ES2407538T3

ES2407538T3 - Dispositivo de apoyo de rectificado

Info

Publication number: ES2407538T3
Application number: ES10722129T
Authority: ES
Inventors: Georg Himmelsbach
Original assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-06-08
Also published as: EP2440369A1; US20120164926A1; DE102009024209A1; KR101719534B1; BRPI1012969A2; RU2538443C2; BRPI1012969B1; US20150246422A1; US11389918B2; KR20120033307A; WO2010142670A1; EP2440369B1; DE102009024209B4; RU2011153290A; CN102458759B; JP5715122B2; CN102458759A; JP2012529378A

Abstract

Procedimiento para el rectificado multicojinete de piezas de trabajo (10, 20), en el que se rectifican varios puntosde apoyo (27) al mismo tiempo mediante un conjunto de muelas de rectificado (5), experimentando al menos unpunto de apoyo (27) durante el rectificado al menos temporalmente un respaldo para la compensación dedeformaciones de la pieza de trabajo (10, 22) por fuerzas de rectificado, aproximándose al al menos un punto deapoyo (27) una muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28) a modo de unasiento de luneta y rectificando al menos en una subregión axial de este punto de apoyo (27) el asiento de elementode apoyo (28), caracteriza do- por que las muelas de rectificado (4) del conjunto de muelas de rectificado (5) rectifican al menos parcialmentedurante el rectificado con la muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo(28) los lados planos (25) y/o las superficies de apoyo de los puntos de apoyo (27), - por que después del rectificado final del asiento de elemento de apoyo (28), la muela de rectificado (32) parael rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28) se retira una reducida magnitud de elevación o se colocacon marcha libre, - por que a continuación uno o varios elementos de apoyo (34, 35, 40) como elementos transductores de fuerzase aplican en el asiento de elemento de apoyo (28) respectivamente terminado de rectificar y - por que a continuación se terminan de rectificar los puntos de apoyo (27) con el conjunto de muelas derectificado.

Description

Dispositivo de apoyo de rectificado

La invención se refiere a un procedimiento para el rectificado multicojinete de piezas de trabajo, en el que varios puntos de apoyo se rectifican al mismo tiempo mediante un conjunto de muelas de rectificado, experimentando al menos un punto de apoyo durante el rectificado al menos temporalmente un respaldo para la compensación de deformaciones de la pieza de trabajo por fuerzas de rectificado según el preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere también a un dispositivo para el rectificado multicojinete de piezas de trabajo, en el que varios puntos de apoyo se rectifican al mismo tiempo mediante un conjunto de muelas de rectificado, que se puede aproximar sobre un husillo portamuela común en un cabezal de husillo portamuela multicojinete al menos en dirección radial X1 con respecto a la pieza de trabajo, experimentando al menos un punto de apoyo durante el rectificado al menos temporalmente un respaldo en un asiento del elemento de apoyo a modo de un asiento de luneta para la compensación de deformaciones de la pieza de trabajo por fuerzas de rectificado y pudiéndose hacer girar la pieza de trabajo mediante un cabezal fijo portapieza alrededor de un eje de rotación, para la aplicación del procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 8.

Un procedimiento de este tipo así como un dispositivo correspondiente se conocen por el documento DE 101 44 644 B4. Según este documento, el asiento del elemento de apoyo se rectifica inicialmente con un equipo de rectificado adicional, a continuación se coloca la luneta y después se rectifican los asientos de cojinete en el cigüeñal. Este procedimiento tiene la desventaja de que durante el rectificado del asiento del elemento de apoyo no puede tener lugar ningún otro mecanizado. Con ello aumenta considerablemente el tiempo de mecanizado en la pieza de trabajo.

Por tanto, la invención se basa en el objetivo de crear un procedimiento y un dispositivo del tipo que se ha mencionado al principio, en el que se acorte adicionalmente el tiempo de mecanizado para la pieza de trabajo con respecto al estado de la técnica.

La solución de este objetivo se realiza, con respecto al procedimiento, de acuerdo con la parte caracterizadora de la reivindicación 1 aproximándose al al menos un punto de apoyo una muela de rectificado para el rectificado de un asiento del elemento de apoyo a modo de un asiento de luneta y rectificando al menos en una subregión axial de este punto de apoyo el asiento del elemento de apoyo, rectificando al menos parcialmente las muelas de rectificado del conjunto de muelas de rectificado durante el rectificado con la muela de rectificado para el rectificado de un asiento del elemento de apoyo las superficies laterales y/o las superficies de apoyo de los puntos de apoyo, retirándose una reducida magnitud de elevación o colocándose con marcha libre después de rectificado final del asiento del elemento de apoyo la muela de rectificado para el rectificado de un asiento del elemento de apoyo, aplicando a continuación uno o varios elementos transductores de fuerza en el asiento del elemento de apoyo respectivamente terminado de rectificar y terminándose de rectificar a continuación los puntos de apoyo con el conjunto de muelas de rectificado.

En el caso de las piezas de trabajo a mecanizar según el procedimiento de acuerdo con la invención se trata, preferentemente, de cigüeñales que se producen en grandes números de piezas y en las que cualquier reducción del tiempo de mecanizado es económicamente ventajosa. No obstante, el procedimiento se puede utilizar también en otras piezas de trabajo cuando las mismas se puedan mecanizar mediante rectificado y que, según el estado de la técnica, permiten la utilización de elementos de apoyo, tales como lunetas.

