ES2330226T3 - Procedimiento de fabricacion de una pieza con engranaje interno y laminadora. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de fabricación de un componente (12) que presenta unos dientes internos, que comprende las etapas de: la inserción de un material cilíndrico (10) dentro de un recipiente accionado en rotación (2) de una manera aproximadamente alineada; la presión y deformación del material cilíndrico (10) entre una circunferencia exterior de una herramienta de laminación (5) que presenta unos dientes externos y una circunferencia exterior de dicho recipiente (2) modificando al tiempo de manera secuencial la distancia entre un árbol rotatorio (6) de la herramienta de laminación de accionamiento en rotación y un eje rotatorio (2a) del recipiente para aumentar de manera sucesiva un perfil del diente; y la conclusión de la laminación en un estado en el que el material cilíndrico (10) llena dicho recipiente (2) como resultado de un diámetro exterior de tamaño aumentado mediante ensanchamiento.
Description
Procedimiento de fabricación de una pieza con
engranaje interno y laminadora.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de fabricación de un componente que presenta un perfil
de dientes interno, como por ejemplo un tambor de embrague de disco
múltiple o un engranaje interno y a una laminadora de éstos.
Por ejemplo, se han dado a conocer un gran
número de procedimientos que utilizan una máquina de prensar y una
matriz como medios de fabricación de un componente que incorpora
unos dientes internos, como por ejemplo un engranaje interno o un
tambor de embrague de disco múltiple que incluye varios discos de
fricción. Sin embargo, dado que la cantidad de deformación elástica
se incrementa a medida que el tamaño de una prensa o una matriz
aumenta, no puede esperarse una gran precisión en el maquinado.
Por otro lado, en el llamado campo de
laminación, hay dos técnicas convencionales principales como
procedimiento de fabricación de un componente que incorpora un
perfil de dientes interno, como por ejemplo un tambor de embrague
de disco múltiple o un engranaje interno.
De acuerdo con uno de los procedimientos, un
material que va a ser procesado, el cual tiene unas circunferencias
interior y exterior circulares, es insertado y acoplado dentro de
una matriz interior en forma de barra que tiene una concavidad y
una convexidad obtenidas mediante transferencia y estampado de
matrices de un perfil de dientes interno que va a ser finalmente
obtenido para que sus diámetros interiores estén alineados. Al
menos un punto situado sobre la circunferencia exterior del material
es presionado para resultar deformado en una dirección centrípteta
con un rodillo, una espátula o elemento similar. El punto de
aplicación es secuencialmente desplazado en una dirección circular
o axial para transferir el perfil interior de la matriz para obtener
un componente que tenga unos dientes internos. Dejando de lado la
cuestión de la superioridad, este procedimiento es característico
porque el número de dientes de la matriz interior en forma de barra
y dientes internos obtenidos son idénticos entre sí.
En el otro procedimiento, una herramienta de
laminación que incorpora una matriz de dientes (necesariamente con
un número menor de dientes que el de los dientes internos que van a
ser obtenidos), la cual engrana con un perfil de dientes interno
que va a ser finalmente obtenido de manera inscrita, es accionado
sobre el lado interior de un material cilíndrico. En el
procedimiento convencional, un perfil de dientes sustancialmente ya
completado en el sentido de su conformación está presente dentro del
material cilíndrico que va a ser suministrado. En una etapa de
laminación, el perfil de la herramienta de laminación es utilizado
simplemente para terminar el perfil de dientes, la reducción
progresiva del espesor del diente hacia cada extremo y el acabado de
la aspereza superficial. Específicamente, los requisitos más
importantes para el establecimiento de este procedimiento
convencional son que una macrocarga sea baja para que una punta de
la herramienta no se sitúe en contacto con el material que va a ser
procesado, para que la deformación sea ligera, y la rigidez del
material que va a ser tratado impida que la redondez se modifique
(degrade). Como resultado de ello, puede ser utilizado un mecanismo
de agarre que tenga una rigidez relativamente baja. La presencia de
mecanismos de agarre conlleva el efecto inesperado de servir para
la puesta en fase rotacional entre un perfil de dientes existente y
un espacio de dientes de una herramienta de laminación.
[Artículo 1 Nº de Patente] Catálogo de una
Máquina de Acabado de Laminación de Engranajes para Ahusar el Flanco
de una Ranura de Involución Interna [Catalogue of a FInishing Gear
Rolling Machine for Taper Flank of Internal Involute Spline]
"GR-151 N" fabricado por Yutaka Seimitsu Kogyo
Ltd.
El documento
DE-A-19910474 divulga un manguito de
cubo constituido a partir de una pieza tubular simétrica rotatoria,
utilizando una herramienta con un rodillo exterior y un mandril
interior. La pieza tubular es situada dentro de la herramienta
entre el primer perfil del rodillo exterior y el segundo perfil del
mandril. Una de las piezas de la herramienta es accionada, los
perfiles son desplazados uno hacia otro, el cuerpo tubular es
laminado en un proceso de "estampación de laminación", y el
primer perfil es situado sobre el exterior y el segundo perfil es
situado sobre el interior del cuerpo tubular. El proceso de
estampación y su duración son controlados por medio de la presión
de contacto del mandril situado sobre el rodillo exterior.
