Módulo de separación por fractura para una máquina herramienta,

caracterizado porque el módulo deseparación por fractura comprende:

a) un árbol de accionamiento (10) con un tramo de alojamiento para colocar el módulo en un husillo de unamáquina herramienta;

b) una herramienta de fractura (20) realizada preferentemente en forma de cuña para efectuar la separaciónpor fractura de una pieza;

c) una unidad de conversión (30) que está unida tanto con el árbol de accionamiento (10) como también conla herramienta de fractura (20) y que convierte un movimiento de giro del árbol de accionamiento (10) en unmovimiento lineal de la herramienta de fractura (20), adecuado para realizar la fractura de la pieza.

Módulo de separación por fractura para una máquina herramienta, máquina herramienta con un módulo de separación por fractura y procedimiento para la separación por fractura

CAMPO TÉCNICO

La invención se refiere a un módulo de separación por fractura para una máquina herramienta, a una máquina herramienta con un módulo de separación por fractura y además a un procedimiento para la separación por fractura de una pieza.

ESTADO DE LA TÉCNICA

La separación por fractura de piezas también llamada craqueado, tiene su principal aplicación por ejemplo en la fabricación de bielas o de cárteles de cigüeñal para motores de combustión interna. Para ello se realizan primeramente en una fase de trabajo dos entalladuras opuestas diametralmente entre sí en la superficie periférica interior de un tramo de cojinete, en las cuales estas determinan un plano de fractura a lo largo del cual se puede separar la pieza en dos partes.

La separación por fractura como tal tiene lugar en el estado de la técnica en una estación especial de separación por fractura en la cual se introduce en el tramo que se trata de separar un elemento de expansión, como por ejemplo un mandril expansible o una pareja de mordazas expansibles, de modo que mediante las fuerzas de expansión aplicadas y la concentración de tensiones en las crestas de las entalladuras se separa la pieza a lo largo del plano de fractura predeterminado.

Después del proceso de separación por fractura (craqueado) y de algunas fases de mecanizado intermedio, se pueden volver a unir las dos partes. Debido a la superficie de fractura irregular, de área relativamente grande, que se forma durante la separación por fractura, se facilita el ensamble definido de la pieza, para lo cual los dentados de las superficies de fractura impiden que las partes de la pieza se desplacen en dirección lateral.

Dentro del estado de la técnica la separación por fractura se realiza mediante máquinas especiales. Para ello es preciso que la pieza se transporte desde un dispositivo en el que se realizan las entalladuras que especifican el plano de fractura, por ejemplo mediante una herramienta de brochar o un láser, al dispositivo de separación por fractura. Un procedimiento de esta clase se da a conocer por ejemplo en el documento WO 2004/058446 A1. En este caso se transporta una biela desde una estación en la que se forman los orificios (tramos de los cojinetes) y las entalladuras, a una estación para la separación por fractura.

Una instalación para la separación por fractura de piezas con una estación de separación por fractura se da a conocer en el documento WO 03/011505 A2. En este caso la estación de separación por fractura está dispuesta dentro de una mesa portapiezas realizada como mesa anular, junto con otras estaciones de mecanizado situadas en la zona del perímetro exterior de la mesa anular.

La separación por fractura en el estado de la técnica mediante máquinas especiales hechas a la medida, da lugar a que la fabricación de las piezas que pasan por la operación de separación por fractura, resulte poco flexible. Esto se debe a que la separación por fractura está ligada al dispositivo previsto para realizar la separación por fractura. La separación por fractura por lo tanto hasta ahora solamente es económicamente justificable para piezas que se fabriquen en grandes cantidades. Para realizar la separación por fractura en medios de fabricación que sean adecuados para cantidades pequeñas no existían hasta ahora las condiciones tecnológicas necesarias.

El documento WO 01/70440 A1 da a conocer un procedimiento para la separación por fractura de una biela, donde antes de efectuar la fractura se coloca la biela sobre un mandril dividido por la mitad, y se realiza la tensión previa del orificio del cojinete. Introduciendo una cuña entre las dos mitades del mandril se separa el casquete de cojinete que está en posición fija con su correspondiente mitad del mandril, del otro casquete de cojinete fijado en la otra mitad del mandril, al ejecutar de modo esencialmente simultáneo la fractura de ambos lados.

