ES2317965T3 - Rodillo de reavivado de forma de diamante y procedimiento para su uso fabricacion. - Google Patents

Abstract

Rodillo de reavivado de forma con un forro de granos de diamante en una unión adecuada para el reavivado de muelas abrasivas de diamante en unión cerámica, metálica o de resina sintética, en la que el forro (14, 14a) está formado por al menos una capa, en el que el forro (14, 14a) está formado por al menos dos capas y en cada capa están así dispuestos granos de diamante individuales en tamaños gradados compactos en un plano perpendicular al eje de giro del rodillo de reavivado de forma (10, 50) según un esquema de asentado prefijado, caracterizado porque los granos de diamante de una capa están en huecos entre los granos de diamante de la otra capa, y penetran parcialmente en la otra capa de tal manera que la geometría de la superficie activa del rodillo de reavivado (10, 50) permanece aproximadamente constante a medida que avanza el desgaste.

Description

Rodillo de reavivado de forma de diamante y procedimiento para su fabricación.

La invención se refiere a un rodillo de reavivado de forma de diamante para el reavivado de muelas abrasivas de diamante en unión cerámica, baquelítica o metálica, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un ejemplo de un rodillo de reavivado de forma de diamante de este tipo se conoce del documento JP 04 343674A.

Para el esmerilado de perfiles en superficies de piezas de trabajo se usan muelas abrasivas que presentan en su superficie abrasiva perfiles definidos geométricamente. Estos perfiles han de ser practicados por medio de reavivado, en primer lugar, en una nueva muela, y a continuación se han de repasar de vez en cuando debido al desgaste de la muela abrasiva que se produce durante el pulido. Un desgaste de la muela abrasiva puede llevar tanto a desviaciones inadmisibles del perfil, como a un comportamiento de pulido insuficiente, saliéndose de las tolerancias las fuerzas de pulido, la temperatura de la superficie de la pieza de trabajo y/o la rugosidad de la superficie.

El reavivado de una muela abrasiva de perfilado se realiza habitualmente bien con un rodillo de reavivado de perfilado o bien con un rodillo de reavivado de forma de diamante. Un rodillo de reavivado de perfilado tiene en su superficie activa el contorno de la pieza de trabajo. Esto, en contraposición a un rodillo de reavivado de forma de diamante, que se controla con un control CNC de la máquina de pulido de modo correspondiente al perfil requerido. Para el reavivado controlado por CNC de muelas abrasivas convencionales con medios de pulido hechos de corindón o de carburo de silicio se han acreditado los rodillos de reavivado de forma de diamante que llevan sobre su superficie activa una capa de diamantes. Esta capa de diamantes puede estar hecha de un granulado de diamantes en una unión hecha de níquel precipitado galvánicamente, o bien de grupos de diamante policristalinos que se sujetan en la superficie activa del rodillo de reavivado de forma por medio de una deposición de níquel precipitada de modo galvánico o químico, o por medio de un metal sinterizado aplicado en un proceso de sinterización.

Parcialmente se han de practicar radios cóncavos muy pequeños en las superficies laterales de las muelas abrasivas para realizar en la pieza de trabajo de radios de reborde muy pequeños, por ejemplo de 0,2 o de 0,1 mm. Para ello se pulen rodillos de reavivado de forma en su diámetro mayor, de manera que se origina un radio convexo con diámetro correspondiente. El desgaste que se origina por medio del reavivado de estos bordes finos en el rodillo de reavivado de forma es elevado por naturaleza. En caso de que el desgaste sobrepase la tolerancia del perfil, entonces se ha de volver a pulir el rodillo de reavivado de forma, o bien se ha de renovar.

Al reavivar las muelas abrasivas con nitruro de boro cristalino cúbico, el desgaste en un rodillo de reavivado de forma de diamante es tan grande que se pone en duda la rentabilidad de todo el proceso de pulido en su conjunto con muelas abrasivas CBN. Del documento EP 0 116 668 B1 se ha dado a conocer un rodillo de reavivado de forma que soluciona este problema por medio de un forro de diamante de varias capas perpendicularmente al eje de giro del rodillo de reavivado, y un forro de diamante de una capa en la dirección del eje de giro. El forro de diamante conforma perpendicularmente al eje de giro un perfil que se genera él mismo con las condiciones de reavivado constantes, y que con ello permite un mayor desgaste sin que el perfil se salga de la tolerancia. Con el rodillo de reavivado de forma conocido se pueden realizar perfiles finos por medio de la selección de un granulado más fino.