El problema de los procedimientos convencionales
que debe ser resuelto es cómo mejorar una etapa de brochado y una
etapa que utiliza un conformador de engranajes para obtener un
material cilíndrico que tenga un perfil de dientes sustancialmente
completado a bajo coste.
Por consiguiente, la presente invención tiene un
objetivo consistente en proporcionar un procedimiento de
fabricación de un componente que tenga unos dientes internos y una
laminadora, la cual permita una gran deformación en una etapa de
laminación principal para omitir una etapa de brochado y una etapa
que utilice un conformador de engranajes.
\newpage
La invención proporciona un procedimiento de
acuerdo con la reivindicación 1 y una laminadora de acuerdo con la
reivindicación 3.
En el procedimiento de fabricación de un
componente que tiene unos dientes internos de acuerdo con la
presente invención, en lugar de utilizar un mecanismo de agarre
para un material cilíndrico, se proporciona un recipiente que tiene
una rigidez resistente a una presión interna tan alta como la del
forjado en frío. Un material cilíndrico es insertado dentro del
recipiente accionado en rotación de una manera aproximadamente
alineada. Una herramienta de laminación de accionamiento en
rotación es accionada sobre el lado interior del material cilíndrico
para modificar de manera secuencial una distancia entre un árbol
rotatorio de la herramienta y un eje rotatorio del recipiente para
aumentar sucesivamente un perfil del diente. Como resultado del
aumento de tamaño del diámetro exterior mediante ensanchamiento, se
obtiene el componente que presenta unos dientes internos, el cual
ocupa el recipiente. Es deseable proporcionar de antemano el mismo
número de surcos cóncavos que el de los dientes internos que van a
ser conformados sobre una cara circular interior del material
cilíndrico a intervalos iguales.
La laminadora de acuerdo con la presente
invención incluye: un recipiente accionado en rotación para insertar
un material cilíndrico para conformar un componente que tiene unos
dientes internos en posición alineada; una base sobre la cual el
recipiente es situado mediante un cojinete radial; una herramienta
de laminación que incluye unos dientes externos que van a ser
presionados contra una cara interior del material cilíndrico para
fabricar los dientes internos mediante laminación; un árbol
rotatorio de la herramienta de laminación que acciona en rotación
la herramienta de laminación; un mecanismo de transferencia
dispuesto para desplazar por fuerza el árbol rotatorio de la
herramienta de laminación para modificar secuencialmente una
distancia entre el eje rotatorio del recipiente y el árbol
rotatorio de la herramienta de laminación, mientras dicho árbol
rotatorio de la herramienta de laminación es accionado, y al menos
un árbol de expansión adaptado para llevar a cabo o bien la
modificación o bien el mantenimiento firme de una posición axial de
dicho recipiente con respecto a una posición de la herramienta
forzando a que el recipiente se incline.
El al menos un árbol de expansión incluye uno de
al menos dos árboles de control numérico y tres árboles de control
numérico dependientes dispuestos en paralelo en tres puntos que
rodean el eje geométrico rotatorio del recipiente. El árbol de
expansión vertical inserta y ajusta una circunferencia exterior del
recipiente lleno del material cilíndrico dentro de un lado interior
del cojinete radial situado en la base cada vez que se inicia el
tratamiento de laminación, y puede destrabar el recipiente y el
cojinete radial uno de otro después de la terminación del
tratamiento de laminación para descargar un producto tratado y para
insertar otro material cilíndrico. El mecanismo de transferencia
incluye una cuña de apoyo que presiona una corredera conectada al
eje rotatorio de la herramienta de laminación y un resorte que
empuja la corredera hacia atrás. El mecanismo de transferencia
controla una posición de la corredera mediante la retroalimentación
de los datos de un sensor de la distancia que controla directamente
la posición de la corredera.
De acuerdo con la presente invención, el
componente que presenta los dientes internos está adherido al lado
interior del recipiente que tiene una rigidez suficiente para
asegurar la redondez. El componente que presenta los dientes
internos no tiene ningún efecto secundario con relación a una carga
desequilibrada debida al tratamiento secuencial en la mitad del
tratamiento. Por consiguiente, el componente que presenta los
dientes internos puede proporcionar drásticamente una gran
deformación mediante laminación. Así mismo, los condicionamientos
del material cilíndrico se atemperan considerablemente de manera que
puede conseguirse directamente un producto prensado.
Así mismo, de acuerdo con la presente invención,
al laminar un engranaje interno helicoidal con un fondo, se
consigue una mejora para obtener una precisión de clase 2 con
respecto del resultado, el cual se obtiene como un árbol simple
mediante el ajuste de los tres árboles para que tengan el mismo
valor numérico del lado de salida. En particular es digno de
subrayar el efecto de mejora de la precisión en la corrección de un
error del paso.
