PT1568441E - Processo para o fabrico de moldes para correias dentadas - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA O FABRICO DE MOLDES PARA CORREIAS DENTADAS" A invenção refere-se a um dispositivo para o fabrico de moldes para correias dentadas, abrangendo a) uma fixação para a peça a maquinar, b) dispositivos de rotação, mediante os quais pelo menos uma peça a maquinar, no essencial cilíndrica, fixada por aperto na fixação para peça a maquinar, pode ser rodada de maneira controlada de um ângulo predefinido em torno do seu eixo longitudinal central e c) uma ferramenta de actuação por levantamento de aparas que pode executar um movimento de translação em relação à fixação da peça a maquinar, sendo d) a ferramenta, que será em número de pelo menos uma, um disco abrasivo, e e) dispositivos de rectificação que estão previstos para permitir obter por rectificação um dado perfil periférico de um disco abrasivo, que será em número de pelo menos um, podendo o perfil periférico do disco abrasivo ser rectificado de maneira a que o mesmo corresponda ao perfil de uma cava de dente inteira do molde para correia dentada pretendido. 1

Um dispositivo com as caracteristicas a)-e) ficou a ser conhecido por exemplo pelo documento da GB-A-1 253 685.

Moldes para correias dentadas são regra geral cilindros de tubo de aço que estão providos na sua periferia lateral de um denteado rectilíneo, moldes esses que são requeridos para servirem de macho interior para o fabrico de correias dentadas, por exemplo a partir de borracha sintética ou de matéria sintética. 0 material aquecido de que a correia dentada é feita é premido para dentro do denteado do molde para correias dentadas. 0 denteado dos moldes para correias dentadas constitui portanto a matriz para a moldagem do denteado das correias dentadas. É já conhecido um método que consiste em fabricar moldes para correias dentadas através da fresagem de peças em bruto com uma forma cilíndrica. As exigências que se colocam em relação à exactidão das geometrias dos dentes de correias dentadas aumentaram enormemente. Assim, a superfície do dente deverá ser tanto quanto possível lisa, isto é, não apresentar na medida do possível quaisquer marcas de estrias de fresagem porventura existentes nos moldes para correias dentadas. Por esse motivo torna-se regra geral necessário, após a fresagem dos moldes para correias dentadas, conferir um tratamento posterior à superfície desse molde para correias dentadas.

Além disso aumentou bastante a multiplicidade das geometrias de dente, geometrias essas que devem satisfazer as exigências necessárias para obter elevadas prestações e uma grande suavidade de marcha. 2

Para rectificar perfis de rodas dentadas (Kõnig, W. e Meijboom, Η. M., Rectificação de discos abrasivos perfilados para esmerilar flancos de dentes; VDI - Z 121, 1979, N°. 21, páginas 1087 a 1092) é já do conhecimento geral a utilização de um dispositivo com as caracteristicas técnicas do equipamento de inicio referido. Para tal os discos abrasivos são conduzidos ao longo de superfícies cravejadas de diamantes, por exemplo ao longo de uma banda rectificadoras provida de diamantes. Tais elementos de rectificação achatados têm o inconveniente de os mesmos tornarem impossível a maquinação controlada de estruturas muito finas no perfil periférico do disco abrasivo. Pelo documento DE 1577534 A ficou a ser conhecido um dispositivo de rectificação para discos abrasivos perfilados no qual se revela, para servir de ferramenta de rectificação, um porta-diamantes com um único diamante, além de um disco diamantado giratório ou então rolos perfilados.

Por esse motivo a presente invenção tem o objectivo de pôr à disposição um processo do género de início referido, mediante o qual a par de uma elevada exactidão geométrica se consegue obter uma elevada qualidade da superfície do molde para correias dentadas. O objectivo atrás referido atinge-se pela adopção de um dispositivo de acordo com a reivindicação 1. O dispositivo de acordo com a invenção permite realizar um processo de fabrico de moldes para correias dentadas segundo o qual por meio de um disco abrasivo em rotação, que será em número de pelo menos um e que terá uma periferia perfilada, é maquinada na periferia de uma peça a maquinar, que antes dessa maquinação tem uma periferia no essencial cilíndrica, uma matriz 3 do denteado pretendido para a correia dentada, correspondendo o perfil periférico ao perfil que se pretende obter para uma cava inteira de dente do molde para correias dentadas.

