ES2568471T3

ES2568471T3 - Procedimiento para la mecanización de un árbol de cigüeñal

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Publication number: ES2568471T3
Application number: ES12724300.4T
Authority: ES
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2016-04-29
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: DE102011076809B4; DE102011076809A1; WO2012156469A1; US20140109364A1; EP2709785B1; US9358605B2; EP2709785A1

Abstract

Procedimiento para la mecanización completa al menos de pivotes centrales (10) y pivotes de cojinetes de carrea (11) no mecanizados y sus salientes planos (9, 12) respectivos, que rodean los pivotes, de piezas brutas forzadas o fundidas de un árbol de cigüeñal (2), en el que a) se tornean en primer lugar los salientes planos (9) asociados a los pivotes centrales, b) a continuación se rectifican en bruto los pivotes centrales (10) sin sus salientes planos (9) y los pivotes de cojinetes de carrera (11) con sus salientes planos (12), en el que una sobremedida (23) que permanece después del rectificado bruto de los pivotes (10, 11), necesaria para el rectificado acabado es menor que la sobremedida remanente, que es necesaria cuando la mecanización bruta de los salientes planos se realiza de acuerdo con el modo de proceder habitual a través de rectificado bruto, brochado por torneado o fresado por turbulencia; y c) a continuación se rectifican acabados los pivotes centrales (10) y los pivotes de cojinetes de carrera (11) desde la sobremedida menor (23) alcanzada a través del rectificado bruto a la medida final.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para la mecanizacion de un arbol de ciguenal

La invencion se refiere a un procedimiento para la mecanizacion completa al menos de pivotes no mecanizados y de salientes planos de piezas brutas forjadas o fundidas de un arbol de ciguenal.

Puesto que los arboles de ciguenal representan un componente central en particular en motores de combustion interna de piston de movimiento de vaiven y este tipo de motores de combustion interna ha encontrado aplicacion con exito desde hace decenios, tambien la tecnica de fabricacion se ocupa de la misma manera desde hace mucho tiempo de una mejora no solo de la exactitud en la fabricacion, sino tambien de la econoirna de la fabricacion.

Una dificultad en la mecanizacion completa de arboles de ciguenal consiste en que las piezas brutas de arboles de ciguenal suministradas con frecuencia como piezas forjadas o piezas fundidas deben ser sometidas a una mecanizacion no solo de los pivotes de cojinetes principales y de cojinetes de pivotes de carrera, sino tambien de los lados planos de las paredes, de los lados planos de los lados frontales asf como de una pestana de conexion y de taladros de centrado y/o taladros de suministro de aceite.

Las piezas brutas forjadas o fundidas presentan una sobremedida relativamente grande, en particular en los lugares decisivos como por ejemplo cojinetes principales, cojinetes de carrera, salientes planos, cojinetes de ajuste, que debe erosionarse a traves de un procesamiento mecanico. Para que se pueda someter una pieza bruta principalmente a un procesamiento mecanico siguiente, debe mecanizarse esta pieza bruta en sus extremos en el lado plano, y deben practicarse allf unos taladros de centrado. Esto se requiere para que el arbol de ciguenal a mecanizar, en interes de una exactitud de fabricacion alta a conseguir, se pueda empotrar con exactitud y de manera repetible sobre las maquinas de mecanizacion respectivas.

Las piezas brutas en el sentido de esta invencion son piezas brutas forjadas o fundidas, que solamente estan mecanizadas en sus extremos en el lado plano y presentan taladros de centrado.

En las piezas brutas de un arbol de ciguenal deben procesarse mecanicamente cojinetes principales, cojinetes de carrera, punciones y pasadas traseras, cojinetes de ajuste, diametros de pestanas y diametros de pivotes, dado el caso perfiles concentricos asf como superficies de los lados de las paredes y diametros exteriores de las paredes incluyendo chaflanes. A ello hay que anadir todavfa que los arboles de ciguenal deben estar provistos con taladros de aceite, de manera que son necesarias numerosas etapas de fabricacion, para fabricar un componente acabado, mecanizado completo a partir de una pieza bruta de arbol de ciguenal forzada o fundida.

El avance del desarrollo tecnico con respecto a la tecnica de fabricacion de arboles de ciguenal se orienta en este caso a agrupar en la mayor medida posible las diferentes operaciones tecnologicas de fabricacion como fresado, torneado, rectificado y taladrado y, en concreto, a ser posible en centros de fabricacion individuales. En este desarrollo se ha incorporado tambien la tendencia a elevar, sobre todo debido a la exactitud de fabricacion alta alcanzable con ello, la porcion de las operaciones de rectificado en el numero de las operaciones para la fabricacion completa del arbol de ciguenal. Sin embargo, en lmeas de fabricacion para la mecanizacion completa de arboles de ciguenal se agrupan maquinas de torno y maquinas de rectificado, para realizar especialmente aquellas operaciones, que se pueden fabricar de manera mas favorable por medio de torneado, sobre una maquina de torno, pero aquellas operaciones, que se pueden producir de una manera mas exacta y mejor en maquinas de rectificado, precisamente sobre estas maquinas de rectificado.

Debido a las sobremedidas relativamente grandes, que pueden ser hasta 5 mm y mas, la mecanizacion de un arbol de ciguenal es diferente de acuerdo con la realizacion, tamano, dureza, tipo y tamano de lote. En cualquier caso, la mecanizacion comienza con una mecanizacion bruta, en la que, por ejemplo, el arbol de ciguenal es fresado en los extremos a la longitud correcta y se practican en estos extremos tambien taladros de centrado. A continuacion se realiza una mecanizacion de las superficies de los cojinetes principales y tambien de los cojinetes de carrera. Como tecnicas de mecanizacion se aplican para esta mecanizacion bruta el torneado y fresado, en particular fresado por turbulencia, asf como brochado por torneado en gran medida. Para las superficies de cojinetes principales se puede realizar, por ejemplo, tambien un rectificado bruto. Los cojinetes de carrera son fresados de manera predominante. De la misma manera se emplean el brochado por fresado y tambien el rectificado.

A una mecanizacion completa de un arbol de ciguenal pertenecen otras numerosas etapas del procedimiento como el taladrado de canales de aceite, que se puede realizar, por ejemplo, en una tecnica de perforacion profunda, el endurecimiento por induccion para la mejora de la resistencia al desgaste, en el que se endurecen las superficies de rodadura de los cojinetes y se eleva la resistencia de larga duracion a traves de la generacion de tensiones de compresion residuales, en particular en los radios. Este proceso se realiza a traves de calentamiento, enfriamiento y bonificacion. Otros procedimientos tecnologicos son la laminacion de los radios o bien el endurecimiento por induccion de los radios para la elevacion de la resistencia de larga duracion. De la misma manera se puede emplear la nitruracion de un arbol de ciguenal mecanizado acabado para la mejora del comportamiento de desgaste y del comportamiento de fatiga. Los cojinetes principales y los cojinetes de carrera son rectificados con frecuencia

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tambien lo mismo que los extremos de los arboles de ciguenal, es decir, sus pivotes y extremos de pestanas. El rectificado tiene especialmente ventajas con respecto al redondez, calidad de la superficie, linealidad, dado el caso conocida, estabilidad de las medidas, etc.

Por mecanizacion completa debe entenderse en el marco de la presente invencion una mecanizacion completa de pivotes centrales no mecanizados, como tambien de pivotes de cojinetes de carrera no mecanizados asf como sus salientes planos de la misma manera no mecanizados que rodean los pivotes de piezas brutas forjadas o fundidas de un arbol de ciguenal. La invencion incluye, en efecto, todos los procesos para la mecanizacion completa de un arbol de ciguenal en el sentido mas amplio, sin embargo el nucleo de la invencion se extiende a la mecanizacion mencionada anteriormente de pivotes y salientes planos en piezas brutas forjadas o fundidas de un arbol de ciguenal.

En principio, se conoce en el estado de la tecnica mecanizar por torneado los lados planos (ver, por ejemplo, el documento US 2009/0249826 A1). Estas mecanizaciones son realizadas en instalaciones conocidas tambien por medio de fresado por turbulencia o brochado por torneado. En este caso, se disponen metal duro o plaquitas de diamante policristalino sobre un disco. Con tales maquinas se pueden mecanizar en cada caso uno o dos lugares de cojinetes utilizando maquinas con uno o con dos cabezales de husillos de maquinas de forma sucesiva o en parte paralela en el tiempo. Tales maquinas no solo son intensivas de costes en la adquisicion, sino que a traves de la mecanizacion de cojinetes individuales resultan tambien tiempos de mecanizacion mas largos, de manera que para lmeas de fabricacion de arboles de ciguenal conocidas es necesario un numero considerable de estas maquinas, lo que configura la fabricacion de arboles de ciguenal, en general, muy intensivos de costes. Un ejemplo de un procedimiento conocido se publica en el documento DE 10 2010 025 13 A1.