Así mismo, de acuerdo con la presente invención
ya no se requiere un mecanismo de sincronización entre un ángulo de
rotación de la laminadora y un ángulo de rotación del recipiente, lo
cual se requería habitualmente. De esta forma, se proporciona una
laminadora a bajo coste consiguiendo al tiempo una conformación en
frío de un engranaje interno helicoidal con un fondo, lo que nunca
pudo conseguirse en la técnica convencional.
La Fig. 1 es una vista desde arriba que muestra
una laminadora utilizada para un procedimiento de fabricación de un
engranaje interno helicoidal con una brida de fondo (un componente
que presenta unos dientes interiores);
la Fig. 2 es una vista en sección de la Fig.
1;
la Fig. 3 es una vista exterior de un engranaje
interno helicoidal con una brida de fondo fabricado de acuerdo con
una forma de realización de la presente invención;
la Fig. 4 es un gráfico que muestra la precisión
de la matriz de los dientes del engranaje interno helicoidal con
una brida de fondo, fabricada de acuerdo con una primera forma de
realización de la presente invención;
la Fig. 5 es un gráfico que muestra la precisión
de la matriz de los dientes del engranaje interno helicoidal con una
brida de fondo fabricado de acuerdo con la primera forma de
realización de la presente invención;
la Fig. 6 es una vista en sección que muestra
una configuración en sección de un componente que va a ser
conformado mediante laminación, el cual es perpendicular al eje, y
la disposición de una herramienta de laminación y de un recipiente
de acuerdo con la primera forma de realización de la presente
invención;
la Fig. 7 es una vista en sección que muestra
una configuración en sección de un material cilíndrico, el cual es
perpendicular al eje geométrico, dispuesto para su laminación en un
procedimiento diseñado y la disposición de una herramienta de
laminación y de un recipiente antes de iniciar la laminación de
acuerdo con una primera forma de realización de la primera
invención;
la Fig. 8 es una vista en sección que muestra la
disposición de un árbol de la herramienta de laminación y dos
árboles de expansión con respecto a un eje rotatorio del recipiente
en una tercera forma de realización de la presente invención;
la Fig. 9 es una vista en sección que muestra la
disposición de un árbol de la herramienta de laminación y de tres
árboles de expansión con respecto a un eje rotatorio del recipiente
en una cuarta forma de realización de la presente invención;
la Fig. 10 es una vista desde arriba de una
laminadora en una quinta forma de realización de la presente
invención;
la Fig. 11 es una vista frontal de la
laminadora de la quinta forma de realización de la presente
invención;
la Fig. 12 es una vista lateral de la laminadora
de la quinta forma de realización de la presente invención; y
la Fig. 13 es una vista explicatoria que muestra
un procedimiento de fabricación de un engranaje interno helicoidal
con una brida de fondo (un componente que presenta unos dientes
internos) que utiliza la laminadora de la quinta forma de
realización de la presente invención.
Primera forma de
realización
Las Figs. 1 y 2 muestran una laminadora 1
utilizada en un procedimiento de fabricación y un engranaje interno
helicoidal con una brida de fondo (un componente que presenta unos
dientes internos) 12 de acuerdo con una primera forma de
realización de la presente invención.
La laminadora 1 incluye un recipiente accionado
en rotación 2 dentro del cual está insertado en posición alineada
un material cilíndrico 10 para conformar un componente que presenta
unos dientes internos 11; una base 3 sobre la cual está situado el
recipiente 2 mediante unos cojinetes radiales 4; una herramienta de
laminación 5 que presenta unos dientes internos 5a que van a ser
presionados contra el lado interior del material cilíndrico 10 para
fabricar los dientes internos 11 mediante laminación; un árbol
rotatorio 6 de la herramienta de laminación para accionar en
rotación la herramienta de laminación 5; y un mecanismo de
transferencia 7 para forzar el eje rotatorio 6 de la herramienta de
laminación a que se desplace relativamente para modificar por fuerza
una distancia central entre un eje geométrico rotatorio 2a del
recipiente 2 y un árbol rotatorio 6 de la herramienta de
laminación.
Los cojinetes radiales 4 están dispuestos entre
una circunferencia exterior 2 y una circunferencia interior de la
base 3 que sirve también como carcasa del cojinete radial.
El árbol rotatorio 6 de la herramienta de
laminación está ajustado dentro del cojinete 9 de la herramienta de
laminación dispuesto sobre una corredera 8. El árbol rotatorio 6 de
la herramienta de laminación está en comunicación con un
dispositivo de accionaimiento rotatorio no mostrado.
El mecanismo de transferencia 7 está compuesto
por un cilindro de alimentación incorporado dentro de la base 3. El
mecanismo de transferencia 7 fuerza a la corredera 8 a desplazarse
relativamente para desplazar el eje rotatorio 2a del recipiente 2
mientras que el eje rotatorio 6 de la herramienta de laminación es
accionado.
A continuación, se describirá un procedimiento
de fabricación del engranaje interno helicoidal con una brida de
fondo (presentando el componente los dientes internos) 12 que
utiliza la laminadora así configurada 1 de acuerdo con esta forma
de realización.
