ES2641223T3

ES2641223T3 - Procedimiento para mecanizar con arranque de virutas una pieza de trabajo

Info

Publication number: ES2641223T3
Application number: ES12159484.0T
Authority: ES
Inventors: Richard Schaffeld
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2017-11-08
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: EP2639001A1; CN103302360B; US9358627B2; CN103302360A; US20130243540A1; EP2639001B1

Abstract

Procedimiento para mecanizar con arranque de virutas una pieza de trabajo (4), en el que se produce un dentado de superficie frontal (8) sobre la superficie frontal (7) de la pieza de trabajo (4) mediante mortajado por biselado, en donde con relación a un sistema de coordenadas con ejes X, Y y Z dispuestos perpendicularmente unos respecto a otros se rota alrededor del eje Z y la dirección de avance de la herramienta de mortajado por biselado (5), durante la producción del dentado de superficie frontal (8), forma un ángulo (ß) con el eje de rotación (10) de la herramienta de mortajado por biselado (5), en donde (ß) es mayor que 0º y menor que 35º y está situado en particular en un margen de entre 15º y 25º, caracterizado porque el eje de rotación (10) de la herramienta de mortajado por biselado (5) está dispuesto en el plano X-Z con un ángulo (α) respecto al eje X, que es mayor que 0º y menor que 20º.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para mecanizar con arranque de virutas una pieza de trabajo

La presente invencion hace referencia a un procedimiento conforme al preambulo de la reivindicacion 1 para mecanizar con arranque de virutas una pieza de trabajo, en el que se produce un dentado de superficie frontal sobre la superficie frontal de la pieza de trabajo. Los dentados de superficie frontal de este tipo se emplean por ejemplo para engranar entre si de forma solidaria en rotacion, a modo de un acoplamiento, componentes orientados axialmente unos respecto a los otros.

En el estado de la tecnica se conocen procedimientos para producir un dentado de superficie frontal sobre la superficie frontal de una pieza de trabajo. Basicamente puede diferenciarse aqul entre procedimientos parciales intermitentes y procedimientos continuos. En el caso de los procedimientos parciales intermitentes se mecaniza con la herramienta respectivamente un hueco de dentado aislado de la pieza de trabajo. Tras el acabado del hueco de dentado se giran despues la pieza de trabajo y la herramienta una con relacion a la otra de forma correspondiente a la division de la rueda dentada a producir, tras lo cual puede realizarse la mecanizacion del siguiente hueco de dentado. De este modo se fabrica paso a paso una rueda dentada. La produccion de un dentado de superficie frontal con procedimientos parciales intermitentes, sin embargo, requiere mucho tiempo. Para ello sin embargo, estos procedimientos en su mayorla pueden aplicarse de forma muy flexible. Los procedimientos continuos se basan por el contrario en desarrollos de movimiento acoplados entre la pieza de trabajo y la herramienta, con lo que se consiguen un movimiento de division continuo y de este modo una menor duracion de la mecanizacion. Un ejemplo de un procedimiento continuo de este tipo es por ejemplo el procedimiento de fresado por sistema de biselado. Un problema de los procedimientos continuos conocidos, que se emplean actualmente para producir un dentado de superficie frontal sobre la superficie frontal de una pieza de trabajo, consiste evidentemente en que los mismos solamente pueden llevarse a cabo en unas maquinas de dentado especiales. A causa de ello se producen por un lado unos elevados costes de inversion. Ademas de esto es necesario llevar a cabo mecanizaciones adicionales con arranque de virutas de las piezas de trabajo en maquinas de mecanizacion adicionales, lo que hace necesario un recambio de la pieza de trabajo. El recambio implica sin embargo unas perdidas de calidad, en particular en cuanto a precision de marcha concentrica, y unos mayores tiempos de circulacion.

Un procedimiento de la clase citada al comienzo se describe por ejemplo en el documento DE 10 2009 003 601 A1.