El fresado por turbulencia o brochado por torneado han encontrado una gran difusion en la fabricacion de arboles de ciguenal. Los inconvenientes de estos procedimientos, es decir, del fresado por turbulencia o del brochado por torneado, consisten con frecuencia en que estos procedimientos se realizan, en principio, en seco, es decir, que no se emplea un lfquido de refrigeracion. Las herramientas para el brochado por torneado y el fresado por turbulencia son, ademas, muy complicados, porque se trata en este caso de componentes en firma de disco, que presentan en los lados frontales en la zona circunferencial unas plaquitas que realizan la funcion de mecanizacion por arranque de virutas propiamente dicho. Estas plaquitas deben ajustarse ahora individualmente de manera muy exacta, para que durante la mecanizacion por arranque de virutas se realice una erosion de material lo mas uniforme posible y, por otra parte, las plaquitas son cargadas tambien de manera uniforme. Puesto que estas plaquitas estan dispuestas en la periferia a distancias definidas, resulta tambien un contorno superficial relativamente poco limpio, que se puede designar tambien como del tipo de escamas. El resultado de la mecanizacion bruta tiene en estas circunstancias una influencia negativa sobre los procesos de mecanizacion fina que siguen a continuacion, porque las herramientas utilizadas para ello deben igualar en primer lugar la superficie rugosa e irregular. Esto presupone de nuevo que debe mantenerse una sobremedida relativamente grande para la mecanizacion final como resultado de la mecanizacion bruta. Las herramientas utilizadas para el fresado por turbulencia o el brochado por torneado requieren, ademas, mucho tiempo para sustituir completamente las plaquitas desgastadas. A tal fin se requieren con frecuencia varias horas. Esto conduce a un encarecimiento del proceso de fabricacion, Sin embargo, puesto que los arboles de ciguenal se fabrican con frecuencia en fabricacion en serie, deben buscarse soluciones economicas.

Durante la mecanizacion bruta se erosiona, como se conoce, relativamente mucho material, lo que conduce especialmente en procedimientos con una mecanizacion en seco a una entrada de calor alta en el arbol de ciguenal a mecanizar. Esta entrada de calor alta conduce, ademas de las fuerzas de mecanizacion altas, como consecuencia de la intervencion de las herramientas en el componente a mecanizar, a una deformacion del componente con influencia desfavorable sobre la exactitud a alcanzar posteriormente. La entrada de calor en el arbol de ciguenal como consecuencia de la mecanizacion bruta conduce, por otra parte, a la liberacion de tensiones en el componente, que conducen de la misma manera a retracciones del componente. Ademas, las mecanizaciones brutas conducen a cargas claramente mas elevadas de las herramientas en esta etapa tecnologica en comparacion con la mecanizacion fina o bien mecanizacion final.

Por lo tanto, se ha intentado sustituir el fresado por turbulencia y el brochado por torneado a traves de operaciones de rectificado. Sin embargo, durante la mecanizacion de tales piezas brutas hay que tener en cuenta que debido a la erosion grande de material necesaria las operaciones de rectificado previo estan unidas, en general, con desgastes relativamente altos de las muelas abrasivas (en particular, en los lados planos).

El rectificado propiamente dicho se realiza, en general, como proceso de mecanizacion humeda, porque se trabaja con lubricante de refrigeracion. De esta manera, a traves del rectificado se introduce menos calor en el componente y tambien las fuerzas de mecanizacion son menores, de manera que se pueden reducir las deformaciones como consecuencia del procesamiento en el arbol de ciguenal durante el rectificado. Esto tiene una influencia directa sobre la exactitud del arbol de ciguenal, de manera que se puede conseguir tambien una redondez mejorada de un arbol de ciguenal acabado.

Esto es especialmente cntico durante la mecanizacion de los salientes planos de las zonas de los pivotes centrales,

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porque estos salientes pianos presentan una altura claramente mayor que los salientes pianos en los pivotes de cojinetes de carrera del arbol de ciguenal. Para el procedimiento de fresado por turbulencia o bien el procedimiento de brochado por torneado esto significa que las numerosas plaquitas de corte dispuestas en la periferia exterior de las herramientas experimentan durante la mecanizacion de los salientes planos una carga unilateral fuerte, mientras que las partes grandes de estas plaquitas de corte durante la mecanizacion de los salientes planos no estan todavfa engranadas con la pieza de trabajo a rectificar, el arbol de ciguenal. De esta manera, las herramientas de mecanizacion se desgastan de forma relativamente rapida y deben equiparse a intervalos comparativamente cortos con plaquitas de corte nuevas. Esto conduce a un encarecimiento del proceso de fabricacion, porque el nuevo equipamiento es un proceso costoso de tiempo. Solamente despues de que los salientes planos han sido completamente mecanizados, las zonas restantes de las herramientas de fresado por turbulencia o bien de las herramientas de brochado por torneado intervienen en la mecanizacion, mecanizando las zonas directas de los pivotes. Como ya se ha descrito anteriormente, el resultado de la mecanizacion de brochado por torneado o bien del fresado por turbulencia es una superficie relativamente “escamosa”. Tal superficie irregular y relativamente rugosa tiene inconvenientes considerables para los procesos siguientes de mecanizacion de acabado. Si se realizan los procesos de mecanizacion de acabado, como es habitual, a traves de rectificado, entonces las herramientas empleadas allf deben intervenir en una superficie relativamente irregular y rugosa, lo que implica un desgaste considerable de las muelas abrasivas empleadas a tal fin. Debido a la superficie solo relativamente rugosa, que se puede alcanzar a traves de esta mecanizacion previa a traves de fresado por turbulencia o bien brochado por torneado, debe mantenerse tambien una sobremedida relativamente grande frente a la medida final a alcanzar despues de la mecanizacion bruta, para que se puedan compensar todavfa todos los defectos en el transcurso de la mecanizacion final. Las piezas brutas de arboles de ciguenal mecanizadas de esta manera son designadas tambien como arboles de ciguenal pre-mecanizados. Para estos arboles de ciguenal pre-mecanizados se realiza entonces una mecanizacion fina habitual de tal forma que se realiza en primer lugar un rectificado previo, despues de lo cual se conecta un rectificado acabado o bien un rectificado final. Estos dos procedimientos se realizan, en general, por medio de dos muelas abrasivas diferentes, porque, por una parte, hay que rectificar todavfa una sobremedida relativamente grande, lo que representana una carga demasiado grande para una maquina de rectificado fino y porque, por otra parte, la superficie es relativamente rugosa, lo que conducina de la misma manera a un desgaste relativamente rapido de una muela abrasiva fina, con el resultado negativo de que no se podnan alcanzar o solamente con dificultad los altos requerimientos de calidad.

En concreto, se ha intentado reducir al mmimo estos inconvenientes combinando procedimientos mixtos para la mecanizacion de piezas brutas de arboles de ciguenal, es decir, procedimientos que estan constituidos por brochado por torneado y fresado por turbulencia asf como rectificado, entre sf, de tal manera que en el caso de un cojinete principal los lados planos han sido mecanizados por medio de fresado por turbulencia o bien brochado por torneado, despues de lo cual se conectada un rectificado del pivote del cojinete principal, para que se pudiera ajustar allf una luneta para los otros procesos de mecanizacion. Sin embargo, estos procedimientos combinados mantienen en ultimo termino los inconvenientes, que aparecen directamente en conexion con el fresado por turbulencia y brochado de torneado en el componente. Estos son las cargas principales tambien como consecuencia de la mecanizacion en seco, la alta rugosidad de la superficie y las deformaciones del arbol de ciguenal como consecuencia de esta mecanizacion.

Para eliminar los inconvenientes mencionados anteriormente de los procedimientos de mecanizacion habituales hasta ahora para arboles de ciguenal durante la mecanizacion bruta como brochado por torneado y fresado por turbulencia, se ha tratado de rectificar completamente los arboles de ciguenal, es decir, realizar la mecanizacion bruta a traves de un rectificado bruto.

En los procedimientos de fabricacion conocidos para arboles de ciguenal, en los que las piezas brutas de arboles de ciguenal ya han sido pre-procesadas en bruto, es decir, en los que tanto las superficies planas como tambien las zonas de los pivotes tambien han sido rectificadas en bruto, estaba en primer plano, sin embargo, la mecanizacion acabada de los pivotes de cojinetes de carrera como tambien de los pivotes de cojinetes principales asf como de los salientes planos en una maquina de rectificado acabado, que realiza los procesos del rectificado previo y del rectificado acabado. Ya la secuencia del procesamiento de los pivotes de cojinetes de carrera y de los pivotes de cojinetes principales tiene una influencia sobre la exactitud alcanzable posteriormente. De esta manera, no solo se ha prestado la maxima atencion hasta ahora a esta seccion del procedimiento, incluso han sido desarrolladas muelas abrasivas especiales tambien para la realizacion de estos procesos complejos de rectificado, incluyendo aquellas muelas abrasivas, en las que era posible un reajuste de la anchura de las muelas abrasivas. Esto muestra que para asegurar sobre todo la calidad de los arboles de ciguenal han sido perfeccionadas especialmente las operaciones de rectificado.

