Control de proceso de anillos de tolerancia.

Método de control de proceso de fabricación de anillos de tolerancia,

que incluye los pasos de:

(a) fijar un anillo de tolerancia (20) con respecto a bien un componente interno (54) o bien un componente externo (52), comprendiendo el anillo de tolerancia (20) una banda anular de material elástico que tiene una pluralidad de salientes (28) que sobresalen radialmente de la misma;

(b) mover axialmente el otro del componente interno (54) o componente externo (52) con respecto al anillo de tolerancia fijado (20) de manera que comprima los salientes (28) del anillo de tolerancia (20) entre el componente interno (54) y el componente externo (52);

(c) hacer que continúe el movimiento del componente interno (54) o componente externo (52), respectivamente, más allá de un borde axial del anillo de tolerancia (20);

estando el método caracterizado además por:

(d) medir una fuerza requerida para el movimiento continuado en el paso (c); y

(e) determinar una fuerza de montaje restante a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) para el control de proceso de fabricación de anillos de tolerancia.

Control de proceso de anillos de tolerancia Campo de la descripción La descripción se refiere al control de proceso de anillos de tolerancia para su montaje entre componentes de ajuste internos y externos.

Antecedentes Se conoce el conectar entre sí componentes de ajuste internos y externos usando un anillo de tolerancia. Un ejemplo de la utilización de un anillo de tolerancia se encuentra en un soporte pivotante de unidad de disco duro (HDD) , donde el anillo de tolerancia se intercala, y proporciona una retención axial, entre un alojamiento de cojinete y un diámetro interno en el brazo accionador de cabeza. El uso de un anillo de tolerancia permite que disminuyan las tolerancias de fabricación para los componentes de ajuste, reduce el tiempo de montaje, permite un fácil desmontaje para volver a trabajar, y puede mejorar la eficacia de resonancia.

Es importante que el ajuste entre los componentes de ajuste sea suficiente para asegurar que no haya movimiento axial, es decir, deslizamiento lineal entre ellos durante el funcionamiento. Por tanto, es deseable supervisar anillos de tolerancia fabricados para asegurar que la fuerza (conocida como fuerza de deslizamiento inicial) con la que se produce el deslizamiento lineal entre los componentes de ajuste entre los que se va a montar esté dentro de parámetros aceptables.

El documento del estado de la técnica US 6333839 describe el uso de un anillo de tolerancia con salientes elípticos que permiten una ejecución de fuerza más suave. Esta ejecución no se utiliza para controlar la fabricación del anillo de tolerancia.

Resumen Un método para determinar la fuerza de deslizamiento inicial mide la fuerza máxima (conocida como fuerza de montaje máxima) necesaria para mover un calibre macho dentro de un premontaje de un anillo de tolerancia y un calibre de anillo. Una muestra de anillos de tolerancia fabricados se prueba de este modo y, si se determina que la fuerza de montaje máxima está fuera de márgenes aceptables, el proceso de fabricación se adapta para compensarlo por lo que los anillos de tolerancia producidos posteriormente proporcionan fuerzas de montaje máximas dentro de márgenes aceptables.

Sin embargo, la fuerza de montaje máxima puede verse influenciada por características del montaje tales como la deformación elástica, la deformación plástica, la rugosidad y efectos de deformación, ninguna de los cuales influye en la fuerza de deslizamiento axial. Por ejemplo, se ha encontrado que un pico en la fuerza de montaje se puede producir cuando la cabeza del calibre macho entra inicialmente en contacto con una arista que sobresale de un anillo de tolerancia y se necesita energía para deformar la arista a fin de permitir que el calibre se deslice sobre ella. Este efecto no se experimenta cuando el anillo de tolerancia está montado y en uso, y por eso no está relacionado con la fuerza de deslizamiento inicial. También se ha encontrado que la fuerza de montaje máxima se ve afectada por los pasos de tratamiento de superficie de premontaje tales como la pasivación. Dado que es preferible aplicar medidas de control de proceso a los anillos de tolerancia antes del tratamiento de superficie para asegurar que los errores durante el proceso se detecten los más rápidamente posible, no es deseable el efecto de los pasos de tratamiento de superficie en la medida de la fuerza de montaje máxima. En consecuencia, la fuerza de montaje máxima no ofrece una verdadera representación de la fuerza de deslizamiento inicial, y por lo tanto no es fiable.

La fuerza de montaje puede llegar a ser sustancialmente constante una vez que un calibre que se mueve con respecto a un anillo de tolerancia fijado pasa sobrepasando los salientes de ese anillo de tolerancia. Esta fuerza medida, que puede denominarse fuerza de montaje restante, tiene una correlación mucho más fuerte con la fuerza de deslizamiento inicial que con la fuerza de montaje máxima. También se ve mucho menos influenciada por los pasos de tratamiento de superficie, tales como la pasivación.