Mediante la forma de proceder de acuerdo con la invención, durante el rectificado del asiento del elemento de apoyo puede tener lugar ya un desprendimiento de virutas en los puntos de apoyo y/o los lados planos de los puntos de apoyo del cigüeñal. Los puntos de apoyo ya no se tienen que producir mediante etapas de trabajo o ciclos de trabajo separados hasta su dimensión final en la anchura, ya que esto se puede integrar en este ciclo de trabajo sin aumentar significativamente los tiempos de rectificado. Por ello se puede minimizar también el tiempo de mecanizado en ciclos anteriores de trabajo. Esto se refleja en los costes de producción de la pieza de trabajo, ya que se puede producir de forma más económica.

En los ciclos de trabajo anteriores, de este modo, se pueden omitir al menos partes de mecanizados requeridos hasta ahora o se puede trabajar con tolerancias aumentadas en las secuencias anteriores del mecanizado, lo que nuevamente tiene un efecto en cuanto a menores costes de mecanizado en las secuencias anteriores de mecanizado.

En el tiempo durante el cual se rectifica el asiento del elemento de apoyo, ya se puede rectificar mediante las muelas de rectificado del cabezal del husillo portamuela en los puntos de apoyo en los lados planos de los puntos de apoyo. Por ello, durante el rectificado del asiento del elemento de apoyo, la máquina ya se encuentra por completo en el funcionamiento de rectificado, de tal manera que se pueden conseguir capacidades de desprendimiento de virutas muy elevadas y, por tanto, tiempos de mecanizado acortados.

El rectificado de los lados planos con los asientos de cojinete, además, tiene ventajas con respecto a la exactitud dimensional, de forma y de ubicación, ya que los resaltes planos en los puntos de apoyo se rectifican en la misma sujeción que los propios puntos de apoyo. En este caso, según este procedimiento se pueden conseguir considerables ventajas con respecto a la calidad de fabricación de las piezas de trabajo.

Cuando durante el rectificado del asiento del elemento de apoyo ya se pueden rectificar los resaltes planos en los puntos de apoyo al menos parcialmente hasta la dimensión final, se puede realizar una considerable parte del tiempo de rectificado en el proceso del rectificado inicial del asiento del elemento de apoyo. Esta disminución del tiempo principal durante el rectificado mediante rectificado paralelo en el tiempo de los lados planos para el rectificado del asiento del elemento de apoyo tiene un efecto particularmente ventajoso durante el rectificado de los cigüeñales en grandes series, ya que, en este caso, la presión en cuanto a los costes es muy alta.

En este procedimiento de mecanizado se rectifica, preferentemente, con muelas de rectificado con forro de rectificado de CBN unido cerámicamente. Sin embargo, también se pueden concebir todos los demás materiales de rectificado conocidos para las herramientas de rectificado.

La invención se puede aplicar a conceptos de rectificadoras con uno o varios cabezales de husillo portamuela o estaciones de rectificado. Son ámbitos de aplicación preferentes el rectificado de cigüeñales o árboles de levas o, en general, de piezas de trabajo con varias regiones separadas unas de otras, que se pueden rectificar simultáneamente con un conjunto de muelas de rectificado.

Una configuración ventajosa del procedimiento puede consistir, según la reivindicación 2, en que en varios puntos de apoyo se rectifican asientos del elemento de apoyo mediante muelas de rectificado asignadas. Estas muelas de rectificado están dispuestas para esto, preferentemente, sobre un husillo portamuela común y a cada una de las mismas está asignado, ventajosamente, uno o varios elementos de apoyo como elementos transductores de fuerza. Durante el rectificado de asientos del elemento de apoyo pueden estar estructuradas, sin embargo, también varias disposiciones de apoyo de rectificado sobre la máquina, de tal manera que los asientos del elemento de apoyo se pueden rectificar independientemente entre sí.

Los elementos de apoyo, según la reivindicación 3, se encajan y desencajan preferentemente mediante pivotado alrededor de un eje de pivotado o mediante un movimiento lineal con el asiento del elemento de apoyo asignado. Como control por ordenador para el control de los elementos de apoyo se utiliza, preferentemente, el control CNC de la rectificadora, que controla la aproximación de todas las muelas de rectificado y de los elementos de apoyo y que coordina todos los desarrollos de movimiento y mecanizados de rectificado.

En la configuración del procedimiento según la reivindicación 5, el asiento del elemento de apoyo se rectifica solo hasta una dimensión previa próxima a la dimensión final del asiento de cojinete y el elemento de apoyo se coloca solo hasta esta dimensión previa. Esta dimensión previa próxima a la dimensión final, en este caso, solo es ligeramente mayor que la dimensión teórica del asiento de cojinete terminado de rectificar. A continuación se termina de rectificar el asiento de cojinete.

De acuerdo con otra configuración particularmente ventajosa según la reivindicación 6, el elemento de apoyo, dependiendo del avance del rectificado final con el conjunto de muelas de rectificado sigue su graduación en dirección X1 mediante una graduación coordinada con esto en dirección X2, es decir, opuesta. Por ello, la posición del elemento de apoyo sigue al diámetro decreciente del asiento de cojinete rectificado y, por tanto, puede ejercer siempre un efecto óptimo de apoyo. Por ello aumenta claramente la precisión del mecanizado de rectificado con respecto a la variante según la reivindicación 5.