A pesar de este modo de fabricacion perfeccionado en la zona del rectificado, se ha constatado que especialmente el desgaste de las muelas abrasivas como consecuencia del rectificado de salientes planos y de pivotes de cojinetes es altamente poco satisfactorio. Esto se refiere especialmente a los salientes planos grandes en las zonas de los pivotes centrales y en particular en este caso para el proceso del rectificado bruto. Este rectificado bruto ha sido realizado a traves de una rectificacion de puncion, de manera que ambos salientes planos que incluyen entre sf el pivote respectivo, han sido rectificados al mismo tiempo. Cuando la muela abrasiva incide ahora con la finalidad de

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la rectificacion de los salientes pianos en esta zona, se cargan al maximo, sin embargo, en principio solo las zonas inmediatas de los cantos de la muela abrasiva, mientras que los granos de rectificar dispuestos en medio sobre la anchura de la muela abrasiva no tienen que realizar ningun trabajo abrasivo, Esto conduce a un desgaste alto de las muelas abrasivas brutas, de manera que el tiempo de actividad de estas muelas abrasivas es inadmisiblemente reducido. Por lo tanto, en este tipo de rectificado bruto solo se rectifica lo que es absolutamente necesario desde la sobremedida en los puntos de cojinetes centrales, lo que tiene como consecuencia que permanece todavfa una sobremedida considerable para la mecanizacion de acabado. Los materiales mejorados de las muelas abrasivas solamente han creado una ayuda insuficiente a este problema.

Los inconvenientes considerables con respecto a la exactitud, la potencia necesaria y el tiempo del ciclo asf como los costes de los procedimientos del brocado por torneado y fresado por turbulencia, rectificado bruto asf como sus combinacion no cumplen, por lo tanto, los requerimientos que existen en particular para la fabricacion en serie.

Por lo tanto, la invencion tiene el cometido de preparar o bien optimizar un procedimiento para la mecanizacion completa de piezas brutas de arboles de ciguenal pre-procesados en el lado plano en todo caso en los extremos asf como una lmea de fabricacion necesaria para la realizacion del procedimiento con las operaciones de fabricacion correspondientes para una fabricacion en serie, de tal manera que se reducen el desgaste de la herramienta asf como los costes de la herramienta y, por lo tanto, los costes de las piezas de los arboles de ciguenal y se puede realizar todo el proceso de fabricacion de manera mas economica y, en concreto, con alta exactitud de fabricacion de los arboles de ciguenal.

Este cometido se soluciona por medio de un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1.

De manera sorprendente, de acuerdo con la invencion, se ha mostrado que - en contra de la via de los desarrollos tecnicos hasta ahora - a traves de una separacion o una distribucion de las diferentes etapas de todo el proceso de fabricacion y, en concreto, a diferencia del modo de proceder habitual hasta ahora, se pueden crear ayudas para los problemas mencionados, de manera que sobre todo la parte de la mecanizacion bruta del rectificado bruto, del brochado por torneado o del fresado por turbulencia, que incluye el rectificado de los salientes planos grandes en los pivotes centrales, se somete en su lugar a un proceso de torneado normal. Puesto que las muelas abrasivas brutas y las herramientas para el brochado por torneado o bien el fresado por turbulencia no tienen que emplearse ya para la mecanizacion de los salientes planos en las zonas de los pivotes centrales, se eleva considerablemente su tiempo de actividad. Pero las herramientas experimentan tambien una carga mas uniforme, puesto que durante la mecanizacion bruta solamente de los pivotes, las plaquitas de corte o bien los granos de las muelas abrasivas inciden directa y totalmente. El rectificado bruto, en particular de los pivotes centrales, ofrece una ventaja especial, despues de que sus salientes planos han sido torneados. Durante el rectificado bruto, se puede incrementar claramente la velocidad de corte frente al fresado por torneado o bien el brochado por torneado, estando presente durante el brochado por torneado una herramienta fija estacionaria. A pesar de la velocidad de corte elevada, la entrada de calor durante el rectificado es considerablemente menor, con lo que el arbol de ciguenal experimenta una deformacion menor y de esta manera se puede conseguir ademas de una superficie mas lisa y mas uniforme, tambien un impacto circular mas reducido. Durante el rectificado bruto de acuerdo con la invencion solamente de las zonas del pivote central en la pieza bruta se puede rectificar de esta manera tambien debido al rectificado bajo la aportacion de aceite refrigerante y aceite lubricante una parte mayor de la sobremedida, que esta presente en la pieza bruta no mecanizada. Esto significa que con el procedimiento de acuerdo con la invencion se puede realizar la mecanizacion bruta hasta el interior de la parte de la sobremedida que debena estar prevista hasta ahora para el rectificado acabado conocido. De esta manera, el rectificado bruto no solo descarga las herramientas durante el rectificado acabado, sino que durante el rectificado acabado debe erosionarse tambien considerablemente menos material, para rectificar a la medida final. Por lo tanto, durante el rectificado final, este se puede realizar en una pasada, de manera que a menudo no es necesaria la distribucion habitual hasta ahora en rectificado previo con una muela abrasiva previa y rectificado de acabado con una muelle abrasiva de acabado. En su lugar, se puede rectificar de una pasada con una unica muela abrasiva de mecanizacion fina, sin que este se cargue en exceso. Puesto que durante el rectificado fino debe erosionarse menos sobremedida, se reducen tambien las cargas sobre el arbol de ciguenal durante el rectificado de acabado, lo que tiene una influencia directa positiva sobre la calidad alcanzable del arbol de ciguenal.

La combinacion de acuerdo con la invencion de torneado de los salientes planos y rectificado bruto de las zonas de los pivotes se realiza por medio de una distribucion inteligente de estos procesos de fabricacion en el sentido de una optimizacion de la conformacion del arbol del ciguenal durante la mecanizacion y en el sentido de una optimizacion de la sobremedida. Con respecto al desarrollo tecnologico se tornea ahora de acuerdo con la invencion (los salientes planos de los pivotes centrales), lo que se puede realizar a traves de torneado de una manera optima claramente mas efectiva con respecto a la conformacion de la pieza de trabajo, la entrada de calor, la exactitud del procesamiento, en cambio se descarga el resto del procesamiento de cargas altas. Por lo tanto, se emplea voluntariamente de nuevo el torneado con respecto al desarrollo tecnologico y se despega, por decirlo asf, de una mecanizacion de rectificado completo para poder realizar todo el proceso de fabricacion, en general, de una manera mas economica y con calidad mas elevada de la pieza de trabajo. El rectificado se realizara, en general, por medio de una mecanizacion por rectificado bruto de manera mas exacta que una mecanizacion por medio de rectificado de

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salientes pianos y de zonas de pivotes en una pasada en el curso de un proceso de rectificado por puncion.

En cambio, en los cojinetes de carrera permanece durante el rectificado bruto tanto de los salientes pianos existentes allf como tambien de los pivotes de cojinetes de carrera. Por una parte, una maquina para el torneado de una seccion que se mueve excentricamente durante la rotacion del arbol de ciguenal se configura diffcil, por otra parte los salientes planos en los pivotes de carrera son claramente menores que en los pivotes centrales. A ello hay que anadir que en los cojinetes de carrera debido al error angular que aparece debe mantenerse desde el principio una sobremedida un poco mayor despues de la mecanizacion bruta. Este error angular debe ser compensable todavfa durante la mecanizacion de acabado. Por lo tanto, tambien es tolerable rectificar al mismo tiempo los salientes planos, puesto que la influencia negativa del desgate de la muela abrasiva en los cojinetes de carrera aparece claramente menor. Esto se tiene en cuenta en el sentido de la optimizacion del proceso general.

De acuerdo con ello, rectificado bruto en el sentido de la presente invencion es la mecanizacion optimizada con respecto a la sobremedida de los pivotes centrales y, por lo tanto, la descarga del proceso de rectificado de acabado a realizar a continuacion. En el caso de las piezas brutas forjadas o fundidas, son habituales, en general, sobremedidas en parte mayores de 5 mm. En procedimientos conocidos, en los que se trabajan arboles de ciguenal prefabricados, se llevaba a cabo el procesamiento previo de los pivotes hasta que habfa que erosionar todavfa una sobremedida de por ejemplo 1,8 a 2 mm. En la presente invencion, se realiza la mecanizacion bruta hasta una zona de por ejemplo 0,5 a 0,7 mm con respecto a la medida final. Como proceso de rectificado de acabado permanece un proceso de rectificado fino casi puro, sin que deba realizarse un rectificado previo. Durante el rectificado de acabado de acuerdo con la invencion se realizan modificaciones, dado el caso, adaptables de las condiciones de rectificado solamente a velocidad de ajuste y velocidad de corte de la maquina de rectificado de acabado.

