Procedimiento electromagnético para el tratamiento, el pulido y el endurecimiento en frío de la superficie de herramientas,

partes de máquinas y otras partes por el martilleado de una cabeza de impacto (1a) sobre la superficie de dichas partes por medio del alojamiento de las mismas en un maquina de elaboración o en un robot caracterizado porque la cabeza de impacto (1a) sin corriente magnética (12) se mantiene en una posición de descanso por un fluido magnético (B1) y la frecuencia de impacto y la amplitud de impacto por el flujo de una corriente alternativa o de una corriente magnética pulsada (12), con o sin un componente de corriente continua variable a través de las espiras de al menos una bobina (4) ubicada dentro del mismo flujo magnético (B1) o de un diferente flujo magnético (B2), se producen en tal forma variable que la distancia del punto instantáneo sin voltaje de modificada por la corriente magnética (12)

Procedimiento para el microforjado en frío de cualesquiera superficies tridimensionales de forma libre.

Campo de la invención

La invención se refiere a un método electromecánico para el pulido y el endurecimiento en frío de la superficie de herramientas, maquinaria, y otras piezas por el martilleo en la superficie de dichas piezas para su alojamiento en una máquina de transformación o un robot.

Antecedentes de la invención

La solicitud alemana de patente publicada DE 102 43 415 Al describe un dispositivo en el que el movimiento de la cabeza se realiza por la transformación del ultrasonido en un movimiento mecánico. Sin embargo, este documento no revela el modo y manera de la transformación del ultrasonido en el movimiento de la cabeza de impacto y no se ocupa en lo más mínimo sobre la amplitud del impacto.

La patente estadounidense A-4 641 510 describe un procedimiento electromecánico, según el preámbulo de la reivindicación 1, para el endurecimiento en frío de piezas de trabajo en el que la cabeza de impacto es impulsada por dos diferentes flujos magnéticos. Estos flujos magnéticos surten sus efectos de forma conjunta por un exacto control de la frecuencia de impacto, la amplitud de impacto y la energía de impacto de las herramientas. Estos parámetros se adecuan de forma variable con respecto a las características de las piezas de trabajo. Sin embargo, en la patente estadounidense A 4 641 510 no se revelan detalles con relación al control de la distancia del punto instantáneo sin voltaje de la frecuencia de impacto de la superficie de la pieza. Ambos flujos magnéticos descritos en la patente estadounidense A 4 641 510 son empleados para el impulso de la cabeza de impacto y no para el soporte de la cabeza de impacto en posición de descanso. Tampoco se menciona una corriente magnética pulsada con o sin un componente de corriente continua para la producción de flujos magnéticos.

De la patente estadounidense 2001/043133 se sabe que el impacto de una cabeza sin corriente magnética se mantiene por medio de un flujo magnético en una posición de reposo. Sin embargo, el dispositivo electromecánico de acuerdo con la patente estadounidense 2001/043133 Al es un actor y no un dispositivo de impacto. Tampoco se menciona un control de la distancia del punto instantáneo sin voltaje de la frecuencia de impacto de la superficie de la pieza.

Comparando con el estado de la técnica, el objeto de la invención se fundamenta en alisar y solidificar la superficie de herramientas, piezas de trabajo y partes de máquinas con un mínimo de desgaste, abrasión y esfuerzo energético, por medio del ajuste variable de la frecuencia y amplitud de impacto así como del ajuste variable del punto instantáneo sin voltaje de la frecuencia de impacto en la forma local, grosor y grado de dureza de las partes.

Este objeto se consigue, según esta invención, con las características detalladas en la reivindicación 1.

Las reivindicaciones dependientes describen desarrollos ventajosos de la invención.

A causa de la suspensión magnética con una posición de reposo de la cabeza de impacto variable, pero definida, unida al control y/o la regulación de la frecuencia y amplitud del impacto, independiente de la materia de trabajo y de parámetros geométricos, eléctrica y electrónica, se determina y se adapta la frecuencia y amplitud de impacto óptima así como la posición de reposo de la cabeza de impacto, según la invención, para cada posición de la superficie de una pieza de trabajo, con lo que se consigue el mejor resultado en el tiempo más breve con un mínimo esfuerzo energético.

En la realización más sencilla, un dispositivo tiene una cabeza de impacto, por regla general, de forma esférica, que consta de un material muy duro. La cabeza de impacto está dispuesta, de forma intercambiable, en un portador. También puede ser sustituida por otra forma, como por ejemplo, la de punzón, con objeto de producir superficies con textura.

Al menos una parte del portador de la cabeza de impacto es conductora magnética y se mantiene en una preferente posición de reposo a través de un flujo magnético con forma de anillo flexible. Dicho flujo es conducido y retenido, de forma lateral, por medio de cojinetes radiales, cojinetes magnéticos u otros tipos de almacenamiento, de tal forma que puede implementar desviaciones axiales desde su posición de reposo. Este flujo magnético primario es producido, o bien por medio de un anillo magnético continuo axialmente magnetizado, que rodea coaxialmente la parte magnética del soporte de la cabeza de impacto que, por su parte, es axialmente ajustable, o bien por medio de una bobina con forma cilíndrica por la que pasa una corriente regular, que se sitúa coaxialmente en la parte magnética del soporte de la cabeza de impacto. En última instancia, la bobina puede consistir de múltiples partes bobinadas, las cuales están conectadas, según las necesidades, en las intensidades de campos magnéticos y en la posición de reposo de la cabeza de impacto, en fila, en paralelo o de forma opuesta y por las que pasa una corriente.