Para resolver el objetivo ya mencionado al principio, con respecto al dispositivo se prevé, particularmente para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, en un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1 que con separación del cabezal del husillo portamuela multicojinete exista al menos otro cabezal de husillo portamuela como parte de una unidad de apoyo de rectificado con una muela de rectificado para el rectificado de un asiento del elemento de apoyo, que la unidad de apoyo de rectificado se pueda aproximar en dirección radial X2 hacia la pieza de trabajo y que se pueda alejar de la misma y que la unidad de apoyo de rectificado con al menos un elemento de apoyo móvil esté dispuesta en la región de la muela de rectificado para el rectificado de un asiento del elemento de apoyo, que aplique elementos de apoyo en el asiento del elemento de apoyo.

Con el dispositivo según la reivindicación 8 se puede llevar a cabo, particularmente, el procedimiento según las reivindicaciones 1 a 7. Para esto, la unidad de apoyo de rectificado, que comprende como grupos constructivos esenciales un cabezal de husillo portamuela y elementos de apoyo móviles, está dispuesta sobre la misma bancada de la máquina que el cabezal del husillo portamuela multicojinete. No obstante, se encuentra en el lado opuesto de la pieza de trabajo y, desde ahí, se puede aproximar a la pieza de trabajo o alejarse de la misma. Por ello, es posible encajar la muela de rectificado y/o los elementos de apoyo de la unidad de apoyo de rectificado con un punto de apoyo a rectificar de la pieza de trabajo, mientras que, simultáneamente, las muelas de rectificado del cabezal del husillo portamuela multicojinete ya se encuentran en el encaje de rectificado en el lado opuesto de la pieza de trabajo.

Con el dispositivo de acuerdo con la invención se puede rectificar un asiento del elemento de apoyo, es decir, una pista de apoyo rectificada para uno o varios elementos de apoyo, mientras que a la vez ya se puede comenzar en el lado contrario de la pieza de trabajo con el rectificado de los puntos de apoyo con el conjunto de muelas de rectificado. Por ello se suprime la pérdida de tiempo que se produce en el estado de la técnica debido a que, en primer lugar, se tiene que rectificar un asiento de luneta antes de que se pueda colocar una luneta y pueda comenzarse con el rectificado en sí de los puntos de apoyo. Una coordinación de las aproximaciones de cabezal de husillo multicojinete y unidad de apoyo de rectificado en dirección X1 o X2, es decir, hacia la pieza de trabajo y alejándose de la misma, según la reivindicación 9 permite una armonización particularmente fina y flexible de las etapas individuales del procedimiento. Particularmente, esta medida abre la posibilidad de utilizar la unidad de apoyo de rectificado a modo de una "luneta de seguimiento", de tal manera que sigue a un diámetro decreciente durante el rectificado de la pieza de trabajo en el punto de encaje.

Una disposición de los elementos de apoyo móviles en el cabezal del husillo portamuela de la unidad de apoyo de rectificado según la reivindicación 10 simplifica el control y la complejidad constructiva, ya que ambos grupos constructivos se pueden montar en un carro cruzado común y aproximarse de forma conjunta. Además, de este modo se puede conseguir una disposición estable y compacta de los grupos constructivos funcionales.

Como elementos de apoyo, según la reivindicación 11, se utilizan preferentemente mordazas de apoyo que pueden pivotar alrededor de un eje de pivotado o las que se puedan desplazar a través de un accionamiento sobre una pista recta. El movimiento para encajar o desencajar los elementos de apoyo se controla, ventajosamente, por el control CNC de la rectificadora.

Cada uno de los elementos de apoyo tiene, en la región de contacto prevista con la pieza de trabajo, el punto de apoyo, un revestimiento que disminuye el desgaste y la fricción que está compuesto, preferentemente, de diamante policristalino (PKD) o de nitruro de boro cúbico (CBN). El o los elementos de apoyo deberían presentar, para la absorción adecuada de las fuerzas de rectificado, al menos dos puntos de apoyo que pueden estar realizados, por ejemplo, por dos mordazas de apoyo con, respectivamente, un punto de apoyo o por un cuerpo de apoyo compacto con dos puntos de apoyo dispuestos con separación unos de otros.

A continuación, la invención se explica con más detalle mediante ejemplos de realización que están representados en las figuras. Muestran:

La Figura 1, una vista superior parcial sobre una rectificadora según la invención para el rectificado

de los puntos de apoyo de un cigüeñal; La Figura 2, una vista detallada del rectificado de un asiento del elemento de apoyo; La Figura 3, una vista detallada de una unidad de apoyo de rectificado según la invención encajada

con la pieza de trabajo; La Figura 4, otra forma de realización de una unidad de apoyo de rectificado con un cuerpo de

apoyo que puede pivotar; La Figura 4A, una unidad de apoyo de rectificado de acuerdo con la figura 4, sin embargo, con un

desplazamiento lineal del cuerpo de apoyo Las Figuras 5A y 5B, otras variantes constructivas de la unidad de apoyo de rectificado; La Figura 5C, una vista detallada de un elemento de apoyo graduable con una forma constructiva

según la Figura 5B; La Figura 6, otra forma constructiva de la unidad de apoyo de rectificado según la invención durante

la utilización; La Figura 7, una vista parcial de la unidad de apoyo de rectificado de acuerdo con la invención

desde el lado.