El reavivado está compuesto por un perfilado y un afilado de la muela abrasiva. El perfilado se requiere para volver a llevar a la muela abrasiva a la forma y tolerancia deseada. El afilado tiene lugar para restituir además la capacidad de pulido de la muela abrasiva, es decir volver a llevar a los límites requeridos las fuerzas de pulido, la evolución de calor y la rugosidad generada de la superficie en la pieza de trabajo.

En el caso de muelas abrasivas convencionales se pueden realizar los dos requerimientos por medio de un único proceso. En el caso de muelas abrasivas CBN, el perfilado y el afilado se han de realizar uno tras el otro, ya que la reducida diferencia de dureza entre el diamante y el CBN, en el perfilado convencional, genera una capa de pulido con características de pulido insuficientes, que está caracterizada por medio de un saliente de grano reducido por encima del nivel de unión, y con ello por medio de una caja de virutas demasiado reducida. Por primera vez después de que se haya desarrollado el denominado proceso de "Couch-dressing" se pueden realizar aproximaciones de reavivado que tienen un valor tan sólo de pocos micrómetros, y en el que el proceso de reavivado no destruye el saliente de grano por encima de la unión.

A partir de Patent Abstracts of Japan, vol. 017, nº (M-1398), 19 de abril de 1993 y JP 04 343674 A (TOYDA MACH WORKS LTC.) se ha dado a conocer una herramienta de reavivado en la que para la consecución de una distribución uniforme y una densidad constante de granos abrasivos de un cuerpo base en forma anular se taladran en su superficie plana orificios según un patrón prefijado con dimensiones iguales, en los que se disponen granos abrasivos ultraduros. Se sinterizan y se endurecen dos o más capas de este tipo de cuerpos base de metal, uniéndose las capas entre ellas de modo metálico.

La invención se basa en el objetivo de crear un rodillo de reavivado de forma con el que el perfilado y afilado de muelas abrasivas de diamante sea posible en un paso, y el desgaste del rodillo de reavivado de forma sea tan reducido que también se puedan reavivar trenes de perfil largos en una muela abrasiva de diamante con una elevada precisión en el perfil.

Este objetivo se consigue por medio de las características de la reivindicación 1.

En el rodillo de reavivado de forma conforme a la invención, el forro presenta también al menos dos capas de granos de diamantes de tamaño clasificado estrecho. En cada capa, los granos de diamante están dispuestos aproximadamente en un plano perpendicular al eje de giro del rodillo de reavivado según un esquema de asentado prefijado. En el esquema de asentado del cual se dan más detalles posteriormente, los granos de diamante están dispuestos a cierta distancia entre ellos. Las capas contiguas se disponen de tal manera que los granos de diamante de una capa están dispuestos en huecos de los granos de diamante de la otra capa, y se introducen parcialmente en la otra capa. Las capas, con ello, están dentadas o entrecruzadas entre ellas, de manera que el grosor del borro de pulido observado en la dirección del eje es menor que la suma de los diámetros de los granos. Cuando se habla aquí de capas, con ello no se quiere expresar que se tenga que fabricar a partir de capas separadas previamente con un plano correspondiente de granos de diamante perpendicular al eje de giro, aunque esto representa un método de fabricación adecuado; por el contrario, con ello se representa en primera línea la construcción geométrica del forro. El esquema de asentado, después de que se dispongan los granos de diamante individuales clasificados estrechos, es de tal manera que la geometría de la superficie activa del rodillo de reavivado de forma permanece aproximadamente constante a medida que avanza el desgaste.

Con el rodillo de reavivado conforme a la invención resulta un forro de diamante más ancho que en el rodillo de reavivado de forma conocido mencionado anteriormente, seleccionándose los tamaños de los granos de tal manera que en los bordes de los revestimientos se originan radios naturales que se generan ellos mismos y que se corresponden con el menor radio cóncavo prefijado en la muela abrasiva.

La anchura de este forro hecho de dos capas tiene un valor, según una configuración de la invención, por ejemplo, de una vez y media el tamaño del grano. En el caso de cuatro capas, esto da una anchura de tres tamaños de grano.

Se puede pensar en diferentes esquemas de asentado para realizar la técnica de la reivindicación 1. Uno prevé, según una configuración de la invención, que el esquema de asentado presente al menos una espiral o varias espirales iguales geométricamente con un punto central común, cuyo diámetro mayor en la dirección de contorno esté desplazado en un ángulo igual, y a lo largo del cual estén asentados los granos de diamante, estando el punto central sobre el eje de giro del rodillo de reavivado de forma. En caso de que se fabriquen dos capas según este esquema de asentado, y a continuación se unan, entonces se requiere una torsión angular correspondiente de las capas, una respecto a la otra, para garantizar el entrecruce mencionado de las disposiciones de granos de diamante.

