Sistema anti-cimbreo para el mecanizado de ejes huecos.

Sistema anti-cimbreo para el mecanizado de ejes huecos, que consiste en la utilización de una cámara inflable (2) de configuración tubular correspondiente con el interior de un eje (1) a mecanizar y que está provista con una válvula (3) para inflado con un fluido a presión,

disponiéndose dicha cámara inflable (2) en el interior del eje hueco (1) a mecanizar, en donde al ser inflada hace un esfuerzo contra la pared interior del eje hueco (1), aumentando la resistencia del mismo a la flexión.

SISTEMA ANTI-CIMBREO PARA EL MECANIZADO DE EJES HUECOS Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con los sistemas de mecanizado de ejes, proponiendo un sistema que permite reducir, de una manera rápida y sencilla, el cimbreo en el mecanizado de ejes huecos, sin afectar a la productividad del proceso.

Estado de la técnica

El mecanizado de piezas de revolución se realiza comúnmente mediante operaciones de torneado, en las cuales la pieza a mecanizar es soportada por uno o ambos extremos, haciéndola girar y manteniendo la herramienta de corte en una posición estable, avanzando en longitud y en profundidad respecto de la pieza a medida que evoluciona el proceso del mecanizado.

Durante este proceso de mecanizado puede originarse un fenómeno denominado cimbreo, consistente en vibraciones generadas como consecuencia de la traslación del centro de masas y de los esfuerzos generados en la operación de corte. Este fenómeno se hace especialmente notorio en piezas alargadas, como barras o ejes, ya que los esfuerzos originados por la herramienta de corte sobre la pieza provocan unas deformaciones mayores y por lo tanto unos desplazamientos mayores del centro de masas.

La frecuencia natural de vibración es una frecuencia a la cual las vibraciones generadas por un esfuerzo periódico son amplificadas, dependiendo de las características de la pieza, como la geometría, la masa de giro y la rigidez. Por ello, cuando la frecuencia de giro de la pieza se aproxima a la frecuencia natural de vibración, el efecto de cimbreo se amplifica considerablemente, lo que puede afectar gravemente a la calidad del acabado.

Existen medios sencillos de control del cimbreo consistentes en la modificación de los parámetros de corte, como el avance de la herramienta o la profundidad de corte, reduciendo con ello los esfuerzos, o como la velocidad de giro, para modificar la frecuencia de giro alejándola de la frecuencia natural de vibración. Estos sistemas reducen de manera sencilla y efectiva la vibración, pero ralentizan el proceso del mecanizado encareciéndolo.

Una solución habitual para la reducción del cimbreo en el mecanizado de piezas alargadas, consiste en la utilización de lunetas formadas por barras fijas que soportan por puntos intermedios de la longitud a la pieza que se mecaniza, de manera que dichas lunetas absorben las vibraciones limitando la deformación de la pieza por los esfuerzos de la herramienta de corte sobre ella. Sin embargo, aunque este sistema limita eficazmente la deformación de las piezas durante el mecanizado y con ello la vibración, la instalación de las lunetas resulta complicada y tediosa, requiriendo mucho tiempo de preparación de la pieza a mecanizar, así como un operario con pericia en estas operaciones, lo que alarga, complica y encarece la operación notablemente.

Objeto de la invención

De acuerdo con la presente invención se propone un sistema para reducir el cimbreo de ejes huecos en su mecanizado, con el cual se modifican las características propias de la estructura del eje en el giro del mecanizado, variando la frecuencia natural de vibración, alejándola de la frecuencia óptima de giro del mecanizado, sistema que resulta de aplicación rápida y sencilla.

Este sistema objeto de la invención se basa en la utilización de una cámara inflable, realizada de un material flexible y compatible con las condiciones de mecanizado, con una forma tubular correspondiente con el interior del eje de aplicación, disponiendo dicha cámara de una válvula de inflado para llenarla con aire u otro fluido a presión mediante un sistema convencional externo.

La cámara inflabe se dispone en el interior del eje hueco a mecanizar, en donde dicha cámara se llena con un fluido a presión, consiguiéndose así mediante la cámara la aplicación de un esfuerzo contra la pared interior del eje tubular, con lo cual se dota al eje tubular de una rigidez contra la flexión, mayor que la de su propia resistencia estructural, reduciéndose en consecuencia el efecto de cimbreo del mismo.

La cámara inflable se prevé con una superficie rugosa en su exterior, de manera que al ser inflada dentro del eje hueco de aplicación, la presión que ejerce contra la pared interior del mismo establece un rozamiento que hace que la cámara se mantenga por sí misma en el interior del eje hueco para el proceso de mecanizado del mismo.

No obstante, para asegurar el mantenimiento de la cámara dentro del eje hueco durante el

mecanizado, se prevé el cierre de los extremos del eje hueco mediante unos tapones de obturación, los cuales se pueden sujetar por cualquier medio convencional de retención en el eje hueco. Esta solución es aplicable tanto en ejes huecos abiertos por los dos extremos, disponiendo un tapón obturador en cada uno de los extremos, como en ejes huecos abiertos solo por un extremo, disponiendo un tapón obturador en el extremo abierto.