PRESENTACION DE LA INVENCION

Constituye por lo tanto el objetivo de la presente invención desarrollar un módulo de separación por fractura para una máquina herramienta, una máquina herramienta con un módulo de separación por fractura así como un procedimiento para la separación por fractura, para permitir la aplicación económica de la separación por fractura, incluso para cantidades que hagan necesarios unos medios de fabricación flexibles.

Este objetivo se resuelve por una parte mediante un dispositivo conforme a las reivindicaciones 1 y 10, así como con un procedimiento según la reivindicación 11. Otras formas de realización ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.

Mediante la invención se proporciona un módulo normalizado de aplicación flexible para la separación por fractura de piezas, no solo de piezas para motores de combustión interna sino también para piezas producidas en pequeñas series, que en combinación con máquinas herramientas y en particular con centros de mecanizado se puede dotar de interfaces normalizadas. Con el procedimiento de separación por fractura conforme a la invención que utiliza preferentemente el módulo ante citado, resulta posible efectuar una fabricación flexible. Gracias a las posibilidades para realizar el craqueado en máquinas herramientas, en particular en centros de mecanizado, resulta posible realizar una fabricación económica, también en series más reducidas.

Para este fin, el módulo de separación por fractura objeto de la presente invención destinado a ser empleado en una máquina herramienta comprende un árbol de accionamiento con un tramo de alojamiento para insertar el módulo en un husillo de una máquina herramienta, una herramienta de fractura para efectuar la separación por fractura de la pieza y una unidad de conversión, que está unida tanto con el árbol de accionamiento como también con la herramienta de fractura, y que convierte un movimiento de giro del árbol de accionamiento en un movimiento lineal de la herramienta de fractura, adecuado para realizar la fractura de la pieza.

De acuerdo con la invención se inserta el tramo de alojamiento del módulo de la presente invención en una máquina herramienta, por ejemplo en un centro de mecanizado, a través de un husillo que es parte de la máquina herramienta y que representa un interfaz. El movimiento de giro del husillo se retransmite al árbol de accionamiento y a través de una unidad de conversión se puede convertir directamente en un movimiento lineal adecuado para la separación por fractura mediante la herramienta de fractura. El movimiento de giro del árbol de accionamiento se convierte para ello en un movimiento lineal de la herramienta de fractura, apoyando para ello la herramienta de fractura, preferentemente en una brida de husillo fija, de modo simultáneo en el tiempo, es decir sin un eventual retardo que pudiera aparecer debido a la acumulación de la energía aplicada por medio del husillo. En este caso el módulo de separación por fractura puede presentar por una parte una estructura sencilla, y por otra parte puede ser deseable realizar una transmisión de fuerza para lograr la fuerza de avance necesaria que se requiere para efectuar la separación por fractura de la pieza. Durante la conversión directa del movimiento de giro en un movimiento lineal se va formando lentamente una tensión en la pieza, por ejemplo en el tramo de cojinete de una biela que se trata de fracturar. Por medio de la regulación de la velocidad de giro es ventajosamente posible que el movimiento lineal no sea uniforme y que por lo tanto se controle la variación de la fuerza con independencia de la geometría de la herramienta de fractura, o también para adaptarlo a diferentes geometrías de la herramienta de fractura.

En el caso de que no fuera deseable efectuar una carga persistente de esta clase, la unidad de conversión puede estar realizada de tal modo que primeramente se acumule una energía predeterminada del árbol de accionamiento que gira, que en un momento posterior se convierte de modo instantáneo en un movimiento de la herramienta de fractura.

Como alternativa a la conversión del movimiento de giro del árbol de accionamiento en un movimiento lineal de la herramienta de fractura, descrita hasta aquí, se tiene también la posibilidad dentro del marco de la presente invención de convertir el movimiento de... [Seguir leyendo]

1. Módulo de separación por fractura para una máquina herramienta, caracterizado porque el módulo de separación por fractura comprende:

a) un árbol de accionamiento (10) con un tramo de alojamiento para colocar el módulo en un husillo de una máquina herramienta;

b) una herramienta de fractura (20) realizada preferentemente en forma de cuña para efectuar la separación por fractura de una pieza;

c) una unidad de conversión (30) que está unida tanto con el árbol de accionamiento (10) como también con la herramienta de fractura (20) y que convierte un movimiento de giro del árbol de accionamiento (10) en un movimiento lineal de la herramienta de fractura (20) , adecuado para realizar la fractura de la pieza.

