiento de cojinete (2)
del árbol de levas (1).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102004013192A DE102004013192B3 (de) | 2004-03-17 | 2004-03-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen von Lagerstellen und Nocken einer gebauten Nockenwelle |
| DE102004013192 | 2004-03-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2297661T3 true ES2297661T3 (es) | 2008-05-01 |
Family
ID=34801961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05701216T Active ES2297661T3 (es) | 2004-03-17 | 2005-01-27 | Procedimiento y dispositivo de rectificado de arboles de levas montados con altas precisiones de concentricidad. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070178808A1 (es) |
| EP (1) | EP1732731B1 (es) |
| DE (2) | DE102004013192B3 (es) |
| ES (1) | ES2297661T3 (es) |
| WO (1) | WO2005097407A1 (es) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4847892B2 (ja) | 2007-02-22 | 2011-12-28 | 住友重機械工業株式会社 | 揺動内接噛合遊星歯車装置及びその偏心体軸の製造方法 |
| CN102452030B (zh) * | 2010-10-27 | 2016-07-06 | 株式会社捷太格特 | 磨削方法、磨削系统以及多功能磨削机床 |
| CN102303273A (zh) * | 2011-10-18 | 2012-01-04 | 长春设备工艺研究所 | 一种小凹面凹腹凸轮轴的磨削加工方法 |
| DE102013225292B4 (de) * | 2013-12-09 | 2018-11-15 | Erwin Junker Maschinenfabrik Gmbh | Schleifmaschine zum schleifen von zentrischen und/oder exzentrischen lagerstellen an wellenteilen mit einer lünette zum abstützen der lagerstellen |
| KR102236663B1 (ko) * | 2014-08-06 | 2021-04-06 | 숩피나 그리에샤버 게엠베하 & 씨오. 케이쥐 | 공작물, 특히 크랭크 샤프트 또는 캠 샤프트를 마무리 가공하기 위한 피니싱 장치 |
| CN104972278A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-14 | 安庆市吉安汽车零件锻轧有限公司 | 一种高精度凸轮轴加工方法 |
| DE102016101196B4 (de) * | 2016-01-25 | 2018-02-01 | Schaudt Mikrosa Gmbh | Verfahren und Rundschleifmaschine zur Schleifbearbeitung von Getriebewellen, Nockenwellen oder Kurbelwellen sowie Maschinensteuerungsprogramm für eine Steuereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens |
| CN108177070B (zh) * | 2018-02-09 | 2023-06-30 | 大秦铁路股份有限公司湖东车辆段 | 一种铁路货车轮对滚动轴承外圈除锈机 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3213659A (en) * | 1963-01-28 | 1965-10-26 | Ohio Crankshaft Co | Apparatus and method for straightening metal shafts |
| US3481170A (en) * | 1966-08-06 | 1969-12-02 | Renzo Galdabini | Method and apparatus for straightening elongated pieces |
| US3583191A (en) * | 1969-02-13 | 1971-06-08 | Cargill Detroit Corp | Compressive straightener |
| DE2346796A1 (de) * | 1973-09-17 | 1975-04-03 | Eitel Kg Werzeugmaschinenfabri | Automatisches richtverfahren und richtmaschine dafuer mit mehreren richtstellen |
| DE3101924C2 (de) * | 1980-02-27 | 1983-09-15 | GFM Gesellschaft für Fertigungstechnik und Maschinenbau GmbH, 4403 Steyr | Verfahren zum Bearbeiten der Lager- und Hubflächen von Kurbel- bzw. Nockenwellen durch Umfangsrundfräsen mittels Scheibenfräser |
| DE3789961D1 (de) * | 1987-07-13 | 1994-07-07 | Hegenscheidt Gmbh Wilhelm | Verfahren und Einrichtung zum Richten von Schlag aufweisenden Werkstücken. |
| DE4137924C2 (de) * | 1991-11-18 | 1997-12-04 | Schaudt Maschinenbau Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum numerisch gesteuerten Schleifen von Nocken einer Nockenwelle |
| DE4319359A1 (de) * | 1993-06-11 | 1994-12-15 | Schaudt Maschinenbau Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen, insbesondere Bandschleifmaschine |
| DE19626189A1 (de) * | 1996-06-29 | 1998-01-02 | Schaudt Maschinenbau Gmbh | Verfahren zum Schleifen rotierender Werkstücke |
| US5975995A (en) * | 1997-06-25 | 1999-11-02 | Unova Ip Corp. | Machining apparatus and method |
| DE19919893A1 (de) * | 1999-04-30 | 2000-11-09 | Junker Erwin Maschf Gmbh | Vor- und Fertigschleifen einer Kurbelwelle in einer Aufspannung |
| JP3787248B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2006-06-21 | 株式会社ジェイテクト | 工作機械の定寸加工制御方法及びその装置 |
| JP4051872B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2008-02-27 | 株式会社ジェイテクト | 加工部の測定方法及び加工方法 |