La ventaja del procedimiento de acuerdo con la invencion reside, por lo tanto, entre otras cosas, en la optimizacion de los procesos de fabricacion con la finalidad de que se pueda realizar el tamano claramente reducido de los salientes planos de los cojinetes de carrera, ademas, completamente a traves de rectificado, en cambio los salientes planos claramente mas elevados de los pivotes centrales son pre-torneados ahora en lugar de un rectificado previo, brochado por torneado o fresado por turbulencia. De esta manera, el efecto de acuerdo con la invencion es maximo, sin que se pierda exactitud y tiempo de fabricacion o bien gasto de fabricacion. De esta manera, se consigue que los salientes planos altos dispuestos en el centro se puedan fabricar por medio de herramientas economicas con preferencia de forma paralela en el tiempo.

El procedimiento de acuerdo con la invencion lleva a cabo una mecanizacion completa de piezas brutas forjadas o fundidas, en el que al menos los pivotes centrales no mecanizados y los pivotes de cojinetes de carrera asf como sus salientes planos respectivos, que rodean a los pivotes, es decir, que se incluyen entre ellos son mecanizados de forma completa. Por mecanizacion completa se entiende, por lo tanto, especialmente para las secciones mencionadas del arbol de ciguenal una mecanizacion desde el contorno bruto de la pieza bruta del arbol de ciguenal hasta su medida final. De acuerdo con la invencion, se tornean los salientes planos asociados a los pivotes centrales. El torneado se realiza en este caso por medio de herramientas de torno convencionales, que estan fijas estacionarias y se llevan a engrane con la finalidad del torneado con el arbol de ciguenal giratorio. A continuacion se rectifican en bruto los pivotes centrales asf como los pivotes de cojinetes de carrera y sus salientes planos. El rectificado de los pivotes centrales se realiza ahora de tal manera que en este caso la muela abrasiva no lleva a engranar ya con los salientes planos allf presentes. De esta manera se descarga en una medida considerable la muela abrasiva y se puede rectificar en bruto la sobremedida en la pieza bruta casi hasta la medida final. Despues del rectificado en bruto de los pivotes permanece de esta manera una sobremedida, que es menos que una sobremedida necesaria para un rectificado de acabado habitual conocido de pivotes y salientes planos. Por lo tanto, con respecto a la sobremedida que es erosionada con el rectificado bruto de acuerdo con la invencion y el rectificado de acabado de acuerdo con la invencion, estos dos procesos no son comparables con los procesos empleados en el estado de la tecnica. El rectificado de acabado de acuerdo con la invencion se descarga con respecto al rectificado de acabado habitual en la sobremedida ya erosionada a traves del rectificado bruto de acuerdo con la invencion frente a la sobremedida conocida.

La mecanizacion completa ser termina ahora porque despues del rectificado bruto, los pivotes centrales y los pivotes de cojinetes de carrera y con preferencia tambien los salientes planos de los cojinetes de carrera son rectificados acabados desde la sobremedida mas pequena alcanzada o bien dejada a traves del rectificado bruto hasta la medida final. Sobre la base de la mecanizacion completa optimizada con respecto a la sobremedida de acuerdo con la invencion al menos del pivote y de los salientes planos de piezas brutas forjadas o fundidas de un arbol de ciguenal se consigue, ademas de una reduccion clara del tiempo del ciclo durante la fabricacion de un arbol de ciguenal, tambien una exactitud mas elevada de la misma. Es especialmente preferido que los salientes planos de los cojinetes de carrera sean rectificados durante el rectificado bruto ya a la medida final.

Puesto que los salientes planos, en particular de los pivotes centrales y especialmente de todos los pivotes, son torneados al mismo tiempo, se puede reducir adicionalmente el tiempo de fabricacion. A traves del torneado simultaneo de todos los salientes planos, en particular de los pivotes centrales, se puede reducir adicionalmente la carga ejercida durante la mecanizacion del arbol de ciguenal sobre el arbol de ciguenal, lo que repercute

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positivamente sobre su calidad.

Con preferencia, los salientes pianos de los pivotes centrales son torneados por grupos. Un primer grupo es torneado en este caso a traves de la aproximacion de las herramientas de torno desde un primer lado del arbol de arbol de ciguenal y un segundo grupo desde un segundo lado, opuesto al primer lado, del arbol de ciguenal. El torneado simultaneo por grupos de los salientes planos desde dos lados opuestos del arbol de ciguenal tiene la ventaja de que las fuerzas de mecanizacion introducidas durante el torneado en la pieza de trabajo se pueden compensar al menos en cierta medida.

Con preferencia, los dos grupos pueden comprender en cada caso todos los salientes planos de los pivotes centrales. Esto significa que todos los salientes planos pueden ser torneados con herramientas de torno desde ambos lados del arbol de ciguenal, de manera que es posible una compensacion casi perfecta de las fuerzas de torneado introducidas en la pieza de trabajo.

Para ahorrar todavfa mas tiempo del ciclo, se rectifican con preferencia todos los pivotes centrales al mismo tiempo. A tal fin, se lleva a engrana al mismo tiempo un numero de muelas abrasivas que corresponde con el numero de los pivotes centrales que deben rectificarse al mismo tiempo.

Con preferencia, las herramientas para el torneado presentan placas de corte reversibles de metal duro o de diamante policristalino; el rectificado se realiza por medio de muelas abrasivas recubiertas galvanicamente o por medio de muelas abrasivas-CBN ligadas ceramicamente.

Con preferencia, en el procedimiento de acuerdo con la invencion, las herramientas de torno son llevadas a engrane a lo largo de un lado del arbol de ciguenal como primer conjunto y a traves del torneado se tornean los salientes planos y los recesos en la transicion entre los pivotes de cojinete y los salientes planos respectivos. Por “herramientas de torno preajustadas” debe entenderse que con las herramientas de torno se consigue en un unico proceso de torneado, con un ajuste radial de las herramientas de torno - con relacion al eje de giro del arbol de ciguenal - la medida requerida y en concreto o bien la medida final despues del proceso de torneado previo o la medida final despues del proceso de torneado final.

Para la mejora adicional del procedimiento de acuerdo con la invencion, se inserta en el primer conjunto de herramientas de torno a lo largo de un lado opuesto a este del arbol de ciguenal un segundo conjunto de herramientas de torno, que se lleva a engrane en paralelo en el tiempo con el primer conjunto y se tornean los salientes planos y los rebajes. A traves de la disposicion opuesta de una serie de herramientas de torno no solo se puede optimizar la carga mecanica de las herramientas de torno, sino que se pueden compensar tambien mutuamente las fuerzas introducidas a traves de las herramientas de torno sobre el componente, de manera que el arbol de ciguenal esta expuesto durante la mecanizacion a una carga de flexion reducida al mmimo. De esta manera se puede elevar tambien la exactitud de la fabricacion en el arbol de ciguenal. El conjunto respectivo esta dispuesto sobre un soporte.

Las placas de corte reversibles empleadas para el torneado de metal duro o de diamante policristalino tienen la ventaja de que no todas las herramientas de torno deben sustituirse, cuando estas estan desgastadas, sino que solamente deben sustituirse las placas de corte reversibles que llevan a cabo el proceso de torneado directo.

De acuerdo con otra configuracion ventajosa de la invencion, en el procedimiento de acuerdo con la invencion, los lados frontales, es decir, los extremos planos en el lado de la pestana y en el lado de los pivotes del arbol de ciguenal, se fabrican en un centro de fresado antepuesto al centro de torneado a la medida final por medio de fresado, Aqrn se practican tambien taladros de centrado para el alojamiento posterior en el centro de torneado y las maquinas de rectificado.

Con preferencia, despues del rectificado bruto se realiza un endurecimiento y/o una laminacion de radios y/o el taladrado de canales de aceite y/o una nitracion. De manera mas conveniente, estas etapas adicionales, que pertenecen evidentemente a la mecanizacion completa del arbol de ciguenal, son realizadas antes de su mecanizacion de acabado.

Con preferencia, al final del torneado de los salientes planos de los pivotes centrales, es decir, inmediatamente despues del torneado de estos salientes planos, se tornea un rebaje con las mismas herramientas de torno por decirlo asf en una pasada, que genera la transicion entre los salientes planos y la superficie de los pivotes centrales, que se extiende esencialmente perpendicular a los salientes planos. Estos rebajes delimitan la zona de los pivotes centrales, que representa la superficie inmediata del cojinete.

