ES2969774T3 - Fresadora de pistas de bolas con soporte giratorio con al menos dos dispositivos de posicionamiento giratorio - Google Patents
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Abstract
1. Fresadora de carril de bolas (1) para producir carriles de bolas (33) en piezas de trabajo (6, 13, 30, 31) para juntas homocinéticas, que comprende: - un husillo de herramienta (2) que puede girar alrededor de un eje de husillo de herramienta (WSA) y - una herramienta de fresado de rodamiento de bolas (4, 5; 20), que está sujeta en el husillo de herramienta (2), se caracteriza porque la fresadora de rodamiento de bolas (1) tiene un soporte giratorio (10) en el que al menos están dispuestos dos dispositivos de posicionamiento giratorio (11a-11d), en los que cada dispositivo de posicionamiento giratorio (11a-11d) tiene un soporte de pieza de trabajo (12a-12d), en el que el soporte giratorio (10) está formado de manera que pueda girar alrededor de un soporte giratorio -eje de soporte (DA) de manera que cada uno de los soportes de piezas de trabajo (12a-12d) sea pivotable al menos entre una posición de mecanizado (BP) y una posición de transferencia (TP), en el que una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) dispuesta en un portapiezas (12a-12d) es mecanizable mediante la herramienta de fresado de seguimiento de bolas (4, 5; 20) cuando el portapiezas (12a-12d) está en la posición de mecanizado (BP), y en eso, usando un respectivo dispositivo de posicionamiento rotacional (11a-11d), una posición rotacional del soporte de pieza de trabajo (12a-12d) alrededor de un eje de posicionamiento (PAa-PAd) se puede ajustar de manera variable con respecto al soporte giratorio (10), en donde la rotación la posición del soporte de la pieza de trabajo (12a-12d) con respecto al soporte giratorio (10) se puede bloquear en la posición de mecanizado (BP) para mecanizar con la herramienta de fresado de seguimiento de bolas (4, 5); 20). Con la fresadora por rodamiento de bolas según la invención se puede conseguir un tiempo de viruta a viruta más corto en el fresado por rodamiento de bolas de varias piezas de trabajo seguidas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Fresadora de pistas de bolas con soporte giratorio con al menos dos dispositivos de posicionamiento giratorio Antecedentes de la invención
La invención se refiere a una fresadora de pistas de bolas para producir pistas de bolas en piezas de trabajo para juntas homocinéticas, que comprende
- un husillo portaherramientas giratorio alrededor de un eje de husillo portaherramientas, y
- una herramienta de fresado de pistas de bolas sujeta sobre el husillo portaherramientas.
Una fresadora de pistas de bolas de este tipo se dio a conocer por la publicación empresarial "Einladung zum EMAG Technologieforum 2017", EMAG Salach GmbH, DE, 16 y 17 de mayo de 2017, página 12.
Las juntas homocinéticas, también llamadas juntas de velocidad constante, se utilizan para transmitir un par de un primer eje a un segundo eje dispuesto en ángulo con respecto a éste. Las juntas homocinéticas se utilizan en particular como árboles de accionamiento en la construcción de automóviles, por ejemplo cuando las ruedas accionadas deben montarse individualmente con suspensión.
Las pistas de bolas para juntas homocinéticas se fabrican típicamente por medio de una fresa con la que se recorre la pista de bolas que ha de ser producida en la pieza de trabajo. A este respecto, típicamente, la fresa se guía bajo un ángulo con respecto al eje de la pieza de trabajo.
De la publicación empresarial de EMAG Salach GmbH, ibid., se conoce una fresadora de pistas de bolas, en la que la pieza de trabajo que ha de ser mecanizada se sujeta y se desplaza en un husillo portapiezas vertical orientado hacia abajo y puede ser transferida, según el principio de recogida, de una zona de entrega a una herramienta de fresado y mecanizarse allí. La herramienta de fresado está sujeta en un husillo portaherramientas dispuesto en una cuna pivotante. En la forma de realización representado, en la cuna están previstos dos husillos portaherramientas con herramientas de mecanizado, lo que permite un mecanizado combinado con un solo amarre.
Un concepto de máquina similar se dio a conocer también por la publicación empresarial "DMG MORI Vertikales Producktionsdrehen CTV-Baureihe", de fecha 09/2017, página 20.
La desventaja de estas fresadoras conocidas es un tiempo de viruta a viruta comparativamente largo mecanizando varias piezas de trabajo sucesivamente.
Por el documento DE 102006019325 B3 se dio a conocer una máquina herramienta para el mecanizado de dentados de piezas de trabajo, en la que dos husillos portapiezas están dispuestos sobre un soporte giratorio. Girando el soporte giratorio, los husillos portapiezas cambian respectivamente entre una posición de mecanizado en la que se puede realizar el mecanizado de dentado de una pieza de trabajo con una fresa de generación y una posición de transferencia en la que se puede realizar un cambio de pieza de trabajo.
Objetivo de la invención
El objetivo de la invención es proporcionar una fresadora de pistas de bolas con la que se pueda conseguir un tiempo de viruta a viruta más corto en el mecanizado por fresado de pistas de bolas de varias piezas de trabajo sucesivamente. Descripción de la invención
Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante una fresadora de pistas de bolas del tipo mencionado al principio, que se caracteriza
por que la fresadora de pistas de bolas presenta un soporte giratorio sobre el que están dispuestos al menos dos dispositivos de posicionamiento giratorio,
presentando cada dispositivo de posicionamiento giratorio un portapiezas,
por que el soporte giratorio está configurado de forma pivotante alrededor de un eje del soporte giratorio, de modo que cada uno de los portapiezas puede hacerse pivotar al menos entre una posición de mecanizado y una posición de transferencia, pudiendo mecanizarse una pieza de trabajo dispuesta sobre un portapiezas por medio de la herramienta de fresado de pistas de bolas cuando el portapiezas está en la posición de mecanizado, y por que, con un respectivo dispositivo de posicionamiento giratorio, una posición de giro del portapiezas alrededor de un eje de posicionamiento con respecto al soporte giratorio puede ser ajustada de forma variable, pudiendo enclavarse la posición de giro del portapiezas con respecto al soporte giratorio en la posición de mecanizado para el mecanizado con la herramienta de fresado de pistas de bolas.