Deste modo a matriz para a correia dentada é criada não por fresagem mas por um processo abrasivo utilizando discos abrasivos providos de um perfil especial, discos esses que são conduzidos mediante um movimento de abrasão paralelamente ao eixo longitudinal central da peça a maquinar. Em virtude disso é possível obter uma qualidade da superfície da peça a maquinar já pronta que dispensa qualquer tratamento posterior. Por cava de dente entende-se a zona inteira que vai da cabeça de um dente até à cabeça do dente vizinho. 0 desbaste por abrasão de duas cavas de dente vizinhas faz portanto com que seja criado um dente completo do molde para correias dentadas, isto é, também é desbastado por abrasão o diâmetro exterior do molde para correias dentadas. Para obter a geometria da cava de dente do molde, torna-se necessário tomar em consideração uma contracção do material de que a correia dentada é feita, contracção essa que é provocada pelo arrefecimento do material durante o processo de fabrico. A utilização de discos abrasivos perfilados permite além disso criar de maneira simples estruturas secundárias muito finas no perfil do dente, por exemplo um perfil secundário de forma ondulada na zona dos flancos dos dentes. Para esse fim podem por exemplo ser abertos no perfil canais que se estendem paralelamente ao eixo do molde para correias dentadas. Correias dentadas com perfis secundários deste género são reveladas por exemplo no documento DE 19908672 Cl. 4 A rectificação torna-se necessária devido ao desgaste gradual do disco abrasivo. A utilização de um elemento rectificador de perfis com uma zona de rectificação perfilada tem a vantagem de se tornar desnecessário um dispendioso comando numérico para o movimento de outras ferramentas de rectificação, como por exemplo um pino rectificador, uma vez gue a zona de rectificação perfilada predefine um perfil fixo. Um elemento de rectificação de perfil fará por isso sentido, nomeadamente quando forem desnecessárias variações do contorno de perfil e se pretende fabricar um elevado número de geometrias de denteado idênticas.

Finalmente o dispositivo de acordo com a invenção pode também estar configurado de tal maneira que o elemento de rectificação de perfil, que será em número de pelo menos um, pode ser posicionado e ajustado de tal maneira em relação ao porta-ferramentas que, visto na direcção do eixo longitudinal central da peça a maquinar fixada por aperto, que será em número de pelo menos uma, a projecção do perfil da zona de rectificação sobre um lado frontal da peça corresponde ao perfil da secção transversal do corte pretendido durante a operação de rectificação.

Com uma disposição do género apontado torna-se possível conduzir o disco abrasivo em rotação, com um único movimento de translação rectilíneo, primeiro ao longo do corpo perfilado duro, obtendo a rectificação pretendida do perfil periférico do disco abrasivo, e, seguidamente, efectuar a operação de rectificação na peça a maquinar. Para efectuar a operação de rectificação já não se torna portanto necessário proceder a um ajuste do disco abrasivo na direcção radial de aproximação ao eixo longitudinal central da peça a maquinar. 5