Partiendo del estado de la tecnica, un objeto de la invencion consiste en crear un procedimiento alternativo de la clase citada al comienzo, con el que puedan obtenerse unos tiempos de mecanizacion reducidos, unos tiempos de circulacion reducidos y unas elevadas precisiones de marcha concentrica, y que vayan acompanados de unos costes de inversion reducidos.

Para solucionar este objeto la presente invencion ofrece un procedimiento de la clase citada al comienzo, que esta caracterizada porque la herramienta de mortajado por biselado esta dispuesta en el plano X-Z con un angulo respecto al eje X, que es mayor que 0° y menor que 20°.

El mortajado por biselado es conocido basicamente como procedimiento de fabricacion para producir dentados en piezas de trabajo. Pertenece al grupo de los procedimientos de produccion de ruedas dentadas continuos con arranque de virutas con una cuchilla establecida geometricamente. El mortajado por biselado destaca en particular porque el eje de rotacion de la herramienta de mortajado por biselado esta inclinado respecto a la direction de avance de herramienta en un angulo, que es distinto a 0°. El movimiento relativo resultante entre la pieza de trabajo y la herramienta se corresponde con un movimiento helicoidal, que puede descomponerse en un parte giratoria y una parte de empuje, en donde la parte de empuje se usa para llevar a cabo el movimiento de corte. El mortajado por biselado se utiliza actualmente casi siempre, sin embargo, para equipar piezas de trabajo con simetrla rotacional a lo largo de su perlmetro exterior o interior circular con un dentado exterior o interior, vease para ello por ejemplo el documento DE-U-20 2011 050 054. Investigaciones de la solicitante han demostrado sorpresivamente que el mortajado por biselado puede emplearse alternativamente tambien para producir un dentado de superficie frontal sobre la superficie frontal de una pieza de trabajo, en donde la superficie frontal esta configurada de forma preferida anularmente y plana. El uso del mortajado por biselado es inherente en particular a la ventaja de unos tiempos de mecanizacion muy reducidos. Puede llevarse a cabo en un centro de fresado giratorio convencional, de tal manera que pueden realizarse las mecanizaciones con arranque de virutas mas diferentes en una unica sujecion de pieza de trabajo. De este modo pueden obtenerse unos tiempos de circulacion reducidos, unas muy buenas caracterlsticas de marcha concentrica de la pieza de trabajo y un pleno rendimiento de la maquina. Ademas de esto no es necesario adquirir una maquina de dentado aparte, lo que conduce a unos costes de inversion reducidos.

La direccion de avance de la herramienta de mortajado por biselado forma conforme a la invencion, durante la produccion del dentado de superficie frontal, un angulo p con el eje de rotacion de la herramienta de mortajado por biselado, en donde p es mayor que 0° y menor que 35° y esta situado en particular en un margen de entre 15° y 25°.

Durante el mortajado por biselado se utiliza de forma preferida una herramienta de mortajado por biselado con varias cuchillas alargadas dispuestas en el lado perimetrico. Las cuchillas de la herramienta de mortajado por biselado estan distanciadas entre si ventajosamente en direccion perimetrica, en donde las separaciones respectivas en direccion perimetrica se corresponden respectivamente con un multiplo entero de una anchura de cuchilla. De este 5 modo pueden impedirse, en funcion del dentado a producir, colisiones indeseadas entre la pieza de trabajo y la herramienta de mortajado por biselado.

Conforme a una conformacion de la presente invention se realiza, adicionalmente a la production del dentado de superficie frontal, al menos una mecanizacion con arranque de virutas adicional de la pieza de trabajo en la misma maquina de mecanizacion, manteniendo la sujecion de la pieza de trabajo, en particular una mecanizacion giratoria 10 y/o una mecanizacion por fresado y/o una mecanizacion por taladrado. La realization de varios pasos de mecanizacion en la misma maquina de mecanizacion, manteniendo la sujecion de la pieza de trabajo, va acompanada de unos tiempos de mecanizacion reducidos, unos tiempos de circulation reducidos y una elevada precision de marcha concentrica.

Conforme a una conformacion de la presente invencion el procedimiento se lleva a cabo en un centro de fresado 15 giratorio. De forma correspondiente no es necesaria la adquisicion de una maquina de dentado especlfica, por lo que pueden mantenerse reducidas las inversiones.

