Procedimiento para el granallado y el acabado vibratorio de engranajes.

Un procedimiento de procesamiento de un engranaje metálico 20, 201 que comprende

proporcionar un engranaje 20, 201,

dirigir unos primeros medios de granallado al engranaje metálico 20, 201, exponiendo de esta manera una pluralidad de superficies sobre el engranaje metálico 20, 201 a los primeros medios de granallado, gracias a lo cual se mejoran las propiedades de desgaste y resistencia de las bases de los dientes del engranaje,

lavar el engranaje 20, 201, y

enjuagar el engranaje 20, 201 con inhibidor de corrosión

caracterizado por, antes del lavado y enjuague:

dirigir unos segundos medios de granallado al engranaje metálico 20, 201, exponiendo de esta manera una pluralidad de superficies sobre el engranaje metálico 20, 201 a los segundos medios de granallado, gracias a lo cual se mejora la tensión compresiva superficial de la superficie del engranaje 20, 201,

proporcionar un recipiente de acabado fino vibratorio

(200),

colocar un medio de acabado fino (212) que comprende medios cerámicos en una solución ligeramente ácida en el recipiente de acabado fino vibratorio,

colocar el engranaje 20, 201 con el medio de acabado fino en el recipiente de acabado fino vibratorio (200), acoplar vibraciones al recipiente de acabado fino vibratorio para hacer vibrar el medio de acabado fino (212) con el engranaje 20, 201, y

retirar el engranaje 20, 201 del recipiente de acabado fino vibratorio (200) después de lograr un acabado fino del engranaje 20, 201 de entre 5 y 25 Ra.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10169858.

Solicitante: Engineered Abrasives, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 11631 South Austin Avenue Alsip, IL 60803 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: WERN,MICHAEL J.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO CON MUELA; PULIDO > MAQUINAS, DISPOSITIVOS O PROCEDIMIENTOS PARA TRABAJAR... > Máquinas o dispositivos para pulir o trabajar por... > B24B31/06 (que implican el empleo de recipientes oscilantes o vibrantes)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO CON MUELA; PULIDO > TRATAMIENTO POR CHORRO ABRASIVO O CHORRO ANALOGO,... > Métodos para la utilización del chorro abrasivo... > B24C1/10 (para compactar superficies, p. ej. por granallado (para deformar chapas, tubos o perfiles metálicos B21D 31/06; tratamiento metalúrgico C21D 7/00, C22F 1/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO CON MUELA; PULIDO > TRATAMIENTO POR CHORRO ABRASIVO O CHORRO ANALOGO,... > B24C11/00 (Empleo de materiales abrasivos seleccionados para los chorros abrasivos (composiciones de productos a pulir C09G))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO CON MUELA; PULIDO > MAQUINAS, DISPOSITIVOS O PROCEDIMIENTOS PARA TRABAJAR... > Máquinas o dispositivos para pulir o trabajar por... > B24B31/073 (que implica el empleo de un tambor con forma de anillo o en espiral)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Modificación de las propiedades físicas del hierro... > C21D7/06 (por chorreado o similares)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO CON MUELA; PULIDO > MAQUINAS, DISPOSITIVOS O PROCEDIMIENTOS PARA TRABAJAR... > Procedimientos de trabajo con muela o de pulido;... > B24B1/04 (sometiendo las herramientas de trabajar con muela o de pulir, o los productos abrasivos o de pulido a vibraciones, p. ej. trabajo con muela con frecuencia ultrasonora (implicando el empleo de recipientes oscilantes o vibrantes B24B 31/06; superacabado de superficies de trabajo, p. ej. por medio de bloques abrasivos animados de un movimiento alternativo con alta frecuencia B24B 35/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > FABRICACION DE ENGRANAJES O DE CREMALLERAS (por estampado... > B23F17/00 (Métodos o máquinas especiales para la fabricación de dientes de engranaje, no incluidos en los grupos B23F 1/00 - B23F 15/00)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el granallado y el acabado vibratorio de engranajes

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere en general a un procedimiento para el tratamiento por chorreado de medios y acabado por granallado de un engranaje metálico según el preámbulo de la reivindicación 1. Tal procedimiento se da a conocer, por ejemplo, en el documento EP 0 995 530. El aparato de sujeción con alimentación eléctrica del documento US 5 272 897 se puede utilizar para los pasos de granallado de la presente descripción.