La Figura 1 muestra una vista parcial desde arriba sobre una rectificadora 1 según la invención. En la región posterior se encuentra, sobre un carro de aproximación 2, un husillo portamuela 2 accionado de forma rotatoria, que aloja varias muelas de rectificado 4 para el rectificado de puntos de apoyo 21 fijados de forma céntrica de la pieza de trabajo 10. Las muelas de rectificado 4 forman el conjunto de muelas de rectificado 5 y llevan un forro de rectificado 6 en su perímetro. Se hacen girar a través del husillo portamuela 3 y su accionamiento de rotación 7, lo que está indicado por la flecha doblada. El cabezal de husillo portamuela multicojinete 8, en este caso, está equipado con cuatro muelas de rectificado 4 para el rectificado al mismo tiempo de los cuatro cojinetes principales 21 de un cigüeñal 20 y se puede aproximar y alejar en dirección de la flecha doble X1, es decir, en ángulo recto con respecto al eje medio de la pieza de trabajo 10.

La pieza de trabajo 10, en este caso, es un cigüeñal 20 cuyos cojinetes principales 21 céntricos establecen el eje medio de la pieza de trabajo 10 y, por tanto, su eje de rotación 22 para el rectificado. El eje de rotación 22 es a la vez el eje de rotación 22 del cabezal fijo portapieza 11 y del cabezal móvil 16, lo que está indicado mediante la flecha curvada C1. El cabezal fijo portapieza 11 presenta un plato de sujeción 12 con mordazas de sujeción 13 para el arrastre rotatorio de la pieza de trabajo así como una punta 14 para el centrado de la pieza de trabajo 10. En el otro extremo del cigüeñal 20 está dispuesto el cabezal móvil 16 con una punta 17. Es desplazable para adaptarse a la longitud de la pieza de trabajo 10 en dirección Z, es decir, en paralelo con respecto al eje de rotación 22. En esta dirección Z también puede ser trasladable la pieza de trabajo 10, pudiéndose realizar el movimiento mediante un carro cruzado no mostrado en el presente documento debajo del cabezal de husillo portamuela multicojinete 8, tal como está indicado mediante la flecha Z1. Este, entonces, es desplazable en dirección Z1, es decir, en paralelo con respecto al eje medio de la pieza de trabajo 10. Estos movimientos de aproximación se realizan, preferentemente, de manera controlada por CNC.

En la región anterior de la rectificadora 1, es decir, en el otro lado de la pieza de trabajo 10 con respecto al cabezal de husillo portamuela multicojinete 8 se encuentra, en una forma representada de manera muy simplificada, la unidad de apoyo de rectificado 30 de acuerdo con la invención. La unidad de apoyo de rectificado 30 lleva, en un cabezal de husillo portamuela 24, un husillo portamuela 31 que se puede accionar de forma rotatoria con una muela de rectificado 32 y las mordazas de apoyo 35 o los cuerpos de apoyo 40 no mostrados en el presente documento que, sin embargo, están representados en las Figuras 3 y 4. La muela de rectificado 32 está configurada, preferentemente, como muela de rectificado de CBN (nitruro de boro cúbico) unido cerámicamente. Sirve principalmente para rectificar un asiento de elemento de apoyo 28 sobre un punto de apoyo 27 destinado a esto de la pieza de trabajo 10. Su aproximación en el eje X2 está controlada, preferentemente, asimismo mediante CNC. La unidad de apoyo de rectificado 30 está montada para esto sobre la mesa de rectificado (con versión con eje Z) no mostrada en el presente documento o la bancada de máquina (con versión con eje Z1) tampoco mostrada.

La unidad de apoyo de rectificado 30 está dispuesta con respecto a la pieza de trabajo 10 y el cabezal de husillo portamuela multicojinete 8 con el conjunto de muelas de rectificado 5 de tal manera que su muela de rectificado 32, durante la utilización, encaja en el mismo punto de apoyo 27 de la pieza de trabajo que una de las muelas de rectificado 4 del conjunto de muelas de rectificado 5. Preferentemente, esto es una de las muelas de rectificado 4 medias, ya que una combadura a compensar de la pieza de trabajo 10 es máxima en la región media. Con un encaje al mismo tiempo tanto de la muela de rectificado 32 como del conjunto de muelas de rectificado 5 en la pieza de trabajo 10, las muelas de rectificado 4 y 32 opuestas actúan, respectivamente de apoyo para la pieza de trabajo 10 a modo de una luneta, tal como está explicado con más detalle mediante la Figura 2. En este caso, los otros puntos de apoyo 27 se rectifican asimismo por las otras muelas de rectificado 4 del conjunto de muelas de rectificado 5, sin embargo, no experimentan ningún apoyo. Sin embargo, esto no es grave, ya que en la práctica es suficiente que solo un punto de apoyo 27, y ubicado esencialmente en el medio, se respalde contra doblamiento de la pieza de trabajo 10 debido a fuerzas de rectificado. Sin embargo, en el marco de la invención es posible equipar la unidad de apoyo de rectificado con varias muelas de rectificado 32 y elementos de apoyo 34 correspondientes y, por ello, rectificar varios asientos de elemento de apoyo. Con ello, varios puntos de apoyo 27 a rectificar pueden experimentar un respaldo, tal como ya se ha explicado con respecto a un punto de apoyo 27. Las etapas individuales del procedimiento de acuerdo con la invención no se modifican por esto. También es posible que se utilicen varias unidades de apoyo de rectificado en el caso de piezas de trabajo largas.