En primer lugar, el material cilíndrico 10 para
conformar el componente que presenta los dientes internos 11 es
insertado dentro del recipiente 2 situado en rotación sobre la base
3 en posición alineada.
A continuación, la herramienta de laminación 5
es accionada. Mientras que los dientes externos de rotación 5a
están siendo presionados contra la cara interna del material
cilíndrico 10, el mecanismo de transferencia 7 fuerza a la
corredera 8 a que se desplace relativamente para modificar de manera
secuencial la distancia entre el árbol rotatorio 6 de la
herramienta de laminación de accionamiento en rotación y el eje
rotacional 2a del recipiente 2. Mientras tanto, el material
cilíndrico 10 es presionado entre los dientes externos 5a de la
herramienta de laminación 5 y una circunferencia interior 2b del
recipiente 2 para que sea deformado, aumentando de esta forma de
manera secuencial el perfil del diente. La laminación es completada
llenando el lado interno del recipiente 2 cuando el diámetro
exterior del material cilíndrico 10 es aumentado de tamaño como
resultado del ensanche.
De la forma anteriormente descrita, como se
muestra en la Fig. 3, puede obtenerse el engranaje interno
helicoidal con una brida de fondo 12 correspondiente al componente
que presenta los dientes internos 11.
Las Figs. 4 y 5 son gráficos que muestran la
precisión del perfil de los dientes del engranaje interno obtenido
mediante esta forma de realización del engranaje interno helicoidal
con una brida de fondo 12. Los gráficos son representaciones
conseguidas mediante un software de Carl Zeiss Inc. Aunque en la
presente memoria se omite el análisis, se cree que la precisión se
evalúa sustancialmente como la de un engranaje de precisión de
clase 3 JIS. Sin embargo, la no colocación del engranaje interno
helicoidal sobre el centro de rotación y la inclinación del eje no
está corregidas.
Segunda forma de
realización
En la primera forma de realización, la precisión
de la división en intervalos iguales a lo largo de la circunferencia
no puede asegurarse a menos que los espacios de los dientes
conformados inmediatamente después del inicio de la laminación sean
precisamente idénticos a los dientes externos (porciones convexas)
5a de la herramienta de laminación 5 para conformar de nuevo los
espacios entre los dientes de manera más profunda después de la
laminación del material en un ángulo de 360 grados, tal y como se
muestra en la Fig. 6. Si puede asegurarse una íntima adherencia
entre el recipiente 2 y el material cilíndrico 10 en la etapa
inicial, no es imposible sincronizar un ángulo de rotación de la
herramienta de laminación 5 y el del material cilíndrico 10 a través
del recipiente 2 a la vista de una estructura mecánica. Sin
embargo, no es fácil asegurar la adherencia mínima entre el
recipiente 2 y el material cilíndrico 10 en la etapa inicial.
Por consiguiente, en esta forma de realización,
tal y como se muestra en la Fig. 7, en lugar de llevar a cabo la
rotación sincronizada del ángulo de rotación de la herramienta de
laminación 5 y del material cilíndrico 10 mediante el control de la
laminadora, el mismo número de surcos cóncavos 13 que el de los
dientes internos 11 que van a ser conformados se dispone a
intervalos iguales sobre la cara circular interior del material
cilíndrico 10, la cual se corresponde con un punto de recepción de
la acción secuencial. De esta manera, el material cilíndrico 10 de
accionamiento lateral o el recipiente 10 solidario con el material
cilíndrico 10 rota de forma sincronizada de manera espontánea. Esta
rotación sincronizada espontánea se utiliza en la presente forma de
realización. Específicamente, en la presente forma de realización,
la atención se centra en el hecho de que el problema se resuelve si
el material cilíndrico 10 rota de manera sincronizada con la
herramienta de laminación 5 sin perder la sincronización, con
independencia de la integración del material cilíndrico 10 y del
recipiente 2. Como resultado de ello, esta forma de realización
puede conseguir dos objetivos a la vez: el ángulo de rotación de la
herramienta de laminación 5 y el del recipiente 2 van a ser
sincronizados en la estructura de la laminadora 1; y no se permite
la presencia de un espacio libre o un declive entre el material
cilíndrico 10 y el recipiente 2.
Para poner en práctica esta forma de
realización, una profundidad de los surcos cóncavos 13 que deben
disponerse de antemano a intervalos iguales sobre la cara circular
interior del material cilíndrico 10 resulta, de modo satisfactorio,
de un 40% o menos que la de los dientes internos 11 que van a ser
conformados. Una configuración similar a una punta de los dientes
de la herramienta de laminación 5 resulta apropiada como
configuración del surco cóncavo 13. No se requiere una máquina de
prensado de gran tamaño para el tratamiento de los surcos cóncavos
13. Aunque es evidente que el corte utilizando una brocha o un
ranurador puede ser empleado como medio de tratamiento de los
surcos cóncavos 13 sin problema alguno, es totalmente diferente de
un perfil de dientes del 99% como material utilizado para el
laminado final.