En el marco de la invención, está previsto prever al menos dos dispositivos de posicionamiento giratorio sobre un soporte giratorio, respectivamente con un portapiezas, con el que se puede sujetar una pieza de trabajo a mecanizar y llevarla a una posición de giro adecuada para un mecanizado deseado y enclavarla en esta posición de giro.
Mediante el giro del soporte giratorio, una pieza de trabajo sobre un primer dispositivo de posicionamiento giratorio puede ser llevada a la posición de mecanizado para ser sometida allí a un mecanizado por fresado con la herramienta de fresado de pistas de bolas para producir una o varias pistas de bolas; y con el dispositivo de posicionamiento giratorio se puede ajustar y fijar, a este respecto, una posición de giro deseada de la pieza de trabajo con respecto a la herramienta de fresado de pistas de bolas. Al mismo tiempo, una vez finalizado el mecanizado, una pieza de trabajo puede ser movida a la posición de transferencia en un segundo dispositivo de posicionamiento giratorio y ser sustituida allí. Por lo tanto, el cambio de pieza de trabajo en la posición de transferencia se puede realizar paralelamente al tiempo principal durante el mecanizado por fresado de pistas de bolas de la pieza de trabajo en la posición de mecanizado. De este modo, se puede conseguir un alto aprovechamiento de la herramienta de fresado de pistas de bolas, en particular con un tiempo de viruta a viruta muy corto (que sustancialmente solo está determinado por el corto tiempo de giro del soporte giratorio). La fabricación de pistas de bolas en las piezas de trabajo se puede realizar en total de forma muy rápida y eficiente.
La herramienta de fresado de pistas de bolas típicamente está configurada como fresa de dedo; preferentemente, el husillo portaherramientas está montado de forma pivotante, para poder ajustar de forma flexible un ángulo de inclinación de fresa adecuado (que generalmente viene definido por la forma de construcción del cabezal de fresado) para la herramienta de fresado de pistas de bolas utilizada o para la forma de pista de bolas deseada.
Un dispositivo de posicionamiento giratorio comprende típicamente un motor eléctrico con el que la posición de giro se puede cambiar automáticamente (por ejemplo, para poder cambiar entre diferentes pistas de bolas en la pieza de trabajo), y un equipo de enclavamiento con el que durante el mecanizado por fresado de pistas de bolas puede mantenerse con precisión una posición de giro alcanzada. El equipo de enclavamiento puede ser mecánico, por ejemplo un dispositivo de apriete o enclavamiento, o electromagnético, por ejemplo integrado en un motor de par. El enclavamiento de la posición de giro de un portapiezas en un dispositivo de posicionamiento giratorio se realiza preferentemente con un par de retención de al menos 100 Nm, de manera especialmente preferida de al menos 300 Nm y/o con un bloqueo mecánico completo del soporte giratorio. Generalmente, no se ajusta un par de retención especial durante el giro del dispositivo de posicionamiento giratorio o del portapiezas, y tampoco es necesario para el mecanizado por fresado de pistas de bolas, ya que se realiza con la pieza sin girar (y normalmente parada en su conjunto).
En el marco de la invención, las piezas de trabajo son posicionadas doblemente para el mecanizado por fresado de pistas de bolas: Por un lado, mediante el soporte giratorio, que determina la disposición (distribución) de los distintos dispositivos de posicionamiento giratorio en la posición de mecanizado y en la posición de transferencia y, dado el caso, en otras posiciones / estaciones, y por otro lado, en el soporte giratorio, mediante los dispositivos posicionamiento giratorio, con los que se puede ajustar respectivamente una orientación local de la pieza de trabajo con respecto a los equipos locales en la posición / estación. De este modo, en particular en la posición de mecanizado se puede determinar una posición de giro deseada de una pieza de trabajo, durante el mecanizado por fresado de pistas de bolas, y también se puede modificar durante la duración del mecanizado por fresado de pistas de bolas (por ejemplo, para producir sucesivamente varias pistas de bolas en la pieza de trabajo), sin la disposición de otro dispositivo de posicionamiento giratorio en otra posición (por ejemplo, en la posición de transferencia) ni perturbar los procesos allí. De esta manera, es posible una manipulación óptima y con ahorro de tiempo de las piezas de trabajo en el marco de la invención.
Formas de realización preferentes de la invención
En una forma de realización preferente de la fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención, el husillo portaherramientas está soportado en un soporte de husillo portaherramientas que es giratorio alrededor de un eje de pivotamiento que discurre de forma no paralela al eje de husillo portaherramientas,
discurriendo el eje de pivotamiento en particular perpendicularmente al eje de husillo portaherramientas. Por medio del soporte de husillo portaherramientas se puede ajustar de forma flexible el ángulo de inclinación de la fresa de manera adecuada para el cabezal de fresado utilizado.