Según la invención, no solo la muela de rectificado 32 de la unidad de apoyo de rectificado 30 en determinadas fases del mecanizado de rectificado actúa como apoyo para la pieza de trabajo 10, sino que se utilizan también otros elementos de apoyo 34, tales como mordazas de apoyo 35 o cuerpos de apoyo 41 que pueden pivotar al interior, que están representados en las Figuras 3, 4 y 6.

Con el dispositivo descrito se pueden rectificar, evidentemente, también varios cojinetes de elevación ventajosamente de forma conjunta, para lo que el cigüeñal 20 se tiene que fijar excéntricamente de tal manera que el eje de rotación 22 se encuentre en el eje medio de los cojinetes de elevación 23. Durante el rectificado habitual de, respectivamente, un par de cojinetes de elevación 23 se utiliza la unidad de apoyo de rectificado 30 en uno de los dos cojinetes de elevación 23, mientras que el otro cojinete de elevación 23 se rectifica simultáneamente, sin embargo, sin respaldo. Naturalmente, también es posible en este caso un respaldo en varios puntos de apoyo 27, tal como ya se ha explicado con referencia a la fabricación de cigüeñales.

En la Figura 2 está representado el rectificado inicial del asiento de elemento de apoyo 28 con la muela de rectificado 32 de la unidad de apoyo de rectificado 30 en una vista detallada. En este caso, el punto de apoyo 27 es un cojinete principal 21 céntrico de un cigüeñal 20, que se hace girar durante el mecanizado de rectificado alrededor del eje de rotación 22. Desde un lado del punto de apoyo 27 se aproxima la muela de rectificado 4 en dirección X1 y rectifica con el forro de rectificado 6 los lados planos 25 o resaltes planos 26 de los puntos de apoyo del cigüeñal 20. Simultáneamente se aproxima la muela de rectificado 32 desde el lado contrario del cigüeñal 20 al punto de apoyo 27 hasta ahora todavía no mecanizado y en ese lugar rectifica un asiento de elemento de apoyo 28, para lo que se hace rotar a través del husillo portamuela 31. Este asiento de elemento de apoyo 28, en el ejemplo representado, ventajosamente la mayoría de las veces es menos ancho que un cojinete principal 21 terminado de rectificar, de tal manera que a ambos lados del asiento de elemento de apoyo 28 se pueden ver regiones 29 todavía no mecanizadas. La presencia de tales regiones 29, sin embargo, no es obligatoriamente necesaria. En principio, el asiento de elemento de apoyo 28 puede ocupar toda la anchura del punto de apoyo principal.

En esta forma de proceder, en la que simultáneamente se aproximan las muelas de rectificado 4 y 32 desde lados opuestos al mismo punto de apoyo 27 de la pieza de trabajo 10, cada una de las muelas de rectificado 4, 32 actúa como equipo de apoyo para la pieza de trabajo 10 contra doblamiento transversalmente con respecto a su eje longitudinal, el eje de rotación 22. Con ello se obtiene un efecto como aquel que se obtiene mediante una luneta. Este efecto se transmite también a los otros puntos de apoyo 27 que se rectifican simultáneamente por las restantes muelas de rectificado 4 del conjunto de muelas de rectificado 5.

Se entiende que en un momento más avanzado del mecanizado que el mostrado en la Figura 2, la muela de rectificado 4 también rectifica el propio punto de apoyo 27, es decir, un cojinete principal 21 del cigüeñal 20 cuando, tal como se muestra en la Figura 2, presenta un forro de rectificado 6 adecuado para esto y se aproxima correspondientemente. La muela de rectificado 32 de la unidad de apoyo de rectificado 30, según una forma de realización del procedimiento de acuerdo con la invención, se puede colocar girando libremente al menos durante las últimas fases del rectificado final y, por tanto, actúa ya solo como medio para el apoyo de la pieza de trabajo, respaldándose mediante las mordazas de apoyo 35 o los cuerpos de apoyo 40 (véase las Figuras 3 y 4) no mostrados en el presente documento. Según otra forma de realización del procedimiento de acuerdo con la invención, la muela de rectificado 32 de la unidad de apoyo de rectificado 30 para el rectificado final también puede retrocederse un tramo reducido con respecto a la pieza de trabajo 10, después de lo cual ya solo las mordazas de apoyo 35 o los cuerpos de apoyo 40 que se han aplicado en el asiento de elemento de apoyo 28 rectificado previamente de la pieza de trabajo 10 tienen contacto con el mismo.

La Figura 3 muestra los elementos de apoyo 34 ya mencionados de la unidad de apoyo de rectificado 30 en forma de mordazas de apoyo 35 en el estado pivotado al interior. Para esto, la muela de rectificado 32 se ha retirado después del rectificado del asiento de elemento de apoyo 28 en una magnitud de elevación, de tal manera que la pieza de trabajo 10 está apoyada solamente por las mordazas de apoyo 35, mientras que la muela de rectificado 4 para el rectificado de los puntos de apoyo 27, tal como, por ejemplo, de un cojinete principal 21 de un cigüeñal 20, está encajada en el lado opuesto del punto de apoyo 27 con la pieza de trabajo 10.