En otra forma de realización de la invención, el rodillo de reavivado de forma de diamante está hecho de plaquitas de reavivado dispuestas radialmente en su contorno, que están unidas entre ellas por medio de una unión metálica que se puede pulir fácilmente. Para ello se puede emplear, por ejemplo, cobalto sinterizado.

En las plaquitas individuales, por ejemplo rectangulares, están previstos de nuevo al menos dos capas de disposiciones de granos de diamante, realizándose en cada capa un esquema de asentado prefijado, y estando dispuestos los granos de diamantes de capas contiguas en huecos de granos de diamante de la otra capa, y engranándose las capas parcialmente una dentro de otra para conseguir el objetivo de una geometría de rodadura independiente del desgaste. Puesto que los radios de los cantos del rodillo de forma están conformados a su vez sólo por diamantes definidos en posiciones definidas, con ello también se pueden reavivar radios definidos.

Como unión para un rodillo de reavivado de forma según la invención se usa preferentemente una unión galvánica o sinterizada con una elevada proporción de wolframio. El tamaño del grano es igual o menor que 1,5 mm, y la longitud del forro de pulido en la dirección de aproximación tiene un valor, preferentemente, entre 5 y 10 mm.

Se puede pensar en diferentes procedimientos para la fabricación de un rodillo de reavivado de forma según la invención. Un procedimiento conforme a la invención prevé los siguientes pasos:

- Asentamiento de los granos de diamante según el esquema de asentado prefijado sobre una base, con capa de pegado para la fabricación de una capa,

- Adición de polvo de unión

- Apilado del número deseado de capas bajo un desplazamiento relativo o un desplazamiento angular de las capas respecto a un paquete

- Compactación fría del paquete de capaz,

- Sinterizado.

En el caso de varias capas, éstas se preparan por separado y se apilan, dado el caso bajo un desplazamiento o giro relativo, a continuación de lo cual se compacta en frío la pila. A continuación se realiza, dado el caso, un pulido o un mecanizado final del rodillo de reavivado de forma fabricado de esta manera.

La invención se explica a continuación con más detalle a partir de los dibujos.

Fig. 1 muestra la vista lateral de un rodillo de reavivado de forma según la invención en una representación esquemática.

Fig. 2 muestra un aumento de la sección del rodillo de reavivado de forma según la Fig. 1.

Fig. 3 muestra de modo esquemático una parte de una sección radial a través del rodillo de reavivado de forma según la Fig. 1.

Fig. 4 muestra la vista en planta desde arriba de una parte del rodillo de reavivado de forma según la Fig. 3.

Fig. 5 muestra de modo esquemático un esquema de asentado para granos de diamante de una capa de un rodillo de reavivado de forma según las Figuras 1 a 4.

Fig. 6 muestra el esquema de asentado de un rodillo de reavivado de forma con dos capas según la Fig. 5.

Fig. 7 muestra de modo esquemático otra forma de realización de un rodillo de reavivado según la invención.

Fig. 8 muestra en una vista en planta desde arriba una primera capa de una plaquita del rodillo de reavivado según la Fig. 7.

Fig. 9 muestra la vista lateral de las capas según la Fig. 8.

Fig. 10 muestra la vista en planta desde arriba de una segunda capa de la plaquita del rodillo de reavivado de forma según la Fig. 7.

Fig. 11 muestra la vista lateral de una plaquita conformada a partir de las capas según la Fig. 8 y 10 para el rodillo de reavivado de forma según la Fig. 7.