Se explican detalles y ventajas adicionales del procedimiento conforme a la invencion en base a la siguiente description de una forma de realizacion del procedimiento conforme a la invencion, haciendo referencia al dibujo adjunto. Aqul son

20 la figura 1 una vista delantera esquematica de los componentes de un centro de fresado giratorio, en base al cual se explica un procedimiento conforme a la invencion para producir un dentado de superficie frontal sobre la superficie frontal de una pieza de trabajo;

la figura 2 una vista en el sentido de la flecha II en la figura 1;

la figura 3 una vista lateral de una forma de realizacion de una herramienta de mortajado por biselado, que puede 25 emplearse para llevar a cabo el procedimiento conforme a la invencion;

la figura 4 una vista inferior de la herramienta de mortajado por biselado representada en la figura 3;

la figura 5 una vista en planta de una pieza de trabajo, que sobre su superficie frontal esta equipada con un dentado de superficie frontal, en donde el dentado de superficie frontal esta producido con la herramienta de mortajado por biselado representada en las figuras 3 y 4 con el uso del procedimiento conforme a la invencion;

30 la figura 6 una vista lateral parcial en perspectiva de la pieza de trabajo representada en la figura 5, y

la figura 7 una vista lateral parcial en perspectiva, que muestra dos de las piezas de trabajo representadas en las figuras 5 y 6, que estan orientadas axialmente una respecto a la otra y cuyos dentados de superficie frontal engranan mutuamente a modo de un acoplamiento.

Las figuras 1 y 2 muestran una exposition esquematica de un centro de fresado giratorio 1 convencional con los ejes 35 X, Y y Z, que presenta un husillo giratorio 2 y un husillo de fresado 3, en donde el husillo giratorio 2 esta equipado con un mandril de sujecion para alojar una pieza de trabajo 4 y el husillo de fresado 3 con un mandril de sujecion para alojar una herramienta de mortajado por biselado 5. Alternativamente el mandril de sujecion del husillo de fresado 3 puede alojar naturalmente tambien una herramienta de fresado o taladrado. Ademas de esto el centro de fresado giratorio 1 comprende de forma conocida un carro no representado con mas detalle, equipado con un 40 revolver de herramientas para alojar diferentes herramientas giratorias, de tal manera que en el centro de fresado giratorio 1 pueden llevarse a cabo unas mecanizaciones giratorias convencionales. El husillo giratorio 2 y el husillo de fresado 3 pueden activarse de tal modo, que puedan girar sincronicamente uno con relation al otro. El husillo de fresado 3 puede trasladarse continuamente en la direccion X, Y y Z.

La herramienta de mortajado por biselado 5 se ha representado en las figuras 3 y 4. La herramienta de mortajado 45 por biselado 5 esta equipada con varias cuchillas 6 dispuestas perimetricamente, configuradas a lo largo y que sobresalen radialmente. Las cuchillas 6 de la herramienta de mortajado por biselado 5 estan distanciadas entre ellas en direccion perimetrica, en donde las respectivas separaciones a se corresponden en direccion perimetrica con un multiplo entero de una anchura de cuchilla B. En otras palabras, de forma visible se ha eliminado respectivamente una cuchilla entre dos cuchillas adyacentes 6.

50 Para equipar la superficie frontal 7 configurada en plano de la pieza de trabajo 4 alojada en el husillo giratorio 2, configurada de forma visible cillndricamente, mediante mortajado por biselado conforme a la invencion con un