En una realización, se describe un método de control de proceso en el que un componente interno o externo se mueve con respecto a un anillo de tolerancia fijado de manera que el componente móvil pasa más allá de los salientes del anillo de tolerancia, y mide la fuerza requerida para conseguir este movimiento.

Más particularmente, en un primer aspecto, un método de control de proceso de fabricación de anillos de tolerancia incluye los pasos de:

(a) fijar un anillo de tolerancia con respecto a bien un componente interno o bien un componente externo, comprendiendo el anillo de tolerancia una banda anular de material elástico que tiene una pluralidad de salientes que sobresalen radialmente de la misma;

(b) mover axialmente el otro del componente interno o externo con respecto al anillo de tolerancia fijado de manera que comprima los salientes del anillo de tolerancia entre el componente interno y el componente externo;

(c) reanudar el movimiento del componente interno o externo, respectivamente, más allá de un borde axial del anillo de tolerancia;

(d) medir una fuerza requerida para el movimiento continuado en el paso (c) ; y

(e) determinar una fuerza de montaje restante a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) para el control de proceso.

En el método antes descrito, el calibre macho se pasa a través de un anillo de tolerancia fijado dentro del calibre de anillo de modo que el borde delantero, es decir, el borde de avance, de la superficie de ajuste de anillo se desplaza de un lado del anillo de tolerancia al otro. La fuerza máxima (fuerza de montaje máxima) requerida para lograr este movimiento se mide y se acepta como representativa de la fuerza de deslizamiento inicial.

En el primer aspecto, sin embargo, la fuerza de montaje necesaria para reanudar el movimiento del componente móvil (componente interno o externo) más allá de los salientes de un anillo de tolerancia fijado se mide y se utiliza en el control de proceso. El control de proceso puede ser el control de proceso de un método de fabricación de anillos de tolerancia, siendo el anillo de tolerancia fijado un anillo de tolerancia de muestra fabricado de acuerdo con ese método de fabricación. El control de proceso puede ser un control de proceso estadístico, y el método puede incluir la realización de un análisis estadístico de la fuerza medida en el paso (d) . Por ejemplo, el método puede incluir el paso de compilación de un gráfico de control de proceso, que incluye la fuerza medida en el paso (d) . Los pasos (a) a (d) del método de control de proceso pueden llevarse a cabo para cada uno de una pluralidad de anillos de tolerancia de muestra, y el paso (e) puede incluir el uso de las fuerzas de montaje restantes a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) para cada uno de esos anillos de tolerancia para el control de proceso.

La fuerza medida en el paso (d) es típicamente la fuerza necesaria para lograr el movimiento continuado a una velocidad constante. El movimiento continuado es preferiblemente el movimiento a lo largo de una distancia predeterminada. La fuerza medida en el paso (d) puede ser, alternativamente, la fuerza requerida para lograr el movimiento continuado de acuerdo con un perfil de velocidad variable predeterminado.

La fuerza medida en el paso (d) se puede utilizar para determinar si el anillo de tolerancia probado ofrecerá una resistencia aceptable al deslizamiento lineal (es decir, axial, en lugar de rotacional) entre los componentes de ajuste entre los que se monta. Si la resistencia al deslizamiento no es aceptable, entonces se pueden hacer cambios en el proceso de fabricación para asegurar que los anillos de tolerancia producidos posteriormente proporcionen una resistencia al deslizamiento aceptable.

La resistencia al deslizamiento puede ser representada por la fuerza de deslizamiento inicial, que es la fuerza axial resultante que debe aplicarse a los componentes de ajuste interno y externo para generar deslizamiento entre ellos. Si la fuerza de deslizamiento inicial es demasiado baja los componentes pueden separarse durante el uso; y si es demasiado alta, el montaje/desmontaje será difícil. Por tanto, es deseable que este parámetro sea controlado.

El método puede incluir la determinación de una fuerza de montaje (fuerza de montaje restante) a partir de los datos de fuerza medida y el uso de esta fuerza de montaje para el control de proceso. En particular, el control de proceso puede incluir el uso de una correlación predeterminada entre fuerza de montaje y fuerza de deslizamiento inicial para determinar si la fuerza de montaje corresponde a una fuerza de deslizamiento inicial dentro de límites predeterminados.... [Seguir leyendo]

1. Método de control de proceso de fabricación de anillos de tolerancia, que incluye los pasos de:

(a) fijar un anillo de tolerancia (20) con respecto a bien un componente interno (54) o bien un componente externo (52) , comprendiendo el anillo de tolerancia (20) una banda anular de material elástico que tiene una pluralidad de salientes (28) que sobresalen radialmente de la misma;