Así mismo, de acuerdo con la presente forma de
realización, el mismo número de surcos cóncavos 13 que presentan
una diferencia de nivel pequeño como la de los dientes que deben
obtenerse, se disponen de antemano sobre el lado interior del
material cilíndrico 10. Dado que el material cilíndrico 10 puede ser
perfectamente rotado en la etapa inicial de laminación, puede ser
resuelto el problema peculiar de laminar esos dos dientes que son
inicialmente conformados para un surco.
Dado que los componentes en la presente forma de
realización distintos del material cilíndrico 10 son los mismos que
los de la primera forma de realización, su descripción se omite en
la presente memoria descriptiva.
Tercera forma de
realización
En la laminadora 1 utilizada en la primera forma
de realización, esto es, la máquina de insertar el material
cilíndrico 10 para conformar un componente dentro del recipiente
accionado en rotación 2 de una manera aproximadamente alineada para
prensar y deformar el material cilíndrico 10 entre la herramienta de
laminación 5 de accionamiento en rotación y el lado interior del
recipiente 2 para tratar el componente 12 que presenta los dientes
internos 11 mediante laminación, es obligado utilizar u mecanismo
en voladizo para sujetar el árbol 6 de la herramienta de laminación
a la vista de la conveniencia de la inserción y retirada de un
producto tratado y otros similares. Por consiguiente, una presión
de prensado correspondiente a un esfuerzo de tratamiento
necesariamente requiere la flexión elástica del árbol 6 de la
herramienta de laminación. De acuerdo con ello, en la presente forma
de realización, el eje rotatorio 2a del recipiente 2 es forzado a
quedar inclinado hacia el árbol 6 de la herramienta de laminación,
el cual ya no está en paralelo, utilizando de modo similar una
deflexión elástica. Como mecanismo para restablecer un estado
paralelo, dos árboles de expansión 14 y 15 están dispuestos sobre
una línea que conecta el árbol 6 de la laminadora y el eje rotatorio
2a del recipiente 2 sobre el lado exterior del árbol 6 de la
laminadora y el eje rotatorio 2a. Los dos árboles de expansión 14 y
15 son individualmente expandidos y contraídos para forzar al
recipiente 2 a que se incline. De esta manera, la presente forma de
realización consigue el mecanismo para restablecer un estado
paralelo.
Después de confirmar un estado en el que el
recipiente 2 queda sujeto horizontalmente sin quedar sometido a una
carga como punto cero de diferencia, un punto final teórico del lado
de salida de cada uno de los dos árboles de expansión (árboles de
control) 14 y 15 en la etapa de terminación de la laminación está
descentrado de forma activa hasta, por ejemplo, de forma
aproximada, 0,3 mm.
Incluso si los efectos se reducen mediante la
deflexión del eje de un tornillo esférico o similar, la inclinación
del recipiente 2 hasta, de modo aproximado, 0,1 mm puede ser
generada con respecto a una separación axial de 250 mm. La
inclinación corresponde a una mejora o corrección de, de modo
aproximado, 10 \mum para 25 mm de inclinación de un diámetro
sobre el pasador del engranaje o de un error del ángulo
helicoidal.
Cuarta forma de
realización
En la presente forma de realización, incluso un
paso del engranaje o un ángulo helicoidal de un producto obtenido
mediante laminación, lo cual se determina mediante un paso del
engranaje o un ángulo helicoidal originalmente dispuesto sobre la
herramienta de la laminación en la tercera forma de realización, es
controlado dentro de un margen extremadamente pequeño.
En la presente forma de realización, como se
muestra en la Fig. 3, tres árboles de expansión (árboles de control)
16, 17, y 18 están dispuestos con destino al árbol 6 de la
herramienta de laminación fijos en tres posiciones para rodear el
eje rotatorio 2a para forzar al eje rotatorio 2a del recipiente 2 a
que se flexione dentro de un área de deflexión elástica. Cada uno
de los árboles de expansión 16, 17, y 18 puede ser numéricamente
controlado de manera independiente.
Después de la confirmación de un estado en el
que el recipiente 2 queda sujeto horizontalmente sin ser sometido a
ninguna carga como un punto cero de diferencia, un punto final
teórico del lado de salida de cada uno de los tres árboles de
expansión (árboles de control), 16, 17 y 18 en la etapa
determinación de la laminación, resulta activamente descentrado
hasta, por ejemplo, de modo aproximado, 0,3 mm.
Incluso si los efectos se reducen mediante la
deflexión del eje de un tornillo de cabeza esférica o elemento
similar, la inclinación del recipiente 2 hasta, de modo aproximado,
0,1 mm puede ser generada con respecto a una separación axial de
250 mm. La inclinación corresponde a una mejora o corrección de, de
modo aproximado, 10 \mum para 25 mm de inclinación de un diámetro
sobre el pasador del engranaje o de un error del ángulo
helicoidal.
Mediante el empleo del control independiente de
los tres árboles, la flexión elástica del árbol 6 de la herramienta
de laminación puede resultar descentrada, el engranaje interno puede
presentar el espesor de sus dientes reducido en cada extremo, puede
regularse un paso incluso dentro de un margen extremadamente
pequeño, etc.
