ES2304712T3 - Procedimiento para el mecanizado de piezas rotatorias. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el mecanizado de piezas rotatorias, que abarca al menos una fase de trabajo, en la cual se realiza un rectificado de al menos una superficie de la pieza (10) fijada en ambos extremos en un mandril de sujeción (11, 12), respectivamente, y que abarca al menos otra fase de trabajo, en la cual la sujeción en uno de los extremos de la pieza (10) está suelta y ahí se realiza un taladro con una herramienta de taladrar (13), mientras que la sujeción en el otro extremo de la pieza se mantiene, caracterizado porque el taladro frontal es realizado por una herramienta de taladrar (13), dispuesta en el mandril de sujeción (11) suelto.

Description

Procedimiento para el mecanizado de piezas rotatorias.

La presente invención se refiere a un procedimiento para el mecanizado de piezas rotatorias, que abarca al menos una fase de trabajo, en la cual se realiza un rectificado de al menos una superficie de la pieza, fijada en un dispositivo. Un procedimiento semejante es conocido, por ejemplo, del documento DE-A1-43 29 610.

El mecanizado de las piezas rotatorias, por ejemplo, los cigüeñales o similares en la industria del automóvil, está relacionado con altos costes de fabricación. Por regla general, todas las superficies relevantes de una pieza rotatoria semejante son sometidas como mínimo a un proceso de trabajo de rectificado. Otras fases de trabajo en la pieza, como por ejemplo, la realización de un taladro frontal, requieren en las piezas rotatorias del tipo citado, por ejemplo los cigüeñales, una precisión elevada. La realización de un taladro semejante se efectuaba hasta ahora en una máquina individual especial. Según el estado de la técnica, para una fase de trabajo semejante es necesaria, por lo tanto, una máquina especial, una secuencia propia de trabajo y, además de ello, el nuevo amarre de la pieza. Esto provoca elevados costes de inversión y fabricación.

El objetivo de la presente invención consiste en simplificar un procedimiento para el mecanizado de las piezas rotatorias del género expuesto anteriormente, para la reducción de los costes de fabricación, con la consecución de una seguridad elevada del proceso y la obtención de piezas con un alto estándar de calidad.

La consecución de este objetivo proporciona un procedimiento, según la invención, para el mecanizado de las piezas rotatorias del género expuesto al principio, con las características de la reivindicación principal. Según la invención, está previsto que en la pieza fijada para el proceso de rectificado se realice como mínimo un taladro frontal, con el mismo dispositivo de amarre, mediante una herramienta de taladrar. Según la invención, con ello ya no es necesario un nuevo amarre de la pieza en una máquina especial, prevista para ello, y con su secuencia propia de trabajo. El taladrado, como por ejemplo la realización de un orificio frontal de ajuste en una pieza rotatoria, por ejemplo en una brida del cigüeñal, se efectúa en el mismo dispositivo de amarre en el cual se realiza también el proceso de rectificado. Esto puede tener lugar en un dispositivo de amarre adecuado. Por ejemplo, durante el proceso de rectificado se puede sujetar la pieza, al menos en sus dos extremos respectivos, en un dispositivo de amarre, soltar el dispositivo de amarre al menos en un extremo para el proceso de taladrado, y colocar allí un mandril para una herramienta de taladrar, la cual efectúe entonces el taladro frontal deseado. Preferentemente, en la pieza se realiza frontalmente al menos un taladro fino, o bien un taladro de precisión.

Según una realización ventajosa de la invención, se puede prever que, tras la suelta de un dispositivo de amarre, se cree al menos en un extremo de la sujeción un guiado adicional de la pieza en su perímetro mediante un elemento de guiado apropiado para ello, por ejemplo, una luneta-guía. El proceso de rectificado de la pieza, ejecutado en el dispositivo de amarre, comprende preferentemente al menos un rectificado con CBN mediante una muela de rectificado.