Un rodillo de reavivado de forma para el reavivado de muelas abrasivas de diamante no mostradas en una unión cerámica, metálica o de resina sintética se representa en 10. El rodillo de reavivado de forma presenta un cuerpo de soporte 12, por ejemplo hecho de acero o similar, sobre el que está dispuesto un forro 14. Tal y como se puede reconocer, en particular, a partir de la Fig. 2, el forro está formado por granos de diamante 16 individuales que presentan aproximadamente el mismo tamaño, por ejemplo 0,9 mm o menos. Tal y como se puede reconocer además a partir de la Fig. 2, los granos de diamante 16 están dispuestos en rayos 18 que pasan a través de un punto central común del rodillo de reavivado de forma 10. Los granos de diamante 16 no se encuentran todos, sin embargo, en un plano, sino en dos planos desplazados en la dirección del eje del rodillo de reavivado 10. Los granos de diamante 16 están dispuestos según un esquema de asentado prefijado en dos capas entrecruzadas entre ellas, estando dispuestos los diamantes de una capa en huecos de las capas contiguas. Esto se desprende con algo más de claridad de las Fig. 3 y 4. En la Fig. 3 está indicado un forro 14a con las partes 20 y 21 y con la superficie de contorno 22. Se reconocen además primeros granos de diamante 24 que están designados por medio de líneas circulares, así como segundos granos de diamante 26 que están rayados adicionalmente. El rayado pretende indicar que los granos de diamante 24 y 26 no están en el mismo plano, lo que se indica en la Fig. 3 en la dirección de contorno y en la Fig. 4 en la dirección radial. Tal y como se puede reconocer a partir de las Figuras 3 y 4, los diamantes 24, 26 conforman respectivamente en dirección radial una capa o un plano, estando desplazados los diamantes de una capa respecto a los diamantes de la otra capa, si bien están entrecruzados entre ellos. El esquema de asentado correspondiente según el que pueden estar dispuestos los diamantes 24, 26 resulta como ejemplo en la Fig. 5.

En la Fig. 5 están dispuestas seis espirales 30 iguales geométricamente una dentro de otra, estando desplazado el mayor diámetro, respectivamente, 30º. Las espirales 30 están dibujadas respectivamente alrededor de un ángulo de aproximadamente 360º. Comenzando con el mayor diámetro, como consecuencia de ello están dispuestos seis granos de diamante 32 a una distancia de 30º. En los rayos dibujados, que están dispuestos a una distancia de 15º, debido a ello, se pueden reconocer de modo radial alternativamente tres o dos diamantes 32. Los diamantes 32 están unidos en una matriz que está formada por una sustancia aglutinante, por ejemplo una unión galvánica o una unión sinterizada con una elevada proporción de wolframio. La sustancia aglutinante está designada en la Fig. 3 y 4 con 34. En caso de que dispongan dos capas según la Fig. 5 una respecto a la otra con una cierta torsión angular, entonces resulta un esquema según la Fig. 6. En la Fig. 6, los granos de diamante 32, a su vez, están dispuestos sobre los rayos desplazados 15º, estando dispuestos los granos de diamante 36, que se caracterizan adicionalmente con un punto, de modo radial en el centro entre los rayos. Los granos de diamante 36 pertenecen, sin embargo, a un plano desplazado en la dirección axial, siendo el desplazamiento menor que el tamaño de un diamante. Un ejemplo para el tamaño de un desplazamiento está representado en la Fig. 3 y 4. El desplazamiento es, por ejemplo, de tal manera que el grosor del forro en su conjunto, por ejemplo 14a, según la Fig. 3 y 4 es aproximadamente 1,5 veces el diámetro de los granos de diamante 24, 26 ó 32, 36. En el diámetro más exterior del rodillo de conformación de reavivado, debido a esto, están dispuestos doce diamantes alrededor del punto central común de las espirales 30, que al mismo tiempo es el punto de giro de los rodillos de forma. A medida que avanza el desgaste se emplean diamantes en una segura posición en las espirales, y así sucesivamente. Con ello, incluso con un desgaste cada vez mayor se consigue una geometría de la superficie activa del rodillo de reavivado de forma aproximadamente constante, que se genera ella misma en el transcurso de su vida útil. Esto aplica, en particular, también a los bordes 40, 42 del forro (Fig. 3 y 4). Los radios del borde permanecen constantes en el transcurso de la sección transversal de desgaste. Con ello, también permanecen constantes los radios de perfil en la pieza de trabajo que se quiere reavivar. Puesto que el volumen de reavivado del rodillo de reavivado de forma es relativamente grande, el desgaste geométrico en la dirección de la aproximación es relativamente pequeño, de manera que también se pueden reavivar trenes de perfil con una elevada precisión en el perfil.

También es posible, por ejemplo, disponer los diamantes 32 según la Fig. 5 en una única espiral 30, para conseguir el desgaste uniforme en la dirección radial. En el caso de varias espirales giradas de modo relativo entre ellas, los granos de diamante pueden estar dispuestos aproximadamente en un plano para conseguir la anchura mínima del forro del diámetro de un grano. En la fabricación se disponen los granos de diamante sobre una base que se puede fundir, y se cubren con polvo de sinterizado, y a continuación se sinterizan para que se consiga un forro en forma anular.

En la Fig. 7 está representado de forma esquemática un rodillo de reavivado de forma 50, que está formado por un cuerpo de soporte 52 y plaquitas 54 individuales dispuestas en el cuerpo de soporte 52 radialmente. En el presente caso también están previstas ocho plaquitas 54 de este tipo. Las plaquitas 54 están unidas en una matriz 56 formada por una sustancia aglutinante 56 adecuada que se puede desgastar fácilmente, que presenta, por ejemplo, cobalto. La construcción de las plaquitas 54 se deriva de las Figuras 8 a 11.