El granallado o chorreado de medios se utiliza para aumentar la resistencia a la fatiga de un engranaje, pieza o parte. Los engranajes, tales como los utilizados en las transmisiones de los automóviles, son chorreados con medios con el fin de aumentar su durabilidad superficial y garantizar que resulten adecuados para el desempeño de sus funciones previstas. El documento US 6 612 909 da a conocer un procedimiento para el chorreado de medios de engranajes. US 3 073 022 se refiere a un procedimiento de granallado en dos pasos, en el que unos primeros medios de granallado y subsecuentemente unos segundos medios de granallado se dirigen a la pieza.

Una pieza tal como un engranaje se coloca en una cámara cerrada, se acciona el sistema de chorreado, gracias a lo cual los medios se mezclan con aire y, después de la mezcla de los medios con una corriente de aire, la mezcla de aire/medios se dirige contra la pieza. Este procedimiento se conoce como granallado.

OBJETOS Y RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es reforzar el radio de la base y la cara del diente de engranajes mediante granallado de los engranajes y posterior acabado vibratorio. Los pasos de granallado endurecen los engranajes y aportan rugosidad a las superficies de los engranajes. El acabado después del granallado suaviza las superficies de los engranajes y deja hoyos o hendiduras. Los hoyos o hendiduras ayudan a mantener la retención de aceite sobre las superficies de los engranajes. El procedimiento vibratorio posterior al granallado pretende llevar la Ra superficial hasta una menor Ra (5-25 Ra) que sea económica para las piezas de volumen medio y superior. Los procedimientos de superacabado o similares para llevar la Ra superficial hasta 1 Ra o menor son prohibitivos desde el punto de vista del coste. «Ra» es un estándar internacional de rugosidad. Véase, por ejemplo, la norma ISO (Organización internacional de normalización) 4287.

Un objeto de la presente invención consiste en dar a conocer un procedimiento de procesamiento de un engranaje metálico que consiste en someter el engranaje a chorreado de medios dirigiendo unos primeros medios (p. ej., segmentos de alambre) contra las superficies expuestas del engranaje con el fin de aumentar la resistencia de la base del engranaje, detener el primer chorreado y someter el engranaje a un segundo chorreado de medios con unos segundos medios (p. ej., esferas de vidrio, cerámica o FINE STEEL) contra las superficies expuestas del engranaje para conseguir una alta tensión compresiva superficial (KSI) en la cara y la base del diente, proporcionar un recipiente (p. ej., un cuenco) , colocar un medio de acabado fino que comprende medios cerámicos en una solución ligeramente ácida en el recipiente con el engranaje, acoplar vibraciones al recipiente con el fin de hacer vibrar el medio de acabado fino con el engranaje, retirar el engranaje del recipiente, lavar el engranaje, y enjuagar el engranaje con inhibidor de corrosión, como consecuencia de todo lo cual se mejoran las propiedades de 45 desgaste del engranaje. El chorreado de medios de engranajes de acuerdo con la presente invención logra un objeto importante, aumentar la resistencia del radio de la base y la superficie de los engranajes. En la presente memoria descriptiva, la tenacidad se describe en términos de «KSI» (kilo-libras[-fuerza] por pulgada cuadrada) o 1000 psi (unidades SI correspondientes: 11 Pa o kPa) . Las KSI se utilizan a menudo en el ámbito de la ciencia de materiales, ingeniería civil y mecánica para especificar la tensión y el módulo de Young.

Los objetos anteriores se logran con el procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1. Las realizaciones preferentes se detallan en las reivindicaciones dependientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se describirá la presente invención a modo de ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista en alzado frontal de un aparato de chorreado de medios para el tratamiento de 60 un engranaje de acuerdo con la invención;

La figura 2 es una vista en alzado lateral derecho del aparato de chorreado de medios para el tratamiento de un engranaje de acuerdo con la invención;

La figura 3 es una vista en planta desde arriba del aparato de chorreado de medios para el tratamiento de 5 un engranaje de acuerdo con la invención;

La figura 4 es una vista en alzado lateral ampliada, parcial fragmentaria, de una estación de chorreado del aparato de chorreado de medios para el tratamiento de un engranaje de acuerdo con la invención;

La figura 5 es una vista en sección transversal de un recipiente o cuenco para sumergir el engranaje en el medio de superacabado para tratar el engranaje de acuerdo con la invención;

La figura 6 es una vista en planta desde arriba de una parte de un cuenco 200 con medios cerámicos y engranajes antes de cerrar el cuenco para el paso de vibración;