(b) mover axialmente el otro del componente interno (54) o componente externo (52) con respecto al anillo de tolerancia fijado (20) de manera que comprima los salientes (28) del anillo de tolerancia (20) entre el componente interno (54) y el componente externo (52) ;

(c) hacer que continúe el movimiento del componente interno (54) o componente externo (52) , respectivamente, más allá de un borde axial del anillo de tolerancia (20) ;

estando el método caracterizado además por:

(d) medir una fuerza requerida para el movimiento continuado en el paso (c) ; y

(e) determinar una fuerza de montaje restante a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) para el control de proceso de fabricación de anillos de tolerancia.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además:

(d') repetir los pasos (a) a (d) para cada uno de una pluralidad de anillos de tolerancia de muestra (20) , en el que el paso (e) incluye el uso de fuerzas de montaje restantes a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) para cada uno de los anillos de tolerancia de muestra (20) para el control de proceso de fabricación de anillos de tolerancia.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el paso (e) incluye la realización de un análisis estadístico de las fuerzas de montaje restantes a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) para cada uno de los anillos de tolerancia de muestra (20) .

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el paso (e) incluye compilar un gráfico de control de proceso que incluya las fuerzas de montaje restantes a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) para cada uno de los anillos de tolerancia de muestra (20) .

5. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los datos de fuerza medida en el paso (d) son una fuerza que se requiere para lograr el movimiento continuado del paso (c) a una velocidad constante.

6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el paso (e) incluye el uso de una correlación predeterminada entre la fuerza de montaje restante y una fuerza de deslizamiento inicial para determinar si la fuerza de montaje restante corresponde a una fuerza de deslizamiento inicial dentro de límites predeterminados.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la determinación de la fuerza de montaje restante en el paso

(e) incluye el cálculo de una fuerza media o de una fuerza de mejor ajuste a partir de los datos de fuerza medida en el paso (d) .

8. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el componente interno (54) o componente externo (52) movido en el paso (b) incluye una superficie de ajuste que entra en contacto con el anillo de tolerancia (20) y se desliza con respecto al mismo durante ese movimiento, y en el que el paso (c) incluye la continuación del movimiento del componente interno (54) o componente externo (52) , respectivamente, de manera que el borde delantero de la superficie de ajuste sobresalga más allá de los salientes (28) en la dirección de desplazamiento del componente interno (54) o componente externo (52) .

9. Método de fabricación de anillos de tolerancia (20) , incluyendo el método los pasos de:

(i) fabricar anillos de tolerancia (20) de acuerdo con un proceso de fabricación, comprendiendo cada anillo de tolerancia (20) una banda anular de material elástico que tiene una pluralidad de salientes (28) que sobresalen radialmente de la misma;

(ii) seleccionar un anillo de tolerancia fabricado de muestra (20) de entre los anillos de tolerancia (20) fabricados en el paso (i) ;

(iii) realizar los pasos (a) a (e) de acuerdo con la reivindicación 1; y

(iv) modificar el proceso de fabricación de anillos de tolerancia si la fuerza medida necesaria para lograr el movimiento continuado está fuera de límites predeterminados.

10. Aparato de control de proceso que incluye:

un calibre macho (54) que tiene una superficie de ajuste que es la más externa;

un elemento de soporte de anillo que incluye un calibre de anillo (52) que tiene un diámetro interno con una superficie de ajuste que es la más interna para fijar un anillo de tolerancia (56) , pudiendo ser recibido el calibre macho (54) en el diámetro interno, y una base que soporta el calibre de anillo (52) y

que tiene una cavidad (62) alineada con un extremo del diámetro interno y dimensionada para recibir el calibre macho (54) cuando se desplaza por toda la longitud axial del anillo de tolerancia y sobresale del diámetro interno sobrepasando un borde axial del anillo de tolerancia; y

un medidor de fuerza dispuesto para medir la fuerza requerida para mover el calibre macho (54) a través del diámetro interno del calibre de anillo (52) , y más allá de un borde axial del anillo de tolerancia.

11. Aparato de control de proceso de acuerdo con la reivindicación 10, en el que, si el calibre macho (54) es recibido en el diámetro interno, la superficie de ajuste más externa del calibre macho (54) y la superficie más interna del diámetro interno definen un espacio anular para recibir y comprimir un anillo de tolerancia (56) .

12. Aparato de control de proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el elemento de soporte de anillo comprende un elemento de bloqueo para limitar el movimiento axial del anillo de tolerancia (56) con respecto al diámetro interno.

13. Aparato de control de proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el elemento de bloqueo comprende uno o más elementos que sobresalen radialmente hacia dentro desde la superficie de ajuste más interna del diámetro interno.