ES2298324T3 - Procedimiento de mecanizacion por levantamiento de virutas de piezas de fundicion gris de alta resistencia, en particular para practicar taladros de cilindro en bloques-motores. - Google Patents
Procedimiento de mecanizacion por levantamiento de virutas de piezas de fundicion gris de alta resistencia, en particular para practicar taladros de cilindro en bloques-motores. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento de mecanización por virutas de piezas de fundición, destinado principalmente a realizar taladros de cilindro en bloques-motores, que comprende al menos un útil de corte dotado de al menos una lámina que comprende una materia de corte policristalina y definida geométricamente, realizándose la mecanización mediante corte continuo, es decir, en el curso de un montaje continuo de la lámina sobre la pieza y, que comprende un transporte de medio refrigerante durante la mecanización, utilizándose aire comprimido como medio refrigerante, cuyo aire es aplicado al menos sobre la zona de contacto entre la lámina y la pieza para refrigerar la lámina, caracterizado porque la materia de corte está constituida por diamante policristalino (DP).
Description
Procedimiento de mecanización por levantamiento
de virutas de piezas de fundición gris de alta resistencia, en
particular para practicar taladros de cilindro en
bloques-motores.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de mecanización por levantamiento de virutas de piezas
de fundición altamente resistentes, en particular para practicar
taladros de cilindro en bloques-motores de acuerdo
con el preámbulo de la reivindicación 1. Se conoce un procedimiento
que comprende las características del preámbulo de la
reivindicación 1 del documento JP4-115801 (A).
Los bloques-motores de motores
de combustión interna son habitualmente fabricados de fundición gris
convencional, es decir de fundición de grafito laminar (GL). Se sabe
utilizar para taladrar en corte de desbaste y de acabado los
taladros de cilindro en los bloques-motores a partir
de útiles de corte de GL dotados al menos de una materia de corte
policristalina y definida geométricamente, llevándose a cabo la
mecanización en el curso de un corte continuo, es decir en el curso
de montaje de corte continuo en la pieza. En este caso, se utiliza
una materia de corte de nitruro de boro cúbico policristalino
(PCBN). En el curso de la mecanización, se utiliza además un
refrigerante lubricante líquido. Con este procedimiento, pueden
alcanzarse velocidades de corte elevadas de aproximadamente 800
m/min y por ello una productividad elevada, de manera que el
procedimiento es muy conveniente para una fabricación en gran
serie.
Partiendo de estos procedimientos conocidos para
la mecanización de piezas de GL con una materia de corte
policristalina de nitruro de boro cúbico policristalino, se ha
propuesto, para ahorrar los refrigerantes lubricantes, una
mecanización en seco, asociada en su caso a una lubricación en
cantidad mínima, sabiendo que se renuncia a una refrigeración
localizada (S8 VDI-Nachrichten, 31 de Agosto de
2001, nr 35).
En los materiales de fundición, se ve ahora que
existe generalmente una tendencia a sustituir la fundición
convencional de grafito laminar (GL) por la fundición de grafito
vermicular (GV) o por la fundición de grafito esferoidal (GS). La
GV presenta con relación a la GL habitualmente utilizada una
resistencia sensiblemente mayor y aporta por esta razón numerosas
ventajas en lo que se refiere a construcciones más ligeras dotadas
de espesores de pared más reducidos. En particular, la legislación
reforzada sobre los gases de escape y los aumentos necesarios de las
presiones de los cilindros, ligadas a esto, así como la tendencia
general a tener una estructura ligera para la construcción de
bloques-motores para motores de combustión genera la
necesidad de utilizar materiales más resistentes, de manera que una
substitución del GL por el GV o bien por el GS es aquí
particularmente apropiada.
Sin embargo, en el curso de la mecanización por
levantamiento de virutas de los materiales de fundición de GV o de
GS en lugar de la fundición de GL convencional en el curso de un
corte continuo, por ejemplo en el curso de la mecanización de
taladros de cilindro en bloques-motores de GV o GS,
la duración del útil disminuye considerablemente. Cuando en el curso
de la mecanización del GV o del GS, se utilizan la misma materia de
corte constituida por nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN) y
los mismos parámetros de mecanización habituales que en el curso de
la mecanización del GL, se ha probado que la duración del útil, es
decir la duración de corte de útil máxima, cae en comparación de 5
a 10%. Las duraciones de útil puede de hecho aumentar de 20 a 40%
de las duraciones de útil que pueden ser obtenidas en asociación con
el GL, reduciendo considerablemente la velocidad de corte que puede
obtenerse con el GL aproximadamente de 800 m/min a aproximadamente
100 m/min y se utiliza una materia de corte de metal duro. Por
ello, la productividad disminuye sin embargo un factor 8. La
productividad reducida y las duraciones de utilización de útil más
cortas no son aceptables en la producción en gran serie, en
particular para la perforación y el acabado de taladros de cilindro
en bloques-motores.
