DISPOSITIVO SUJETADOR PARA MAQUINADO DE TAPAS DE COJINETE
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a dispositivos para la sujeción de una tapa de cojinete de rueda u otras tapas de cojinete en un centro de trabajo CNC.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las tapas de cojinete son utilizados para asegurar un cojinete que da movimiento o articula un eje. Las tapas de cojinete son utilizadas en vehículos a fin de retener los ejes en el bastidor del vehículo y los cojinetes de rueda para el montaje de rueda. Las tapas de cojinete también podrían ser proporcionadas para retener los cojinetes de cigüeñal en un motor y también podrían ser empleadas en otros tipos de maquinaria. De manera general, las tapas de cojinete tienen una porción de cuerpo semicircular y bridas para la recepción de tornillos que se utilizan para asegurar la tapa de cojinete en un miembro de soporte o una segunda parte de un montaje de retención de cojinetes. Las tapas de cojinete tienen que ser maquinadas en tolerancias estrictas para evitar problemas de montaje y sobrantes excesivos y el gasto de material de desecho. Las tapas de cojinete podrían ser formadas en una
REF. 186157
operación de fundición en la cual se requiere que las tolerancias sean normalmente mantenidas en ± 0 . 08 centímetros ( ± 0 . 03 0 pulgadas) para fundiciones que tengan una distancia entre los puntos medidos entre 0 y 7 . 62 centímetros ( 0 y 3 pulgadas) y ± 1 . 14 centímetros (± 0 . 45 pulgadas) entre 7 . 62 y 20 . 32 centímetros ( 3 y 8 pulgadas). Las fundiciones son normalmente configuradas con un ángulo de inclinación lateral que es requerido para remover la fundición del molde de fundición. La forma inusual de la tapa de cojinete hace difícil la sujeción adecuada de una o más tapas de cojinete a medida que son maquinadas . Normalmente, las tapas de cojinete tienen que ser maquinadas después del proceso de fundición a fin de proporcionar uniformidad de parte a parte. Por ejemplo, en una posición central de maquinado, una tapa de cojinete puede ser sujetada mientras que los agujeros de tornillo son taladrados y escariados o ensanchados en los soportes de sujeción de la tapa de cojinete con las caras de extremo de la tapa de cojinete que son fresadas a una tolerancia de ± 0 . 03 centímetros (± 0 . 010 pulgadas). La tolerancia relativamente amplia para una tapa de cojinete de fundición es de tres veces la tolerancia permitida para el maquinado de superficies, lo cual hace difícil la sujeción de las tapas de cojinete fundidas durante las operaciones iniciales de maquinado. Una vez que sean
realizadas las operaciones iniciales de maquinado en la tapa de cojinete, las superficies exactamente maquinadas se encuentran disponibles para ubicar la tapa de cojinete para las subsiguientes operaciones de maquinado. Existe la necesidad de un dispositivo para el maquinado de una pluralidad de tapas de cojinete de manera simultánea en un centro de trabajo que permite que las posiciones y las superficies maquinadas del agujero de tornillo sean situadas de manera exacta. Los problemas y necesidades anteriores son dirigidos a través de la invención de la Solicitante como es resumido más adelante.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo sujetador para el maquinado de una pluralidad de tapas de cojinete, el cual es fácil para que cargue y sujete con precisión las tapas de cojinete para formar los agujeros de tornillo y las superficies fresadas. De acuerdo con otro aspecto de la invención, un dispositivo sujetador para una tapa de cojinete es centrado con relación a una superficie generalmente semicilíndrica de la parte rugosa "recién fundida" . La superficie generalmente semicilíndrica podría ser el agujero de cojinete de una tapa de cojinete. El agujero de cojinete embraga con un mandril del dispositivo sujetador que tiene un centro que corresponde
con el centro del cojinete que será retenido por la tapa de cojinete. Los sujetadores o abrazaderas embragan con la superficie exterior de la tapa de cojinete sujetada a fin de retenerlas sobre el mandril. Los agujeros de tornillo y las superficies maquinadas son situados con relación a la superficie parcialmente cilindrica que corresponde con el agujero interior de la tapa de cojinete que recibe el coj inete . De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un dispositivo sujetador para el maquinado de una tapa de cojinete que permite que sea sujetada una pluralidad de tapas de cojinete con relación a los extremos fundidos de radio de la tapa de cojinete. Los bloques flotantes de forma V que pueden ser girados y desplazados podrían posicionar, en una modalidad, los extremos de la tapa de cojinete. Los bloques flotantes-V podrían ser cargados con resorte para moverse hacia arriba y hacia abajo y también para girar a fin de compensar el ángulo de inclinación lateral y las tolerancias de la parte de fundición. Los bloques flotantes-V facilitan la carga y también incrementan la uniformidad de párte-a-parte para las operaciones de maquinado. De acuerdo con otros aspectos de la presente invención, las tapas de cojinete son retenidas por placas de sujeción que bloquean la tapa de cojinete en el dispositivo sujetador antes de realizar las operaciones deseadas de