Resulta preferente una variante perfeccionada de esta forma de realización, en la que está previsto que sobre el husillo portaherramientas están sujetas dos herramientas de fresado de pistas de bolas en lados axialmente opuestos entre sí del husillo portaherramientas, de modo que ambas herramientas de fresado de pistas de bolas pueden hacerse girar al mismo tiempo alrededor del eje de husillo portaherramientas por medio del husillo portaherramientas, y que una pieza de trabajo sobre un portapiezas en la posición de mecanizado puede ser mecanizada alternativamente con las dos herramientas de fresado de pistas de bolas, mediante el pivotamiento del soporte de husillo portaherramientas alrededor del eje de pivotamiento. Con esta forma de construcción, se pueden utilizar de manera sencilla dos cabezales de fresado diferentes en rápida sucesión en la pieza de trabajo, en particular, en el caso de un mecanizado en blando de la pieza de trabajo. Los cabezales de fresado generalmente tienen diferentes diámetros. Con el cabezal de fresado de diámetro más pequeño típicamente se fresa primero la parte principal de una pista de bolas, y con el cabezal de fresado de diámetro más grande (que penetra menos profundamente en el material de la pieza de trabajo) se crea un bisel en los cantos de la pista de bolas. Cabe señalar que, en esta forma de construcción, el eje de pivotamiento típicamente cruza el eje de husillo portaherramientas entre los cabezales de fresado.
En otra variante perfeccionada ventajosa, el husillo portaherramientas, el soporte de husillo portaherramientas y la herramienta de fresado de pistas de bolas están configurados de tal manera que el eje de pivotamiento y el eje de husillo portaherramientas cruzan un centro de un cabezal de mecanizado de la herramienta de fresado de pistas de bolas. Esto hace posible una estructura especialmente estable y un fresado especialmente preciso de una pista de bolas, especialmente en el caso del mecanizado en duro. En esta forma de construcción, típicamente solo está dispuesta una herramienta de mecanizado (cabezal de fresado) en el husillo portaherramientas. Cabe señalar que, si se desea, una fresadora de pistas de bolas se puede convertir entre las dos formas de construcción mencionadas anteriormente, para realizar, por ejemplo, un mecanizado en blando y un mecanizado en duro sucesivamente en la misma fresadora de pistas de bolas.
Además, resulta preferente una forma de realización en la que el eje de pivotamiento discurre horizontalmente, en particular, en la que el eje de pivotamiento discurre perpendicularmente al eje del soporte giratorio. Esto se ha acreditado en la práctica y permite (especialmente en combinación con un eje de soporte giratorio horizontal y ejes de posicionamiento horizontales) una caída de viruta favorable y un fácil acceso a las piezas de trabajo.
Resulta especialmente preferente una forma de realización en la que en cada dispositivo de posicionamiento giratorio está previsto un dispositivo de apriete o enclavamiento, con el que se puede enclavar mecánicamente una posición de giro del portapiezas del dispositivo de posicionamiento giratorio con respecto al soporte giratorio. Esto hace posible mantener de forma sencilla y fiable una posición de giro deseada del respectivo portapiezas; el dispositivo de apriete o enclavamiento también se puede utilizar bien en el caso de fuerzas de mecanizado elevadas.
En una forma de realización ventajosa, en cada dispositivo de posicionamiento giratorio está formado un motor de par, con el que se puede ajustar una posición de giro del portapiezas del dispositivo de posicionamiento giratorio con respecto al soporte giratorio, y con el que la posición de giro del portapiezas con respecto al soporte giratorio se puede enclavar electromagnéticamente. Con el motor de par puede realizarse rápidamente una posición de giro deseada y fijarse muy rápidamente en el portapiezas para el mecanizado de la pieza y luego volver a soltarla.
Además, resulta particularmente ventajosa una forma de realización en la que la fresadora de pistas de bolas comprende además un dispositivo de cambio de pieza de trabajo, pudiendo ser sustituida una pieza de trabajo en un portapiezas por medio del dispositivo de cambio de pieza de trabajo cuando el portapiezas está en la posición de transferencia. El dispositivo de cambio de pieza de trabajo puede comprender, por ejemplo, un sistema de pórtico con un brazo pinza para las piezas de trabajo. En la posición de transferencia, la pieza de trabajo en el portapiezas situado allí puede ser sustituida paralelamente al tiempo principal.
Además, es ventajosa una forma de realización de una fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención, que prevé que la fresadora de pistas de bolas comprende además un dispositivo de desbarbado por cepillado, pudiendo cepillarse una pieza de trabajo sobre un portapiezas mediante el dispositivo de desbarbado por cepillado cuando el portapiezas se ha hecho pivotar, por medio del soporte giratorio, a la posición de transferencia o a una posición de desbarbado. Cepillando con el dispositivo de desbarbado por cepillado se pueden eliminar rápida y fácilmente las rebabas que queden en la pieza después del fresado durante la producción de las pistas de bolas, sin necesidad de realizar un amarre adicional. Si durante un ciclo de mecanizado por fresado en uno de los portapiezas, en el otro portapiezas es posible en términos de tiempo y de espacio tanto el desbarbado por cepillado como un cambio de pieza, el dispositivo desbarbador con cepillo puede acceder a la pieza de trabajo en la posición de transferencia y no es necesaria una posición de desbarbado propia. En caso contrario, también se puede configurar una posición de desbarbado separada (con respecto a la posición de transferencia y la posición de mecanizado), en cuyo caso en el soporte giratorio está previsto también otro dispositivo de posicionamiento giratorio con portapiezas, de modo que el cambio de pieza y el desbarbado pueden realizarse paralelamente al tiempo principal del mecanizado por fresado.