La presente forma de realización está destinada
a corregir activamente los inconvenientes extremadamente pequeños
relativos a la precisión del engranaje, por ejemplo, el lado de la
herramienta de laminación 5 del recipiente 2 correspondiente al
lado abierto se abre debido a la deformación elástica del recipiente
2 para traducirse en un producto laminado con un cilindro de
inclinación cónica, o un paso resulta modificado mediante un cambio
en la cantidad de desplazamiento incluso si un ángulo helicoidal de
la herramienta de laminación 5 es tal como se fija.
En la presente forma de realización, el eje
rotatorio 2a del recipiente 2 correspondiente al eje 6 de la
herramienta de laminación se flexiona en una dirección del eje X
así como en una dirección del eje Y. Por consiguiente, se necesita
proporcionar al menos tres árboles. A menos que la expansión y
contracción de los tres árboles se controle de forma individual, la
presente forma de realización no puede conseguirse.
Para poner en práctica la presente forma de
realización, la disposición específica siguiente de los tres árboles
se cree que está directamente vinculada a la eficiencia y facilidad
de control. Específicamente, un árbol de expansión 16 está
dispuesto sobre la línea que conecta el árbol 6 de la herramienta de
laminación que resultaría flexionada mediante una fuerza
presionante y el eje rotatorio 2a del recipiente 2, mientras que los
otros dos árboles de expansión 17 y 18 están dispuestos de manera
uniforme sobre ambos lados de la línea.
Quinta forma de
realización
Las Figs. 10 a 13 muestran una laminadora de
acuerdo con la presente forma de realización.
Las Figs. 10 a 13 muestran una laminadora 20
utilizada en un procedimiento de fabricación del engranaje interno
helicoidal con una brida de fondo (teniendo el componente los
dientes internos) 12 de acuerdo con la quinta forma de realización
de la presente invención.
\newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip
La laminadora 20 incluye: un recipiente
accionado en rotación 21 dentro del cual está insertado de manera
alineada el material cilíndrico 10 para conformar el componente que
presenta los dientes internos 11; una base fija 28 que incluye un
cojinete radial 29 con el cual está conectado el recipiente 21; una
herramienta de laminación 36 que presenta unos dientes externos 36a
que van a ser presionados contra el lado interno del material
cilíndrico 10 para fabricar los dientes internos 11 mediante
laminación; un árbol rotatorio 37 de la herramienta de laminación
para accionar en rotación la herramienta de laminación 36; y un
mecanismo de transferencia para forzar al árbol rotatorio 37 de la
herramienta de laminación para modificar a la fuerza una distancia
entre un eje rotatorio 21a del recipiente 21 y el árbol rotatorio 37
de la herramienta de laminación.
El recipiente 21 está dispuesto en rotación a
través de un cojinete de empuje 24 situado sobre una mesa 23 fija
sobre un árbol NC de elevación 22. El árbol NC de elevación 22 está
dispuesto sobre un estante 26 situado por debajo de la base fija
para ser bajada y subida. Un vástago de guía de elevación 25
soportado sobre pivote sobre el estante 26 para ser subido y bajado
se dispone con destino a la mesa 23. El árbol NC de elevación 22 es
accionado por un motor NC de eje Z 27 para ser subido y bajado.
La base fija 28 incluye: un agujero 30 para la
fijación del cojinete radial 29, un agujero 31 para subir y bajar
una cuña de apoyo 41 del mecanismo de transferencia 40; una
superficie 32 de emplazamiento de una corredera para situar de
manear deslizable una corredera 39 para soportar y fijar un
dispositivo 38 de la herramienta de laminación que incluye la
herramienta de laminación 36; cuatro guías 33 de la corredera
dispuestas sobre ambos lados de la superficie 32 de colocación de
la corredera; unos resortes de empuje hacia atrás 34 de la
corredera 39, dispuestos para oponerse al agujero 31; y un sensor 35
de la distancia lateral para controlar un extremo de la corredera
39.
La herramienta de laminación 36 está fijada al
dispositivo 38 de la herramienta de laminación que incluye un motor
con un engranaje de reducción a través del árbol 37 de la
herramienta de laminación. El dispositivo 38 de la herramienta de
laminación está fijado a la corredera 39. El mecanismo de
transferencia 40 incluye: la cuña de apoyo 41 que sube y baja a
través del agujero 31 de la base fija 28; un árbol NC de presión 42
para subir y bajar la cuña de apoyo 41; los resortes de empuje hacia
atrás 34 dispuestos con destino a la base fija 28; y el sensor 35
de la distancia lateral dispuesto con destino a la base fija 28. El
árbol NC de presión 42 es soportado mediante pivote por el estante
26 y es accionado por el motor NC 43 para ser subido y bajado. El
sensor 35 de la distancia lateral directamente controla la posición
de la corredera 39 para retroalimentar los datos hasta un
dispositivo de control no mostrado. El dispositivo de control está
dispuesto dentro de un cuadro de control 44.