2. Módulo de separación por fractura según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de separación por fractura comprende además una carcasa (35) , siendo el árbol de accionamiento (10) giratorio con relación a la carcasa (35) , y donde la unidad de conversión (30) contiene preferentemente un soporte de reacción (36) para el momento de giro que soporta la carcasa (35) contra el giro del árbol de accionamiento (10) .

3. Módulo de separación por fractura según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque con apoyo de la herramienta de fractura (20) el movimiento de giro del árbol de accionamiento (10) se convierte simultáneamente en el tiempo en un movimiento lineal de la herramienta de fractura (20) .

4. Módulo de separación por fractura según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la unidad de conversión (30) comprende una unidad de accionamiento para recibir y acumular la energía facilitada por la máquina herramienta a través del husillo así como un dispositivo de bloqueo (60) para liberar la energía acumulada.

5. Módulo de separación por fractura según la reivindicación 4, caracterizado porque la unidad de accionamiento comprende además:

(c1) un émbolo (50) que se puede desplazar en dirección axial del árbol de accionamiento (10) y que está acoplado con la herramienta de fractura (20) ;

(c2) uno o varios muelles (45) contra los cuales se puede tensar el émbolo (50) , desplazándolo para ello a lo largo de la dirección axial del árbol de accionamiento (10) ; y

(c3) una tuerca (40) situada sobre el árbol de accionamiento (10) , donde durante el tensado al menos una parte de la tuerca (40) está unida con por lo menos una parte del émbolo (50) de tal modo que la tuerca (40) que se desplaza a lo largo del árbol de accionamiento (10) , tensa el émbolo (50) contra el o contra varios muelles (45) .

6. Módulo de separación por fractura según la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo de bloqueo (60) libera el émbolo (50) tensado, con lo cual la energía potencial almacenada en los muelles (45) se convierte en energía cinética del émbolo (50) , estando controlado el dispositivo de bloqueo (60) preferentemente por medio de una señal exterior hidráulica, electromagnética o mecánica.

7. Módulo de separación por fractura según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado por estar varios muelles (45) dispuestos en dirección radial y periférica simétricos alrededor del árbol de accionamiento (10) , presentando los muelles (45) preferentemente una fuerza nominal de unos 7250 N, una longitud de unos 127 mm y una carrera de trabajo de unos 35 mm.

8. Módulo de separación por fractura según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el muelle (45)

o los muelles (45) son o bien muelles de presión de fluido, muelles mecánicos o muelles magnéticos.

9. Módulo de separación por fractura según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se puede utilizar a través de un interfaz estándar en una máquina herramienta, siendo el interfaz estándar preferentemente un alojamiento HSK según DIN 69 893 o un cono de conicidad 7/24 según norma DIN 69 871.

10. Máquina herramienta con un módulo de separación por fractura según una de las reivindicaciones anteriores.

11. Procedimiento para la separación por fractura de una pieza, caracterizado porque la fase de separación por fractura tiene lugar mediante el módulo de craqueado según una de las reivindicaciones 1 a 9.

12. Procedimiento para la separación por fractura de una pieza, según la reivindicación 11, comprendiendo además los pasos siguientes:

Amarre de la pieza; Ranurado de la superficie de la zona o zonas que se han de separar por fracturas;

Separación por fractura de la pieza, por zonas; y

Soltar o cambiar el amarre de la pieza.

13. Procedimiento para la separación por fractura de una pieza según la reivindicación 12, caracterizado porque 5 las fases de ranurado y separación por fractura tienen lugar en un mismo amarre.

14. Procedimiento para la separación por fractura de una pieza según una de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque la fase de separación por fractura comprende el amarre firme de la pieza por uno de los lados y el amarre móvil por el otro lado.

15. Procedimiento para la separación por fractura de una pieza según una de las reivindicaciones 11 a 14,

comprendiendo además la compresión entre sí de las zonas que han sido separadas por fractura, preferentemente después de limpiar las superficies separadas por fractura, y comprendiendo además preferentemente el mecanizado de precisión de la superficie del componente separado por fractura, preferentemente en el mismo amarre.