El conformado de los elementos de apoyo 34 y su pivotado al interior u otro encaje con la pieza de trabajo, evidentemente, tiene que ser de tal manera que, por un lado, los puntos de apoyo 39 del respectivo elemento de apoyo 34, 35, 40 se pongan en contacto con la pieza de trabajo en el asiento de elemento de apoyo 28 generado anteriormente con la muela de rectificado 32 y, por otro lado, no colisionen con la muela de rectificado 32 o partes de la pieza de trabajo 10. Las mordazas de apoyo 35 según la Figura 3, que están alojadas con el eje de pivotado 36 lateralmente a la muela de rectificado 32, por ello, están configuradas en la región anterior con el punto de apoyo 39 de forma acodada.

Las mordazas de apoyo 35 se pueden pivotar al interior, preferentemente de forma hidráulica, hasta un tope fijo no mostrado en el presente documento. Sin embargo, también se pueden realizar otras variantes de accionamiento, tales como, por ejemplo, una aproximación lineal. Las mordazas de apoyo 35 están pivotadas al exterior durante el rectificado del asiento de elemento de apoyo 28 (representado con línea discontinua). Cuando el asiento de elemento de apoyo 28 se ha terminado de rectificar, las mordazas de apoyo 35 se pivotan al interior y los puntos de apoyo 27 en la pieza de trabajo 10 pueden rectificarse hasta la dimensión final.

Para poder realizar una elevada rigidez y caminos cortos de pivotado de las mordazas de apoyo 35 para el apoyo, las mismas están dispuestas, preferentemente, en la protección de muela de rectificado 43 (compárese con la Figura 7), en la cual la mayoría de las veces están fijadas también las boquillas para lubricante de refrigeración para el proceso de rectificado. Mediante el eje X1 se aproxima o aproximan la o las muelas de rectificado 4 para el rectificado de los asientos de cojinete. El eje X2 se aproxima hasta un determinado valor de aproximación, de tal manera que la pieza de trabajo 10 está apoyada para el rectificado de los puntos de apoyo 27. Gracias a la magnitud de aproximación se puede controlar exactamente la posición de las mordazas de apoyo 35, de tal manera que la pieza de trabajo 10 solo se soporta o incluso se "sobrepresiona" una pequeña magnitud para poder generar correcciones de dimensión durante el rectificado. Las mordazas de apoyo 35 también se pueden reajustar dependiendo de la posición del eje X1, de tal manera que se representa una especie de luneta de seguimiento durante el rectificado de los puntos de apoyo 27.

También es posible rectificar el asiento del elemento de apoyo hasta prácticamente la dimensión final, de tal manera que se tiene que aproximar la unidad de apoyo de rectificado 30 hasta un valor predefinido del eje X2 y, entonces, no se tiene que reajustar dependiendo del eje X1.

Las mordazas de apoyo 35 llevan en la región anterior un forro 38 que disminuye la fricción y el desgaste que, preferentemente, está compuesto de PKD (diamante policristalino) o CBN (nitruro de boro y carbono).

En la Figura 4 está representada otra forma de realización de los elementos de apoyo 34, en la que dos puntos de apoyo 39 están aunados en un cuerpo de apoyo 40 común. Los puntos de apoyo 39 están provistos, al igual que antes, del forro 38 que disminuye el desgaste y la fricción. El contorno externo del forro 38, que se aplica en el asiento de elemento de apoyo 28 sobre la pieza de trabajo 10, está configurado de tal manera que no se produce ningún soporte de canto.

Entre los dos puntos de apoyo 39 separados, el cuerpo de apoyo 40 debido a su conformado está más alejado de la pieza de trabajo 10 que los puntos de apoyo 39 que, en el presente documento, están configurados simétricamente en el cuerpo de apoyo 40, como se puede ver también en la Figura 5A. El cuerpo de apoyo 40 puede pivotar, en el ejemplo de realización representado, alrededor de un eje que, en este caso, coincide con el eje de rotación 31a del husillo portamuela 31. Evidentemente se pueden concebir también otros conformados para el cuerpo de apoyo 40, la disposición de los puntos de apoyo 39 y el tipo de aproximación a la pieza de trabajo 10. De este modo, el cuerpo de apoyo 40 puede estar configurado también de forma que pueda pivotar alrededor de ejes distintos al eje de rotación 31 a del husillo portamuela 31 o ser trasladable linealmente sobre un carro, tal como se muestra en la Figura 4A. En todos los casos es apropiado coordinar y controlar la aproximación o el alejamiento de las mordazas de apoyo 35 o de los cuerpos de apoyo 40, de forma bien hidráulica o bien electromecánica, mediante un control CNC con las distintas etapas del procedimiento durante el rectificado.

Para pivotar al interior los cuerpos de apoyo 40 según la Figura 4 puede requerirse alejar la unidad de apoyo de rectificado 30 en dirección X2 una determinada magnitud y, después, volver a colocarla en la pieza de trabajo 10 con el cuerpo de apoyo 40 pivotado al interior. Se entiende que con un alojamiento del cuerpo de apoyo 40 lateralmente al lado de la muela de rectificado 32, tal como está indicado en la Figura 4, el extremo anterior del cuerpo de apoyo 40 con los puntos de apoyo 39 está acodado, para que los puntos de apoyo 39 se puedan aplicar en el asiento de elemento de apoyo 28 rectificado anteriormente por la muela de rectificado 32. Como alternativa, naturalmente es posible compensar un desplazamiento lateral entre la muela de rectificado 32 y los puntos de apoyo 39 de elementos de apoyo 34, 35, 40 mediante una traslación de la unidad de apoyo de rectificado 30 en dirección Z que, para esto, puede estar dispuesta, por ejemplo, sobre un carro cruzado con accionamientos controlables correspondientes.