Por ejemplo, se puede preparar una lmea de fabricacion, por medio de la cual se realiza una mecanizacion completa al menos de pivotes centrales y pivotes de cojinetes de carrera no mecanizados y sus salientes planos que rodean los pivotes, es decir, que los incluyen entre sf, de piezas brutas forjadas o fundidas de un arbol de ciguenal. Por mecanizacion completa debe entenderse en este contexto al menos la mecanizacion completa de los pivotes centrales y pivotes de cojinetes de carrera no mecanizados y sus salientes planos respectivos, partiendo de una

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pieza bruta forjada o fundida de un arbol de ciguenal. Por ejemplo, la lmea de fabricacion presenta un centro de torneado, en el que esta empotrado el arbol de ciguenal a mecanizar. El centro de torneado de la lmea de fabricacion presenta un soporte de forma lineal, que se extiende coaxialmente al eje longitudinal del arbol de ciguenal, en el que o bien sobre el que esta colocado tal numero de herramientas de torno, de tal manera que al menos una pluralidad de salientes planos de lugares de cojinetes principales o bien de zonas de pivotes centrales pueden ser torneados, al menos pre-torneados al mismo tiempo. Los salientes planos de los lugares de cojinetes principales deben mecanizarse, por lo tanto, a ser posible al mismo tiempo y deben acabarse a ser posible al mismo tiempo. Las herramientas de torno estan disenadas en este caso de forma que se puede realizar al menos un proceso de pre-torneado. Por un proceso de pre-torneado debe entenderse en este caso que desde la pieza bruta se retira una erosion de material lo mas grande posible, que deja solamente una sobremedida muy reducida presenta con relacion a la medida acabada, que requiere en el transcurso de la mecanizacion de acabado posterior un volumen claramente reducido de mecanizacion por arranque de virutas y fuerzas de mecanizacion reducidas, cuya introduccion en el arbol de ciguenal tiene como consecuencia, por lo tanto, fuerzas o bien momentos de flexion reducidos durante la mecanizacion de acabado.

A la lmea de fabricacion pertenece al menos tambien una maquina rectificadora en bruto dispuesta a continuacion del centro de torneado, cuya muela abrasiva bruta presenta una anchura, que es menor que la distancia entre los salientes planos, entre los que se extiende el pivote central a rectificar. Esta anchura mas reducida de la muela abrasiva bruta significa que solamente se rectifica todavfa la zona inmediata del cojinete, con lo que resulta durante el rectificado un contacto lineal, que se puede refrigerar y lubricar bien, de manera que, por una parte, las fuerzas de rectificado son moderadas y, por otra parte, tambien se puede conseguir un resultado de rectificado bueno con relacion a la superficie a rectificar. A traves de estas condiciones mejoradas de rectificado, en las que la muela abrasiva bruta no entra en contacto ya con los salientes planos ya torneados acabados del puesto del pivote central respectivo, se puede erosionar con la maquina rectificadora bruta, salvo una sobremedida reducida, la sobremedida bruta del arbol de ciguenal no mecanizado. La sobremedida reducida es una sobremedida que solamente se lleva a la medida final en una mecanizacion de acabado de una mecanizacion fina. De esta manera, la maquina rectificadora bruta descarga en una medida considerable el proceso de rectificado de acabado conectado a continuacion.

La ventaja de una lmea de fabricacion de este tipo consiste en que no aparece ya el desgaste de la muela abrasiva en otro caso alto presente durante el rectificado de desbaste o bien el rectificado previo de los salientes planos, porque esta parte de la mecanizacion previa se realiza aparte en el centro de torneado a traves de las herramientas de torno. Puesto que los salientes planos de los pivotes centrales o bien de los lugares de cojinetes principales son considerablemente mayores que los de los lugares de cojinetes de carrera, se reduce mucho mas fuertemente la influencia agravante sobre el desgaste de las muelas abrasivas a traves de esta lmea de fabricacion que durante el rectificado de los salientes planos de los lugares de cojinetes de carrera. Esto se puede tener en cuenta en interes de una econoirna general de la mecanizacion completa de arboles de ciguenal. Por ejemplo, en el caso de arboles de ciguenal de automoviles, los lados planos en los lugares de cojinetes principales presentan una altura radial de aproximadamente 12 mm, en cambio los lados planos en los lugares de cojinetes de carrera solamente presentan una altura de aproximadamente 5 mm. Estos numeros son evidentemente ejemplares y vanan de un arbol de ciguenal a otro arbol de ciguenal, pero solamente deben ilustrar la relacion entre la altura de los salientes planos de los lugares de cojinetes principales y la de los lugares de cojinetes de carrera.

Para realizar una eficiencia de fabricacion alta, la lmea de fabricacion presenta con preferencia sobre el soporte en el centro de torneado tal numero de herramientas de torneado que corresponde al numero de salientes planos de los lugares de cojinetes principales. Las herramientas de torneado se pueden preajustar con preferencia de forma individual, de manera que en un unico proceso de torneado se consiguen las medidas finales deseadas y, en concreto, o bien las medidas finales para el pre-torneado o las medidas finales para el torneado de acabado.

Con preferencia, en el centro de torneado estan previstos un primero y un segundo soporte, que estan dispuestos con su eje longitudinal paralelos entre sf y coaxiales al eje longitudinal del arbol de ciguenal, de manera que el segundo soporte se encentra sobre un lado del arbol de ciguenal que esta opuesto al primer soporte. Ambos soportes presentan de la misma manera una pluralidad de herramientas de torno, que corresponde al numero de salientes planos de los lugares de cojinetes principales. Estas herramientas de torno dispuestas sobre los soportes se pueden llevar a engrane al mismo tiempo con los salientes planos.

Con preferencia, las herramientas de torno presentan una forma, por medio de la cual no solo se pueden tornear los salientes planos, sino que por medio de la cual se pueden tornear acabados tambien como rebaje el receso presente junto a la zona de cojinete propiamente dicha de los pivotes centrales en la transicion entre los salientes planos y la zona del diametro. Esto tiene la ventaja de que en una unica etapa de trabajo del torno, por decirlo asf en una sola pasada, no solo se pueden fabricar los salientes planos, sino al mismo tiempo tambien este rebaje. De acuerdo con un desarrollo de la invencion, las herramientas de torno presentan con preferencia unas placas de corte reversibles de metal duro. Y de manera todavfa mas preferida, las herramientas de torno presentan placas de corte reversibles, que estan constituidas de diamante policristalino. La ventaja del diamante policristalino consiste en que se eleva el tiempo de actividad, por lo que se puede optimizar el proceso de fabricacion en cuanto al coste, de manera que la

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ganancia en tiempo de actividad, calculada sobre los costes totales del proceso de fabricacion, es mas alta que la perdida a traves de los costes mas elevados de las placas de corte reversibles en comparacion con placas de corte reversibles de metal duro.

En la lmea de fabricacion, a continuacion de la maquina rectificadora bruta 4 esta dispuesta con preferencia una maquina rectificadora de acabado 18. Sobre esta maquina rectificadora de acabado 18, que esta configurada de tal manera que se puede rectificar hasta una sobremedida 23 relativamente reducida, dejada a traves de la maquina rectificadora bruta 4, se pueden rectificar acabados los pivotes centrales 10 asf como los pivotes de cojinetes de carrera 11 a la medida final, con preferencia en una pasada. Con preferencia, sobre esta maquina rectificadora de acabado se pueden rectificar acabados tambien los salientes planos de cojinetes de carrera 12 precisamente de esta manera, si estos no han sido rectificados todavfa a la medida final en la maquina rectificadora en bruto. Esto sena posible, por ejemplo, cuando no se plantean requerimientos especiales de calidad a los salientes planos de los cojinetes de carrera 12. Entonces se puede descargar la maquina rectificadora de acabado 18 en la etapa del rectificado de acabado de los salientes planos de los cojinetes de carrera 12.

El procedimiento de acuerdo con la invencion ofrece de esta manera un procedimiento de fabricacion economico, de alta eficiencia y que cumple los requerimientos actuales de exactitud para la fabricacion de grandes series de arboles de ciguenal.

Para elevar adicionalmente la efectividad en la fabricacion, la maquina rectificadora en bruto presenta con preferencia una pluralidad de muelas abrasivas en bruto, que corresponde al numero de los pivotes centrales. Esto es posible en particular en los pivotes centrales, que representan los lugares de cojinetes principales, puesto que estos lugares de cojinetes principales centrales deben tener dimensiones lo mas iguales posibles con respecto al eje longitudinal comun al arbol de ciguenal.

Otras ventajas y detalles del procedimiento de fabricacion de acuerdo con la invencion se explican en detalle ahora con la ayuda del dibujo adjunto. En este caso:

La figura 1 muestra una vista lateral de principio de un arbol de ciguenal para un motor de cuatro cilindros.

La figura 2 muestra un arbol de ciguenal segun la figura 1 con representacion de principio del primero y segundo soportes, respectivamente, con herramientas de torno.

La figura 2A muestra un arbol de ciguenal segun la figura 1 con representacion de principio del primero y segundo soportes, en los que estan dispuestas las herramientas de torno de tal manera que un primer conjunto tornea los salientes planos izquierdos, mientras que un segundo conjunto tornea los salientes planos derechos.