Caso sejam necessários um posicionamento e um ajuste de alta precisão do elemento de rectificação do perfil em relação à peça a maquinar, o desenvolvimento do perfil da área de rectificação do elemento de rectificação predefine com exactidão o desenvolvimento do corte para cada operação de rectificação, isto é, a zona de rectificação deverá encontrar-se situada exactamente no alinhamento do desenvolvimento pretendido para o corte. Em virtude disso torna-se também totalmente insignificante o desbaste do diâmetro do disco abrasivo que se verificou durante a operação de rectificação. Depois de na peça a maquinar ter sido esmerilada a geometria de uma cava de dente, essa peça é rodada de um ângulo correspondente à divisão do circulo divisor da geometria do denteado. Para uma nova rectificação o disco abrasivo é conduzido sobre a zona de rectificação do elemento de rectificação e no prolongamento de um movimento de translação rectilineo conduzida à operação de rectificação seguinte que se processa na peça a maquinar. Partindo do principio de que a zona de rectificação não foi sujeita a um desgaste considerável, o disco abrasivo encontra-se após a rectificação sempre à altura correcta em relação à peça a maquinar. Eventuais efeitos de desgaste na zona de rectificação podem ser compensados por um ajuste manual ou então automático. 0 movimento do disco abrasivo em relação à peça a maquinar pode ser obtido mediante um movimento do disco abrasivo em relação ao quadro da máquina ou um movimento de um dispositivo de fixação da peça a maquinar.

Seguidamente a invenção é explicada mediante as figuras. 6

Mostra-se na:

Fig.: 1 um dispositivo rectificador numa vista lateral,

Fig.: 2 um excerto de um disco abrasivo e de um molde para correias dentadas, durante a operação de rectificação,

Fig. 3: um excerto de um disco abrasivo durante a rectificação,

Fig. 4: um outro dispositivo de rectificação com um diamante de perfilar numa posição fixa, e

Fig. 5: um excerto de um diamante de perfil. A fig. 1 mostra um dispositivo rectificador comportando um quadro 1 de máquina, no qual se encontra fixada uma mesa rectif icadora 2 que se pode deslocar na horizontal. A mesa rectificadora 2 suporta uma fixação 3 para a peça a maquinar, na qual a peça em bruto 4 em forma de cilindro, destinada ao molde para correias dentadas, é fixada por aperto entre um aparelho divisor 16 e um contra-apoio 17. Mediante uma peça 5 de arrasto por rotação a peça em bruto 4 pode ser rodada de maneira controlada, mediante um prato rotativo 6, em torno de um eixo de rotação 7 horizontal. 0 eixo de rotação 7 forma na peça em bruto 4 simultaneamente o eixo longitudinal central dessa peça em bruto 4. A fixação 3 da peça a maquinar abrange um sistema altamente preciso de medição directa, não representado aqui em particular, que permite um ajuste preciso do ângulo de rotação. Acima da fixação 3 para a peça a maquinar encontra-se fixado num suporte 8 para disco abrasivo, de modo a poder rodar, um disco rectificador 9. 0 suporte 8 para disco abrasivo pode ser movido de maneira controlada e com uma elevada precisão na direcção 7 vertical. Para obter a partir da peça em bruto 4 um molde para correias dentadas, torna-se necessário maquinar na periferia da peça em bruto 4 o contra-perfil do denteado da correia dentada, sendo o denteado rectilineo e constante na direcção do eixo longitudinal central da peça em bruto 4. A periferia forma então, visto em corte, a matriz para o denteado da correia dentada. 0 disco abrasivo 9 apresenta na sua periferia um perfilado 10 que é visível na fig. 2 numa ilustração ampliada. O perfil periférico 10 do disco abrasivo 9 corresponde ao perfil pretendido para uma cava de dente do molde para correias dentadas. Para maquinar o molde para correias dentadas a peça em bruto 4 é deslocada mediante a mesa rectif icadora 2, encontrando-se o disco abrasivo 9 na posição abaixada de tal maneira que o disco abrasivo 9 desbasta na peça em bruto 4, ao longo de todo o comprimento dessa peça em bruto 4, a matriz para um dente completo da correia dentada. Seguidamente a peça em bruto 4 é rodada de um ângulo predefinido a, sendo criada a matriz de dente seguinte. A cada operação de rectificação é também desbastado o diâmetro exterior da peça em bruto 4, de modo que num molde para correias dentadas já pronto toda a superfície lateral do mesmo está rectificada.

Uma vez que o disco abrasivo 9 se desgasta à medida que é utilizado, o perfil periférico 10 do disco abrasivo 9 é rectificado mediante um pino rectificador 11 antes de cada nova operação de rectificação. Isto efectua-se com o auxílio de um processo por comando numérico. O pino rectificador 11 pode ser deslocado em relação ao eixo de rotação do disco abrasivo, uma vez na direcção axial e outra vez também na direcção radial.