Además, resulta preferente una forma de realización en la que la fresadora de pistas de bolas comprende además un dispositivo de endurecimiento por láser, en la cual una pieza de trabajo sobre un portapiezas se puede endurecer por medio del dispositivo de endurecimiento por láser cuando el portapiezas se ha hecho pivotar por medio del soporte giratorio a la posición de transferencia o a una posición de endurecimiento por láser. Mediante el endurecimiento por láser con el dispositivo de endurecimiento por láser, la superficie de la pieza de trabajo se puede endurecer fácilmente in situ para aumentar la resistencia al desgaste de la pieza de trabajo sin tener que realizar un amarre adicional. Si durante un ciclo de mecanizado por fresado en uno de los portapiezas, en el otro portapiezas es posible en términos de tiempo y de espacio tanto un endurecimiento por láser como un cambio de pieza, el dispositivo de endurecimiento por láser puede acceder a la pieza de trabajo en la posición de transferencia y no es necesaria una posición de endurecimiento por láser propia. En caso contrario, también se puede configurar una posición de endurecimiento por láser separada (con respecto a la posición de transferencia y la posición de mecanizado), en cuyo caso en el soporte giratorio está previsto también un dispositivo de posicionamiento giratorio adicional con portapiezas, de modo que el cambio de pieza y el endurecimiento por láser pueden realizarse paralelamente al tiempo principal del mecanizado por fresado.
Asimismo, es preferente una forma de realización de la fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención, que prevé que los dispositivos de posicionamiento giratorio están configurados respectivamente con un husillo portapiezas, y que la fresadora de pistas de bolas comprende además un dispositivo de mecanizado por torneado, en cuyo caso una pieza de trabajo sobre un portapiezas puede ser mecanizada por torneado por medio del dispositivo de mecanizado por torneado mientras la pieza de trabajo se hace girar con el husillo portapiezas, cuando el portapiezas se ha hecho pivotar por medio del soporte giratorio a la posición de transferencia o a una posición de mecanizado por torneado. Por medio del dispositivo de mecanizado por torneado y los husillos portapiezas se puede realizar un mecanizado por torneado complementario de las piezas de trabajo sin necesidad de realizar un amarre adicional. Si durante un ciclo de mecanizado por fresado en uno de los portapiezas, en el otro portapiezas es posible en términos de tiempo y de espacio tanto un mecanizado por torneado como un cambio de pieza, el dispositivo de desbarbado por torneado puede acceder a la pieza de trabajo en la posición de transferencia y no es necesaria una posición de mecanizado por torneado. En caso contrario, también se puede prever una posición de mecanizado por torneado separada (con respecto a la posición de transferencia y la posición de mecanizado), en cuyo caso en el soporte giratorio está previsto también un dispositivo de posicionamiento giratorio adicional con portapiezas, de modo que el cambio de pieza y el mecanizado por torneado pueden realizarse paralelamente al tiempo principal del mecanizado por fresado.
También es preferente una forma de realización en la que el eje de soporte giratorio discurre horizontalmente. Esto ha demostrado ser especialmente útil en cuanto a la accesibilidad a las piezas de trabajo (especialmente en el caso de ejes de posicionamiento horizontales) y la caída de virutas durante el fresado.
Además, resulta preferente una forma de realización en la que los ejes de posicionamiento, alrededor de los cuales se pueden hacer girar los portapiezas con los dispositivos de posicionamiento giratorio, discurran paralelamente al eje del soporte giratorio. Esto permite una estructura compacta.
Una forma de realización preferente prevé además que el husillo portaherramientas esté montado a través de un sistema de carro transversal, con el que el husillo portaherramientas se puede mover con respecto al soporte giratorio en tres direcciones espaciales ortogonales x, y, z, en particular estando el soporte giratorio soportado en un cojinete de soporte giratorio estacionario. Con el sistema de carro cruzado puede realizarse la aproximación de la herramienta de fresado de pistas de bolas a la pieza de trabajo y también se puede adaptar a cualquier tamaño de pieza de trabajo a mecanizar. Con un cojinete de soporte giratorio estacionario es posible una estructura especialmente sencilla y robusta de la fresadora de pistas de bolas.
La presente invención también incluye el uso de una fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención, descrita anteriormente, en donde en una pieza de trabajo sobre un portapiezas en la posición de mecanizado, estando el portapiezas enclavado en el soporte giratorio, se fresa una pista de bolas para una junta homocinética y, al mismo tiempo, en un portapiezas en la posición de transferencia tiene lugar un cambio de pieza de trabajo y/u otro mecanizado de pieza de trabajo en una pieza de trabajo allí situada. En el marco del uso de acuerdo con la invención es posible un aprovechamiento especialmente elevado de la fresadora de pistas de bolas y, en particular, de la herramienta de fresado de pistas de bolas. El cambio de pieza de trabajo puede realizarse paralelamente al tiempo principal para el mecanizado por fresado.
Más ventajas de la invención resultan de la descripción y del dibujo.
Las formas de realización mostradas y descritas no han de entenderse como una enumeración exhaustiva, sino que tienen, más bien, carácter de ejemplo para explicar la invención.
Descripción detallada de la invención y del dibujo
La figura 1 muestra una primera forma de realización de una fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención en una vista esquemática en perspectiva, con dos herramientas de fresado de pistas de bolas sobre un husillo portaherramientas;
la figura 2 muestra la forma de realización de la figura 1, en un alzado lateral esquemático a lo largo de un eje de pivotamiento del soporte de husillo portaherramientas;
la figura 3 muestra una segunda forma de realización de una fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención en una vista esquemática en perspectiva, con una herramienta de fresado de pistas de bolas, cuyo cabezal de fresado está cruzado por un eje de pivotamiento del soporte de husillo portaherramientas; la figura 4 muestra la forma de realización de la figura 3, en un alzado lateral esquemático a lo largo de un eje de pivotamiento del soporte de husillo portaherramientas;
la figura 5 muestra una vista en planta desde arriba esquemática de un soporte giratorio para una tercera forma de realización de una fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención.
