ES2315064B1 - TEMPLE COOLING SYSTEM BY RECTIFICATION. - Google Patents
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Abstract
Sistema de refrigeración en temple por rectificado, aplicando sobre la muela rectificadora (2) una proyección refrigeradora (6), la cual se aplica en un punto diferente del punto (4) de contacto de la muela (2) con la pieza (1) que se rectifica, de manera que la muela (2) mantiene una mínima humedad de la refrigeración al entrar en la zona del rectificado, evitando que la pieza (1) resulte refrigerada.Temper cooling system by grinding, applying on the grinding wheel (2) a cooling projection (6), which is applied at one point different from the contact point (4) of the wheel (2) with the part (1) that is rectified, so that the wheel (2) maintains a minimum refrigeration humidity when entering the grinding area, preventing the piece (1) from being refrigerated.
Description
Sistema de refrigeración en temple por rectificado.Temper cooling system by rectified.
La presente invención está relacionada con los procesos de temple que se realizan para el tratamiento de piezas metálicas, proponiendo un temple por rectificado en el que se aplica un sistema de refrigeración que proporciona una funcionalidad muy ventajosa para dicha aplicación.The present invention is related to quenching processes that are performed for the treatment of parts metallic, proposing a temper by grinding in which applies a cooling system that provides a Very advantageous functionality for said application.
Las piezas de acero ó fundición en su estado inicial ó preforma presentan en general unos sobredimensionamientos, denominados creces, respecto de las dimensiones finales a obtener, de manera que para adaptar las piezas a la configuración final según las especificaciones previstas, se llevan a cabo mecanizados de eliminación del material sobrante.Steel or cast iron parts in their condition initial or preform generally present about oversize, called growths, with respect to final dimensions to be obtained, so that to adapt the parts to final configuration according to specifications provided, material removal machining is carried out surplus.
El proceso de mecanizado para adaptar las piezas al acabado final comprende operaciones de desbastado, en las que se realiza el arranque del material sobrante, y operaciones de acabado, en las que realiza un rectificado de la superficie, y además se suele aplicar un tratamiento de temple para dotar a la superficie de unas particulares condiciones de dureza.The machining process to adapt the parts the final finishing includes roughing operations, in which the excess material is started, and operations of finish, in which it performs a surface grinding, and In addition, a tempering treatment is usually applied to provide the surface of particular conditions of hardness.
Dichas operaciones de adaptación de las piezas a sus especificaciones, se realizan habitualmente por separado, utilizando para el desbaste y acabado una máquina rectificadora y una máquina de temple independientes, lo cual hace costoso y lento el proceso, además del coste económico de las máquinas.These operations of adaptation of the pieces to its specifications are usually made separately, using for grinding and finishing a grinding machine and an independent quenching machine, which makes it expensive and slow the process, in addition to the economic cost of the machines.
Para solucionar ese problema se han desarrollado procesos de realización del rectificado y el temple simultáneamente, aprovechando el calor que genera la operación de rectificado para efectuar el temple, de manera que en una sola máquina se obtiene el acabado final de las piezas.To solve that problem they have developed grinding and hardening processes simultaneously, taking advantage of the heat generated by the operation of rectified to temper, so that in a single machine you get the final finish of the pieces.
La profundidad del templado depende de las condiciones del calentamiento y enfriamiento de la superficie de aplicación, de manera que para conseguir una capa de temple profunda se requiere un arranque de material en el rectificado que produzca el calentamiento necesario.The depth of tempering depends on the surface heating and cooling conditions of application, so that to achieve a hardening layer deep a material removal is required in the grinding that produce the necessary heating.