La figura 2B muestra un arbol de ciguenal de acuerdo con la figura 1 con representacion de principio del primero y segundo soportes, en el que cada soporte presenta un grupo de herramientas de torno para el torneado de un numero predeterminado de salientes planos.

La figura 3 muestra una vista en seccion a traves de un cojinete principal de un arbol de ciguenal con herramientas de torno colocadas opuestas y que se encuentran engranadas al mismo tiempo, para el torneado de un saliente plano.

La figura 4 muestra en una representacion ampliada el detalle X de acuerdo con la figura 2 con herramientas de torno engranadas precisamente con los salientes de planos.

La figura 5 muestra el detalle X segun la figura 2 con herramientas de torno introducidas hasta los rebajes.

La figura 6 muestra el detalle X segun la figura 2 despues de la terminacion de la operacion de torneado.

La figura 7 muestra el arbol de ciguenal segun la figura 1 con identificacion de las zonas para el rectificado.

La figura 8 muestra el detalle X segun la figura 2 con muela abrasiva dispuesta en la zona de los cojinetes principales en la maquina rectificadora de acabado.

La figura 9 muestra una disposicion de principio de las maquinas de mecanizacion que pertenecen a la lmea de fabricacion de un ejemplo de realizacion; y

La figura 10 muestra una representacion de la zona del rebaje con herramienta de torno asociada y placa de corte reversible montada en ella asf como contorno bruto de un pivote.

En la figura 1 se representa en vista lateral de principio un arbol de ciguenal de cuatro cilindros como pieza bruta fundida o forjada. Este arbol de ciguenal 2 presenta cinco cojinetes principales 10 y cuatro cojinetes de carrera 11, entre los que estan dispuestas, respectivamente, una paredes 21. De forma ejemplar, en este arbol de ciguenal 2estan mecanizados tanto los cojinetes principales como tambien los cojinetes de carrera. Ademas, estan presentes

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todavfa otras zonas, que deben mecanizarse en el marco de la mecanizacion completa de los arboles de ciguenal, a saber, el fresado plano de los lados frontales 24 y la fabricacion de taladros centrales extremos asf como la mecanizacion del lado del pivote 19 incluyendo la mecanizacion final existente allt El fresado plano de los lados frontales 24 asf como la realizacion de los taladros de centrado representan en el marco de la mecanizacion completa del arbol de ciguenal en la lmea de fabricacion de acuerdo con la invencion una primera etapa de trabajo antepuesta, que se designa tambien como mecanizacion de los extremos.

En la figura 2 se muestra el arbol de ciguenal de acuerdo con la figura 1 en representacion de principio con herramientas de torno 8 dispuestas sobre soportes 6, 7 para el torneado de acuerdo con la invencion de los salientes planos 8 por medio del centro de torneado de la lmea de fabricacion. Despues de que en la primera etapa de trabajo antepuesta han sido realizados los taladros de centrado en los lados frontales 24 del arbol de ciguenal, se empotra en el marco de la lmea de fabricacion el arbol de ciguenal 2 en un centro de torneado 3, en el que de acuerdo con la figura 2 el lado izquierdo del arbol de ciguenal es recibido por un cabezal de husillo de pieza de trabajo con accionamiento de la pieza de trabajo y el lado derecho del arbol de ciguenal es recibido con un cabezal movil con punta como apoyo. Para mayor claridad, no se representan tanto el cabezal de husillo de la pieza de trabajo como tampoco el cabezal movil. En vista en planta superior, sobre cada lado del arbol de ciguenal en la extension longitudinal paralelamente al eje longitudinal 5 del arbol de ciguenal 2 esta dispuesto un primer soporte 6 para el alojamiento de herramientas de torno 8 y un segundo soporte 7 de la misma manera para el alojamiento de herramientas de torno 8. El primer soporte 6 es regulable por medio de un eje de ajuste X2 y el segundo soporte 7 es regulable por medio de un eje de ajuste X1 sobre los cojinetes principales 10 del arbol de ciguenal 2. Los dos porta-herramientas son desplazables de la misma manera en la direccion longitudinal del arbol de ciguenal a lo largo de os ejes-CNC Z1 y Z2. Sobre cada soporte se encuentran tantas herramientas de torno 8 como salientes planos 9 deben tornearse junto a los pivotes centrales como los cojinetes principales o bien en los extremos o bien en el lado de la pestana. El torneado de los salientes planos 9 de los pivotes centrales 10 con las herramientas de torno 8 dispuestas sobre los soportes 6, 7 respectivos representa la primera etapa de trabajo propiamente dicha durante la mecanizacion completa de acuerdo con la invencion de arboles de ciguenal. Las herramientas de torno 8 se muestran en este caso solo en vista en planta superior de principio, en la que en representacion ampliada del detalle X en las figuras 4, 5, 6 se muestran los detalles de la operacion de torneado y en la figura 8 los detalles sobre la operacion de rectificado. En representacion ampliada de las figuras indicadas se muestra la impresion estructural de principio de las herramientas de torno 8 dispuestas en las herramientas de torno.

Los conjuntos de herramientas de torno estan montados como conjunto de herramientas como tambien preajustables individualmente en el centro de torneado. La disposicion de varias herramientas de torno sobre un soporte respectivo significa que en el centro de torneado esta prevista una posibilidad de regulacion del soporte en direccion-X1 y en direccion-X2 asf como en direccion-Z1 o bien en direccion-Z2. La posibilidad de regulacion del soporte en direccion corresponde en este caso al ajuste durante el torneado de los lados planos, mientras que la posibilidad de regulacion en direccion-Z sirve para posicionar exactamente las herramientas de torno con respecto a la insercion en la zona respectiva de los pivotes para el torneado simultaneo de salientes planos opuestos en su posicion longitudinal. Para configurar la maquina de manera correspondiente flexible para diferentes arboles de ciguenal, puede ser ventajoso dividir en soporte en varias partes, debiendo preverse para cada soporte una posibilidad de regulacion en una direccion-X y en una direccion-Z. De esta manera, el centro de torneado es, en efecto, tecnicamente mas costoso y complicado; pero ofrece una flexibilidad mas elevada de su aplicacion para diferentes requerimientos durante la mecanizacion completa de arboles de ciguenal. Las herramientas de torno se pueden ajustar, ademas, individualmente, lo que se puede realizar manual o automaticamente.

La ventaja de la disposicion de las herramientas de torno 8 de acuerdo con la figura 2 opuestas entre sf consiste en que las fuerzas introducidas durante el torneado, que pueden conducir a la deformacion del arbol de ciguenal, pueden ser absorbidas o bien compensadas por la parte opuesta. A traves de este torneado indiferente a la flexion de los salientes planos 9 en la zona de los pivotes centrales 10 del arbol de ciguenal 2 se puede mejorar la exactitud de la fabricacion del arbol de ciguenal. Puesto que en el arbol de ciguenal se llevan a engrane al mismo tiempo las herramientas de torno desde dos lados opuestos, ademas de la exactitud elevada durante la fabricacion del arbol de ciguenal se pueden reducir tambien los tiempos de mecanizacion.

La figura 2A muestra una disposicion de las herramientas de torno sorbe los dos soportes que sirven como porta- herramientas, de tal manera que se tornean siempre salientes planos 9 sobre uno y el mismo lado de los pivotes centrales respectivos, de manera que el conjunto de herramientas de torno dispuesto sobre el sobre 6 tornea los salientes planos izquierdos y el otro conjunto de herramientas de torno dispuesto sobre el soporte 7 tornea los salientes planos derechos de los pivotes centrales. De esta manera, se puede conseguir a traves de los ejes Z1 y Z2 tambien una correccion de la anchura de los lugares de los pivotes o bien de los lugares de cojinetes. Esto tiene la ventaja de que la anchura de los lugares de cojinetes no debe corregirse solo a traves del ajuste previo de las herramientas de torno, sino tambien a traves de los ejes-CNC Z1 y Z2, respectivamente.

En la figura 2B se representa una disposicion de las herramientas de torno sobre los dos soportes 6, 7 que sirven como porta-herramientas de acuerdo con otro ejemplo de realizacion, que se diferencia del ejemplo de realizacion de la figura 2A por que los soportes 6, 7 respectivos llevan grupos definidos de herramientas de torno 8, con las que

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se tornean grupos definidos de salientes pianos 9 de los cojinetes centrales. La division de los grupos o bien de las zonas de trabajo para el torneado de los salientes planos se puede realizar de acuerdo con el arbol de ciguenal a fabricar de tal manera que resultan parametros tecnologicos optimos con respecto al torneado. Tambien en estos soporte, que no se extienden sobre toda la longitud del arbol de ciguenal se pueden ajustar o bien regular o bien desplazar los conjuntos de herramientas de torno de nuevo sobre ejes-CNC respectivos para un ajuste en direccion- X1 o bien en direccion-X2 asf como en direccion-Z1 o bien en direccion-Z2 en la direccion longitudinal del arbol de ciguenal.

