ES2326991T3 - Platillo de pulido para una herramienta para el mecanizado de precision de superficies opticamente activas, en particular en cristales para gafas. - Google Patents
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Abstract
Platillo de pulido (10) para una herramienta (12) para el mecanizado fino de superficies ópticamente activas (F) en particular en cristales para gafas (L) con un cuerpo soporte (14) al cual va fijada una capa de material de espuma (16) sobre la que está adosada una lámina de pulido (18) estando la lámina de pulido (18) dotada en una zona central de por lo menos un orificio (20), caracterizado porque a continuación del por lo menos un orificio (20) en la lámina de pulido (18) y en sentido hacia el cuerpo de soporte (14) sigue una escotadura (30) en la capa de material de espuma (16), y porque la lámina de pulido (18) sobresale hacia el interior del perímetro exterior (32) de la escotadura (30) de la capa de material de espuma (16).
Description
Platillo de pulido para una herramienta para el
mecanizado de precisión de superficies ópticamente activas, en
particular en cristales para gafas.
La presente invención se refiere a un platillo
de pulido para una herramienta para el mecanizado de precisión de
superficies ópticamente activas, conforme al preámbulo de la
reivindicación 1, tal como se conoce por el documento
US-A-3583 111. Estos platillos de
pulido se utilizan especialmente en grandes cantidades en la
fabricación según receta de cristales para gafas.
Cuando en lo sucesivo se habla por ejemplo de
piezas con superficies ópticamente activas como "cristales para
gafas", debe entenderse como tales no solamente lentes para gafas
de vidrio mineral sino también lentes para gafas de todos los demás
materiales usuales tales como policarbonato, CR 39,
HI-Index, etc., y por lo tanto también
plásti-
co.
co.
El mecanizado por arranque de material de
superficies ópticamente activas de cristales para gafas se puede
subdividir a grandes rasgos en dos fases de mecanizado,
concretamente en primer lugar el mecanizado de desbaste de la
superficie ópticamente activa para generar la macrogeometría que
según la receta, y después el mecanizado de precisión de la
superficie ópticamente activa para eliminar las huellas del
mecanizado de desbaste y obtener la microgeometría deseada.
Mientras que el mecanizado de desbaste de las superficies
ópticamente activas de los cristales para gafas se efectúa entre
otros dependiendo del material de los cristales para gafas, mediante
esmerilado, fresado y/o torneado, en cambio las superficies
ópticamente activas de los cristales para gafas se someten durante
el mecanizado de precisión generalmente a un proceso de esmerilado
de precisión, lapeado y/o pulido.
Para este proceso de mecanizado de precisión se
emplean con profusión en el estado de la técnica (p.ej. documentos
EP1 249 307 A2, DE 102 48 104 A1, DE 102 50 856 A1, DE 103 19 945
A1) platillos de pulido sin orificio en la parte central que tienen
una estructura de por lo menos tres capas o estratos, con (1) un
cuerpo soporte relativamente firme o rígido orientado hacia el
husillo portaherramientas en el cual (2) va fijada una capa de
material de espuma que (3) soporta una lámina de esmerilado o pulido
orientada hacia la pieza como componente de la herramienta activo
para el mecanizado. Debido a la posibilidad de deformación elástica
de la capa de material de espuma, la lámina de pulido se puede
adaptar entre ciertos límites a la geometría de la superficie que
se trata de mecanizar, tanto en el aspecto "estático", es decir
de un cristal para gafas a otro cristal para gafas que se trata de
mecanizar, sino también en aspecto "dinámico", es decir durante
el mecanizado de un determinado cristal para gafas durante el cual
tiene lugar un movimiento relativo entre el platillo de pulido y el
cristal para las gafas. La elasticidad de la capa de material de
espuma influye además de modo esencial en el comportamiento de
arranque de material del platillo de pulido durante el proceso de
pulido.
Una condición esencial para lograr un proceso de
pulido que se desarrolle sin perturbaciones y para obtener
herramientas de larga vida útil así como para obtener resultados de
mecanizado de alta calidad, es un buen suministro de agentes de
pulido líquido durante el mecanizado. Éste último lleva componentes
abrasivos que mediante el líquido se han de transportar al punto de
ataque entre la herramienta y la pieza, y sirve además
refrigeración y barrido en el punto de ataque entre la herramienta y
la pieza. En el caso de los platillos de pulido sin orificio en la
zona central tiene lugar el suministro de agente de pulido desde la
parte exterior radialmente a través de unos tubos flexibles
ajustables, cuyos orificios de salida se posicionan lo más próximos
posibles al intersticio de trabajo entre la lámina de pulido y la
superficie del cristal para gafas que se trata de mecanizar.
Durante el empleo de los platillos de pulido sin
orificio en la parte central antes descritos, flexibles y
adaptables, se ha observado durante el suministro convencional de
agente de pulido que especialmente en las zonas del platillo de
pulido que durante el mecanizado no se separan de la superficie de
cristal para gafas que se trata de mecanizar, condicionados para
ello cinemáticamente, se produce una humidificación relativamente
deficiente de la lámina de pulido con el agente de pulido líquido.
En las zonas citadas del platillo de pulido esto puede dar lugar a
que las estructuras superficiales activas para el pulido de la
lámina de pulido no queden suficientemente barridas y limpiadas y
el gran calor de rozamiento producido solamente se evacue de modo
insuficiente. En consecuencia se puede llegar a producir en estas
zonas del platillo de pulido un auténtico resecado y por lo tanto
una solidificación indeseable de la lámina de pulido, que en las
superficies mecanizadas da lugar a un empeoramiento de la calidad
superficial obtenida y por lo tanto hace necesaria la sustitución
del platillo de pulido.
El documento
US-A-3 583 111 da a conocer un
platillo de pulido para una herramienta para el mecanizado de
precisión de superficies ópticamente activas de cristales para
gafas, con un cuerpo portador en el cual va fijada una capa de
material de espuma sobre la que descansa una lámina de pulido,
estando la lámina de pulido dotada de un orificio en una zona
central.