En el proceso de temple por rectificado las muelas alcanzan temperaturas del orden de 900ºC, con las que se puede obtener el endurecimiento de la superficie de las piezas, pero también pueden deteriorar o romper la muela utilizada en la operación. La solución a este problema impone por lo tanto, desarrollar muelas que sean capaces de resistir las altas temperaturas sin deteriorarse, y además utilizar un sistema de refrigeración que evite que la muela en sí misma llegue a calentarse en exceso durante el rectificado.In the quenching process by grinding the wheels reach temperatures of the order of 900ºC, with which You can get the hardening of the surface of the pieces, but they can also deteriorate or break the tooth used in the operation. The solution to this problem therefore imposes, develop molars that are capable of withstanding high temperatures without deteriorating, and also use a system of refrigeration that prevents the tooth itself from reaching overheat during grinding.
Para ello se conocen sistemas que realizan el enfriamiento de la muela de rectificado con un chorro refrigerante, efectuando a continuación el secado de la muela entre el punto en el que se aplica la refrigeración y el punto de contacto con la superficie que se rectifica. Con ello se logra que, al estar la muela seca en el punto de rectificado, el calor que se produce es elevado y por tanto se puede obtener una buena profundidad de capa de templado, pero se producen chispas de material fundido por el rectificado, las cuales salen proyectadas y se pegan a la superficie de la máquina, resultando muy difícil su eliminación, además los sistemas de secado son caros y difíciles de llevarse a la práctica.For this, systems that perform the cooling the grinding wheel with a cooling jet, then drying the wheel between the point in which applies the cooling and the point of contact with the surface that is rectified. This achieves that, being the dry grinding wheel at the grinding point, the heat that is produced is high and therefore a good layer depth can be obtained tempering, but sparks of molten material are produced by the rectified, which come out projected and stick to the surface of the machine, resulting in very difficult removal, in addition to Drying systems are expensive and difficult to take to the practice.
Otro sistema conocido aplica una refrigeración en el punto de contacto entre la muela y la superficie que se rectifica, de forma análoga al rectificado tradicional, con lo cual se evita el problema de las chispas, pero sin embargo la capa de templado que se obtiene es de menor profundidad, debido a que las temperaturas que se alcanzan en el punto de contacto muela-pieza son menores que con el método de contacto en seco entre la muela y la pieza.Another known system applies a cooling at the point of contact between the wheel and the surface that rectify, analogously to traditional grinding, which the problem of sparks is avoided, but nevertheless the layer of temperate that is obtained is of less depth, because the temperatures reached at the point of contact wheel-piece are smaller than with the method of dry contact between the wheel and the piece.
De acuerdo con la invención se propone un temple por rectificado que incluye un sistema de refrigeración particular, con el cual se obtienen unas características que solucionan los inconvenientes de las soluciones convencionales, aportando condiciones de funcionalidad muy ventajosas.In accordance with the invention a temper is proposed by grinding that includes a cooling system particular, with which characteristics are obtained that solve the drawbacks of conventional solutions, providing very advantageous functionality conditions.
Este sistema objeto de la invención consiste en realizar una proyección de refrigeración en un punto diferente del punto de contacto de la muela de rectificado con la superficie de aplicación, y particularmente en una zona alejada de dicho punto de contacto de la muela con la superficie que se rectifica, con lo cual se consigue una refrigeración que evita que la muela adquiera temperaturas excesivamente elevadas y al mismo tiempo el grado de lubricación en el contacto muela-pieza es muy pequeño permitiendo alcanzar temperaturas mucho mas altas en la pieza y llegando hasta una profundidad mayor que con los sistemas convencionales. Por otra parte el caudal utilizado para refrigerar la muela sirve también para limpiarla y para arrastrar los residuos.This system object of the invention consists of perform a cooling projection at a different point than grinding wheel contact point with the surface of application, and particularly in an area away from said point of grinding wheel contact with the surface that is ground, which is achieved a refrigeration that prevents the wheel from acquiring excessively high temperatures and at the same time the degree of wheel-piece contact lubrication is very small allowing to reach much higher temperatures in the piece and reaching a greater depth than with the systems conventional. On the other hand the flow rate used to cool the tooth also serves to clean it and to drag the waste.