maquinado. Las placas de sujeción ubican las tapas de cojinete en el dispositivo en posiciones predeterminadas, y en particular, mantienen las tapas de cojinete sobre el radio central semicircular de fundición en la orientación circunferencial deseada con relación al mandril. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se describe un método para la manufactura de tapas de cojinete utilizando un dispositivo mejorado para partes "recién fundidas". Una tapa rugosa de cojinete es vaciada en un molde que tiene un agujero de cojinete semicilíndrico y una superficie exterior recién fundidos. A continuación, es ensamblada una pluralidad de tapas de cojinete en un primer dispositivo que tiene un mandril que es recibido en el agujero de cojinete. Las tapas de cojinete son ensambladas sobre el primer dispositivo con abrazaderas que embragan con la superficie exterior de las tapas de cojinete. Un par de porciones de soporte de tornillo de las tapas de cojinete son maquinadas y el agujero de tornillo es taladrado en cada porción de soporte de tornillo. Las tapas de cojinete son removidas del primer dispositivo y de manera subsiguiente, son maquinadas mientras que son ubicadas utilizando los agujeros de tornillo para formar las tapas de cojinete terminadas . Estas y otras características y ventajas serán mejor entendidas en vista de las figuras adjuntas y la siguiente
descripción detallada de la modalidad ilustrada de la invención .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista en alzado frontal de un dispositivo para el maquinado de tapas de cojinete en un centro de trabajo CNC mostrado con los cojinetes sujetados en el dispositivo de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 2 es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea 2-2 en la Figura 1; La Figura 3 es una vista en corte transversal similar a la Figura 2 que muestra una tapa de cojinete antes de su ensamble en el dispositivo; La Figura 4 es una vista en perspectiva en despiece de un bloque flotante de forma-V elaborado de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 5 es una vista esquemática en corte transversal que muestra los grados de libertad de movimiento del bloque flotante-V; La Figura 6 es una vista en perspectiva fragmentaria en despiece de un mandril y una abrazadera de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 7 es una vista en perspectiva de una tapa de cojinete fundida no maquinada; y
La Figura 8 es una vista en perspectiva de una tapa de cojinete parcialmente maquinada.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a la Figura 1, se muestra un dispositivo 10 para la retención de una pluralidad de tapas de cojinete 12 con diez tapas de cojinete ensambladas en el dispositivo 10. El dispositivo 10 incluye dos placas laterales 16, una placa de base 18 y una placa superior 20. De manera general, el dispositivo 10 tiene la forma de un bastidor abierto que permite que sean realizadas las operaciones de maquinado en dos lados de las tapas de cojinete 12 mientras son ensambladas en el dispositivo 10. Un mandril 22 se extiende entre las placas laterales 16 y en paralelo a la placa de base 18 y la placa superior 20. Las placas y el mandril del bastidor son ensamblados juntos mediante pasadores de centrado (no se muestran) y tornillos de cabeza hueca 24. Un montaje superior de bloque flotante-V 26 es ensamblado en la placa superior 20 del dispositivo 10. Un montaje inferior de sujeción de bloque flotante-V 28 es ensamblado en la placa de base 18 del dispositivo 10. Cada uno de los montajes de bloque-V 26, 28 incluye una mordaza 30 que es montada sobre un pasador 32. Un resorte 34 desvía en forma elástica la mordaza 30 con relación al retenedor de