Las figuras 1 y 2 muestran una primera forma de realización de una fresadora de pistas de bolas 1 de acuerdo con la invención para producir pistas de bolas en piezas de trabajo 6, 13 para juntas homocinéticas, en este caso en el marco de un mecanizado en blando.
La fresadora de pistas de bolas 1 presenta un husillo portaherramientas 2 que está montado sobre un soporte de husillo portaherramientas 3 y por medio de este soporte de husillo portaherramientas 3 puede hacerse pivotar alrededor de un eje de pivotamiento VA horizontal. El husillo portaherramientas 2 se puede hacer girar alrededor de un eje de husillo portaherramientas WSA, por lo que aquí pueden ser accionadas simultáneamente una primera herramienta de fresado de pistas de bolas 4 y una segunda herramienta de fresado de pistas de bolas 5 con respecto a dicho eje WSA. Con la primera herramienta de fresado de pistas de bolas 4 está siendo fabricada una pista de bolas en una pieza de trabajo 6 sustancialmente tubular y redonda.
El husillo portaherramientas 2 y, por tanto, también las herramientas de fresado de pistas de bolas 4, 5 se pueden mover en tres direcciones ortogonales x, y, z a través de un sistema de carro cruzado 7, en particular para la aproximación de las herramientas de fresado de pistas de bolas 4, 5 a la pieza de trabajo 6. Mediante el pivotamiento del husillo portaherramientas 2 alrededor del eje de pivotamiento VA, se puede seleccionar una de las herramientas de fresado de pistas de bolas 4, 5 para un mecanizado de la pieza de trabajo 6, y se puede ajustar un ángulo de fresa a para el mecanizado de la pieza de trabajo 6 (es el ángulo entre el eje de husillo portaherramientas WSA y un eje de la pieza de trabajo, correspondiente aquí al eje de posicionamiento horizontal PAb, visto en un plano vertical). Mediante el posicionamiento adecuado de la herramienta de fresado de pistas de bolas (activa) 4 en y y z, en particular con un desplazamiento de eje con respecto a la "posición de las 12 en punto", se puede ajustar un ángulo de inclinación efectivo para una pista de bolas.
Las herramientas de fresado de pistas de bolas 4, 5 se diferencian por el diámetro del respectivo cabezal de fresado; con el cabezal de fresado más pequeño se produce la pista de bolas en sí, y con el cabezal de fresado más grande un chaflán en el borde de la pista de bolas. El eje de pivotamiento VA cruza aquí el eje de husillo portaherramientas WSA entre las herramientas de fresado de pistas de bolas 4, 5.
Sobre un soporte giratorio 10 que en un cojinete de soporte giratorio 10a estacionario es giratorio alrededor de un eje de soporte giratorio DA aquí horizontal, están formados dos dispositivos de posicionamiento giratorio 11a, 11b respectivamente con un portapiezas 12a, 12b para una pieza de trabajo 13, 6. Por medio de los dispositivos de posicionamiento giratorio 11a, 11b se puede ajustar una posición de giro del correspondiente portapiezas 12a, 12b o de la pieza de trabajo 13, 6 sujeta en él alrededor de un respectivo eje de posicionamiento PAa, PAb. Los ejes de posicionamiento PAa, PAb discurren aquí paralelamente al eje de soporte giratorio DA y, por tanto, asimismo horizontalmente. Los dispositivos de posicionamiento giratorio 11a-11d están equipados aquí con motores de par 15a, 15b que permiten un enclavamiento electromagnético de una posición de giro del portapiezas 12a-12b.
En la posición de giro mostrada del soporte giratorio 10 mostrada, el soporte de portapiezas 12a está en una posición de transferencia TP (a la izquierda en la figura 1), y el soporte de portapiezas 12b está en una posición de mecanizado BP (a la derecha en la figura 1). En el portapiezas 12a en la posición de transferencia TP puede tener lugar un cambio de pieza de trabajo con un dispositivo de cambio de pieza de trabajo (no representado con más detalle, pero véase la figura 5). En el portapiezas 12b, simultáneamente se puede realizarse el mecanizado de la pieza de trabajo 6 allí situada, con la herramienta de fresado de pistas de bolas 4 (o con la herramienta de fresado de pistas de bolas 5); en este caso, la posición de giro de la pieza de trabajo 6 o del portapiezas 12b puede ajustarse a través del dispositivo de posicionamiento giratorio 11b, enclavarse para un respectivo paso de mecanizado y modificarse en el curso del mecanizado para otros pasos de mecanizado, por ejemplo para cambiar a la siguiente pista de bolas que ha de ser producida en la pieza de trabajo 6. Girando el soporte giratorio 10 alrededor del eje del soporte giratorio DA se pueden intercambiar los soportes de piezas de trabajo 12a, 12b entre la posición de transferencia TP y la posición de mecanizado BP.
En la forma de realización mostrada está prevista una pared de protección contra virutas 14 entre los portapiezas 12a, 12b. La pared de protección contra virutas 14 está fabricada preferentemente de metal, por ejemplo como placa de acero (para mayor claridad, la pared de protección contra virutas 14 está representada de forma semitransparente en las figuras).
La fresadora de pistas de bolas 1 puede ser excitada de forma automatizada y por motor con respecto a todos los ejes de la máquina (en particular DA, PAa-PAb, VA, x, y, z).
Las figuras 3 y 4 muestran una segunda forma de realización de una fresadora de pistas de bolas 1 de acuerdo con la invención para la fabricación de pistas de bolas en piezas de trabajo para juntas homocinéticas, en este caso en el marco del mecanizado en duro. La segunda forma de realización corresponde sustancialmente a la primera forma de realización; se explican solo las diferencias esenciales con respecto a la primera forma de realización.