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dentado de superficie frontal 8, el husillo de fresado 3 y con ello el eje de rotacion 10 de la herramienta de mortajado por biselado 5 se disponen, en funcion del grafico de contacto deseado del dentado a producir en el plano X-Z, con un angulo a respecto al eje X, como se ha representado en la figura 2, en donde a es normalmente mayor que 0° y menor que 20°. Ademas de esto el husillo de fresado 3 esta posicionado de tal manera, que el eje de rotacion 10 de la herramienta de mortajado por biselado 5 en direccion Y esta posicionado desplazado en una separacion A respecto al eje X. En otras palabras, la herramienta de mortajado por biselado 5 se dispone descentrado con relacion a la pieza de trabajo 4 en direccion Y. Durante el mortajado por biselado la herramienta de mortajado por biselado 5 se mueve con relacion a la pieza de trabajo 4 con un avance radial sr tanto en direccion X como Y, mientras que la pieza de trabajo 4 y la herramienta de mortajado por biselado 5 giran sincronicamente alrededor de sus respectivos ejes de rotacion 9 y 10. La direccion de avance de la herramienta de mortajado por biselado 5 forma por lo tanto con el eje de rotacion 10 de la herramienta de mortajado por biselado 5 un angulo p, en donde p es mayor que 0° y menor que 35° y esta situado en particular en un margen de entre 15° y 25°. Este angulo p establece la velocidad de corte, con la que se mecaniza la pieza de trabajo 4. Ademas de esto puede llevarse a cabo un avance axial sax en direccion Z como movimiento de acercamiento. De este modo se produce el dentado de superficie frontal 7 sobre la superficie frontal 6 de la pieza de trabajo 4 de forma correspondiente a la conformation de la herramienta de mortajado por biselado 5, en donde los lados superiores de las cabezas de diente del dentado de superficie frontal 7 acabado estan situados en un plano comun.

La figura 7 muestra dos piezas de trabajo 4 configuradas identicamente, que se han equipado respectivamente conforme a la invention mediante el empleo del procedimiento de mortajado por biselado con un dentado de superficie frontal 8. Las piezas de trabajo 4 estan orientadas axialmente entre ellas y dispuestas de tal manera, que sus dentados de superficie frontal 8 engranan mutuamente a modo de un acoplamiento.

Si bien la invencion se ha ilustrado y descrito en detalle mediante el ejemplo de realization preferido, la invencion no esta limitada por los ejemplos descritos y el experto puede derivar de aqul otras variaciones, sin abandonar el ambito de protection de la invencion.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para mecanizar con arranque de virutas una pieza de trabajo (4), en el que se produce un dentado de superficie frontal (8) sobre la superficie frontal (7) de la pieza de trabajo (4) mediante mortajado por biselado, en donde con relacion a un sistema de coordenadas con ejes X, Y y Z dispuestos perpendicularmente unos respecto a 5 otros se rota alrededor del eje Z y la direccion de avance de la herramienta de mortajado por biselado (5), durante la produccion del dentado de superficie frontal (8), forma un angulo (p) con el eje de rotacion (10) de la herramienta de mortajado por biselado (5), en donde (p) es mayor que 0° y menor que 35° y esta situado en particular en un margen de entre 15° y 25°, caracterizado porque el eje de rotacion (10) de la herramienta de mortajado por biselado (5) esta dispuesto en el plano X-Z con un angulo (a) respecto al eje X, que es mayor que 0° y menor que 20°.

10 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado porque donde la superficie frontal (7) de la pieza de trabajo

(4), sobre la que se produce el dentado de superficie frontal (8), esta configurada de forma anular y plana.
3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante el mortajado por biselado se utiliza una herramienta de mortajado por biselado (5) con varias cuchillas (6) alargadas dispuestas en el lado perimetrico.

15 4. Procedimiento segun la reivindicacion 3, caracterizado porque las cuchillas (6) de la herramienta de mortajado por

biselado (5) estan distanciadas entre si en direccion perimetrica, en donde las separaciones respectivas en direccion perimetrica se corresponden respectivamente con un multiplo entero de una anchura de cuchilla (B).
5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se realiza, adicionalmente a la produccion del dentado de superficie frontal (8), al menos una mecanizacion con arranque de virutas adicional de la

20 pieza de trabajo (4) en la misma maquina de mecanizacion, manteniendo la sujecion de la pieza de trabajo, en particular una mecanizacion giratoria y/o una mecanizacion por fresado y/o una mecanizacion por taladrado.
6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el mismo se lleva a cabo en un centro de fresado giratorio (1).