El dispositivo de control lleva a cabo, por
ejemplo, el control de la forma siguiente:
- -
- El control de una fuerza de presión (un valor de la corriente del motor NC, esto es, un par) para el tratamiento de la presión;
- -
- El control de la distancia central entre los árboles con respecto a un ángulo de rotación del árbol de la herramienta;
- -
- La determinación de una combinación de la rotación a mano derecha y la rotación a mano izquierda del árbol de la herramienta; y
- -
- La determinación de una generación rotatoria en el arranque después de la suspensión para modificar un ángulo de rotación.
Aunque es evidente que el control del
dispositivo de control se ejecuta de acuerdo con programas al inicio
de la laminación, durante la laminación y al final de la
laminación, sus detalles se omiten en la presente memoria.
Es evidente que no solo la aceleración forzada
de presión de acuerdo con el ángulo de rotación de la herramienta
de laminación 36 sino también las diversas condiciones de la
aceleración de la laminación, como por ejemplo el tiempo de
inversión (o el número de revoluciones) del árbol rotatorio 37 de la
herramienta de laminación, una aceleración rotatoria al inicio de
la posición invertida y final de cada uno de los árboles de
expansión, se establecen mediante el tratamiento de toda la
información requerida para el funcionamiento automático con una
elevada reproductibilidad, como por ejemplo mediante la vigilancia
de un valor anormal de una fuerza de presión a través del valor de
la corriente del motor NC o la obtención de los datos a partir del
sensor de la distancia lateral como un desencadenante de la rutina
de terminación de la laminación (rotación libre para toda la
laminación uniforme y similares).
A continuación, se describirá un procedimiento
de fabricación del engranaje interno helicoidal con una brida de
fondo (componente que presenta los dientes internos) 12 utilizando
la laminadora 20 configurada de acuerdo con lo anteriormente
descrito según la presente forma de realización.
En primer lugar, como se muestra en las Figs. 11
y 13(a), el material cilíndrico 10 para conformar el
componente que presenta los dientes internos 11 es insertado dentro
del recipiente 21, el cual está siendo elevado desde la base fija
28, de manera alineada.
A continuación, como se muestra en las Figs. 11
y 13(b), el motor NC 27 de eje Z es accionado para elevar el
árbol NC de elevación 22 para ajustar el recipiente 21 dentro del
cojinete radial 29 de la base fija 28. De esta manera, el
recipiente 21 queda encajado con el cojinete radial 29.
\global\parskip1.000000\baselineskip
A continuación, como se muestra en las Figs. 10
y 13(c), el dispositivo 38 de la herramienta de laminación y
el mecanismo de transferencia 40 son accionados. Como resultado de
ello, la corredera 39 fuerza al árbol 37 de la herramienta de
laminación a ser modificado, tal y como se indica mediante una
flecha en la Fig. 9 con la elevación de la cuña de apoyo 41 del
mecanismo de transferencia 40 mientras los dientes externos de
rotación 36a de la herramienta de laminación 36 están siendo
presionados contra la cara interior del material cilíndrico 10. De
modo específico, en primer lugar, la cuña de apoyo 41 del mecanismo
de transferencia 40 empuja la corredera 39 hacia los resortes de
empuje trasero 34 mientras es traccionada hasta el interior del
agujero 31 mediante el árbol NC de presión 42 traccionado con la
rotación provocada por el motor NC 43. Como resultado de ello, el
árbol 37 de la herramienta de laminación es forzado hacia el resorte
de empuje trasero 34. A continuación, la cuña de apoyo 41 del
mecanismo de transferencia 40 es traccionada hacia arriba desde el
agujero 31 mediante el árbol NC de presión 42 que es también
traccionado hacia arriba con la rotación provocada por el motor NC
43. Junto con la tracción, la corredera 39 es empujada hacia atrás
en dirección a la cuña de apoyo 41 por una fuerza repelente de los
resortes de tracción trasera 34. A continuación, los cambios
forzados en las dos direcciones son aplicados al árbol 37 de la
herramienta de laminación para conseguir la laminación mediante
presión.
A continuación, como se muestra en las Figs. 11
y 13(d), el motor NC 27 de eje Z 27 es accionado para hacer
descender el árbol NC de elevación 22. Después de que el recipiente
21 y el cojinete radial 29 se desconectan uno de otro para
restablecer el recipiente 21 a su posición original, un producto
tratado es descargado.
Mediante el proceso expuesto, el engranaje
interno helicoidal con una brida de fondo 12, la cual se corresponde
con el componente que presenta los dientes internos 11, puede ser
obtenido tal y como se muestra en la Fig. 3.
De acuerdo con la presente forma de realización,
se obtienen las siguientes ventajas:
- -
- la salida de los árboles NC 22 y 42 puede ser reducida hasta una fracción de una fuerza de presión.
- -
- Una modificación angular de la cuña de apoyo 41 posibilita que el límite de la fuerza de presión sea ajustada mediante la sustitución de dos componentes.