Partiendo del estado de la técnica tal como está
representado por el documento US-A-3
583 11, la invención tiene como objetivo crear un platillo de
pulido de estructura sencilla para una herramienta destinada al
mecanizado de precisión de superficies ópticamente activas en
particular de cristales para gafas, que obteniendo unas altas
calidades superficiales se pueda utilizar durante el mayor tiempo
posible.
Este objetivo se resuelve mediante las
características indicadas en la reivindicación 1. Unos
perfeccionamientos ventajosos y/o convenientes de la invención
constituyen el objeto de las reivindicaciones 2 a 13.
En un platillo de pulido conforme a la invención
para una herramienta destinada al mecanizado de precisión de
superficies ópticamente activas, especialmente de cristales para
gafas, que presenta un cuerpo de soporte en el cual va fijada una
capa de material de espuma sobre la que va colocada una platillo de
pulido, la lámina de pulido está dotada en su zona central de por
lo menos un orificio, donde a continuación del por lo menos un
orificio en la lámina de pulido y en dirección hacia el cuerpo de
soporte sigue una escotadura en la capa de material de espuma,
sobresaliendo hacia el interior la lámina de pulido sobre un
contorno exterior de la escotadura en la capa de material de
espuma.
El orificio en la lámina de pulido favorece una
comunicación de líquido entre una zona interior de la capa de
material de espuma que durante el mecanizado está embebida como una
esponja de agente de pulido, y la superficie exterior de la lámina
de pulido que se encuentra en contacto de mecanizado con la
superficie de la pieza que se trata de mecanizar. De este modo el
agente de pulido líquido puede circular mejor y también llegar desde
el interior del platillo de pulido a las zonas de ataque entre la
lámina de pulido y la superficie de la pieza que se trata de
mecanizar, con lo cual en estas zonas de ataque y debido a la
humidificación más intensiva de la lámina de pulido, o gracias a
una película de agente de pulido más uniforme, queda asegurado un
mejor barrido y enfriamiento de esta superficie. En consecuencia ya
no se producen solidificaciones parciales de la lámina de pulido
que van en detrimento de la calidad superficial obtenida, de modo
que el platillo de pulido se puede utilizar durante mayor tiempo
que un platillo de pulido que no lleve orificio en la zona
central.
Además de esto, el orificio adopta en cierto
modo una función de válvula: con el fin de pulir manteniendo en lo
posible la forma es necesario que la superficie del platillo de
pulido activa para el pulido, o sea la lámina de pulido, ha de
tener una flexibilidad relativamente elevada. Como consecuencia de
esta flexibilidad, la lámina de pulido sufre una deformación
relativamente intensa, especialmente cuando el platillo de pulido
sobrepasa el borde del cristal para gafas que se trata de mecanizar,
pero también durante el mecanizado por ejemplo de superficies
tóricas durante un giro de la herramienta y de la pieza. Junto con
esta deformación de la lámina de pulido la capa de material de
espuma empapada de agente de pulido líquido, situada debajo, se
somete a un movimiento de abatanado y se produce un efecto de bombeo
entre diferentes zonas de la capa de material de espuma cubierta
por encima y por debajo.
Si entonces, en un platillo de pulido sin
orificio en la zona central, el agente de pulido líquido no podía
escapar con suficiente rapidez lateralmente de una zona del borde de
la capa de material de espuma, se producían estancamientos de
presión, especialmente en zonas situadas más hacia el interior de la
capa de material de espuma. Estos estancamientos de presión podían
dar lugar, en el estado de la técnica a que los poros de la capa de
material de espuma se desgarraran parcialmente y/o a que la capa de
material de espuma se desprendiera al menos parcialmente en sus
puntos de unión con el cuerpo de soporte y/o respecto a la lámina de
pulido, de la respectiva superficie opuesta, de modo que era
necesario sustituir el platillo de pulido.
Con el orificio en la lámina de pulido se puede
conseguir ahora un equilibrado de presiones más rápido, y en
particular en las zonas de la capa de material de espuma situadas
más hacia el interior ya no se producen unos estancamientos de
presión de un nivel peligroso, de modo que tampoco allí el material
de espuma ya no se desgarra o ya no se desprende de las superficies
opuestas en el cuerpo de soporte y/o en la lámina de pulido.
Además, la circulación interna/ventilación
descrita provocada por el orificio en la lámina de pulido da lugar
a un mejor intercambio del agente de pulido líquido en la capa de
material de espuma en el platillo de pulido, junto con una
ventajosa "refrigeración interna" del platillo de pulido.
Además, a continuación del por lo menos un
orificio en la lámina de pulido sigue en dirección hacia el cuerpo
de soporte una escotadura en la capa de material de espuma. Esta
escotadura sirve ventajosamente como depósito para el agente de
pulido líquido.
La lámina de pulido sobresale hacia el interior
de un perímetro exterior de la escotadura en la capa de material de
espuma. Debido a la falta de apoyo de la lámina de pulido por la
capa de material de espuma en la zona en la que la lámina de pulido
sobresale, la lámina de pulido puede ceder mejor en dirección hacia
el cuerpo de soporte; allí se produce un redondeo o radio natural
en la lámina de pulido. De este modo se pueden evitar sobre la
superficie mecanizada mediante el lámina de pulido unas huellas
indeseables que podrían producirse en caso contrario por una arista
más o menos aguda de la lámina de pulido que se forma si el por lo
menos un orificio en la lámina de pulido se realiza mediante
recortado o troquelado.
Como resultado se propone un platillo de pulido
de una estructura extraordinariamente sencilla y económica que en
comparación con el estado de la técnica tiene una vida útil
notablemente más larga, logrando unas calidades superficiales
superiores, con lo cual está predestinado especialmente para la
fabricación industrial de cristales para gafas según receta.
Para el por lo menos un orificio en la lámina de
pulido cabe imaginar diversas formas geométricas. El orificio puede
ser por ejemplo en forma de cruz, de estrella, arqueado o en forma
de S, elíptico o similar. También pueden estar previstos varios
orificios, por ejemplo en cuanto a forma y distribución como los
agujeros de fijación de un botón. Sin embargo se prefiere que el
por lo menos un orificio en la lámina de pulido sea redondo, y por
lo tanto presente una geometría sencilla y fácil de producir.