Se ha comprobado que durante el temple por rectificado es necesario que la temperatura en el punto de contacto muela-pieza sea suficientemente alta y que la temperatura de la muela en toda su periferia sea suficientemente baja, por esta razón el sistema de refrigeración propuesto busca refrigerar la muela sin refrigerar la pieza. Para ello la tobera de refrigeración se aleja del punto de contacto, permitiendo que en dicho punto se alcance una temperatura alta y sin embargo la muela se encuentre fría.It has been proven that during tempering by rectified it is necessary that the temperature at the point of contact wheel-piece is high enough and that the wheel temperature throughout its periphery is sufficiently low, for this reason the proposed cooling system seeks Cool the wheel without cooling the piece. For this the nozzle of cooling moves away from the point of contact, allowing in said point a high temperature is reached and yet the wheel It is cold.
La razón final es que interesa que la temperatura sea alta en la pieza para conseguir aumentar la profundidad de capa endurecida y que sea baja en la muela para que esta se desgaste lo mínimo y no llegue a romperse.The final reason is that it is interesting that the temperature is high in the piece to increase the hardened layer depth and that is low in the tooth so that It wears the minimum and does not break.
La figura 1 muestra en esquema un sistema convencional de rectificado, con refrigeración y limpieza sobre la muela correspondiente.Figure 1 shows in schematic a system conventional grinding, with cooling and cleaning on the corresponding wheel.
La figura 2 muestra en esquema un sistema convencional de temple por rectificado, con refrigeración aplicada sobre el punto de rectificado.Figure 2 shows in schematic a system Conventional grinding tempering, with applied cooling over the grinding point.
La figura 3 es un esquema del sistema de temple por rectificado según la invención.Figure 3 is a scheme of the tempering system by grinding according to the invention.
El objeto de la invención se refiere a un sistema de refrigeración cuya aplicación en el temple por rectificado proporciona unas características que hacen funcionalmente más ventajosa la realización de dicho temple por rectificado.The object of the invention relates to a cooling system whose application in tempering by grinding provides features that make functionally more advantageous to carry out said tempering by rectified.
En el proceso de temple por rectificado se trata de conseguir una capa de temple lo suficientemente profunda en la superficie de rectificado, para que la pieza (1) de aplicación resulte con las especificaciones previstas.In the process of tempering by grinding it is about of getting a layer of temper deep enough in the grinding surface, so that the application part (1) result with the expected specifications.
La profundidad de pasada del rectificado es uno de los parámetros determinantes en el espesor de la capa de temple que se consigue, ya que cuanto mayor es la profundidad de la pasada del rectificado mayor es el calentamiento de la superficie que se rectifica y por lo tanto mayor el espesor de la capa de temple que se puede conseguir, este valor también se encuentra limitado por la temperatura que alcanza la muela y por las vibraciones que se producen en el proceso.The grinding depth of the grinding is one of the determining parameters in the thickness of the hardening layer that is achieved, since the greater the depth of the pass of the major grinding is the heating of the surface that rectifies and therefore greater the thickness of the hardening layer than can be achieved, this value is also limited by the temperature reached by the tooth and by the vibrations that They produce in the process.
Las altas temperaturas en la muela que se alcanzan en el proceso del temple por rectificado resultan no obstante inviables para las muelas de rectificado convencionales, ya que éstas se degradan a esas temperaturas, por lo cual es necesario utilizar muelas (2) especiales que sean capaces de aguantar las altas temperaturas sin deteriorarse, y además aplicar una refrigeración que produzca un enfriamiento sobre la muela (2) de rectificado para que ésta no llegue a una temperatura peligrosamente elevada.The high temperatures in the tooth that they reach in the process of tempering by grinding result not However unfeasible for conventional grinding wheels, since they degrade at those temperatures, so it’s it is necessary to use special wheels (2) that are capable of endure high temperatures without deteriorating, and also apply a cooling that produces a cooling on the wheel (2) of grinding so that it does not reach a temperature dangerously high.
