Procedimiento y dispositivo para mecanizar por arranque de virutas una pieza de trabajo con una cuchilla geométricamente determinada.

Procedimiento para mecanizar por arranque de virutas una pieza de trabajo (3),

especialmente carriles de un cuerpo de vía, en el que al menos una cuchilla geométricamente determinada (2), que está dispuesta por medio de un alojamiento (5) en un soporte (4) accionable con movimiento de revolución alrededor de un eje (9), es movida sobre una trayectoria de revolución (15) del soporte (4) alrededor de un eje (9) y, durante la mecanización por arranque de viruta de la pieza de trabajo (3), a lo largo de una trayectoria rectilínea, caracterizado porque la cuchilla (2) con el alojamiento (5) es movida con relación al soporte (4).

Procedimiento y dispositivo para mecanizar por arranque de virutas una pieza de trabajo con una cuchilla geométricamente determinada.

La invención concierne a un procedimiento para mecanizar por arranque de virutas una pieza de trabajo, especialmente carriles de un cuerpo de vía, según el preámbulo de la reivindicación 1. La invención concierne también a un dispositivo con una cuchilla geométricamente determinada para mecanizar por arranque de virutas una pieza de trabajo, especialmente carriles de un cuerpo de vía, según el preámbulo de la reivindicación 5.

Una pieza de trabajo en el sentido de la invención es un cuerpo a mecanizar con una superficie sustancialmente plana para su mecanización. La pieza de trabajo puede ser un cuerpo alargado que presente una geometría de sección transversal definida. La pieza de trabajo en el sentido de la invención puede consistir en materiales diferentes, por ejemplo plástico o madera, pero especialmente también acero. Tales piezas de trabajo se utilizan en todos los sectores técnicos para fines diferentes. A título de ejemplo se considera aquí con detalle el fin de utilización de una pieza de trabajo como carril de un cuerpo de vía.

Las piezas de trabajo tienen que mecanizarse en el marco de su fabricación. En este caso, un punto de mira especial reside frecuentemente en una geometría exacta de la sección transversal. Además, es de importancia la producción de una superficie lisa y/o plana. Precisamente en piezas de trabajo mecánicamente solicitadas - como un carril de un cuerpo de vía - se tienen que restablecer regularmente la geometría de la sección transversal y la superficie.

Para la obtención de una superficie plana de una pieza de trabajo son conocidos numerosos procedimientos de mecanización por arranque de virutas con una cuchilla geométricamente determinada, por ejemplo el cepillado y el fresado. Usualmente, se mueve entonces la pieza de trabajo por medio del dispositivo de mecanización de la pieza de trabajo y/o por delante de éste. Para una mecanización de piezas de trabajo de longitud indeterminada, tales como carriles, se mueve usualmente el dispositivo de mecanización de la pieza de trabajo a lo largo de esta pieza de trabajo dispuesta estacionariamente y/o sobre ella.

Para mecanizar una pieza de trabajo de esta clase se utilizan habitualmente dispositivos con una fresa rotativamente accionada, tal como se describe en el documento DE 10 2006 008 093 A1. La fresa presenta un juego de cuchillas para fresar una cabeza de carril, cuya geometría de sección transversal se compone de arcos parciales de radios diferentes con una forma aproximadamente circular, formando cada arco parcial una huella sobre la superficie de rodadura del carril de una vía. La fresa multihuella presenta yuxtapuestos varios elementos de cuchilla rectilíneos que están adaptados al contorno de la cabeza del carril y que hacen posible la mecanización de todo el contorno en una sola operación. Las distintas cuchillas pueden estar dispuestas también en posiciones decaladas una respecto de otra sobre la fresa. El documento WO 02/06587 A1 describe un procedimiento de reperfilado de al menos el ancho de rodadura de un carril, preferiblemente de la parte convexa - que presenta el ancho de rodadura - del perfil de la sección transversal de la cabeza del carril, especialmente de un carril ferroviario, mediante fresado periférico con más de cinco huellas de fresado yuxtapuestas en la dirección longitudinal del carril. Otros dispositivos de mecanización posterior por arranque de virutas, especialmente de fresado de cabezas de carril tendidas en la vía, se describen en los documentos EP 0 952 255 B1, US 4 583 893, US 5 549 505, EP 0 668 398 B1, EP 0 668 397 B1, US 4 275 499, DE 32 22 208 C2, WO 95/20071 A1 y DE 80 34 887 U1. En el fresado son desventajosas las huellas de mecanización que se presentan en la superficie mecanizada, por ejemplo ondulaciones y/o estrías.