En una lámina 58 en la Fig. 8 están dispuestas ranuras y filas de granos de diamante 60. En una lámina 62 según la Fig. 10 están dispuestas igualmente ranuras y filas de granos de diamantes 62. Entre granos de diamantes 60 ó 62 contiguos se encuentran suficientes espacios intermedios. Si se abate ahora la disposición según la Fig. 8 desde arriba a la disposición según la Fig. 10, resulta una disposición tal y como se puede reconocer parcialmente a partir de la Fig. 11. Entre granos de diamante 64 contiguos o bien en los huecos en las ranuras y filas de los granos de diamante 64 están dispuestos, respectivamente, granos de diamante 60, no estando los granos de diamante 60, 61 en un plano, sino estando parcialmente entrecruzados, tal y como se puede reconocer a partir de la Fig. 11. Resulta de nuevo una disposición relativamente similar tal y como se indica a partir de las Figuras 3 y 4. La unión de los granos de diamante 60 y 64 se realiza sobre una base galvánica o por medio de un metal sinterizado.

Claims (12)

1. Rodillo de reavivado de forma con un forro de granos de diamante en una unión adecuada para el reavivado de muelas abrasivas de diamante en unión cerámica, metálica o de resina sintética, en la que el forro (14, 14a) está formado por al menos una capa, en el que el forro (14, 14a) está formado por al menos dos capas y en cada capa están así dispuestos granos de diamante individuales en tamaños gradados compactos en un plano perpendicular al eje de giro del rodillo de reavivado de forma (10, 50) según un esquema de asentado prefijado, caracterizado porque los granos de diamante de una capa están en huecos entre los granos de diamante de la otra capa, y penetran parcialmente en la otra capa de tal manera que la geometría de la superficie activa del rodillo de reavivado (10, 50) permanece aproximadamente constante a medida que avanza el desgaste.

2. Rodillo de reavivado de forma según la reivindicación 1, caracterizado porque un forro hecho de dos capas presenta aproximadamente una anchura de 1,5 veces el tamaño de los granos.

3. Rodillo de reavivado de forma según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el tamaño de los granos de diamante se elige de tal manera que en los bordes del forro se origina un radio prefijado independiente del avance del desgaste.

4. Rodillo de reavivado de forma según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el esquema de asentado presenta al menos una espiral alrededor del eje de giro del rodillo de reavivado de forma, sobre la que están asentados los diamantes.

5. Rodillo de reavivado de forma según la reivindicación 4, caracterizado porque el esquema de asentado presenta varias espirales (30) iguales geométricas con un punto central común, cuyos diámetros mayores están distanciados a una distancia angular igual en la dirección de contorno y a lo largo de los cuales están colocados granos de diamante (32), en el que el punto central está dispuesto sobre el eje de giro del rodillo de reavivado de forma.

6. Rodillo de reavivado de forma según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque está formado por plaquitas (54) individuales, preferentemente rectangulares o en forma trapezoidal, que están dispuestas una tras otra en la dirección de contorno del rodillo de reavivado de forma, presentando cada plaquita las al menos dos capas que están dispuestas en un plano perpendicular al eje de giro del rodillo de reavivado.

7. Rodillo de reavivado de forma según la reivindicación 6, caracterizado porque las plaquitas (54) están sujetas en una matriz (56) metálica hecha de un material que se puede pulir fácilmente.

8. Rodillo de reavivado de forma según la reivindicación 7, caracterizado porque el material está hecho de cobalto sinterizado.

9. Rodillo de reavivado de forma según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque está prevista una unión galvánica o una unión sinterizada con elevada proporción de wolframio para los granos de diamante.

10. Rodillo de reavivado de forma según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los tamaños del grano son iguales o menores que 0,3 mm.

11. Rodillo de reavivado de forma según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la longitud del forro de pulido en la dirección de aproximación tiene un valor de 5 a 10 mm.

12. Procedimiento para la fabricación de un rodillo de reavivado de forma según la reivindicación 1, caracterizado por los siguientes pasos:

- asentamiento de los granos de diamante según el esquema de asentado prefijado sobre una base con capa de pegado para la fabricación de una capa,

- adición de polvo de unión,

- apilado del número deseado de capas bajo un desplazamiento relativo o un desplazamiento angular de las capas respecto a un paquete,

- compactación fría del paquete de capas,

- sinterizado.