Las investigaciones realizadas por la
Solicitante han demostrado que se obtiene una circulación y
ventilación especialmente buena del agente de pulido líquido a
través del por lo menos un orificio en la lámina de pulido y esto
sin que el orificio reduzca esencialmente el área de la superficie
de la lámina de pulido activa para el pulido, si el por lo menos un
orificio en la lámina de pulido cubre una zona superficial del 0,25
al 2% de toda la superficie frontal de la lámina de pulido.
La escotadura en la capa de material de espuma
se extiende preferentemente hasta el cuerpo de soporte. Una
escotadura continua de este tipo no solamente es de preparación
especialmente sencilla sino que además incrementa al máximo de
forma ventajosa el volumen útil del depósito para el agente de
pulido líquido formado por la escotadura.
La lámina de pulido puede sobresalir además
hacia el exterior, por encima del perímetro exterior de la capa de
material de espuma. Por el hecho de que las dimensiones radiales de
la lámina de pulido se mantienen intencionadamente mayores que la
capa de material de espuma situada debajo, es decir que hay un
cierto voladizo respecto a la capa de material de espuma, la lámina
de pulido se separa en esta zona con facilidad de la superficie que
se trata de mecanizar. Como resultado se evitan por una parte unas
huellas indeseables, tal como ya se ha descrito anteriormente;
mediante el borde exterior de la lámina de pulido ya no se puede
ejercer una presión de pulido importante sobre la superficie que se
trata de mecanizar. Por otra parte, el voladizo de la lámina de
pulido respecto a la capa de material de espuma también da lugar a
una mejora adicional del suministro de agente de pulido: entre la
superficie que se está mecanizando del cristal de gafas y la parte
de lámina de pulido que rebosa aquélla y está ligeramente abatida
se forma un intersticio capilar que se abre radialmente hacia el
exterior, que incluso a altas revoluciones siempre arrastra consigo
una cierta cantidad de agente de pulido. El depósito de agente de
pulido adicional formado de este modo no se expulsa sino que se
arrastra durante cada movimiento y por lo tanto está
permanentemente disponible.
El cuerpo de soporte puede estar dotado además
de un rebaje destinado a la orientación de la capa de material de
espuma, lo que simplifica especialmente la aplicación de la capa de
material de espuma al cuerpo de soporte. El borde que limita este
rebaje define por una parte claramente el lugar de aplicación para
la capa de material de espuma y con ello sirve también como ayuda
para la aplicación de un pegamento para fijar la capa de material
de espuma al cuerpo de soporte. Por otra parte, el borde que limita
el rebaje también ofrece una cierta sujeción de ajuste positivo de
la capa de material de espuma en el cuerpo de soporte.
Con vistas a obtener en la lámina de pulido una
superficie activa para el pulido lo más grande posible, incluso en
el caso de presiones de pulido reducidas, se prefiere además una
configuración del platillo de pulido en la que el cuerpo de soporte
presenta para la fijación de la capa de material de espuma una
superficie de soporte que está preconformada de acuerdo con la
macrogeometría de la superficie que se trata de mecanizar, por
ejemplo en el caso de mecanizarse una superficie tórica, que
presente la correspondiente forma tórica previa.
Para mejorar la capacidad de adaptación del
platillo de pulido a la macrogeometría de la superficie que se
trata de mecanizar por encima de la elasticidad de la capa de
material de espuma, el cuerpo de soporte puede consistir además de
un material elástico de goma, con una dureza Shore A en una gama de
preferentemente 60 a 80.
El platillo de pulido conforme a la invención se
puede utilizar ventajosamente en una herramienta para el mecanizado
de precisión de superficies ópticamente activas, especialmente de
cristales para gafas, comprendiendo un cuerpo base que se puede
colocar en un husillo portaherramientas de una máquina de
mecanizado, una articulación que presenta un tramo que con respecto
al cuerpo base vaya conducido con movilidad longitudinal y de
vuelco, al que sigue en sentido hacia el cuerpo base un tramo de
fuelle mediante el cual la articulación va fijada al cuerpo base
con posibilidad de arrastre de giro, así como una cámara de fluido a
presión limitada por el cuerpo base y la articulación, que
opcionalmente puede estar sometida a un agente a presión, estando el
platillo de pulido sujeto al tramo de alojamiento de la
articulación de forma intercambiable.
Para que se pueda asegurar una sujeción firme
del platillo de pulido en el tramo de alojamiento de la articulación
así como el arrastre giratorio del platillo de pulido con aquél
manteniendo una intercambiabilidad sencilla del platillo de pulido,
puede haber en las superficies enfrentadas entre sí del tramo de
alojamiento y del cuerpo de soporte del platillo de pulido unas
estructuras de formas complementarias que encajen entre sí con un
ajuste positivo. Para ello las estructuras de formas complementarias
pueden estar formadas por un saliente en el cuerpo de soporte del
platillo de pulido y la correspondiente escotadura en el tramo de
alojamiento de la articulación. Especialmente con vistas a poder
manejar de forma sencilla el platillo de pulido se prefiere sin
embargo que las estructuras de formas complementarias estén formadas
por un saliente en el tramo de alojamiento y la correspondiente
escotadura en el cuerpo de soporte.
En una configuración especialmente sencilla de
realizar en cuanto a técnica de fabricación, el saliente en el
tramo de alojamiento y la escotadura en el cuerpo de soporte podían
presentar finalmente la forma de un tronco de pirámide que tenga
una superficie base rectangular, no cuadrada, con una pareja de
aristas más largas y una pareja de aristas más cortas. En cuanto a
obtener una buena estabilidad al vuelco del platillo de pulido
durante el mecanizado se prefiere para ello, en el caso de un
platillo de pulido en el que la superficie de soporte del cuerpo de
soporte tenga una forma previa tórica con un eje base y un eje del
cilindro, que la escotadura en forma de tronco de pirámide en el
cuerpo de soporte esté orientada de tal modo con respecto a la
superficie de soporte que la pareja de aristas más largas transcurra
paralela al eje base.