Frente a esto, se conocen dispositivos en los que se mecanizan las cabezas de carril con un llamado cepillo de carril. El documento DE 28 41 506 C2 muestra un dispositivo de esta clase en el que unas cuchillas de cepillo para arranque de virutas mecanizan el carril durante un movimiento de avance continuo. Un cepillo de carril elimina, debido a su gran profundidad de erosión, irregularidades incluso en tramos de carril fuertemente estriados, proporcionando una alta precisión de trabajo. Por medio del cepillado se pueden producir superficies planas que presenten todavía, frente al fresado, tan solo unas huellas de mecanización despreciables. En el cepillado son desventajosos, sobre todo frente al proceso de fresado, la menor velocidad de avance, una mayor demanda de fuerza en la dirección de avance, una viruta grande y/o los tiempos de paro frecuentemente más largos.

Por tanto, es usual actualmente mecanizar carriles al principio en una primera operación con una fresa. A continuación, en una operación adicional, se reducen entonces por rectificado las huellas de mecanización que se presenten al fresar en la superficie mecanizada, tales como ondulaciones y/o trazas de huellas. Se describen dispositivos de rectificado en los documentos US 4 583 895 A1, DE 32 27 343 A1, DE 28 01 110 A1 y EP 1 918 458 A1.

El documento AT 400 863 B describe un dispositivo de mecanización posterior por arranque de virutas de una cabeza de carril con ayuda de una herramienta giratoria guiada a lo largo de la banda de mecanización, en la que las cuchillas están sujetas en soportes que forman eslabones de una cadena de eslabones guiada sin fin alrededor de ruedas de reenvío.

La invención se basa en el problema de crear una posibilidad de mecanización por arranque de virutas de una superficie de una pieza de trabajo en una operación y a una alta velocidad de avance de tal manera que la superficie sea plana y presente huellas de mecanización extremadamente insignificantes, tales como ondulaciones y/o trazas de huellas. La invención se basa también en el problema de mejorar la mecanización de una pieza de trabajo, especialmente un carril de un cuerpo de vía, frente a las desventajas del estado de la técnica.

Este problema se resuelve según la invención con un procedimiento conforme a las características de la reivindicación 1. La ejecución adicional del procedimiento puede deducirse de las reivindicaciones subordinadas.

Se hace así posible que la superficie de la pieza de trabajo pueda mecanizarse posteriormente a una alta velocidad de avance sin que se presenten ondulaciones. En este caso, se ligan las ventajas del cepillado con las ventajas del fresado. La cuchilla rotativa como en el fresado puede moverse con relación a la pieza de trabajo a una alta velocidad. El movimiento rectilíneo de la cuchilla durante la mecanización por arranque de virutas conduce a una mecanización de la pieza de trabajo que es igual al cepillado. En esta combinación es posible en una operación una alta velocidad de avance junto con un pequeño consumo de fuerza y una fuerte erosión, siendo plana la superficie de la pieza de trabajo mecanizada y careciendo de ondulaciones. Con este procedimiento de cepillado rotativo se puede prescindir de una mecanización posterior, por ejemplo un rectificado. El cepillado rotativo exento de interrupciones hace posible una mecanización plana de una pieza de trabajo de longitud teóricamente infinita.

Es favorable que se superponga al movimiento de la cuchilla sobre la trayectoria de revolución del soporte otro movimiento que agrande la distancia de la cuchilla al eje. Resulta así posible materializar el movimiento de fresado de la cuchilla con altas velocidades de rotación y una gran absorción de fuerza. Gracias al movimiento superpuesto aplicado al menos localmente sobre la cuchilla en la zona de mecanización, la cuchilla se mueve paralelamente a la dirección de avance de la pieza de trabajo. La cuchilla es basculada, girada y/o desplazada con relación al movimiento de revolución durante el movimiento superpuesto. La cuchilla es desplazada en particular linealmente en dirección a la pieza de trabajo durante el movimiento superpuesto al movimiento de revolución. El movimiento de la cuchilla se efectúa paralelamente a la dirección de avance en el mismo sentido o en sentido contrario.