En esta forma de construcción, en el husillo portaherramientas 2 está dispuesta solo una herramienta de fresado de pistas de bolas 20 que es giratoria alrededor del eje de husillo portaherramientas WSA. El soporte de husillo portaherramientas 3 sobre el que está dispuesto el husillo portaherramientas 2 es pivotante alrededor del eje de pivotamiento VA, cruzando el eje de pivotamiento VA el eje de husillo portaherramientas WSA en el centro de la herramienta de mecanizado (cabezal de fresado) 20a de la herramienta de fresado de pistas de bolas 20.
La figura 5 muestra una vista en planta desde arriba de un soporte giratorio 10 de una fresadora de pistas de bolas de acuerdo con la invención, conforme a una tercera forma de realización.
En este soporte giratorio 10 están previstos en total cuatro dispositivos de posicionamiento giratorio 11 a-11 d, respectivamente con portapiezas 12a-12d para las piezas de trabajo 13, 6, 30, 31. Los portapiezas 12a-12d pueden cambiar cíclicamente entre una posición de transferencia TP, una posición de mecanizado BP para el mecanizado por fresado de pistas de bolas, una posición de desbarbado EP y una posición de endurecimiento por láser LP, mediante el giro del soporte giratorio 10 alrededor del eje del soporte giratorio DA en pasos de un cuarto de giro. Con los dispositivos de posicionamiento giratorio 11 a-11 d, los portapiezas 12a-12d o las piezas de trabajo 13, 6, 30, 31 allí sujetas pueden hacerse girar alrededor del eje de posicionamiento PAa-PAd asociado.
En la posición de transferencia TP, por medio de un dispositivo de cambio de pieza de trabajo 32, en este caso un sistema de pórtico con un brazo pinza que aprieta en la dirección radial de la pieza de trabajo 13, una pieza acabada puede ser retirada respectivamente del portapiezas 12a, y una pieza nueva 13 sin mecanizar puede disponerse en el portapiezas 12a.
En la posición de mecanizado BP, con la herramienta de fresado de pistas de bolas 4 pueden fresarse pistas de bolas 33 en la pieza de trabajo 6 allí situada. En la variante mostrada, en cada pieza de trabajo 6 se fresan en total cuatro pistas de bolas 33 (véase a este respecto la pieza de trabajo 31 en LP). Por lo tanto, durante el mecanizado en la posición de mecanizado BP, la pieza de trabajo 6 se lleva paso a paso (aquí en pasos de 90 o) a cuatro posiciones de giro diferentes con respecto al eje de posicionamiento PAb, con el dispositivo de posicionamiento giratorio 11b, para producir las cuatro pistas de bolas 33; en este caso, no cambia la posición de giro del soporte giratorio 10 con respecto al eje DA del soporte giratorio. Si se utilizan dos herramientas de fresado de pistas de bolas 4, 5 para cada pista de bolas (ver la figura 1, la figura 2), asentadas sobre un husillo portaherramientas común, típicamente se alcanza dos veces cada posición de giro del dispositivo de posicionamiento giratorio 11 b (aquí correspondientemente en total ocho posiciones de giro alcanzadas sucesivamente en pasos de 90 o), es decir, una vez con cada herramienta de fresado de pistas de bolas 4, 5, de modo que durante el mecanizado de la pieza de trabajo 6 en la posición de mecanizado BP, el soporte de husillo portaherramientas debe hacerse pivotar 180o solo una vez. En esta posición de giro se enclava una posición de giro alcanzada respectivamente del portapiezas con respecto al eje de posicionamiento PAb por medio de un dispositivo de apriete o enclavamiento 37 mientras dura el mecanizado por fresado de pista de bolas.
En una posición de desbarbado EP está dispuesto un dispositivo de desbarbado por cepillado 34, con el que se pueden eliminar rebabas de la pieza de trabajo 30 allí situada, en particular de los bordes de las pistas de bolas 33 producidas previamente en la posición de mecanizado BP. Típicamente, durante el cepillado también está previsto un giro (generalmente paso a paso) de la pieza de trabajo 30 alrededor del eje de posicionamiento PAc para alcanzar de forma óptima todas las regiones relevantes de la pieza de trabajo 30 con el dispositivo desbarbador de cepillo 34.
En una posición de endurecimiento por láser LP puede realizarse el endurecimiento por láser de la pieza de trabajo 31 por medio de un dispositivo de endurecimiento por láser 38, en este caso con un rayo láser 35 procedente de un láser 36, endureciéndose típicamente al menos las superficies de las pistas de bolas 33 previamente desbarbadas. Cabe señalar que el láser 36 también puede estar dispuesto de forma alejada de la posición de endurecimiento por láser LP, y el rayo láser 35 puede dirigirse con una fibra óptica (no mostrada) a la posición de endurecimiento por láser LP. Para poder alcanzar fácilmente con el rayo láser 35 diferentes regiones de la pieza de trabajo 31, para el rayo láser 35 puede estar previsto un espejo desviador ("escáner") controlado por motor (no representado en detalle); adicionalmente, aquí durante el endurecimiento por láser también está previsto un giro paso a paso de la pieza de trabajo 31 alrededor del eje de posicionamiento PAd, para poder alcanzar fácilmente todas las regiones de la pieza de trabajo 31 que han de ser endurecidas.