En los procesos de rectificado convencionales en los que se aplica refrigeración, como el representado en la figura 1, se utiliza una proyección de refrigerante en la zona previa al punto (4) de contacto de la muela (2) con la superficie de la pieza (1) de aplicación. Sin embargo este sistema lo que hace es disminuir la temperatura en la pieza a la vez que disminuye la temperatura en la muela. En el rectificado convencional ambos efectos térmicos son deseables, ya que no se pretende realizar ningún tratamiento térmico sobre la pieza pero para el temple por rectificado el enfriamiento de la pieza es un inconveniente, cuanto mayor sea la temperatura en la muela mayor será el riesgo de rotura de la misma ó un desgaste excesivo, y lo que se busca en un proceso óptimo de temple por rectificado es alta temperatura en pieza y baja temperatura en la muela.In conventional grinding processes in those that apply refrigeration, as shown in the figure 1, a projection of refrigerant is used in the area prior to point (4) of contact of the wheel (2) with the surface of the piece (1) of application. However, what this system does is decrease the temperature in the piece while decreasing the grindstone temperature In conventional grinding both thermal effects are desirable, since it is not intended to be performed no heat treatment on the piece but for tempering by rectified the cooling of the piece is an inconvenience, how much The higher the temperature in the tooth, the greater the risk of breakage of the same or excessive wear, and what is sought in a optimum grinding process is high temperature in piece and low temperature in the tooth.
Este tipo de rectificado provoca además que las virutas resultantes del rectificado se queden adheridas a la superficie de la muela (2), haciéndose conveniente en ocasiones la aplicación de una tobera de limpieza (3) que elimine las partículas adheridas.This type of grinding also causes the chips resulting from grinding remain attached to the surface of the wheel (2), making it convenient sometimes the application of a cleaning nozzle (3) that removes particles attached.
Otro sistema de refrigeración conocido que se emplea en el temple por rectificado y en el rectificado convencional, es el representado en la figura 2, en el que se utiliza una proyección de refrigeración (5) sobre el mismo punto (4) de contacto de la muela (2) con la superficie de la pieza (1) de aplicación, con lo cual se evita la proyección de chispas de material fundido y se alcanza repetitividad en el proceso, pero la refrigeración afecta también a la superficie de la pieza (1), con lo que se reduce el calentamiento de dicha superficie y por lo tanto la profundidad de la capa de temple que se obtiene es menor.Another known cooling system that used in tempering by grinding and grinding conventional, is the one represented in figure 2, in which use a cooling projection (5) on the same point (4) of contact of the wheel (2) with the surface of the piece (1) of application, which avoids the projection of sparks from molten material and repeatability is achieved in the process, but the cooling also affects the surface of the part (1), with which reduces the heating of said surface and so both the depth of the hardening layer that is obtained is Minor.
El sistema de la invención (ver figura 3), consiste en aplicar una proyección de refrigeración (6) en un punto diferente del punto (4) de contacto entre la muela y la pieza, solucionándose así el problema de la proyección de chispas de material fundido por el rectificado, al mismo tiempo que el efecto de la refrigeración (6) no alcanza a la superficie de la pieza (1) que se rectifica, por lo que el calentamiento de ésta es elevado, permitiendo obtener una capa de temple profunda. Con la proyección (6) se logra al mismo tiempo el efecto de limpieza necesario para eliminar de la muela (2) las partículas arrastradas del rectificado.The system of the invention (see figure 3), it consists of applying a cooling projection (6) at a point different from the point (4) of contact between the wheel and the piece, thus solving the problem of the projection of sparks of material cast by grinding, at the same time as the effect of the refrigeration (6) does not reach the surface of the piece (1) which is rectified, so that its heating is high, allowing to obtain a layer of deep tempering. With the projection (6) the necessary cleaning effect is achieved at the same time remove from the wheel (2) the dragged particles of the rectified.
El refrigerante utilizado puede ser líquido o gas según la aplicación. Líquido si se pretende facilitar el arrastre de residuos y gas si se pretende aumentar al máximo la temperatura de la pieza y por tanto la capa de material endurecido.The refrigerant used can be liquid or gas according to the application. Liquid if it is intended to facilitate waste and gas carryover if it is intended to maximize the piece temperature and therefore the material layer hard.