La figura 7 es una vista desde arriba de un recipiente o cuenco para acoplar vibración a un engranaje mientras el engranaje está sumergido en medio de superacabado para el tratamiento del engranaje de acuerdo con la invención;

La figura 8 es una vista lateral de un cuenco o recipiente de acuerdo con la invención;

La figura 9 es una vista desde arriba de tres cuencos en una instalación de producción; y [0017] La figura 10 es una vista lateral de tres cuencos en una instalación de producción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERENTES

Haciendo referencia ahora a los dibujos, la figura 1 muestra una vista frontal de un aparato de chorreado de medios, indicado en general por el número 10. Como se ilustra, el aparato de chorreado de medios 10 incluye un 30 armario o cámara de chorreado 15, en el que una corriente de medios se dirige contra una pieza 20. Tales medios pueden comprender, por ejemplo, segmentos de alambre, esferas de vidrio, esferas de cerámica o esferas de acero refinado. El armario 15 está conectado a una tolva de medios del armario 25 para la recogida de los medios que caen después de colisionar contra la pieza 20. Los medios caídos incluyen piezas rotas de medios que han sido reciclados, así como piezas vírgenes o sin romper. Un conducto 30 conecta la tolva de medios del armario 25 a un sistema de recuperación de medios, indicado en general por el número 35. Como se ilustra mejor en la figura 2, la tolva de medios del armario 25 también está conectada al medio de suministro de aire 40. El medio de suministro de aire 40 proporciona un flujo de aire a la tolva de medios del armario 25, para forzar la subida de los medios caídos recogidos a través del conducto 30 hasta el sistema de recuperación de medios 35.

Según se ilustra en las figuras 1 y 2, el sistema de recuperación de medios 35 incluye un conducto 45 para el transporte de los medios recogidos hasta el medio de separación 50. El medio de separación 50 es un sistema de dos plataformas que comprende un tamiz superior 55 y un tamiz inferior 60. En una forma de realización preferente de la presente invención, el tamiz superior tiene un tamaño de malla de entre 20 y 40 y el tamiz inferior tiene un tamaño de malla de entre 170... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de procesamiento de un engranaje metálico 20, 201 que comprende proporcionar un engranaje 20, 201, dirigir unos primeros medios de granallado al engranaje metálico 20, 201, exponiendo de esta manera una pluralidad de superficies sobre el engranaje metálico 20, 201 a los primeros medios de granallado, gracias a lo cual se mejoran las propiedades de desgaste y resistencia de las bases de los dientes del engranaje, lavar el engranaje 20, 201, y enjuagar el engranaje 20, 201 con inhibidor de corrosión caracterizado por, antes del lavado y enjuague:

dirigir unos segundos medios de granallado al engranaje metálico 20, 201, exponiendo de esta manera una pluralidad de superficies sobre el engranaje metálico 20, 201 a los segundos medios de granallado, gracias a lo cual se mejora la tensión compresiva superficial de la superficie del engranaje 20, 201, proporcionar un recipiente de acabado fino vibratorio (200) , colocar un medio de acabado fino (212) que comprende medios cerámicos en una solución ligeramente ácida en el recipiente de acabado fino vibratorio, colocar el engranaje 20, 201 con el medio de acabado fino en el recipiente de acabado fino vibratorio (200) , acoplar vibraciones al recipiente de acabado fino vibratorio para hacer vibrar el medio de acabado fino (212) con el engranaje 20, 201, y retirar el engranaje 20, 201 del recipiente de acabado fino vibratorio (200) después de lograr un acabado fino del engranaje 20, 201 de entre 5 y 25 Ra.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el recipiente es un cuenco de acero 35 revestido de poliuretano (200) .

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los primeros medios de granallado comprende segmentos de alambre.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los segundos medios de granallado comprende uno de entre esferas de vidrio, esferas de cerámica y esferas de acero refinado.

5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los medios de granallado tienen un diámetro de menos de 250 µm. 45

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en el que los primeros medios de granallado comprende medios cerámicos que se dirigen hacia el engranaje metálico 20, 201 a una presión comprendida entre 172, 37 kPa (25 psi) y 620, 53 kPa (90 psi) y en el que los medios cerámicos tienen un diámetro comprendido entre 0, 210 mm y 0, 150 mm cuando se añaden como medios vírgenes.

7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los segundos medios de granallado tienen un tamaño comprendido entre 150 a 200 µm.