A continuación se explica la invención con mayor
detalle sirviéndose de ejemplos de realización preferidos y
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que piezas
iguales o correspondientes llevan las mismas referencias. En los
dibujos muestran:
Fig. 1 una vista parcial en sección longitudinal
de una herramienta para el mecanizado de precisión de superficies
ópticamente activas de cristales para gafas, en una escala ampliada
con respecto a la realidad, donde un platillo de pulido según un
primer ejemplo de realización no conforme a la invención va sujeto
de modo liberable y se encuentra en acoplamiento de mecanizado con
una superficie que se trata de mecanizar,
Fig. 2 una vista en planta sobre el platillo de
pulido según la Fig. 1 retirado de la herramienta, desde arriba en
la Fig. 1, en una escala algo más reducida con respecto a la
representación de la Fig. 1,
Fig. 3 una vista por debajo del platillo de
pulido según la Fig. 1 retirado de la herramienta, desde abajo en
la Fig. 1 a la escala de la Fig. 1,
Fig. 4 una vista parcial en sección longitudinal
de una herramienta para el mecanizado de precisión de superficies
ópticamente activas de cristales para gafas, donde un platillo de
pulido según un segundo ejemplo de realización conforme a la
invención va sujeto de modo liberable, que se encuentra en
acoplamiento de mecanizado con una superficie que se trata de
mecanizar, en una escala ampliada con respecto a la realidad,
Fig. 5 a 9 vistas en planta sobre platillos de
pulido retirados de la herramienta, que se diferencian de los
platillos de pulido según las Fig. 1, 2 y 4 en cuanto a la forma o
número de orificios en una lámina de pulido superior del platillo
de pulido, a la escala de la Fig. 2.
Según la Fig. 1, un platillo de pulido 16 para
una herramienta 12 destinada al mecanizado de precisión de
superficies ópticamente activas F, en particular de cristales para
gafas L tiene un cuerpo soporte 14 al cual va fijada una capa de
material de espuma 16 sobre la que descansa una lámina de pulido 18.
Lo esencial es que la lámina de pulido 18 esté dotada en una zona
central con por lo menos un orificio 20 tal como se describirá más
adelante con mayor
detalle.
detalle.
La lámina de pulido 18, denominada también
"pad de pulido", y que de acuerdo con la Fig. 1 forma el
elemento activo para el mecanizado de la herramienta, es un soporte
comercial, elástico y resistente a la erosión de agente de pulido o
rectificado de precisión tal como por ejemplo una lámina de PUR
(poliuretano) que presenta un espesor de 0,5 a 1,4 mm y una dureza
Shore D entre 12 y 45. Para ello la lámina de pulido 18 es más bien
más gruesa si mediante el platillo de pulido 10 se ha de efectuar un
mecanizado de desbaste, y más bien delgada en el caso de un pulido
de precisión.
Las dimensiones radiales de la lámina de pulido
18 están elegidas preferentemente de tal modo que la lámina de
pulido 18 circular de este ejemplo de realización vista en planta
según la Fig. 2, sobresalga con una zona del borde exterior 22
sobre el perímetro exterior 24 de la capa de material de espuma 16,
que en este caso está cortada de forma cilíndrica (véase la Fig.
11). El diámetro exterior de la lámina de pulido 18 puede estar
dimensionado para ello por ejemplo de tal modo que el diámetro
exterior de la capa de material de espuma 16 suponga
aproximadamente de 85 al 95% del diámetro exterior de la lámina de
pulido 18. Debido a este voladizo de la lámina de pulido flexible
18 sobre la capa de material de espuma 16 que la soporta se forma un
radio natural o un "redondeo del borde", que está identificado
por 26 en la Fig. 1, y que al evitar una arista viva permite
obtener una estructura de superficie limpia y con ello una calidad
estéticamente alta de la superficie mecanizada F. Además se forma
durante el mecanizado un intersticio 28 en forma de cuña en la zona
del borde exterior 22 de la lámina de pulido 18 entre la superficie
mecanizada F y la lámina de pulido 18, que debido a su efecto
capilar siempre retiene una cierta cantidad de agente de pulido
líquido y que por lo tanto sirve también como depósito anular de
agente de pulido.
En un punto central de la lámina de pulido 18
está realizado el orificio pasante 20 obtenido por corte o
troquelado, que en el ejemplo de realización representado en las
Fig. 1 a 3 tiene forma circular. El orificio 20 de la lámina de
pulido 18 ocupa preferentemente una proporción de superficie del
0,25 al 2% de la superficie frontal total de la lámina de pulido 18
orientada hacia la superficie F que se trata de mecanizar.
En el ejemplo de realización representado, la
lámina de pulido 18 va fijada a la capa de material de espuma 16
mediante un pegamento adecuado. Sin embargo la lámina de pulido 18
también puede estar unida de otra forma más o menos permanente con
la capa de material de espuma 16, por ejemplo mediante vulcanizado o
una adherencia de bucles y ganchos. En cualquier caso es preciso
que la unión entre la lámina de pulido 18 y la capa de material de
espuma 16 sea tan firme que en cualquier momento durante el
mecanizado esté asegurado un arrastre de movimiento, en particular
un arrastre de giro de la lámina de pulido 18 con la capa de
material de espuma 16.
La capa de material de espuma puede ser p.ej. un
material de espuma de PUR (poliuretano) de células abiertas, tal
como se puede obtener por ejemplo bajo el nombre comercial Sylomer®
R de la Firma Getzner Werkstoffe GMBH, Berlín, Alemania. Éste tiene
una dureza de aproximadamente 60 Shore A. La cara superior de la
capa de material de espuma 16 orientada hacia la lámina de pulido
18 puede estar dotada, pero no necesariamente, de una "piel de
colada" (capa de separación respecto al molde de colada, no
representada) que lo remata y condicionado por la tecnología de
fabricación, que le confiere a la capa de material de espuma 18 una
rigidez adicional. El espesor de la capa de material de espuma 16
puede estar por ejemplo entre 2 y 10 mm, de acuerdo con las
respectivas necesidades de mecanizado. Para el especialista queda
claro que las dimensiones y la distribución de los poros en la capa
de material de espuma 16 se deberán elegir de tal modo que quede
asegurado el barrido y refrigeración mediante el agente de pulido
líquido a través del orificio 20 en la lámina de pulido 18, ya
debatido inicialmente.