Los cigüeñales se fabrican hasta ahora normalmente, independientemente de la clase de potencia, con unos altos costes de fabricación. Por ejemplo, se tornean y laminan, entre otros, los cojinetes de ajuste de casi todos los cigüeñales mediante una máquina individual, o bien una secuencia de trabajo. Según un perfeccionamiento de la invención, esta secuencia de trabajo del torneado y laminado de acabado de los apoyos de ajuste se puede suprimir, y sustituirla por el rectificado de los apoyos de ajuste. Este rectificado de los cojinetes de ajuste puede ser realizado, por ejemplo, durante la operación de rectificado del cuello de la brida, efectuada de todos modos. De esta manera se pueden reducir considerablemente los costes de fabricación a la hora de fabricar piezas rotatorias semejantes, especialmente los cigüeñales.

En los cigüeñales se realiza normalmente, según el estado de la técnica, un mecanizado de acabado, independientemente de las exigencias del cigüeñal. En ello, se pulen, por ejemplo, los cojinetes principales, los cojinetes de carrera, la brida y el cuello del cigüeñal. Esta fase de trabajo del pulido puede suprimirse, según un perfeccionamiento de la invención, y sustituirse por un proceso de rectificado adecuado, sobre todo por el rectificado con CBN. En este caso se pueden alcanzar rugosidades de, por ejemplo, una magnitud de aproximadamente 2 \mum. Con la oportuna optimización se pueden alcanzar además otras precisiones para R_{z}, por ejemplo, si se presentan problemas en la zona de un taladro del canal de aceite, una ranura en el cojinete, o similares. Si se suprime el mecanizado de acabado de la pieza estructural de rotación, en particular en los cigüeñales, esto también conduce a otra reducción sustancial de los costes de fabricación.

El objeto de la presente invención es además una pieza estructural rotatoria, en particular un cigüeñal, la cual fue fabricada según un procedimiento del tipo ya mencionado. Las características citadas en las reivindicaciones subordinadas se refieren a los perfeccionamientos preferidos de la solución del objetivo de la invención. Otras ventajas de la invención se desprenden de la siguiente descripción detallada.

A continuación se describe detalladamente la invención en base a ejemplos de realización, con referencia a los dibujos adjuntos. Se muestran:

Fig. 1 una vista esquemática simplificada de un cigüeñal sujeto para distintas fases de trabajo;

Fig. 2 una vista de detalle ampliada de una sección II de la fig. 1.

Primero se hace referencia a la fig. 1. La representación muestra esquemáticamente, altamente simplificada, una máquina para el mecanizado de las piezas rotatorias, en particular de cigüeñales. Esta máquina comprende una primera unidad de accionamiento 17, así como una segunda unidad de accionamiento 16, de manera que se puede mecanizar la pieza rotatoria 10 desde los dos extremos. Está previsto además un dispositivo de amarre, que comprende un primer mandril de sujeción 11 para la sujeción de la pieza rotatoria 10 en uno de sus extremos y un segundo mandril de sujeción 12 para la sujeción de la pieza rotatoria en su otro extremo, en donde el dispositivo de amarre está realizado de tal manera que a través de las unidades de accionamiento 16, 17 se puede girar la pieza rotatoria 10 alrededor de su eje 18. Puede ser conveniente que estén previstos elementos de guiado adicionales para el guiado de la pieza, por ejemplo en el perímetro, en particular cuando está prevista una suelta unilateral de uno de los dispositivos de amarre para realizar un proceso de taladrado en la zona frontal. La máquina tiene para eso según la invención una luneta-guía 14, que se encarga del guiado, o bien del apoyo en el perímetro de la pieza.

La fig. 1 muestra el cigüeñal 10 fijado para el proceso de rectificado, el cual está tensado en ambos extremos a través de los mandriles de sujeción 11, 12. Para el proceso de rectificado se puede utilizar, por ejemplo, una muela de rectificado 15, que se puede accionar rotativamente alrededor de un eje 19 y la cual puede efectuar, mediante un dispositivo 20 adecuado, un desplazamiento en la dirección hacia la pieza 10 (véase flecha doble en la fig. 1).