Se obtiene así un sistema de fácil aplicación y que no requiere de la necesidad de ajustes en relación con los ejes huecos a mecanizar, por lo que tampoco son necesarios operarios cualificados para la aplicación, permitiendo sin embargo mantener a los ejes huecos en unas condiciones óptimas durante su mecanizado, ya que se reduce ventajosamente el efecto del cimbreo.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra una vista en sección longitudinal de un ejemplo de realización del sistema de la invención en un eje hueco sin tapones de obturación en los extremos.

La figura 2 muestra una vista en sección longitudinal de un ejemplo de realización del sistema de la invención en un eje hueco abierto por los dos extremos, con disposición de sendos tapones de obturación en los extremos abiertos.

La figura 3 muestra una vista en sección longitudinal de un ejemplo de realización del sistema de la invención en un eje hueco abierto solo por un extremo, con disposición de un tapón obturador en el extremo abierto.

Descripción detallada de la invención

En la presente invención se propone un sistema para reducir el cimbreo de ejes huecos (1) en su mecanizado, con unas características que permiten modificar de manera sencilla las características propias del conjunto móvil, como su masa y rigidez, y con ello la frecuencia natural de vibración, alejándola de la frecuencia de giro óptima para la operación de mecanizado.

El sistema preconizado consiste en la utilización de una cámara infiable (2), dotada con una forma tubular de cualquier configuración correspondiente con interior de un eje hueco (1) a mecanizar, poseyendo dicha cámara infiable (2) una válvula (3) de inflado para introducir en

el interior aire u otro fluido a presión mediante un sistema convencional exterior.

La cámara infiable (2) es de un material flexible capaz de soportar las condiciones de mecanizado de los ejes huecos (1) para los que se destina la aplicación, como alta temperatura, contacto con productos de mecanizado y resistencia mecánica a las posibles anomalías de la superficie de contacto con el eje hueco (1) de aplicación.

Dicha cámara infiable (2) se dispone en el interior del eje hueco (1) a mecanizar, y en esa disposición la cámara infiable (2) se llena con un fluido a presión, a través de la válvula (3), de manera que, al inflarse, dicha cámara infiable (2) ejerce una presión contra la pared interior del eje hueco (1), el cual resulta de esa forma con una rigidez incrementada contra la flexión y, por consiguiente, con una resistencia al cimbreo mayor que la que ofrece su propia estructura.

La superficie exterior de la cámara infiable (2) se prevé dotada de una rugosidad que permita establecer, en relación con la pared interior del eje hueco (1) de aplicación, un rozamiento capaz de mantener a dicha cámara infiable (2) por sí misma dentro del eje hueco (1), como se observa en la figura 1, para evitar que esa cámara infiable (2) se salga del eje hueco (1) en el proceso de mecanizado de éste.

Sin embargo, para asegurar el mantenimiento de la cámara infiable (2) dentro del eje hueco (1) en el proceso de mecanizado, el eje hueco (1) se puede cerrar en los extremos mediante unos tapones obturadores (4), los cuales pueden sujetarse por cualquier medio convencional de retención en las embocaduras extremas del eje hueco (1).

Dichos tapones obturadores (4) pueden ser de cualquier forma que permita establecer un cierre del eje hueco (1) para evitar que la cámara infiable (2) se salga del mismo. A tal efecto se prevé una realización de tapones obturadores (4), para esa función, formados por dos elementos troncocónicos (4.1 y 4.2) contrapuestos y ensamblados entre sí, uno interior y otro exterior, de modo que mediante un desplazamiento...

1Sistema anti-cimbreo para el mecanizado de ejes huecos, caracterizado porque consiste en la utilización de una cámara inflable (2) de configuración tubular correspondiente con el interior de un eje hueco (1) a mecanizar y provista con una válvula (3) de inflado para introducir en el interior un fluido a presión, disponiéndose dicha cámara inflable (2) en el interior del eje hueco (1) a mecanizar, en donde por efecto del inflado dicha cámara inflable (2) hace un esfuerzo contra la pared interior de dicho eje hueco (1), aumentado la resistencia del mismo a la flexión.

2.- Sistema anti-cimbreo para el mecanizado de ejes huecos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la superficie exterior de la cámara inflable (2) está dotada con una rugosidad para establecer un rozamiento de retención sobre la superficie interior del eje hueco (1).

3.- Sistema anti-cimbreo para el mecanizado de ejes huecos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en los extremos abiertos del eje hueco (1) a mecanizar se disponen tapones (4) de obturación para mantener a la cámara inflable (2) dentro de dicho eje hueco (1) durante el mecanizado.

4.- Sistema anti-cimbreo para el mecanizado de ejes huecos, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque cada tapón obturador (4) se compone de dos elementos troncocónicos (4.1 y 4.2) contrapuestos y ensamblados entre sí, uno interior y otro exterior.