En la figura 3 se representa una vista en seccion a traves de los pivotes de cojinete de un cojinete principal del arbol de ciguenal 2. La flecha indicada alrededor del eje longitudinal 5 del arbol de ciguenal expresa que el arbol de ciguenal es accionado para su mecanizacion a traves del cabezal de husillo de la pieza de trabajo y es desplazado en rotacion. En esta vista en seccion se muestran el saliente plano 9, en el que se representan engranadas al mismo tiempo las herramientas de torno 8 opuestas, de manera que se descargan, respectivamente, virutas 20 desde las herramientas de torno 8. Puesto que bajo el movimiento de avance de acuerdo con los ejes de ajuste X1 y X2 se ajustan al mismo tiempo ambas herramientas de torno, resulta durante el torneado un alto volumen de virutas bajo compensacion simultanea de las fuerzas que resultan a partir de la mecanizacion y que se introducen en el arbol de ciguenal.

En la figura 4 se representa el detalle X segun la figura 2, en la que se representa una parte del segundo soporte 7, que lleva en cada lado una placa de corte reversible 13 como herramienta de torno 8. Las placas de corte reversibles 13 estan introducidas precisamente en la zona del pivote central 10, que es un cojinete principal y han comenzado a tornear los salientes planos 9. Estas placas de corte reversibles 13 estan configuradas o bien de metal duro o de diamante policristalino. Estas placas de corte reversibles 13 son pre-ajustables, es decir, que se puede ajustar a la medida a tornear, de tal manera que cuando se introducen una vez en la zona del cojinete, se pueden tornear los salientes planos 9 a la medida deseada. La medida deseada es en este caso la medida despues del proceso de torneado. Las placas de corte reversibles 13 presentan en este caso en su saliente delantero dirigido en la direccion de la penetracion una conformacion, con la que se tornea el rebaje 14 en la transicion entre los salientes planos 9 y la zona del cojinete propiamente dicha del cojinete principal. Este rebaje 14 forma un receso hacia la superficie inmediata del cojinete en la zona del diametro del cojinete. El lado delantero representado del segundo soporte 7, que lleva las dos placas de corte reversibles 13, presenta en el centro una escotadura, de manera que en la zona inmediata del cojinete principal 10 despues del torneado de los lados planos 9 y de los rebajes 14 permanece todavfa el contorno bruto 16 en la zona del cojinete. El proceso de torneado de los salientes planos 9 asf como de los rebajes 14 esta desacoplado, por lo tanto, de la fabricacion de la superficie de cojinete deseada en la zona del diametro.

Por ultimo, en la figura 5 se representa el detalle X de acuerdo con la figura 2, en la que, sin embargo, en oposicion a la representacion de acuerdo con la figura 4 el segundo soporte 7 ha sido ajustado en la direccion del eje de ajuste X1 hasta el punto de que los salientes planos 9 han sido torneados a traves de las placas de corte reversibles 13 preajustadas a la medida intermedia o a la medida final deseada, de manera que al mismo tiempo los rebajes 14 han sido torneados junto a la superficie inmediata del cojinete en la zona del diametro del cojinete principal. El proceso de rectificado que siga a esta etapa de trabajo se puede realizar bajo descarga completa de las superficies laterales de la muela abrasiva 22. De esta manera se puede mover la muela abrasiva 22, sin ser sujetada entre los salientes planos durante el rectificado de la superficie propiamente dicha del pivote, dentro de las zonas del puesto de cojinete al menos en una cierta medida en direccion-Z, sin tocar, en general, sin embargo los salientes planos. De esta manera se suprime la carga extrema para una muela abrasiva en los cantos exteriores y en los flancos laterales, como aparece durante el rectificado de puncion.

Por ultimo, en la figura 6 se representa el detalle X segun la figura 5, en la que para mayor claridad no se representa el soporte con las herramientas de torno, porque este ha sido retornado, por ejemplo, de nuevo. Se puede reconocer claramente en la zona inmediata del cojinete entre los rebajes 14 que se mantiene todavfa el contorno bruto 18, es decir, que la superficie del pivote de cojinete 15 no ha sido mecanizada, en general, todavfa. Ambos salientes planos 9 han sido torneados a una medida intermedia o tambien a una medida final - de acuerdo con la tecnologfa de fabricacion deseada -.

En la figura 7 se representa el arbol de ciguenal 2 de acuerdo con la figura 1 bajo la identificacion de todas las superficies previstas para el rectificado. Durante la mecanizacion de rectificado se acciona el arbol de ciguenal 2 alrededor de su eje longitudinal 6 de forma rotatoria de una manera conocida en sf Al termino del torneado antepuesto al torneado bruto de los salientes planos 9 de los pivotes centrales 10 con preferencia a la medida acabada (torneado de acabado) se realiza en esta etapa de trabajo el rectificado de las zonas indicadas en la figura 7 por medio de una maquina rectificadora en bruto 4 para el rectificado en bruto de los lugares de pivotes centrales asf como de los lugares de cojinetes de carrera.

Despues de que los salientes planos 9 han sido torneados en el marco de la primera etapa de trabajo, se reduce esencialmente la carga de la muela abrasiva durante el rectificado bruto de los pivotes, porque se suprime completamente el rectificado plano de los salientes planos altos en los pivotes centrales al menos durante el

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rectificado previo. De esta manera se reducen claramente tambien las cargas introducidas ya durante el rectificado bruto en el arbol de ciguenal 2, por lo que durante la mecanizacion se reduce al mmimo una influencia de flexion negativa del arbol de ciguenal 2.

Esta distribucion / division nueva del proceso de rectificado realizada en contra de la tendencia tecnologica en un proceso de torneado separado antepuesto al proceso de rectificado o bien la sustitucion del fresado por turbulencia

0 del brochado por torneado por el torneado de los salientes planos 9 conduce a un gasto de rectificado bruto o bien de desbaste reducido en la medida de la mecanizacion de los salientes planos 9, con lo que se eleva considerablemente el tiempo de actividad de las muelas abrasivas y al mismo tiempo se mejora la calidad de la mecanizacion de los arboles de ciguenal.

La figura 8 muestra el detalle X segun la figura 2 con muela abrasiva 22 dispuesta para el rectificado bruto de las zonas del diametro de los pivotes de cojinete. En el presente caso se trata del rectificado del pivote de cojinete 15 de un cojinete principal. Para las muelas abrasivas 22 para el rectificado bruto de los pivotes de los arboles de ciguenal fundidos o de acero se emplean con preferencia muelas abrasivas ocupadas galvanicamente. Para el rectificado de acabado de los lugares de cojinetes respectivos se emplean con preferencia muelas abrasivas-CBN con enlace ceramico. Estas tienen, respectivamente, un tiempo de actividad alto y permiten, ademas, una exactitud de rectificacion alta, por lo que estan predestinadas para el empleo en el marco de una lmea de fabricacion para la fabricacion de arboles de ciguenal. Debido a la “separacion” de la mecanizacion de los salientes planos 9 del proceso de rectificado bruto, las muelas abrasivas en bruto pueden rectificar mucho mas cerca de la medida final, por lo que el rectificado representa un mecanizacion optimizada con respecto a la sobremedida.

La disposicion de las herramientas de torno en engrane opuesto durante el torneado asegura, ademas, la compensacion de cargas introducidas en otro caso a traves de la herramienta de mecanizacion en la pieza de trabajo a mecanizar, de manera que esto repercute de manera positiva, en general, sobre la exactitud de la fabricacion.

La figura 9 muestra en representacion esquematica la estructura basica de una lmea de fabricacion 1 para la realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion. Los componentes esenciales de esta lmea de fabricacion

1 son la maquina de torno o bien el centro de torneado para el torneado de las partes del lado plano en combinacion una maquina de rectificado en bruto. La division de las mecanizaciones se realiza de tal manera que durante el torneado se tornean los salientes planos de los pivotes centrales. Estos son difmiles de fabricar a traves de rectificado, puesto que aqu no se pueden conseguir tiempos de actividad aceptables para la muela abrasiva. A traves de esta combinacion de la maquina de torno y de la maquina rectificadora en bruto se pueden asociar las maquinas, respectivamente, a los procesos, que se pueden emplear mejor, mas economicos y de forma mas ventajosa para la calidad del arbol de ciguenal con la tecnologfa respectiva. En la maquina de torno se mecanizan por este motivo los lados planos de los pivotes centrales u del rebaje de los lugares de cojinetes principales. Por lo tanto, las muelas abrasivas, con las que se rectifican los pivotes centrales como los cojinetes principales, se descargan claramente en cuanto al desgaste.