bloque-V 3 6 . El pasador 32 es articulado dentro del retenedor de bloque-V 36 que soporta la mordaza 30 en una relación movible con respecto al retenedor de bloque-V 36 . Un tornillo de inmovilización 40 y una tuerca 42 son utilizados para asegurar la abrazadera de mandril 38 . El tornillo de inmovilización 40 se extiende a través del mandril 22 entre dos tapas adyacentes de cojinete 12 , de modo que una abrazadera única 38 pudiera ser utilizada para embragar con dos tapas adyacentes de cojinete 12 a fin de retener las tapas de cojinete 12 en el dispositivo 10 . Con referencia a las Figuras 2 y 3 , se ilustra la relación de la tapa de cojinete 12 , el mandril 22 y los montajes superior e inferior de bloque-V 26 , 28 . El mandril 22 es asegurado entre las placas laterales 16 . El tornillo de inmovilización 40 es retenido por una placa de respaldo 44 que mantiene el tornillo de inmovilización 40 en forma segura dentro del receptáculo de cabeza de tornillo 46 . El receptáculo de cabeza de tornillo 46 es configurado para recibir la cabeza del tornillo de inmovilización 40 en una relación no giratoria. El tornillo de inmovilización 40 es recibido en un agujero de tornillo 48 formado en el mandril 22. El tornillo de inmovilización 40 también es recibido en un agujero central 50 de la abrazadera de mandril 38 . La abrazadera de mandril 38 incluye dedos de ubicación 52 que embragan con un escalón 54 que es formado sobre un reborde de
refuerzo 56 de la tapa de cojinete 12 . Una extensión tubular 58 es formada sobre la abrazadera de mandril 38 y es recibida en un orificio de receptáculo de abrazadera 59 . El orificio de receptáculo de abrazadera 59 podría tener una configuración poligonal, tal como una configuración cuadrada que ubique la abrazadera 38 en un modo no giratorio. Un receptáculo de pasador 60 es proporcionado en el retenedor de bloque-V 36 el cual recibe el pasador 32 y mantiene el pasador 32 fijo con relación al retenedor de bloque-V 36 . Una ranura 64 es proporcionada en la mordaza 30 . La ranura es alargada en la dirección vertical. El término "dirección vertical" como se utiliza en la presente es la dirección definida por una línea que se extiende perpendicular a la placa de base 18 y la placa superior 20 . La mordaza 3 0 recibe el pasador 32 en la ranura 64 , de modo que la mordaza 30 pueda moverse en dirección vertical y también puede girar con relación al retenedor de bloque-V 36 . El resorte 34 es recibido en un asiento de resorte 66 formado en el retenedor de bloque-V 36 y un receptáculo de resorte 68 formado en la mordaza 30 . El resorte 34 desvía la mordaza 30 hacia el mandril 22 . Una superficie de ubicación 70 de la mordaza 30 es orientada para embragar con la superficie exterior 72 de la tapa de cojinete 12 . La superficie exterior 72 es formada con un ángulo de inclinación lateral en el proceso de fundición
en el cual es inicialmente vaciada la tapa de cojinete 12 . La mordaza 30 puede ser girada con relación al retenedor de bloque-V 3 6 y también puede moverse en dirección vertical con relación al retenedor de bloque-V 36 para acomodar las variaciones que se originan de las tolerancias normales en el tamaño y la forma de la tapa de cojinete 12 . Cuando la tapa de cojinete 12 sea sujetada, la tapa de cojinete es embragada a través del montaje superior de bloque-V 26 y el montaje inferior de bloque-V 28 que retiene la tapa de cojinete con relación al mandril 22 con el agujero de cojinetes 76 , recién fundido, y embragando con la superficie cilindrica 78 que son formadas sobre el mandril 22 . Una vez que la tapa de cojinete 12 sea situada entre los montajes superior e inferior de bloque-V 26 , 28 y el mandril 22 , la abrazadera de mandril 38 es colocada sobre el tornillo de inmovilización con los dedos de ubicación 52 embragando con los escalones 54 de la tapa de cojinete 12 . A continuación, la tuerca 42 es utilizada para asegurar la abrazadera de mandril 38 en el tornillo de inmovilización 40 . La extensión tubular 58 de la abrazadera de mandril 38 es recibida en el orificio de receptáculo de abrazadera 59 . Con referencia a la Figura 4 , la estructura y función del montaje superior de bloque-V 26 son descritas en mayor detalle. Debe entenderse que el montaje flotante inferior de abrazadera 28 tiene la misma estructura y función
que el montaje superior de bloque-V 26 . El montaje superior de bloque-V 26 es ensamblado en la placa superior 20 . En la Figura 4 , dos retenedores de bloque-V 36 son mostrados asegurados en la placa superior 20 . Una mordaza 30 se muestra orientada lista para su ensamble en el retenedor de bloque-V 36 con una segunda mordaza 30 que es mostrada ensamblada en el retenedor de bloque-V 36 . El resorte 34 es recibido en el asiento de resorte 66 que es formado en el retenedor de bloque-V 36 . El resorte 34 es recibido en el asiento de resorte 66 que es formado en el retenedor de bloque-V 36 . El centrador 32 se extiende a través de los agujeros de centrado 60 formados en el retenedor de bloque-V 36 . El centrador 32 también se extiende a través de la ranura 64 formada en la mordaza 30 . La superficie de ubicación 70 de la mordaza 30 es orientada para embragar con la superficie exterior 70 del extremo 74 de la tapa de cojinete 12 , como se describió con anterioridad . Con referencia a la Figura 5 , el arreglo movible de montaje de la mordaza 30 se muestra para ilustrar los grados disponibles de libertad de movimiento de la mordaza 30 . El retenedor de bloque-V 36 es asegurado en la placa superior 20 . La mordaza 3 0 es asegurada en el retenedor de bloque-V 36 a través del centrador 32 . El centrador circular 32 permite el movimiento rotacional limitado de la mordaza 30 con relación al retenedor de bloque-V 36 . El movimiento