Além disso o pino rectificador 11 apresenta ainda um eixo basculante 12 de rectificação que se estende no essencial na perpendicular em relação às direcções axial e radial e que passa pelo centro de um diamante redondo 13 situado na ponta do pino rectificador 11. Equipado de tais graus de liberdade o pino rectificador 11 está em condições de dotar a periferia do disco abrasivo 9 de praticamente todo e qualquer perfil. Torna-se nomeadamente possivel maquinar finas estruturas secundárias no perfil periférico 10. É possivel obter uma precisão que pode ir até ± 0,01 mm. Para conseguir esta precisão poderá fazer sentido prever uma velocidade de avanço variável do pino rectificador 11, de modo que por exemplo nas zonas de menor raio do perfil periférico 10 se trabalha com uma velocidade de avanço menor. Além disso é possivel predefinir para o comando numérico um raio virtual do diamante. Deste modo torna-se por exemplo possivel corrigir de maneira fácil um desvio constante em relação à linha ideal do desenvolvimento do perfil, sem ter de alterar toda a programação numérica.

Durante a operação de rectificação o disco abrasivo é permanentemente limpo com o auxilio de um par de bicos ejectores 14 (fig. 1) que atingem os dois flancos do perfil periférico 10 de maneira suficientemente uniforme.

Durante a operação de rectificação utiliza-se um segundo par de bicos ejectores 15 que limpa o disco abrasivo 9 sob alta pressão, impedindo assim que nele se verifique uma aglomeração de impurezas. O par de bicos 15 está disposto na vizinhança imediata do disco abrasivo 9.

Para tornar económico todo o processo, poderá fazer sentido preparar a peça em bruto 4 mediante máquinas de fresar já conhecidas, de modo a que o disco abrasivo 9 sofra menos 9 desgaste . A fig. 4 mostra uma estrutura alternativa de um dispositivo rectificador. Partes que nas diferentes figuras correspondem umas às outras são identificadas pelos mesmos índices de referência. Na fig. 4 a peça em bruto 4a é mais curta do que a da fig. 1. 0 suporte 3 para peça a maquinar apresenta entre os seus aparelhos divisores 16 e 17 o mesmo afastamento que na fig. 1. Está no entanto previsto um adaptador em comprimento 18, provido de tirantes 20. Com o auxílio de um ou vários adaptadores em comprimento 18 é possível evitar uma deslocação dos aparelhos divisores 16 e 17 do suporte 3 para peça a maquinar, mesmo que as peças em bruto 4a tenham comprimentos distintos, e isto para manter a elevada precisão do afastamento que se conseguiu obter de maneira muito complexa.