- -
- Una modificación de la fuerza de presión necesaria para la laminación o una fluctuación de la fuerza de reacción de la laminación es absorbida por una fuerza de fricción a través de la cuña de apoyo 41 (mientras se compensa una rigidez baja de los árboles NC 22 y 42) para mantener la distancia central entre el árbol 37 de la herramienta de laminación y el eje rotatorio 21a del recipiente 21 con una rigidez elevada.
- -
- El huelgo en la dirección de la distancia central entre el árbol 37 de la herramienta de laminación y el eje rotatorio 21a del recipiente 21 es eliminado con independencia del huelgo presente sobre el lado de los árboles NC 22 y 42.
- -
- La distancia central es controlada directamente con independencia del ángulo de rotación del motor NC 27 o 43 para posibilitar el control altamente preciso de la distancia central.
- -
- Los datos procedentes del sensor 35 de la distancia permiten la confirmación de la precisión de un producto en conformidad con una prueba de laminación del engranaje.
En la presente forma de realización, es deseable
contar con los dos árboles de control 14 y 15 descritos en la
tercera forma de realización o los tres árboles de expansión
(árboles de control) 16, 17, y 18 descritos en la cuarta forma de
realización. La disposición y el control de funcionamiento de los
dos árboles de control 14 y 15 o de los tres árboles de expansión
(árboles de control 16, 17 y 18) son los mismos que los de las
tercera y cuarta formas de realización.
Claims (7)
1. Un procedimiento de fabricación de un
componente (12) que presenta unos dientes internos, que comprende
las etapas de:
- la inserción de un material cilíndrico (10) dentro de un recipiente accionado en rotación (2) de una manera aproximadamente alineada;
- la presión y deformación del material cilíndrico (10) entre una circunferencia exterior de una herramienta de laminación (5) que presenta unos dientes externos y una circunferencia exterior de dicho recipiente (2) modificando al tiempo de manera secuencial la distancia entre un árbol rotatorio (6) de la herramienta de laminación de accionamiento en rotación y un eje rotatorio (2a) del recipiente para aumentar de manera sucesiva un perfil del diente; y
- la conclusión de la laminación en un estado en el que el material cilíndrico (10) llena dicho recipiente (2) como resultado de un diámetro exterior de tamaño aumentado mediante ensanchamiento.
2. El procedimiento de fabricación de un
componente (12) que presenta unos dientes internos de acuerdo con la
reivindicación 1 que comprende así mismo una etapa de formación por
adelantado de una pluralidad de surcos cóncavos (13) como la de los
dientes internos que van a ser conformados sobre una superficie
circular interior del material cilíndrico (10) a intervalos
iguales.
3. Una laminadora para la fabricación de un
componente que presenta unos dientes internos, que comprende:
- un recipiente accionado en rotación (2) para insertar un material cilíndrico (10) para conformar un componente (12) que presenta unos dientes internos de manera alineada;
- una herramienta de laminación (5) que presenta unos dientes externos que van a ser presionados contra un lado interior de dicho material cilíndrico (10) para fabricar los dientes internos mediante laminación;
- un árbol rotatorio (6) de la herramienta de laminación que acciona en rotación dicha herramienta de laminación (5); y
- un mecanismo de transferencia (7) dispuesto para desplazar por fuerza dicho árbol rotatorio (6) de la herramienta de laminación para modificar de manera secuencial una distancia entre un eje rotatorio (2a) de dicho recipiente (2) y dicho árbol rotatorio (6) de la herramienta de laminación mientras dicho árbol rotatorio (6) de la herramienta de laminación es accionado;
caracterizada por una base (3) sobre la
cual está situado dicho recipiente (2) a través de un cojinete
radial (4); y
al menos un árbol de expansión (14, 15, 16)
adaptado para modificar o mantener firmemente una posición axial de
dicho recipiente (2) con respecto a una posición de la herramienta
(5) forzando una inclinación del recipiente.
4. La laminadora de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que dicho al menos un árbol de expansión
incluye al menos dos árboles de control numérico (14, 15).
5. La laminadora de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que dicho al menos un árbol de expansión
(14, 15, 16) incluye tres árboles de control numérico
independientes (14, 15, 16) dispuestos en paralelo en tres puntos
que rodean el eje rotatorio (2a) del recipiente.
6. La laminadora de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que dicho al menos un árbol de expansión
(14, 15, 16) está adaptado para insertar y ajustar una
circunferencia exterior del recipiente (2) lleno de dicho material
cilíndrico (10) dentro de un lado interior del cojinete radial (4)
situado en la base (3) cada vez que se inicia el tratamiento de
laminación, y para desencajar uno de otro el recipiente (2) y el
cojinete radial (4) después de la terminación del tratamiento de
laminación para descargar un producto tratado y para insertar otro
material cilíndrico (10).
7. La laminadora de acuerdo con la
reivindicación 3, en la que dicho mecanismo de transferencia (7)
incluye una cuña de apoyo que presiona una corredera conectada al
árbol rotatorio (6) de la herramienta de laminación y un resorte
que empuja hacia atrás la corredera, controlando el mecanismo de
transferencia (7) una posición de dicha corredera mediante los
datos de retroalimentación de un sensor de la distancia que
directamente vigila la posición de dicha corredera.
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