En el ejemplo de realización representado en la
Fig. 1, a continuación del orificio 20 en la lámina de pulido 18
sigue en sentido hacia el cuerpo de soporte 14 una escotadura 30 en
la capa de material de espuma 16, que se extiende hasta el cuerpo
de soporte 14. La escotadura 30 obtenida preferentemente por
troquelado tiene una superficie periférica exterior cilíndrica 32
cuyo diámetro se corresponde con el diámetro del orificio 20 de la
lámina de pulido 18. Durante el mecanizado, la escotadura 30 sirve
también como depósito para el agente de pulido líquido.
La capa de material de espuma 16 está fijada
firmemente mediante un pegamento adecuado al cuerpo de soporte 14,
que es preferentemente de un material elástico de goma tal como NBR
(elastómero a base de caucho
acrilnitril-butadien-estireno),
EPDM (elastómero a base de caucho
etilen-propilen-dieno) o un
elastómero PUR (poliuretano), con una dureza Shore A en una gama de
60 a 80. En el ejemplo de realización según la Fig. 1 el cuerpo de
soporte 14 está dotado de un rebaje 34 cuyo borde 36 sirve para
orientara la capa de material de espuma 16. El fondo del rebaje 34
forma la superficie de soporte 38 propiamente dicha a la cual va
fijada la capa de material de espuma 16. En el ejemplo de
realización según la Fig. 1, la superficie de soporte 38 está
preformada de acuerdo con la macrogeometría de la superficie F que
se trata de mecanizar, en este caso una superficie tórica.
Por el lado del perímetro exterior, el cuerpo de
soporte 14 presenta una ranura anular 40 que vista en sección tiene
forma de V, y que sirve para la sujeción de una pinza (no
representada) de un dispositivo automático de sustitución de
platillos de pulido (tampoco representado). El platillo de pulido 18
va sujeto a la herramienta 12 de forma intercambiable que se
describirá más adelante en una cara inferior plana 42 del cuerpo de
soporte 14.
De acuerdo con la Fig. 1, la herramienta 12
presenta un cuerpo base 44 que se puede aplicar a un husillo
portaherramientas 46, indicado con líneas de trazos, de una máquina
de mecanizado (no representada). La herramienta 12 presenta además
una articulación que de modo general va referenciada con el número
48, y que presenta un tramo de alojamiento 50 conducido con
movilidad longitudinal y basculante con respecto al cuerpo base 44,
en el que va sujeto de modo intercambiable el platillo de pulido
10. A continuación del tramo de alojamiento 50 y en sentido hacia
el cuerpo base 44, sigue un tramo de fuelle 52 mediante el cual la
parte articulada 48 va fijada al cuerpo base 44 con posibilidad de
arrastre de giro. El cuerpo base 44 y la parte articulada 48 limitan
una cámara de fluido a presión 54 que a través de un conducto 56 se
puede cargar opcionalmente con un fluido a presión líquido o
gaseoso adecuado (p.ej. aceite o aire comprimido) para ejercer
durante el mecanizado de la superficie ópticamente activa F y a
través del tramo de alojamiento 50 y el platillo de pulido 10
situado encima una presión de mecanizado. Conducido con posibilidad
de desplazamiento longitudinal en el cuerpo base 44 hay un elemento
de guiado 58 que está en comunicación activa con el tramo de
alojamiento 50 de la articulación 48, de modo que el tramo de
alojamiento 50 es móvil en la dirección longitudinal del elemento
guía 58, y que en dirección transversal va sujeto con respecto al
elemento guía 58, con posibilidad de movimiento basculante respecto
a la pieza guía 58 por deformación elástica del tramo de fuelle 52
de la articulación 48.
El cuerpo base 44, preferentemente metálico,
consta de un tramo de fijación 60 mediante el cual la herramienta
12 se puede montar de modo liberable en el husillo portaherramientas
46, así como un tramo de cabeza 62 contiguo al tramo de fijación 60
en el cual va colocada de modo intercambiable la parte articulada 48
mediante el tramo de fuelle 52. En el ejemplo de realización
representado, el tramo de fijación 60 presenta en una realización
muy sencilla una superficie periférica exterior cilíndrica. Pero
para un cambio automático de herramientas, el tramo de fijación
también puede estar realizado con una conexión de cono de gran
inclinación, p.ej. con un cono de vástago hueco según la Norma
Alemana DIN 69893. De acuerdo con las necesidades de manipulación
respectivas cabe también imaginar que el tramo de fijación esté
realizado como conexión de bloque tal como es usual en la
fabricación según receta de cristales para gafas L y está
normalizado en la Norma Alemana DIN 58766. Esta conexión también
puede estar dotada eventualmente de una ranura de agarre para
eventuales sistemas de manipulación.
El tramo de cabeza 62 del cuerpo base 44 tiene
un escalón cilíndrico 64 que está dotado de una ranura radial 66
para la fijación con ajuste positivo del tramo de fuelle 52 de la
parte articulada 48 al cuerpo base 44. Para ello el tramo de fuelle
52 de la parte articulada 48 presenta un tramo final de fijación
esencialmente cilíndrico hueco 68 que por el lado del perímetro
interior está dotado de un saliente periférico 70 que sobresale
radialmente hacia el interior, que encaja con ajuste positivo en la
ranura radial 66 del escalón 64 en el tramo de cabeza 62. Por el
lado del perímetro exterior, el tramo final de fijación 68 está
dotado a su vez de una ranura radial 72 que sirve para el
alojamiento con ajuste positivo de una abrazadera anular metálica
74, de por sí conocida. La abrazadera anular 74 tensa el tramo final
de fijación 68 contra el escalón 64. El resultado es que la parte
articulada 48 va fijada a prueba de torsión en el cuerpo base 44
mediante el tramo de fuelle 52, con ajuste positivo en la dirección
de tracción y de compresión y con ajuste de fricción en dirección
periférica.