Se sabe utilizar en máquinas-útiles destinadas a
refrigerar un útil de corte aire comprimido frío, el cual es soplado
por medio de un sistema de soplado de aire en dirección a la broca y
al útil de corte (documento DE 44 43 421 A1). No se dan aquí
indicaciones concretas en referencia a las materias de corte
utilizadas y a los materiales de las piezas que se van a
mecanizar.
Además, se conocen procedimientos destinados a
lo que se llama la lubricación en cantidad mínima en el curso de del
proceso de levantamiento de virutas (documentos DE 19 617 752 A1, DE
19 915 2658 A1), en el curso de los cuales se aplican pequeñas
cantidades de lubricante en asociación con aire comprimido sobre la
zona de contacto entre la lámina y la pieza. No se dan aquí tampoco
indicaciones concretas en referencia a la materia de corte utilizada
y a los materiales de las piezas que se van a mecanizar.
Además, se conoce un útil para la mecanización
de material por levantamiento de virutas que comprende un
revestimiento compuesto por una capa de diamante policristalino (DP)
adhesivo (documento DE 19 629 456 C1). No se proporcionan las
indicaciones en referencia a qué materiales deben ser utilizados con
este útil y de qué manera. Una materia de corte de diamante
policristalino (DP), no es conveniente en todos los casos, de
acuerdo con una recomendación con la que están de acuerdo
generalmente los fabricantes de materia de corte, en razón de la
elevada afinidad del carbono con relación al hierro, para una
mecanización de los materiales de fundición y es la razón por la
cual no se utilizan ya para tales mecanizaciones.
El objeto de la invención es proponer un
procedimiento de mecanización por levantamiento de virutas de piezas
de materiales de fundición, en particular para practicar taladros de
cilindro en bloques-motores fabricados de
materiales de fundición altamente resistentes, con el cual es
posible obtener duraciones de útil y velocidades de corte
relativamente elevadas.
Este problema se resuelve mediante las
características de la reivindicación 1.
Partiendo de un procedimiento de acuerdo con el
tipo, las materias de corte están constituidas de acuerdo con la
invención por un diamante policristalino (DP) y se utiliza aire
comprimido como medio refrigerante, que se aplica al menos sobre la
zona de contacto entre la lámina y la pieza con el fin de refrigerar
la lámina.
Se ha probado de manera totalmente sorprendente
que contrariamente a la recomendación de los fabricantes de materia
de corte para materias de corte de diamante policristalino (DP) y
contrariamente a la opinión dominante del experto, un procedimiento
que comprende una combinación de una materia de corte de DP y de una
refrigeración por el medio refrigerante de aire comprimido, en el
curso de mecanizaciones por levantamiento de virutas de materiales
de fundición altamente resistentes, en particular GV y GS en
comparación con los procedimiento mencionados al principio que
comprenden un metal duro, puede aumentar netamente la velocidad de
corte y por ello la productividad elevando considerablemente a la
vez los tiempos de utilización de los útiles.
De acuerdo con la reivindicación 2, la materia
de corte está constituida por diamantes policristalinos (DP)
fabricados por medio de procesos físicos y/o de diamantes
policristalinos (CVD-DP) fabricados por medio de
procesos de depósito químico (chemical vapor deposition).
Un caso de utilización particularmente preferido
para el procedimiento consiste de acuerdo con la reivindicación 3 en
la mecanización por levantamiento de virutas de materiales de
fundición de grafito vermicular (GV). En particular, el
procedimiento es conveniente de acuerdo con la reivindicación 4 para
el GV que comprende 70 a 95% de perlita y 0,005 a 0,1% de Ti, y este
tipo de fundición es conveniente principalmente para la fabricación
de bloques-motores.