Es ventajoso que con el movimiento superpuesto adicional se mueva la cuchilla hacia fuera de la trayectoria de revolución del soporte. Se hace así posible que la cuchilla esté acoplada con la pieza de trabajo durante un periodo de tiempo más largo que en el caso de un movimiento exclusivamente rotativo de la cuchilla.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para mecanizar por arranque de virutas una pieza de trabajo (3) , especialmente carriles de un cuerpo de vía, en el que al menos una cuchilla geométricamente determinada (2) , que está dispuesta por medio de un alojamiento (5) en un soporte (4) accionable con movimiento de revolución alrededor de un eje (9) , es movida sobre una trayectoria de revolución (15) del soporte (4) alrededor de un eje (9) y, durante la mecanización por arranque de viruta de la pieza de trabajo (3) , a lo largo de una trayectoria rectilínea, caracterizado porque la cuchilla (2) con el alojamiento (5) es movida con relación al soporte (4) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se superpone al movimiento de la cuchilla (2) sobre la trayectoria de revolución (15) un movimiento adicional que agranda la distancia de la cuchilla (2) al eje (9) .

3. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque con el movimiento superpuesto adicional se mueve la cuchilla (2) hacia fuera de la trayectoria de revolución (15) .

4. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque, durante el movimiento sobre la trayectoria de revolución (15) , la cuchilla (2) se mueve rotativamente alrededor de un eje (9) y/o sobre una trayectoria circular.

5. Dispositivo (1) con una cuchilla geométricamente determinada (2) para mecanizar por arranque de virutas una pieza de trabajo (3) , especialmente carriles de un cuerpo de vía, que presenta un soporte (4) accionable con movimiento de revolución, en el que está dispuesta la cuchilla (2) por medio de un alojamiento (5) , caracterizado porque la cuchilla (2) con el alojamiento está dispuesta en el soporte (4) de manera móvil con relación a dicho soporte (4) .

6. Dispositivo (1) según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo (1) presenta un cuerpo de maniobra

(7) mediante el cual la cuchilla (2) y/o el alojamiento pueden ser desviados hacia fuera de una trayectoria de revolución (15) del soporte (4) .

7. Dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado porque el soporte (4) está configurado como un cuerpo móvil rotativamente alrededor de un eje (9) sobre una trayectoria circular, especialmente como una rueda o un disco.

8. Dispositivo (1) según la reivindicación 5, caracterizado porque el cuerpo de maniobra (7) está dispuesto de manera aplicable al soporte (4) con movimiento deslizante y/o libremente rodante dentro de la trayectoria de revolución (15) de dicho soporte (4) .

9. Dispositivo según al menos una de las reivindicaciones 5 a 8 anteriores, caracterizado porque el dispositivo (1) presenta varios cuerpos de maniobra (7) cuyas respectivas distancias al soporte (4) o a la trayectoria de revolución de la cuchilla (2) son ajustables independientemente una de otra.

10. Dispositivo (1) según al menos una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque la profundidad de penetración de la cuchilla (2) puede ser variada por medio del cuerpo de maniobra ajustable (7) durante la mecanización de la pieza de trabajo (3) .

11. Dispositivo (1) según al menos una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque el alojamiento (5) está realizado como un vástago empujador que presenta una leva (6) .

12. Dispositivo (1) según al menos una de las reivindicaciones 5 a 11 anteriores, caracterizado porque en el soporte

(4) están dispuestas un gran número de cuchillas (2) una tras otra y/o una al lado de otra, especialmente decaladas entre ellas.

13. Dispositivo (1) según al menos una de las reivindicaciones 5 a 12 anteriores, caracterizado porque el dispositivo (1) es trasladable sobre la pieza de trabajo (3) configurada especialmente en forma de carriles de un cuerpo de vía.

14. Dispositivo (1) según al menos una de las reivindicaciones 5 a 13 anteriores, caracterizado porque el dispositivo (1) presenta un revestimiento (8) .

15. Dispositivo (1) según al menos una de las reivindicaciones 5 a 14 anteriores, caracterizado porque las cuchillas (2) dispuestas una al lado de otra y/o una tras otra están configuradas de conformidad con la geometría de la sección transversal de la pieza de trabajo (3) .