De forma análoga, el tramo de alojamiento 50 de
la parte articulada 48 va fijado en el tramo de fuelle 52 con
ajuste positivo en dirección de tracción y de compresión y con
ajuste de fricción en dirección periférica. Para ello el tramo de
alojamiento 50 que tiene esencialmente forma de plato, presenta en
una superficie periférica exterior cilíndrica 76 una garganta
radial 78, en la que encaja con ajuste positivo un saliente 82 que
sobresale hacia el interior, dispuesto en dirección periférica por
el lado periférico interior en un tramo final de fijación
cilíndrico hueco 80 del tramo del fuelle 52. También el tramo final
de fijación 80 está dotado por el perímetro exterior de una ranura
radial 84 para alojamiento de una abrazadera anular 86 que tensa el
tramo final de fijación 80 con el tramo de alojamiento 50.
El tramo de alojamiento 50 de la parte
articulada 48 que en el ejemplo de realización representado es de un
material plástico, tiene forma circular visto en planta desde
arriba, en la Fig. 1, y por su cara interior orientada hacia la
cámara de fluido a presión 54 tiene una cámara de alojamiento 88
destalonada esencialmente en posición centrada para la unión
articulada del tramo de alojamiento 50 al elemento guía 58. Éste
último está formado por una espiga que va conducida con posibilidad
de desplazamiento longitudinal y giro en un orificio de alojamiento
central 90 en el cuerpo base 44, que se extiende en dirección
longitudinal a través de todo el cuerpo base 44. Por su extremo
próximo al tramo de alojamiento 50 de la parte articulada 48 el
elemento guía 58 presenta una cabeza esférica 92 que a través de un
tramo de transición cónico está unido con una parte cilíndrica
principal 94 del tramo guía 58, conducido en el orificio de
alojamiento 50. La cabeza esférica 92 del elemento guía 58 está
enganchado en la cámara de alojamiento destalonada 88 del tramo de
alojamiento 50 a modo de una articulación de espiga esférica de
modo que el tramo de alojamiento 50 se puede orientar con relación
al elemento guía 58, y en cierto modo permite efectuar unos
movimientos de compensación cardánicos.
Tal como se puede deducir también de la Fig. 1,
el canal para aplicar la presión a la cámara de fluido a presión 54
está realizado en el elemento guía 58, presentando el canal 56 en
el elemento guía 58 un orificio longitudinal 96 que a través de un
orificio transversal 98, próximo a la cabeza esférica 92, está en
comunicación con la cámara de fluido a presión 54. El elemento guía
58 está además pretensado en el sentido de la superficie F que se
trata de mecanizar, por medio de un muelle de compresión helicoidal
100, que en la Fig. 1 está alojado por debajo del elemento guía 58
en el orificio de alojamiento 90, y que se apoya en un tornillo sin
cabeza 102. El tornillo sin cabeza 102 va enroscado en un tramo de
rosca interior 104 del orificio de alojamiento 90 en el cuerpo base
44 y está dotado de un orificio de paso 106 para el fluido a
presión.
Se puede ver que el tramo de alojamiento 50 de
la parte articulada 48 está apoyado respecto al cuerpo base 44 en
dirección transversal mediante el elemento guía 58. El elemento guía
58 puede al mismo tiempo seguir al tramo de alojamiento 50 en
dirección axial, y a la inversa, cuando la cámara del fluido a
presión 54 está sometida a través del canal 56 al fluido a presión,
o cuando se empuja el tramo de alojamiento 50 por un efecto
exterior en contra de la fuerza del muelle de compresión helicoidal
100 en sentido hacia el cuerpo base 44. El tramo de alojamiento 50
de la pieza articulada 48 puede además bascular debido a la unión
articulada con el elemento guía 58 en la cabeza esférica 92 del
elemento guía 58, deformándose correspondientemente el tramo de
fuelle 52 de la pieza articulada 48.
Para asegurar una sujeción firme del platillo de
pulido 10 en el tramo de alojamiento 50 de la herramienta 12 y un
arrastre de giro del platillo de pulido 10 con el tramo de
alojamiento 50 de la herramienta 12, están formadas unas
estructuras complementarias en las superficies enfrentadas entre sí
del tramo de alojamiento 50 de la parte articulada 48 y del cuerpo
soporte 14 del platillo de pulido 10, es decir en una superficie
frontal 108 del tramo de alojamiento 50 que en la Fig. 1 queda en la
parte superior, y la cara inferior 42 del cuerpo de soporte 14, que
encajan entre sí con un ajuste positivo. Estas estructuras están
formadas en el ejemplo de realización representado por un saliente
110 en el tramo de alojamiento 50 de la pieza articulada 48 y la
correspondiente escotadura 112 en el cuerpo soporte 14 del platillo
de pulido 10.
De acuerdo con las Fig. 1 y 3, tanto el saliente
110 en el tramo de alojamiento 50 como la escotadura 112 en el
cuerpo soporte 14 tienen forma de un tronco de pirámide, que tiene
una superficie base rectangular no cuadrada con una pareja de
aristas más largas 114 y una pareja de aristas más cortas 116. En el
caso de una superficie de soporte 38 con preformado tórico en el
cuerpo de soporte 14, que presenta un eje de base BA y un eje de
cilindro ZA (véase la Fig. 3), la escotadura 112 en forma de tronco
de pirámide en el cuerpo soporte 14 está orientada con respecto a
la superficie portadora 38 de tal modo que la pareja de aristas más
largas 114 transcurra paralela al eje base BA, lo que incrementa la
estabilidad al vuelco del platillo de pulido 10 durante el
mecanizado. Favorece un alto grado de estabilidad al vuelco del
platillo de pulido 10 la circunstancia de que la parte articulada
formada por la cámara de alojamiento destalonada 88 en el tramo de
alojamiento 50 de la pieza articulada 48 y por la cabeza esférica
42 del elemento guía 58 se encuentra al menos parcialmente en la
zona del saliente 110, con lo cual el punto alrededor del cual puede
bascular el tramo de alojamiento 50 está relativamente próximo al
lugar de incidencia de mecanizado entre el platillo de pulido 10 y
el cristal para las gafas L.