| US7568969B2 (en) * | 2003-10-22 | 2009-08-04 | Nippei Toyama Corporation | Locking mechanism of linear motor travel slider and processing machine |
-
2004
- 2004-03-17 DE DE102004013192A patent/DE102004013192B3/de not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-01-27 EP EP05701216A patent/EP1732731B1/de not_active Expired - Fee Related
- 2005-01-27 WO PCT/EP2005/000806 patent/WO2005097407A1/de active IP Right Grant
- 2005-01-27 DE DE502005001895T patent/DE502005001895D1/de active Active
- 2005-01-27 US US10/593,014 patent/US20070178808A1/en not_active Abandoned
- 2005-01-27 ES ES05701216T patent/ES2297661T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1732731A1 (de) | 2006-12-20 |
| DE102004013192B3 (de) | 2005-08-25 |
| DE502005001895D1 (de) | 2007-12-20 |
| WO2005097407A1 (de) | 2005-10-20 |
| US20070178808A1 (en) | 2007-08-02 |
| EP1732731B1 (de) | 2007-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2297661T3 (es) | Procedimiento y dispositivo de rectificado de arboles de levas montados con altas precisiones de concentricidad. | |
| ES2267053T3 (es) | Procedimiento para el rectificado cilindrico en la fabricacion de herramientas de metal duro y rectificadora para rectificar cuerpos de partida cilindricos en la fabricacion de herramientas de metal duro. | |
| ES2198307T3 (es) | Rectificado previo y final de un cigueñal en un dispositivo de sujecion. | |
| ES2409385T3 (es) | Procedimiento para el rectificado de los cojinetes principales y de elevación de un cigüeñal mediante rectificado de cilindrado exterior y dispositivo para la realización del procedimiento | |
| ES2782449T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para amolar cigüeñales de gran tamaño | |
| KR100820985B1 (ko) | 크랭크샤프트의 중심 베어링 연삭방법과 장치 | |
| ES2933822T3 (es) | Procedimiento y rectificadora para rectificar contornos exteriores e interiores de piezas de trabajo en una fijación | |
| ES2340375T3 (es) | Maquina para el mecanizado de alta precision por bruñido. | |
| ES2263030T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para rectificar una pieza constructiva de maquina con simetria de rotacion. | |
| ES2699329T3 (es) | Procedimiento para la mecanización completa de rectificado de piezas de trabajo con forma de eje con secciones cilíndricas y perfiladas | |
| ES2407538T3 (es) | Dispositivo de apoyo de rectificado | |
| ES2236578T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para el rectificado cilindrico sin punta. | |
| ES2304712T3 (es) | Procedimiento para el mecanizado de piezas rotatorias. | |
| ES2426571T3 (es) | Procedimiento para la rectificación de cojinetes principales y de cojinetes elevadores de un árbol de cigüeñal a través de rectificación cilíndrica externa y máquina rectificadora para la realización del procedimiento | |
| ES2913462T3 (es) | Procedimiento de rectificación para mecanizar una pieza de trabajo | |
| ES2318539T3 (es) | Procedimiento para pulir especialmente superficies de caras opticamente activas tales como lentes. | |
| ES2220703T3 (es) | Puntas de rectificado para maquinas de rectificar comprendiendo secciones de grano grueso y de grano fino ligadas por resina. | |
| ES2702024T3 (es) | Luneta de medición para apoyar y medir zonas céntricas de piezas de trabajo, amoladora con una luneta de medición de este tipo así como procedimiento para apoyar y medir zonas céntricas de piezas de trabajo | |
| US9248541B2 (en) | Grinding machine for optical glass and associated method of grinding | |
| CN102452030B (zh) | 磨削方法、磨削系统以及多功能磨削机床 | |
| ES2254473T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para medir y maquinar piezas. | |
| ES2221626T3 (es) | Maquina de rectificacion controlada por ordenador. | |
| ES2412264T3 (es) | Herramienta de brochado interior | |
| ES2312392T3 (es) | Procedimiento, dispositivo y software para el amolado perfilador y el rectificado simultaneo de la herramienta amoladora. | |
| JP4029602B2 (ja) | 高精度プロファイル研削加工方法 |