longitudinal o vertical de la mordaza 30 es permitido por medio de la ranura alargada 64 formada en la mordaza 30. Cuando la tapa de cojinete 12 sea inicialmente introducida en el dispositivo, la superficie exterior 72 de la tapa de cojinete 12 es recibida a través de la superficie de ubicación 70 de la mordaza 30. La mordaza 30 podría moverse en forma rotacional y vertical para acomodar las variaciones en la tapa de cojinete 12. Las mordazas 30 mantienen, de manera inicial, la tapa de cojinete 12 adyacente al mandril 22. El resorte 34 proporciona una fuerza de desviación contra la superficie exterior 72 de la tapa de cojinete 12. Con referencia a la Figura 6, el mandril 22 y la abrazadera de mandril 38 son ilustrados de manera que muestran cómo son aseguradas las abrazaderas de mandril 38 en el mandril 22. El mandril 22 tiene receptáculos de cabeza de tornillo 46 que reciben la cabeza del tornillo de inmovilización 40, de modo que no puede girar después de la inserción en el receptáculo de cabeza de tornillo 46. El tornillo de inmovilización 40 es mantenido en el mandril 22 mediante la placa de respaldo 44 que es asegurada por medio de los tornillos 24 en el mandril 22. Como se muestra en la Figura 6, un tornillo de inmovilización 40 se muestra asegurado dentro del mandril y un segundo tornillo de inmovilización 40 se muestra parcialmente ensamblado en el mandril 22 con la placa de respaldo 44 que es orientada para
su ensamble en el mandril 22 . Como se muestra en la Figura 6 , la abrazadera de mandril 38 es orientada para su montaje con el tornillo de inmovilización 40 . La abrazadera de mandril 38 tiene dedos de ubicación 52 que son orientados para embragar con un escalón 54 sobre la tapa de cojinete 12 . Un agujero central 50 es taladrado a través de la abrazadera de mandril 38 que se extiende a través de la extensión tubular 58 de la abrazadera de mandril 38 . El tornillo de inmovilización 40 recibe la abrazadera de mandril 38 , de modo que el tornillo de inmovilización se extienda a través del agujero central 50 . Con referencia a la Figura 7 , se muestra una tapa de cojinete en su configuración de fundición. La tapa de cojinete 12 incluye un reborde de refuerzo 56 sobre el cual es formado el escalón 54 que es embragado a través de los dedos de ubicación 52 de la abrazadera de mandril 38 . Dos caras o superficies 74 son fundidas en los extremos opuestos del cojinete 12 . Las superficies exteriores 72 de la tapa de cojinete 12 embragan con la superficie de ubicación 70 de cada una de las mordazas 30 . La pieza que ha de fabricarse de máquina 80 es proporcionada sobre la tapa de cojinete 12 que es maquinada en el centro de trabajo CNC con una fresa cilindrica, o similares, con el objeto de formar una linea maquinada de partición 82 . Los soportes de tornillo 74 también son maquinados mientras que son formados sobre el
dispositivo con el agujero de tornillo 3 4 a través de soporte de tornillo 7 4 . Un agujero escariador 8 6 es formado sobre el soporte de tornillo 7 4 para proporcionar una superficie maquinada que sea concéntrica con el agujero de tornillo 8 4 en el lado opuesto de la tapa de cojinete 1 2 de la línea fundida de partición 8 0 . El agujero de tornillo 84 y el agujero escariador 8 6 podrían ser formados en una etapa única con una broca adecuada de combinación. Con referencia a la Figura 8 , se ilustra una tapa maquinada de cojinete 1 2 ' . La tapa maquinada de cojinete 1 2 ' es maquinada con la fresa de la línea fundida de partición 8 0 hasta la línea maquinada deseada de partición 8 2. La tapa maquinada de cojinete 1 2 ' también ha sido maquinada en el lado opuesto de la línea de partición mediante la perforación de un agujero de tornillo 8 4 a través del soporte de tornillo 7 4 y el escariado de un agujero escariador 8 6 . Mientras que las modalidades de la invención han sido ilustradas y descritas, no se pretende que estas modalidades ilustren y describan todas las formas posibles de la invención. Más bien, las palabras utilizadas en la especificación son palabras de descripción en lugar de limitación, y se entiende
que podrían realizarse varios cambios sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.