Durante el mecanizado de precisión de la
superficie ópticamente activa F del cristal de gafas L que se trata
de mecanizar, que se realiza de forma de por sí conocida mediante
grano no aglutinado, que se aporta mediante un líquido adecuado al
punto de ataque entre el platillo de pulido 10 y el cristal para
gafas L, tanto desde una dirección radial exterior mediante los
tubos flexibles ajustables mencionados inicialmente (no
representados) como también desde una dirección radial interior a
través de la capa de material de espuma 16, de la escotadura 30 en
la capa de material de espuma 16 y el por lo menos un orificio 20 en
la lámina de pulido 18, la herramienta 12 y el cristal de gafas L
son accionados también de forma de por sí conocida de modo
esencialmente síncrono, es decir en el mismo sentido y
esencialmente con las mismas revoluciones. Para ello la herramienta
12 y el cristal de gafas L se basculan al mismo tiempo el uno con
relación al otro de modo que la zona de ataque entre el platillo de
pulido 10 y el cristal de gafas L va cambiando constantemente. Estos
procedimientos de mecanizado de precisión en los que por ejemplo en
el caso del mecanizado de superficies de forma libre el movimiento
basculante tiene lugar con un ajuste fijo alrededor del punto
central de un "Best Fit Radius", es decir de un punto central
aproximado de la superficie F del cristal de gafas L que se trata de
mecanizar, o bien se genera el movimiento relativo entre la
herramienta 10 y el cristal de gafas L por un proceso de recorrido
controlado en dos ejes lineales CNC y un eje basculante CNC, que es
suficientemente conocido para el especialista y que por lo tanto no
se describirá en este punto con mayor detalle.
Debido al movimiento relativo entre la
herramienta 12 y el cristal de gafas L se fuerza a la capa de
material de espuma 16 del platillo de pulido 10 a través de la
lámina de pulido 18 a realizar un movimiento de abatanado, es decir
que la capa de material de espuma 16 se comprime localmente y al
mismo tiempo se descarga en otro punto, con lo cual el agente de
pulido líquido se va desplazando dentro de la capa de material de
espuma 16, o se desplaza igual que al escurrir una esponja desde
una zona a otra zona de la capa de material de espuma 16. El exceso
de agente de pulido se desplaza tanto radialmente hacia el exterior
como también radialmente hacia el interior tal como se indica en la
Fig. 1 mediante flechas en la capa de material de espuma 16, donde
a través del orificio 20 en la lámina de pulido 18 puede humedecer
la superficie F del cristal de gafas L que se trata de mecanizar.
Al mismo tiempo se produce una descarga de presión, bien hacia una
dirección radial exterior o radial interior, que impide que se
rompan los poros en la capa de material de espuma 16 o se desprenda
la unión (pegada) entre la capa de material de espuma 16 y la lámina
de pulido 18 o entre la capa de material de espuma 16 y la
superficie de soporte 38 del cuerpo de soporte 14.
La Fig. 4 muestra un segundo ejemplo de
realización de un platillo de pulido 10 que va montado en una
herramienta 12 para el mecanizado de precisión de superficies
ópticamente activas F, en particular de cristales para gafas L.
Dado que esta última no se diferencia de la herramienta 12 según la
Fig. 1 se ha cortado el dibujo hacia abajo. El platillo de pulido
según el segundo ejemplo de realización se diferencia del platillo
de pulido 10 según el primer ejemplo de realización únicamente por
el hecho de que la lámina de pulido 18 sobresale de la superficie
periférica exterior 32 de la escotadura 30 en la capa de material de
espuma 16 con una zona del borde interior 118 hacia una dirección
radial interior. También aquí se forma en 120 un radio natural es
decir un "redondeo de cantos" que durante el mecanizado de la
superficie ópticamente activa F no deja huellas de mecanizado
indeseables.
Las Fig. 5 a 9 muestran finalmente que el
orificio 20/ los orificios 20 en una zona central de la lámina de
pulido 18 del platillo de pulido 10 pueden tener diferente
emplazamiento, tamaño, forma y/o número de acuerdo con las
respectivas necesidades de mecanizado, por ejemplo en función de la
presión de pulido, del tamaño y/o emplazamiento de la zona de
superficie de la superficie F que se trata de mecanizar, que durante
el mecanizado queda permanentemente cubierta por el platillo de
pulido 10. A título de ejemplo se ha representado en la lámina de
pulido un orificio en forma de cruz (Fig. 5), en forma de estrella
(Fig. 6), en arco o en forma de S (Fig. 7) y alargado o elíptico
(Fig. 8) así como varios orificios 20 (Fig. 9) que en cuanto a su
forma y distribución recuerdan los agujeros de fijación de un
botón.
Se da a conocer un platillo de pulido para una
herramienta destinada al mecanizado de precisión de superficies
ópticamente activas, en particular en cristales para gafas, que
presenta un cuerpo de soporte en el cual va fijada una capa de
material de espuma sobre la que descansa una lámina de pulido. La
lámina de pulido esta dotada en una zona central de por lo menos un
orificio. El orificio sirve durante el mecanizado para el
equilibrado de presiones y suministra el agente de pulido líquido
procedente del interior de la capa de material de espuma con lo
cual se logra un mejor barrido de refrigeración de zonas del
platillo de pulido que en caso contrario estarían perjudicadas. El
resultado es que se propone un platillo de pulido de estructura
sumamente sencilla y económica, que en comparación con el estado de
la técnica tiene una vida útil notablemente más larga, consiguiendo
al mismo tiempo unas calidades superficiales elevadas.