Puesto que en la maquina rectificadora en bruto se erosiona la sobremedida en la pieza bruta de arbol de ciguenal de la mayor medida posible un rectificado de desbaste y la mecanizacion de los salientes planos de los cojinetes principales se separa el proceso de rectificado habitual en el estado de la tecnica y se realiza a traves de torneado, permanece para la segunda maquina rectificadora, la maquina rectificadora de acabado, solamente todavfa una sobremedida lo mas pequena posible, con preferencia solo todavfa para la mecanizacion fina, de manera que se eleva claramente el tiempo de actividad de la muela abrasiva de una maquina rectificadora de acabado frente a una muela abrasiva de una maquina rectificadora habitual en el estado de la tecnica, por medio de la cual se rectifica acabada. Ademas, durante la mecanizacion de acabado se reducen las fuerzas introducidas a traves de la herramienta de mecanizacion en el arbol de ciguenal, lo que repercute positivamente sobre la exactitud del arbol de ciguenal.

Delante de la lmea de fabricacion 1 esta conectada una maquina fresadora, por medio de la cual se fresan planos los lados frontales 24 del arbol de ciguenal. De la misma manera preparatoria se realizan taladros de centrado.

Despues de la mecanizacion de los extremos planos en el arbol de ciguenal y despues de la realizacion de los taladros de centrado se llevan a cabo el torneado en un centro de torneado y el rectificado bruto del arbol de ciguenal en una maquina rectificadora en bruto. Despues de la mecanizacion se realizan en el arbol de ciguenal todavfa otras etapas de mecanizacion como por ejemplo perforacion de taladros profundos, laminacion de punciones, tratamientos termicos (como endurecimiento y recocido), mecanizaciones de los extremos, etc. (representados por puntitos en la figura 9). De acuerdo con la forma de realizacion del arbol de ciguenal, estos procesos de mecanizacion se pueden variar, es decir, que se pueden suprimir o anadir procesos de mecanizacion. Despues de estos procesos de mecanizacion se rectifican acabados los arboles de ciguenal entonces en sus cojinetes principales y cojinetes de carrera asf como en sus extremos (pestana / pivote). Despues del rectificado acabado se llevan a cabo todavfa otras mecanizaciones como, por ejemplo, equilibrado, superacabado, medicion

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final, etc.

A traves de esta disposicion o bien el procedimiento de acuerdo con la invencion se necesita, por lo tanto, un numero reducido de maquinas frente a las lmeas de fabricacion de acuerdo con el estado de la tecnica. A traves de la reduccion del numero de las maquinas se puede reducir adicionalmente el gasto tecnologico y de esta manera se pueden reducir los costes de fabricacion para los arboles de ciguenal en una fabricacion de grandes series, Esto repercute de la misma manera positivamente sobre una reduccion de los costes para los sistemas de manipulacion asf como las instalaciones de preparacion del refrigerante y del lubricante.

El procedimiento de acuerdo con la invencion sf como su realizacion en la lmea de fabricacion de acuerdo con la invencion se explican de forma resumida ahora de nievo con referencia a la figura 10. La figura 10 representa una representacion ampliada de una zona parcial de un pivote central, en el que la herramienta de torno 8 se representa ampliada con la placa de corte reversible. Con la herramienta de torno 8, que es regulable a un eje-CNC en direccion-X como tambien en direccion-Z, se tornean los salientes planos 9 ademas del lugar de cojinete inmediato de los pivotes centrales. Con preferencia, los salientes planos 9 estan torneados acabados, de manera que en etapas de mecanizacion posteriores no deben rectificarse ya estos salientes planos 9. Para el lugar de cojinete propiamente dicho se representa el contorno bruto 16, que se diferencia con una sobremedida 26 del contorno final 17.De la misma manera se representa la sobremedida 23, que resulta despues del rectificado bruto. De ello se deduce claramente que la parte predominante de la sobremedida 26 es erosionada en el transcurso del rectificado bruto, pudiendo aproximarse el rectificado bruto en la mayor medida posible a la medida final, es decir, al contorno final 17. Esto es posible porque para la muela abrasiva para el rectificado en bruto no experimente un desgaste y una carga fuertes habituales en el estado de la tecnica, donde tanto los lados planos como tambien los pivotes son rectificados. Puesto que a traves del rectificado bruto se realiza un rectificado optimizado con respecto a la sobremedida de la forma, de manera que solo puede permanecer todavfa una sobremedida 23 reducida frente al contorno final 17, se asegura ya a traves del rectificado en bruto que durante el rectificado de acabado realizado mas tarde se reduzcan, por una parte, las cargas de las muelas abrasivas de acabado y, por otra parte, ademas de su elevacion del tiempo de actividad, se reduzca la carga introducida en la pieza de trabajo durante el rectificado, de manera que durante el rectificado de acabado se puede conseguir de la misma manera una exactitud mas elevada del arbol de ciguenal.

Los ejes-CNC X y Z introducidos posibilitan que al termino del torneado de los salientes planos 9 se tornee a traves de un movimiento de interpolacion del eje-X y del eje-Z el rebaje 14 junto al arbol de cojinete inmediato. Esto es posible de manera especialmente ventajosa despues de la disposicion de las herramientas de torno segun la figura 2A.

Con el procedimiento de acuerdo con la invencion y con la lmea de fabricacion que realiza este procedimiento se consiguen ahorros considerables en la fabricacion de grandes series de arboles de ciguenal, de manera que ademas de la elevacion clara del numero de ciclos, se elevan claramente los tiempos de actividad de las herramientas de rectificado empleadas y, ademas, se eleva de nuevo claramente la calidad de la exactitud del arbol de ciguenal fabricado frente a los procedimientos habituales.

Lista de signos de referencia

1 Lmea de fabricacion

2 Arbol de ciguenal

3 Centro de torno

4 Maquina rectificadora en bruto

5 Eje longitudinal del arbol de ciguenal

6 Primer soporte

7 Segundo soporte

8 Herramienta de torno

9 Saliente plano de pivote central

10 Pivote central

11 Pivote de cojinete de vaiven

12 Saliente plano de cojinete de vaiven

13 Placa de corte de insercion

14 Garganta de salida

15 Pivote de cojinete

16 Contorno bruto

17 Contorno final

18 Maquina rectificadora final

19 Lado del pivote

20 Virutas

21 Paredes del arbol de ciguenal

22 Muela abrasiva

23 Sobremedida despues de la rectificacion bruta

24 Lados frontales del arbol de ciguenal

25 Taladros de centrado

26 Sobremedida general 5

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

REIVINDICACIONES

1. - Procedimiento para la mecanizacion completa al menos de pivotes centrales (10) y pivotes de cojinetes de carrea (11) no mecanizados y sus salientes planos (9, 12) respectivos, que rodean los pivotes, de piezas brutas forzadas o fundidas de un arbol de ciguenal (2), en el que

a) se tornean en primer lugar los salientes planos (9) asociados a los pivotes centrales,

b) a continuacion se rectifican en bruto los pivotes centrales (10) sin sus salientes planos (9) y los pivotes de cojinetes de carrera (11) con sus salientes planos (12), en el que una sobremedida (23) que permanece despues del rectificado bruto de los pivotes (10, 11), necesaria para el rectificado acabado es menor que la sobremedida remanente, que es necesaria cuando la mecanizacion bruta de los salientes planos se realiza de acuerdo con el modo de proceder habitual a traves de rectificado bruto, brochado por torneado o fresado por turbulencia; y

c) a continuacion se rectifican acabados los pivotes centrales (10) y los pivotes de cojinetes de carrera (11) desde la sobremedida menor (23) alcanzada a traves del rectificado bruto a la medida final.
2. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que los salientes planos (12) de los cojinetes de carrera son rectificados acabados desde la sobremedida menor dejada a traves del rectificado bruto a la medida final.
3. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que los salientes planos (9) de una pluralidad, en particular de todos los pivotes centrales (1) son torneados al mismo tiempo.
4. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los salientes planos (9) de los pivotes centrales (10) son torneados por grupos, siendo torneado al menos un primer grupo desde un primer lado del arbol de ciguenal (2) y siendo torneado un segundo grupo desde el segundo lado, opuesto al primer lado, del arbol de ciguenal (2).
5. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el primero y el segundo grupo comprenden, respectivamente, todos los salientes planos (9) de los pivotes centrales (10).
6. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los pivotes centrales (10) son rectificados al mismo tiempo.
7. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el torneado se realiza por medio de herramientas con placas de corte reversibles (13) de metal duro o diamante policristalino y el rectificado se realiza por medio de muelas abrasivas-CBN (22) recubiertas galvanicamente o unidas ceramicamente.
8. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que antes del torneado se mecanizan ambos lados frontales (24) de la pieza bruta del arbol de ciguenal (2), y se practican taladros de centrado (25) en estos lados frontales (24).
9. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que despues del rectificado bruto se realizan un endurecimiento y/o una laminacion de radios y/o taladros de canales de aceite y/o nitracion.
10. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que a continuacion del torneado de los salientes planos (9) de los pivotes centrales (10) en la transicion desde los salientes planos (9) hacia la superficie de los pivotes (10) que se extiende esencialmente perpendicular a ellos, se tornean las gargantas de salida (14) al mismo tiempo.