Los procesos en las cuatro posiciones (estaciones) TP, BP, EP y LP pueden realizarse al mismo tiempo. El proceso más largo (generalmente el proceso de fresado de pistas de bolas en la posición de mecanizado BP) determina el ciclo de mecanizado de piezas de trabajo, es decir, la duración entre los cuartos de giro del soporte giratorio 10 alrededor del eje de soporte giratorio DA, con los que una pieza de trabajo 13, 6, 30, 31 es llevada respectivamente a la posición TP, BP, EP, LP siguiente. En particular, el cambio de pieza de trabajo en la posición de transferencia TP, el desbarbado en la posición de desbarbado EP y el endurecimiento por láser en la posición de endurecimiento por láser LP pueden realizarse paralelamente al tiempo principal del mecanizado por fresado de pistas de bolas en la posición de mecanizado BP. De esta manera se puede aprovechar muy bien la herramienta de fresado de pistas de bolas 4 (dado el caso, también varias herramientas de fresado de pistas de bolas).
En una forma de construcción modificada del soporte giratorio 10 mostrado en la figura 5, en la posición de transferencia TP está preparada también una función de mecanizado por torneado para tornear una pieza de trabajo 13 aún no mecanizada, recién transferida al portapiezas 12a, de forma preparatoria antes del comienzo del proceso de fresado de pistas de bolas.
Para este fin, adicionalmente al dispositivo de cambio de piezas de trabajo 32, en la posición de transferencia TP está previsto un dispositivo de mecanizado por torneado 40 (representado con líneas discontinuas), que comprende en este caso una herramienta de torneado 41 que se puede aproximar radial y axialmente. Los dispositivos de posicionamiento giratorio 12a-12d están realizados con husillos portapiezas. Para el torneado, la pieza de trabajo 13 se pone en rotación rápida alrededor del eje de posicionamiento PAa en la posición de transferencia TP con el husillo portapiezas o el dispositivo de posicionamiento giratorio 12a, y la herramienta de torneado 41 se aproxima a la pieza de trabajo 13 y se elimina por torneado material de la pieza de trabajo 13.
Por el hecho de que la función de mecanizado por torneado está integrada aquí en la posición de transferencia TP, se pueden suprimir una posición de mecanizado de torneado separada (o estación de mecanizado por torneado) y un dispositivo de posicionamiento giratorio correspondiente sobre el soporte giratorio 10. Sin embargo, para esta forma de construcción, el proceso de mecanizado por torneado previsto debería ser suficientemente rápido, de modo que el tiempo total para un cambio de pieza de trabajo y el mecanizado por torneado de una pieza de trabajo 13 en la posición de transferencia TP no sea mayor que el tiempo para el mecanizado por fresado de pistas de bolas de una pieza de trabajo en la posición de mecanizado BP. Si el proceso de torneado no fuese lo suficientemente rápido, mejor debería estar prevista una posición de mecanizado por torneado separada y, en consecuencia, también un dispositivo de posicionamiento giratorio adicional en el soporte giratorio 10 (como para el desbarbado por cepillado en la posición de desbarbado EP y el endurecimiento por láser en la posición de endurecimiento por láser LP).
Lista de referencias
1 Fresadora de pistas de bolas
2 Husillo portaherramientas
3 Soporte de husillo portaherramientas
4 Primera herramienta de fresado de pistas de bolas
5 Segunda herramienta de fresado de pistas de bolas
6 Pieza de trabajo en posición de mecanizado
7 Sistema de carro cruzado
10 Soporte giratorio
10a Cojinete de soporte giratorio estacionario
11 a-11 d Dispositivo de posicionamiento giratorio
12a-12d Portapiezas
13 Pieza de trabajo en posición de transferencia
14 Pared de protección contra virutas
15a-15b Motor de par
20 Herramienta de fresado de pistas de bolas
20a Herramienta de mecanizado / cabezal de fresado
30 Pieza de trabajo en posición de desbarbado
31 Pieza de trabajo en posición de endurecimiento por láser
32 Dispositivo de cambio de pieza de trabajo
33 pista de bolas
34 Dispositivo de desbarbado por cepillado
35 Haz de láser
36 Láser
37 Dispositivo de apriete o enclavamiento
38 Dispositivo de endurecimiento por láser
40 Dispositivo de mecanizado por torneado
41 Herramienta de torneado
a Ángulo de inclinación de fresa
BP Posición de mecanizado
DA Eje de soporte giratorio
EP Posición de desbarbado
LP Posición de endurecimiento por láser
PAa-Pad Eje de posicionamiento (dispositivo de posicionamiento giratorio) TP Posición de transferencia
VA Eje de pivotamiento
WSA Eje de husillo portaherramientas
Claims (15)
1. Fresadora de pistas de bolas (1) para producir pistas de bolas (33) en piezas de trabajo (6, 13, 30, 31) para juntas homocinéticas, que comprende
- un husillo portaherramientas (2) giratorio alrededor de un eje de husillo portaherramientas (WSA), y
- una herramienta de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20) sujeta sobre el husillo portaherramientas (2),
caracterizada
por que la fresadora de pistas de bolas (1) presenta un soporte giratorio (10) sobre el que están dispuestos al menos dos dispositivos de posicionamiento giratorio (11a-11 d),
presentando cada dispositivo de posicionamiento giratorio (11a-11d) un portapiezas (12a-12d),
por que el soporte giratorio (10) está configurado de forma pivotante alrededor de un eje de soporte giratorio (DA), de modo que cada uno de los portapiezas (12a-12d) puede hacerse pivotar al menos entre una posición de mecanizado (BP) y una posición de transferencia (TP), pudiendo mecanizarse una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31), dispuesta sobre un portapiezas (12a-12d), por medio de la herramienta de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20) cuando el portapiezas (12a-12d) está en la posición de mecanizado (BP),
y por que, con un respectivo dispositivo de posicionamiento giratorio (11 a-11 d), una posición de giro del portapiezas (12a-12d) alrededor de un eje de posicionamiento (PAa-PAd) con respecto al soporte giratorio (10) puede ser ajustada de forma variable, pudiendo enclavarse la posición de giro del portapiezas (12a-12d) con respecto al soporte giratorio (10) en la posición de mecanizado (BP) para el mecanizado con la herramienta de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20).