La efectividad en ese sentido depende del grado de humedad que tenga la muela durante el arranque de material, de forma que al alejar la proyección de refrigeración (6) del punto (4) de contacto entre la muela (2) y la pieza (1) de aplicación y debido a la velocidad de giro de la muela (2), el refrigerante es expulsado centrífugamente alcanzando la muela (2) el grado optimo de humedad en el punto (4) de contacto. La ubicación exacta de la proyección de refrigeración (6) depende de cada aplicación concreta, aunque siempre debe colocarse de manera que el líquido refrigerante no entre en contacto con la zona de temple por rectificado, es decir, el punto (4) de contacto.The effectiveness in that sense depends on the degree of moisture that the wheel has during the start of material, of so that by moving the cooling projection (6) away from the point (4) of contact between the wheel (2) and the application part (1) and due to the speed of rotation of the wheel (2), the refrigerant is expelled centrifugally reaching the tooth (2) the optimum degree of humidity at the point of contact (4). The exact location of the cooling projection (6) depends on each application concrete, although it should always be placed so that the liquid coolant does not come into contact with the quenching zone by rectified, that is, the point of contact (4).
Según ensayos realizados, se han obtenido buenos resultados en ese sentido a partir de un ángulo de cinco grados de aplicación de la proyección de la refrigeración (6) a la salida desde el punto (4) de contacto, con lo que la refrigeración se realiza en un punto alejado del punto de contacto (4) y que a su vez permite un gran recorrido de la muela (2), dando tiempo al secado de la misma por centrifugado. Un buen resultado se puede obtener, en este sentido, aplicando la refrigeración fuera de un arco de 2º tomado desde el punto de contacto (4) en la dirección de rotación de la muela (2).According to tests carried out, good results have been obtained results in that regard from a five degree angle of application of the projection of refrigeration (6) at the exit from the point of contact (4), whereby the cooling is performs at a point away from the contact point (4) and that at your Once it allows a great wheel travel (2), giving time to the drying it by centrifugation. A good result can be obtain, in this sense, applying cooling outside of a 2nd arc taken from the contact point (4) in the direction of wheel rotation (2).
La capa de temple obtenida varía en función de la profundidad de la pasada del rectificado, del tipo de muela que se utilice y del tipo de material de la pieza (1) que se rectifica, de manera que, por ejemplo, para un acero del tipo F1252, con una profundidad de pasada de 0,5 mm se obtienen capas de temple de 1,5 mm de espesor, mientras que para un acero de tipo F1310, con la misma profundidad de pasada se obtiene una capa de temple de 1 mm de espesor; y al variar la profundidad de pasada los resultados obtenidos aumentan, de modo que con una profundidad de pasada de 0,7 mm, para el acero de tipo F1252 se obtiene una capa de temple de 2,1 mm de espesor, mientras que para el acero del tipo F1310 se obtiene una capa de 1,3 mm de espesor.The hardening layer obtained varies depending on the depth of the grinding pass, of the type of grinding wheel that be used and of the type of material of the part (1) that is rectified, so that, for example, for a steel of type F1252, with a 0.5 mm pitch depth 1.5 quench layers are obtained mm thick, while for a type F1310 steel, with the same depth of pass is obtained a 1 mm quench layer of thickness; and by varying the depth of past the results obtained increase, so that with a pass depth of 0.7 mm, for the steel of type F1252 a hardening layer is obtained 2.1 mm thick, while for steel of type F1310 You get a 1.3 mm thick layer.
Estos resultados contrastan ventajosamente con los que se obtienen en el mismo ensayo que en el caso anterior para temple por rectificado con sistemas de refrigeración convencionales, con los cuales para profundidades de pasada del rectificado inferiores a 0,7 mm no se obtiene prácticamente ningún espesor de capa de temple.These results advantageously contrast with those obtained in the same test as in the previous case for tempering by grinding with cooling systems conventional, with which to pass depths of the grinding less than 0.7 mm you get virtually no quench layer thickness.
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20211118 |