No topo do contra-apoio 17 está disposto um diamante 19 de perfilar que serve para rectificar o disco abrasivo 9 e que na fig. 5 se encontra representado em ampliação. O diamante 19 de perfilar está provido de uma aresta 21 de rectificação cujo perfil corresponde ao perfil da cava de dente que se pretende obter no molde para correias dentadas. Antes da operação de rectificação a mesa rectificadora 2 é levada a uma posição inicial, na qual o disco abrasivo 9 é posicionado à esquerda do diamante 19 de perfilar, como se indica na fig. 4. Seguidamente o suporte 8 do disco abrasivo é abaixado ao ponto de no decurso de um movimento de translação da mesa 2 de rectificar para o lado esquerdo (na fig. 4) a periferia exterior do disco abrasivo 9 em rotação é dotada por acção da aresta rectificadora 21 do diamante 19 de perfilar do correspondente contra-perfil. Deste modo a periferia exterior do disco abrasivo 9 recebe o perfil de uma cava de dente completa que se pretende obter para o molde 10 para correias dentadas. 0 diamante 19 de perfilar está orientado de tal maneira que a continuação do movimento de translação da mesa 2 de rectificar faz com que o disco abrasivo 9 atinja numa posição de trabalho correcta, sem que se altere a sua posição na vertical, a peça a trabalhar 4a, maquinando numa única operação de rectificar a matriz para um dente completo da correia dentada, incluindo o pé do dente. Seguidamente o suporte 8 do disco abrasivo é levantado e a mesa rectificadora 2 é submetida a um novo movimento de translação para a sua posição inicial. 0 suporte 8 do disco abrasivo é de novo abaixado, mas com um reduzido acréscimo em relação à passagem anterior, devido ao desgaste inerente à operação de rectificação. Deste modo a periferia do disco abrasivo 9 é perfilada de novo antes de cada operação de rectificação. Dado que a posição da aresta rectificadora 21 em relação ao eixo 7 de rotação permaneceu inalterada, fica além disso assegurado que o disco abrasivo 9 atinja de novo a peça a maquinar 4a na posição de trabalho correcta e que as matrizes dos dentes da correia dentada, desbastadas na peça a maquinar 4a, sejam exactamente iguais entre si no que se refere à geometria dos dentes e à altura dos dentes. Deste modo é rectifiçada mediante o disco abrasivo 9 toda a periferia do molde para correias dentadas, incluindo o diâmetro exterior do mesmo. 0 diamante 19 de perfilar está fixado de maneira a que a sua posição possa ser regulada na direcção vertical, para deste modo poder compensar eventuais desgastes e para que se torne possivel obter uma adaptação a diferentes diâmetros da peça a maquinar. 11

Lista de índices de referência quadro da máquina mesa rectificadora fixação da peça a maquinar peça em bruto peça de arrasto por rotação prato rotativo eixo de rotação suporte do disco abrasivo disco abrasivo perfil periférico pino rectificador eixo basculante de rectificação diamante par de bicos ejectores bico aparelho divisor contra-apoio adaptador em comprimento diamante de perfilar tirante aresta rectificadora

Lisboa, 26 de Outubro de 2007 12

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para o fabrico de moldes para correias dentadas, abrangendo a) uma fixação (3) para a peça a maquinar, b) dispositivos (6, 5) de rotação, mediante os quais pelo menos uma peça (4, 4a) a maquinar, no essencial cilindrica, fixada por aperto na fixação (3) para peças a maquinar, pode ser rodada de maneira controlada de um ângulo predefinido em torno do seu eixo longitudinal central e c) uma ferramenta de actuação por levantamento de aparas que pode executar um movimento de translação em relação à fixação (3) da peça a maquinar, sendo d) a ferramenta, que será em número de pelo menos uma, um disco abrasivo (9), e e) dispositivos de rectificação que estão previstos para permitir obter por rectificação um dado perfil periférico (10) de um disco abrasivo (9), que será em número de pelo menos um, podendo o perfil periférico (10) do disco abrasivo (9) ser rectifiçado de maneira a que o mesmo corresponda ao perfil de uma cava de dente inteira do molde para correias dentadas pretendido. 1 caracterizado por f) os dispositivos de rectificação abrangerem pelo menos um elemento (19) de rectificação de perfis, providos de uma zona perfilada (21) de rectificação, constituindo o perfil da zona (21) de rectificação o contra-perfil de pelo menos uma parte do perfil periférico pretendido para o disco abrasivo (9), que será em número de pelo menos um, e g) sendo o elemento (19) de rectificação do perfil um corpo duro de rectificação que durante a operação de rectificação mantém uma posição fixa, tratando-se por exemplo de um diamante que está provido de uma zona de rectificação do género de uma aresta.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o elemento rectificador de perfis, que será em número de pelo menos um, poder ser posicionado e ajustado em relação à fixação da peça a maquinar de tal maneira que, visto na direcção do eixo longitudinal central da peça a maquinar, que está fixada por aperto e que será em número de pelo menos uma, a projecção do perfil da zona de rectificação sobre um dos lados frontais da peça a maquinar corresponde ao perfil da secção transversal do corte que se pretende obter durante uma operação de rectificação. Lisboa, 26 de Outubro de 2007 2