A continuación se hace referencia a la fig. 2, y se explica más detalladamente el mecanizado de la pieza 10 desde su parte frontal. La fig. 2 muestra una vista de detalle ampliada en el extremo izquierdo del cigüeñal 10. Se observa que el mandril de sujeción 11 fue retirado, soltándose los elementos de sujeción 11 a, de modo que, en el plano, en el extremo izquierdo del cigüeñal 10 ya no existe la sujeción inicial. También se observa, comparando con la fig. 1, que, debido al retroceso del mandril de sujeción 11, existe una distancia determinada entre el mandril de sujeción 11 y la zona frontal 21 del cigüeñal. En el mandril de sujeción 11, configurado especialmente para eso, se puede sujetar ahora una herramienta, por ejemplo una herramienta de taladrado de precisión 13, la cual efectúe un taladro frontal de precisión en la brida 22 del cigüeñal 10. Como se soltó la sujeción, la luneta-guía 14 sirve ahora en esa zona del extremo como soporte del cigüeñal 10. En el otro extremo del cigüeñal 10 se mantiene la sujeción en el segundo mandril de sujeción 12, según se muestra en la fig. 1, incluso durante el mecanizado con la herramienta de taladrar de precisión 13. En la posición de sujeción del cigüeñal 10 mostrada en la fig. 2 se puede realizar el taladro simplemente mediante el desplazamiento de la herramienta de taladrar de precisión 13. Después de la realización del taladro en la zona frontal 21 de la brida 22 del cigüeñal 10 se retrae la herramienta de taladrar de precisión, se retira del mandril de sujeción 11 y, si es necesario, se puede volver a amarrar el cigüeñal 10 sobre los elementos de sujeción 11a para otros procesos de mecanizado, por ejemplo, rectificado de la superficie o similares. La ventaja del procedimiento según la invención consiste, por tanto, en que las operaciones de trabajo en la superficie, como el rectificado y las operaciones de taladro en la zona frontal sobre la misma máquina, se pueden realizar, en principio, en el mismo amarre.

Lista de referencias

10

Pieza

11

Dispositivo de amarre

11a

Elementos de sujeción

12

Dispositivo de amarre

13

Herramienta de taladrar

14

Elemento de guiado

15

Muela de rectificado

16

Unidad de accionamiento

17

Unidad de accionamiento

18

Eje

19

Eje

20

Dispositivo

21

Superficie frontal

22

Brida.

Claims (12)

1. Procedimiento para el mecanizado de piezas rotatorias, que abarca al menos una fase de trabajo, en la cual se realiza un rectificado de al menos una superficie de la pieza (10) fijada en ambos extremos en un mandril de sujeción (11, 12), respectivamente, y que abarca al menos otra fase de trabajo, en la cual la sujeción en uno de los extremos de la pieza (10) está suelta y ahí se realiza un taladro con una herramienta de taladrar (13), mientras que la sujeción en el otro extremo de la pieza se mantiene, caracterizado porque el taladro frontal es realizado por una herramienta de taladrar (13), dispuesta en el mandril de sujeción (11) suelto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque éste abarca al menos un procedimiento de rectificado mediante rectificado con CBN con una muela de rectificar (15).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en la pieza se realiza frontalmente al menos un taladro fino, o bien un taladro de precisión.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado porque, después de soltar un dispositivo de sujeción, está previsto al menos un guiado adicional de la pieza en el perímetro a través del elemento de guía (14), preferentemente una luneta-guía.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque la pieza rotatoria mecanizada es un cigüeñal.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque mediante la fase de taladrado fino se efectúa un taladro frontal de ajuste en la brida del cigüeñal (22).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado porque el mecanizado de la superficie de la pieza se realiza mediante rectificado, preferentemente rectificado con CBN, bajo mantenimiento de un cierto grado de rugosidad, y sin un mecanizado posterior de acabado.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el rectificado de acabado de la pieza se realiza en el dispositivo y no está previsto un pulido posterior de la misma.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 hasta 8, caracterizado porque el mecanizado de los cojinetes de ajuste del cigüeñal se realiza mediante rectificado en el mismo dispositivo.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el rectificado de los cojinetes de ajuste se realiza en la misma fase de trabajo que el rectificado de las bridas (22) y/o los cuellos del cigüeñal.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque el rectificado de los cojinetes de ajuste se realiza sin laminado previo.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 11, caracterizado porque el mecanizado de todas las superficies relevantes de un cigüeñal se realiza en el mismo dispositivo, preferentemente en un sólo amarre.