La cabeza de impacto, estimulada por medio de la aplicación de una corriente regular y/o pulsada con o sin una parte de corriente continua por medio de una segunda bobina, situada en el mismo campo magnético o en una segunda rama, por ejemplo, en un flujo externo del mismo campo magnético, que está fijada en el portador de la cabeza de impacto y dispuesta de forma coaxial con respecto al mismo, es desplazada, en vibraciones axiales, con una frecuencia y amplitud definidas, lo que permite a la zona central, esto es, el punto instantáneo sin voltaje de las vibraciones de impacto, regularse a voluntad. Por consiguiente, la frecuencia de impacto, la amplitud de impacto, y la zona central, esto es, el punto instantáneo sin voltaje de las vibraciones de impacto, están adecuadas a las proporciones geométricas y las características mecánicas de las piezas de trabajo.

En un ejemplo ulterior de realización ventajosa de la invención se prevé que, en lugar del anillo magnético permanente, estén dispuestos sobre un cilindro, en la parte magnética del soporte de la cabeza de impacto, varios pequeños imanes permanentes cilíndricos paralelos entre sí. De manera similar, los pequeños imanes permanentes pueden ser reemplazados, respectivamente, por pequeñas bobinas de flujo de corriente continua. Por medio de esta constelación de imanes permanentes o de bobinas, surgen dos diferentes flujos magnéticos, un flujo interior y otro exterior. El flujo magnético interior se ocupa de que el soporte de la cabeza de impacto ocupe una posición definida. Las espiras de la bobina de estímulo pueden, en este caso, encontrarse en el flujo magnético interior, en el flujo magnético exterior o en ambos flujos magnéticos. En este último caso, las espiras de ambas bobinas son bobinadas de forma opuesta entre sí, ya que las direcciones de flujo magnético son dirigidas en sentido contrario.

Un dispositivo concebido de esta forma puede tratar, martillear, alisar y solidificar en frío, de forma parcialmente diferente, las superficies de herramientas de trabajo y de piezas de trabajo. Por medio de la adaptación -electrónica y regulada por un programa- de la distancia de la posición central de las vibraciones de impacto sobre la superficie de las piezas de trabajo, se optimiza el grado de eficacia del dispositivo y, en consecuencia, se minimizan las pérdidas de productividad. Así, por ejemplo, los bordes son trabajados con mayor frecuencia y menor amplitud, para conservar la forma y el diseño del componente y no limitar las aberturas de los orificios.

Una utilización ventajosa del dispositivo prevé la combinación de este dispositivo electromagnético con un sistema analítico CAM desarrollado específicamente con este cometido, como un nuevo procedimiento.

Los sistemas CAM de uso habitual en el comercio trabajan la superficie de una pieza de trabajo de forma continua por medio del paralelo direccionamiento de la herramienta de trabajo sobre la superficie deseada de la pieza de trabajo, el así llamado procedimiento Offset. Por el contrario, el procedimiento según la invención trabaja con un sistema CAM analítico. Tras el análisis de la superficie tridimensional deseada mediante datos geométricos, se calcula el radio más reducido de la curva de la superficie y se determina como el mayor radio de esfera de la herramienta de trabajo. Tras la elección del radio de la herramienta de trabajo, el Sistema CAM de la invención calcula la trayectoria del punto medio de la herramienta...

1. Procedimiento electromagnético para el tratamiento, el pulido y el endurecimiento en frío de la superficie de herramientas, partes de máquinas y otras partes por el martilleado de una cabeza de impacto (1a) sobre la superficie de dichas partes por medio del alojamiento de las mismas en un maquina de elaboración o en un robot caracterizado porque la cabeza de impacto (1a) sin corriente magnética (12) se mantiene en una posición de descanso por un fluido magnético (B1) y la frecuencia de impacto y la amplitud de impacto por el flujo de una corriente alternativa o de una corriente magnética pulsada (12), con o sin un componente de corriente continua variable a través de las espiras de al menos una bobina (4) ubicada dentro del mismo flujo magnético (B1) o de un diferente flujo magnético (B2), se producen en tal forma variable que la distancia del punto instantáneo sin voltaje de modificada por la corriente magnética (12).

2. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque los campos magnéticos (B1, B2) se producen por un anillo axialmente magnetizado (3) o por una pluralidad de imanes permanentes cilíndricos, dispuestos en un cilindro hueco.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, caracterizado porque el campo magnético (B1a) se produce por una bobina (3a) y los campos magnéticos (B1b, B2) se producen por una pluralidad de bobinas (3b, 3c,...) dispuestas coaxialmente al eje A, en el que cada bobina puede consistir, a su vez, de una pluralidad de bobinas que pueden ser conectadas por vía electrónica en paralelo y/o en serie.

4. El procedimiento de cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el dispositivo de impacto es dirigido por una maquina herramienta o por un robot por un sistema CAM analítico.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de impacto y/o la fuerza del mantenimiento magnético de la cabeza de impacto y/o la corriente magnética (12) y de la frecuencia magnética de las oscilaciones de impacto esta acoplada a un sistema CAM analítico y controlada o regulada por este último sobre la base de los datos geométricos.