2. Fresadora de pistas de bolas (1) según la reivindicación 1, caracterizada por que el husillo portaherramientas (2) está soportado en un soporte de husillo portaherramientas (3) que es giratorio alrededor de un eje de pivotamiento (VA) que discurre de forma no paralela al eje de husillo portaherramientas (WSA),
discurriendo el eje de pivotamiento (VA), en particular, perpendicularmente al eje de husillo portaherramientas (WSA).
3. Fresadora de pistas de bolas (1) según la reivindicación 2, caracterizada por que sobre el husillo portaherramientas (2) están sujetas dos herramientas de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20) en lados axialmente opuestos entre sí del husillo portaherramientas (2), de modo que ambas herramientas de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20) pueden hacerse girar al mismo tiempo alrededor del eje de husillo portaherramientas (WSA) por medio del husillo portaherramientas (2), y por que una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) sobre un portapiezas (12a-12d) en la posición de mecanizado (BP) puede ser mecanizada alternativamente con las dos herramientas de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20), mediante el pivotamiento del soporte de husillo portaherramientas (3) alrededor del eje de pivotamiento (VA).
4. Fresadora de pistas de bolas (1) según la reivindicación 2, caracterizada por que el husillo portaherramientas (2), el soporte de husillo portaherramientas (3) y la herramienta de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20) están configurados de tal manera que el eje de pivotamiento (VA) y el eje de husillo portaherramientas (WSA) cruzan un centro de un cabezal de mecanizado (20a) de la herramienta de fresado de pistas de bolas (4, 5; 20).
5. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada por que el eje de pivotamiento (VA) discurre horizontalmente, discurriendo el eje de pivotamiento (VA), en particular, perpendicularmente al eje de soporte giratorio (DA).
6. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que en cada dispositivo de posicionamiento giratorio (11a-11d) está previsto un dispositivo de apriete o enclavamiento (37), con el que una posición de giro del portapiezas (12a-12d) del dispositivo de posicionamiento giratorio (11 a-11 d) puede enclavarse mecánicamente con respecto al soporte giratorio (10).
7. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que en cada dispositivo de posicionamiento giratorio (11a-11d) está configurado un motor de par (15a-15b), con el que una posición de giro del portapiezas (12a-12d) del dispositivo de posicionamiento giratorio (11a-11d) puede ser ajustada con respecto al soporte giratorio (10) y con el que la posición de giro del portapiezas (12a-12d) puede enclavarse electromagnéticamente con respecto al soporte giratorio (10).
8. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la fresadora de pistas de bolas (1) comprende además un dispositivo de cambio de pieza de trabajo (32), pudiendo ser sustituida en un portapiezas (12a-12d) una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) por medio del dispositivo de cambio de pieza de trabajo (32), cuando el portapiezas (12a-12d) está en la posición de transferencia (TP).
9. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la fresadora de pistas de bolas (1) comprende además un dispositivo de desbarbado por cepillado (34), pudiendo cepillarse una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) sobre un portapiezas (12a-12d) por medio del dispositivo de desbarbado por cepillado (34), cuando el portapiezas (12a-12d) se ha hecho pivotar, por medio del soporte giratorio (10), a la posición de transferencia (TP) o a una posición de desbarbado (EP).
10. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la fresadora de pistas de bolas (1) comprende además un dispositivo de endurecimiento por láser (38), pudiendo ser endurecida una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) sobre un portapiezas (12a-12d) por medio del dispositivo de endurecimiento por láser (38), cuando el portapiezas (12a-12d) se ha hecho pivotar por medio del soporte giratorio (10) a la posición de transferencia (TP) o a una posición de endurecimiento por láser (LP).
11. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los dispositivos de posicionamiento giratorio (11 a-11 d) están configurados respectivamente con un husillo portapiezas, y por que la fresadora de pistas de bolas (1) comprende además un dispositivo de mecanizado por torneado (40), pudiendo ser mecanizada por torneado una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) sobre un portapiezas (12a-12d) por medio del dispositivo de mecanizado por torneado (40) mientras la pieza de trabajo 6, 13, 30, 31) se hace girar con el husillo portapiezas, cuando el portapiezas (12a-12d) se ha hecho pivotar por medio del soporte giratorio (10) a la posición de transferencia (TP) o a una posición de mecanizado por torneado.
12. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el eje de soporte giratorio (DA) discurre horizontalmente.
13. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los ejes de posicionamiento (PAa-PAd), alrededor de los cuales se pueden hacer girar los portapiezas (12a-12d) con los dispositivos de posicionamiento giratorio (11 a-11 d), son paralelos al eje de soporte giratorio (DA).
14. Fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el husillo portaherramientas (2) está montado a través de un sistema de carro cruzado (7), con el que el husillo portaherramientas (2) puede desplazarse con respecto al soporte giratorio (10) en tres direcciones espaciales ortogonales (x, y, z),
estando montado el soporte giratorio (10), en particular, en un cojinete de soporte giratorio (10a) estacionario de forma giratoria alrededor del eje de soporte giratorio (DA).
15. Uso de una fresadora de pistas de bolas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en donde en una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) sobre un portapiezas (12a-12d) en la posición de mecanizado (BP), estando el portapiezas (12a-12d) enclavado en el soporte giratorio (10), se fresa una pista de bolas (33) para una junta homocinética y, al mismo tiempo, en un portapiezas (11 a-11 d) en la posición de transferencia (TP) se realiza un cambio de pieza de trabajo y/u otro mecanizado de pieza de trabajo en una pieza de trabajo (6, 13, 30, 31) allí situada.
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