- 10
- Platillo de pulido
- 12
- Herramienta
- 14
- Cuerpo soporte
- 16
- Capa de material de espuma
- 18
- Lámina de pulido
- 20
- Orificio
- 22
- Zona exterior del borde
- 24
- Perímetro exterior
- 26
- Redondeo
- 28
- Intersticio
- 30
- Escotadura
- 32
- Superficie periférica exterior
- 34
- Rebaje
- 36
- Borde
- 38
- Superficie soporte
- 40
- Ranura anular
- 42
- Cara inferior
- 44
- Cuerpo base
- 46
- Husillo portaherramientas
- 48
- Parte articulada
- 50
- Tramo de alojamiento
- 52
- Tramo de fuelle
- 54
- Cámara de fluido a presión
- 56
- Canal
- 58
- Elemento guía
- 60
- Tramo de fijación
- 62
- Tramo de cabeza
- 64
- Escalón
- 66
- Ranura radial
- 68
- Tramo final de fijación
- 70
- Saliente
- 72
- Ranura radial
- 74
- Abrazadera anular
- 76
- Superficie periférica exterior
- 78
- Ranura radial
- 80
- Tramo final de fijación
- 82
- Saliente
- 84
- Ranura radial
- 86
- Abrazadera anular
- 88
- Cámara de alojamiento
- 90
- Orificio de alojamiento
- 92
- Cabeza esférica
- 94
- Parte principal
- 96
- Orificio longitudinal
- 98
- Orificio transversal
- 100
- Muelle helicoidal de compresión
- 102
- Tornillo sin cabeza
- 104
- Tramo de rosca interior
- 106
- Orificio pasante
- 108
- Superficie frontal
- 110
- Saliente
- 112
- Escotadura
- 114
- Pareja de aristas
- 116
- Pareja de aristas
- 118
- Zona interior del borde
- 120
- Redondeo
- F
- Superficie ópticamente activa
- L
- Cristal de gafas
- BA
- Eje base
- ZA
- Eje del cilindro
Claims (13)
-
\global\parskip0.950000\baselineskip
1. Platillo de pulido (10) para una herramienta (12) para el mecanizado fino de superficies ópticamente activas (F) en particular en cristales para gafas (L) con un cuerpo soporte (14) al cual va fijada una capa de material de espuma (16) sobre la que está adosada una lámina de pulido (18) estando la lámina de pulido (18) dotada en una zona central de por lo menos un orificio (20), caracterizado porque a continuación del por lo menos un orificio (20) en la lámina de pulido (18) y en sentido hacia el cuerpo de soporte (14) sigue una escotadura (30) en la capa de material de espuma (16), y porque la lámina de pulido (18) sobresale hacia el interior del perímetro exterior (32) de la escotadura (30) de la capa de material de espuma (16). - 2. Platillo de pulido (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque el por lo menos un orificio (20) de la lámina de pulido (18) es redondo.
- 3. Platillo de pulido (10) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el por lo menos un orificio (20) en la lámina de pulido (18) cubre una zona de superficie del 0,25 al 2% de la superficie frontal total de la lámina de pulido (18).
- 4. Platillo de pulido (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la escotadura (30) se extiende hasta el cuerpo de soporte (14).
- 5. Platillo de pulido (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lámina de pulido (18) sobresale hacia el exterior de un perímetro exterior (24) de la capa de material de espuma (16).
- 6. Platillo de pulido (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de soporte (14) está dotado de un rebaje (34) destinado a la orientación de la capa de material de espuma (16).
- 7. Platillo de pulido (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de soporte (14) presenta una superficie de soporte (38) a la cual está fijada la capa de material de espuma (16), estando la superficie de soporte (38) preconformada de acuerdo con la macrogeometría de la superficie (F) que se trata de mecanizar.
- 8. Platillo de pulido (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo de soporte (14) es de un material elástico de goma, que tiene una dureza Shore A, preferentemente en un campo de 60 a 80.
- 9. Herramienta (12) para el mecanizado de precisión de superficies ópticamente activas (F), en particular de cristales para gafas (L), con
- Un cuerpo base (44) que se puede aplicar a un husillo portaherramientas (46) de una máquina de mecanizado,
- una parte articulada (48) que presenta un tramo de alojamiento (50) conducido con desplazamiento basculante y longitudinal con relación al cuerpo base (44), al que sigue en sentido hacia el cuerpo base (44) un tramo de fuelle (52) mediante el cual la parte articulada (48) va fijada al cuerpo base (44) con posibilidad de arrastre de giro,
- una cámara de fluido a presión (54) limitada por el cuerpo base (44) y la parte articulada (48), que puede cargarse opcionalmente con un fluido a presión, y
- un platillo de pulido (10) según una de las reivindicaciones anteriores, que va sujeto de forma intercambiable en el tramo de alojamiento (50) de la parte articulada (48).
- 10. Herramienta (12) según la reivindicación 9, donde en las superficies (108, 42) enfrentadas entre sí del tramo de alojamiento (50) de la parte articulada (48) y del cuerpo soporte (14) del platillo de pulido (10) están formadas unas estructuras de formas complementarias (110, 112), que encajan entre sí con ajuste positivo para asegurar una sujeción firme del platillo de pulido (10) en el tramo de alojamiento (50) así como el arrastre de giro del platillo de pulido (10) con el tramo de alojamiento (50).
- 11. Herramienta (12) según la reivindicación 10, en la que las estructuras complementarias están formadas por un saliente (110) en el tramo de alojamiento (50) y la correspondiente escotadura (112) en el cuerpo soporte (14).
- 12. Herramienta (12) según la reivindicación 11, en la que el saliente (110) en el tramo de alojamiento (50) y la escotadura (112) en el cuerpo soporte (14) presentan la forma de un tronco de pirámide, que tiene una superficie base rectangular no cuadrada con una pareja de aristas más largas (114) y una pareja de aristas más cortas (116).
- 13. Herramienta (12) según la reivindicación 12, con un platillo de pulido (10) según por lo menos la reivindicación 7, donde la superficie soporte (38) del cuerpo de soporte (14) está preformada tóricamente, con un eje base (BA) y un eje de cilindro (ZA), y donde la escotadura (112) con el tronco del cono en el cuerpo de soporte (14) está orientada de tal modo con respecto a la superficie de soporte (38) que la pareja de arista más larga (114) transcurra paralela al eje base (BA).
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