El procedimiento es igualmente conveniente, no
obstante, para la mecanización por levantamiento de virutas de
fundición de grafito esferoidal (GS). En principio, todas las
mecanizaciones por levantamiento de virutas posibles pueden ser
realizadas con el procedimiento, mecanizaciones en el curso de las
cuales una lámina geométricamente definida es respectivamente
guiada en el útil en el curso de un montaje continuo con la
lámina.
Láminas particularmente apropiadas se obtienen
de acuerdo con la reivindicación 5 cuando la materia de corte de
diamante policristalino es aplicada sobre una sustancia de soporte
de metal duro.
Es posible obtener de acuerdo con la
reivindicación 6 tiempos de utilización de útil elevados asociados a
velocidades de corte relativamente importantes cuando se lleva aire
comprimido a una presión superior a 5 bar. Presiones apropiadas se
sitúan de acuerdo con los datos ente 5 y 8 bar o incluso más en su
caso. De acuerdo con la reivindicación 7, puede añadirse igualmente
una ligera cantidad de aceite al aire comprimido. No obstante no es
una lubricación en cantidad mínima conocida en sí la que es
esencial, sino el aire comprimido llevado a alta presión para
objetivos de refrigeración.
En asociación con buenos tiempos de utilización
de útiles, es posible de acuerdo con la reivindicación 8 llevar a
cabo velocidades de corte que tienen aproximadamente hasta 250 m/min
y en su caso más, lo que significa que es posible obtener
velocidades de corte sensiblemente más elevadas que con el
procedimiento utilizado hasta el presente en asociación con el
GV.
De acuerdo con la reivindicación 9, avances
apropiados (f) están comprendidos entre 0,1 y 0,4 mm.
Las profundidades de corte (a_{p}) pueden
estar comprendidas según los datos de acuerdo con la reivindicación
10 preferentemente entre 0,01 y 0,25 mm.
Un radio de ángulo apropiado está comprendido de
acuerdo con la reivindicación 11 entre 0,2 y 1,0 mm.
El dominio de utilización particularmente
preferido del procedimiento de acuerdo con la invención, a saber
como procedimiento en gran serie para la perforación y el acabado de
los taladros de cilindro en bloques-motores de GV o
GS, es reivindicada por la reivindicación 12.
Claims (12)
1. Procedimiento de mecanización por virutas de
piezas de fundición, destinado principalmente a realizar taladros de
cilindro en bloques-motores,
que comprende al menos un útil de corte dotado
de al menos una lámina que comprende una materia de corte
policristalina y definida geométricamente, realizándose la
mecanización mediante corte continuo, es decir, en el curso de un
montaje continuo de la lámina sobre la pieza y,
que comprende un transporte de medio
refrigerante durante la mecanización, utilizándose aire comprimido
como medio refrigerante, cuyo aire es aplicado al menos sobre la
zona de contacto entre la lámina y la pieza para refrigerar la
lámina,
caracterizado porque
la materia de corte está constituida por
diamante policristalino (DP).
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la materia de corte
está constituida por diamantes policristalinos (DP) fabricados por
medio de procesos físicos y/o de diamantes policristalinos
(CVD-DP) fabricados por medio de procesos de
depósito químico en fase de vapor (chemical vapor deposition).
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque
se utilizan fundición que comprende grafito vermicular (GV) y/o
fundición que comprende grafito esferoidal (GF) como materiales de
fundición.
4. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque se utiliza como
material de fundición GV que comprende 70 a 95% de perlita y 0,005 a
0,1% de Ti.
5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la
materia de corte de diamante policristalino es aplicada sobre una
sustancia de soporte metálico duro.
6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se lleva
aire comprimido a una presión superior a 5 bar.
7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el aire
comprimido, mediante la adición de una pequeña cantidad de aceite,
es oleaginoso.
8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las
velocidades de corte se sitúan en el rango que va aproximadamente
hasta 250 m/min.
9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los
avances (f) están comprendidos entre 0,1 y 0,4 mm.
10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las
profundidades de corte (a_{p}) miden entre 0,01 y 0,25 mm.
11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el radio
de ángulo está comprendido entre 0,2 y 1,0 mm.
12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el
procedimiento es un procedimiento de gran serie destinado a realizar
en corte de desbaste y acabado taladros de cilindro en
bloques-motores de GV
o GS.
o GS.
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