En la Figura 5A está representada una disposición con un cuerpo de apoyo 40, estando colocados los puntos de apoyo 39 con el forro 38 con respecto a la muela de rectificado 32 y el eje medio o el eje de rotación 22 de la pieza de trabajo 10 con el mismo ángulo.

La Figura 5B muestra una realización ventajosa dependiendo de la pieza de trabajo 10, siendo diferentes los ángulos a y 1 de los puntos de apoyo 39 con respecto a la línea de unión entre el eje de rotación 31a del husillo portamuela 31 y el eje de rotación 22 de la pieza de trabajo 10. Esta realización puede mostrarse ventajosa debido a las fuerzas resultantes del proceso de rectificado.

En la Figura 5C está mostrada otra realización de un cuerpo de apoyo 41 como particularidad de la Figura 5B, estando dispuestos los puntos de apoyo 39 de forma graduable en un cuerpo de base 41 y volviéndose a enclavar después del ajuste en una posición fija. Este ajuste puede graduarse dependiendo de la pieza de trabajo 10; por ejemplo, con la utilización de la unidad de apoyo de rectificado 30 en diferentes piezas de trabajo 10. Entonces, el ajuste permanece constante durante el rectificado de piezas de trabajo 10 del mismo tipo. Esta graduación se puede llevar a cabo en uno o en ambos puntos de apoyo 31 (arriba/abajo) en el cuerpo de base 41.

La Figura 6 muestra otra realización ventajosa. La muela de rectificado 32 de la unidad de apoyo de rectificado 30, en este caso, no se retira después del rectificado del asiento de elemento de apoyo 28, sino que se mantiene en la posición de dimensión final del asiento de elemento de apoyo 28 y se cierran las mordazas de apoyo 35 de la unidad de apoyo de rectificado 30. Con ello, ahora, la pieza de trabajo 10 está soportada en 3 puntos. El accionamiento de la muela de rectificado 32 se detiene antes del pivotado al interior de las mordazas de apoyo 35 y la muela de rectificado 32 puede avanzar libremente. Por ello se obtiene una especie de muela de regulación (compárese con el rectificado sin centro, center-less) que soporta la pieza de trabajo 10. Después del cierre de las mordazas de apoyo 35, la pieza de trabajo 10 está fijada de forma céntrica en su ubicación media y se produce una especie de luneta de seguimiento. El eje X2 se reajusta de nuevo de forma controlada por CNC al eje X1, de tal manera que el eje medio de la pieza de trabajo 10 se mantiene exactamente en el medio incluso con disminución de la dimensión nominal durante el rectificado de cojinete. Las mordazas de apoyo 35 se reajustan asimismo a las modificaciones del diámetro del punto de apoyo 27. Mediante esta forma de proceder se puede representar una luneta autocentrante/de seguimiento.

En la Figura 7 está representada una vista parcial de la Figura 1, que aclara una forma de realización de la unidad de apoyo de rectificado 30. La unidad de apoyo de rectificado 30 está fijada sobre la bancada de máquina 45 o la mesa de rectificado y posee un eje de aproximación controlado preferentemente por CNC en dirección X2. Este eje de aproximación está realizado en el presente documento por un carro de aproximación 47 que se puede trasladar sobre la carcasa 46. La carcasa 46 sirve para el alojamiento de las columnas-guía y del accionamiento del eje X2 y está montada sobre la mesa de rectificado 45. Sobre el carro de aproximación 47 está colocado un husillo portamuela 31 que se puede aproximar en ángulo recto con respecto al eje longitudinal de la pieza de trabajo, que se corresponde con el eje de rotación 31 a. Sobre el rotor del husillo portamuela 31 está alojada una muela de rectificado 32. En el cuerpo de base del husillo portamuela o en la carcasa del cabezal del husillo portamuela está montada la protección de la muela de rectificado 48, que aloja en la región exterior los tubos de refrigeración 43 para el suministro de lubricante de refrigeración y en la región externa al lado de la muela de rectificado 32, los accionamientos y la disposición de cojinetes 44 para el pivotado al interior de las mordazas de apoyo 35.

Lista de referencias

1: rectificadora

2: carro de aproximación

3: husillo portamuela

4: muela de rectificado

5: conjunto de muelas de rectificado

6: forro de rectificado

7: accionamiento de rotación

8: cabezal de husillo portamuela multicojinete

10: pieza de trabajo

11: cabezal fijo portapieza

12: plato de sujeción

13: mordazas de sujeción

14: punta

15: accionamiento de rotación

16: cabezal móvil

17: punta

20: cigüeñal

21: cojinete principal céntrico

22: eje de rotación

23: cojinete de elevación

24: cabezal de husillo portamuela

25: lados planos

26: resalte plano

27: punto de apoyo

28: asiento de elemento de apoyo

29: región no mecanizada

30: unidad de apoyo de rectificado

31: husillo portamuela

31a: eje de rotación

32: muela de rectificado

33: forro de rectificado

34: elemento de apoyo

35: mordazas de apoyo

36: eje de pivotado

37: tope

38: forro

39: punto de apoyo

40: cuerpo de apoyo

41: cuerpo de base

42: prolongación graduable

43: tubos de refrigeración

44: disposición de cojinetes con accionamiento para mordazas de apoyo

45: bancada de máquina

46: carcasa

47: carro de aproximación

48: protección de muela de rectificado

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el rectificado multicojinete de piezas de trabajo (10, 20), en el que se rectifican varios puntos de apoyo (27) al mismo tiempo mediante un conjunto de muelas de rectificado (5), experimentando al menos un punto de apoyo (27) durante el rectificado al menos temporalmente un respaldo para la compensación de deformaciones de la pieza de trabajo (10, 22) por fuerzas de rectificado, aproximándose al al menos un punto de apoyo (27) una muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28) a modo de un asiento de luneta y rectificando al menos en una subregión axial de este punto de apoyo (27) el asiento de elemento de apoyo (28),

caracterizado

-

por que las muelas de rectificado (4) del conjunto de muelas de rectificado (5) rectifican al menos parcialmente durante el rectificado con la muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo

(28) los lados planos (25) y/o las superficies de apoyo de los puntos de apoyo (27),

-

por que después del rectificado final del asiento de elemento de apoyo (28), la muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28) se retira una reducida magnitud de elevación o se coloca con marcha libre,

-

por que a continuación uno o varios elementos de apoyo (34, 35, 40) como elementos transductores de fuerza se aplican en el asiento de elemento de apoyo (28) respectivamente terminado de rectificar y

-

por que a continuación se terminan de rectificar los puntos de apoyo (27) con el conjunto de muelas de rectificado.
2.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que en varios puntos de apoyo (27) se rectifican asientos de elemento de apoyo (28) mediante muelas de rectificado (32) asignadas para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28).
3.

Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que los elementos de apoyo (34, 35, 40) se encajan y desencajan mediante pivotado alrededor de un eje de pivotado (36) o mediante traslación lineal con el asiento de elemento de apoyo (28).
4.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que las aproximaciones de todas las muelas de rectificado (4, 32) y de los elementos de apoyo (34, 35, 40) se coordinan mediante un ordenador electrónico.
5.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los elementos de apoyo (34, 35, 40) se colocan solo hasta una dimensión previa próxima a la dimensión final del asiento de elemento de apoyo (28)

o del punto de apoyo (27) y se mantienen en esa posición.
6.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que los elementos de apoyo (34, 35, 40) dependiendo de la graduación del conjunto de muelas de rectificado (5) en la dirección X1 siguen mediante graduación en la dirección X2 a la dimensión real del punto de apoyo (27) asignado.
7.

Dispositivo para el rectificado multicojinete de piezas de trabajo (10, 22), en el que se rectifican varios puntos de apoyo (27) al mismo tiempo mediante un conjunto de muelas de rectificado (5), que se puede aproximar sobre un husillo portamuela (3) común en un cabezal de husillo portamuela multicojinete (8) al menos en dirección radial X1 con respecto a la pieza de trabajo (10, 22), experimentando al menos un punto de apoyo (27) durante el rectificado al menos temporalmente un respaldo en un asiento de elemento de apoyo (28) a modo de un asiento de luneta para la compensación de deformaciones de la pieza de trabajo (10) por fuerzas de rectificado y pudiéndose hacer girar la pieza de trabajo (10, 22) mediante un cabezal fijo portapieza (11) alrededor de un eje de rotación (22), particularmente para la aplicación del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7,

caracterizado

-

por que con separación del cabezal de husillo portamuela multicojinete (8) existe al menos otro cabezal de husillo portamuela (24) como parte de una unidad de apoyo de rectificado (30) con una muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28) a modo de un asiento de luneta, encontrándose la muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28) a modo de un asiento de luneta en el lado contrario de la pieza de trabajo (10) frente al cabezal de husillo portamuela multicojinete (8) y

-

por que la unidad de apoyo de rectificado (30) en dirección radial X2 se puede aproximar a la pieza de trabajo (10, 22) y se puede alejar de la misma y

-

por que la unidad de apoyo de rectificado (30) está provista de al menos un elemento de apoyo (34, 35, 40) móvil en la región de la muela de rectificado (32) para el rectificado de un asiento de elemento de apoyo (28), elemento de apoyo (34, 35, 40) que se puede aplicar en el asiento de elemento de apoyo (28).
8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por que la aproximación del cabezal de husillo multicojinete

(8) en dirección X1 y la aproximación de la unidad de apoyo de rectificado (30) con el otro cabezal de husillo (24) en dirección X2 se pueden controlar dependiendo una de otra.
9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que el elemento de apoyo (34, 35, 40) de la unidad de apoyo de rectificado (30) está dispuesto en el otro cabezal de husillo portamuela (24) y se puede trasladar junto con el mismo.

5 10. Dispositivo según la reivindicación 7, 8 o 9, caracterizado por que la unidad de apoyo de rectificado (30) presenta al menos una mordaza de apoyo (35) o un cuerpo de apoyo (40) que puede pivotar alrededor de un eje de pivotado (36) o que se puede trasladar linealmente.
11. Dispositivo según una o varias de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que los elementos de apoyo

10 (34, 35, 40) presentan, en la superficie de contacto con la pieza de trabajo (10, 22), un forro (38) en forma de un revestimiento que disminuye la fricción y el desgaste, que está compuesto, preferentemente, de diamante policristalino (PKD) o de nitruro de boro cúbico (CBN).