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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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11 N´ umero de publicaci´on:

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˜ ESPANA

B23C 3/06 B23D 37/00

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TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA

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kN´umero de solicitud europea: 98955575.0 kFecha de presentaci´on: 11.11.1998 kN´umero de publicaci´on de la solicitud: 1 030 754 kFecha de publicaci´on de la solicitud: 30.08.2000

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54 T´ıtulo: Fresado de alta velocidad y torneado/brochado/rochado rotativo.

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73 Titular/es: BOEHRINGER

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72 Inventor/es: Santorius, Rolf y

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74 Agente: Isern Jara, Jorge

30 Prioridad: 11.11.1997 DE 197 49 939

WERKZEUGMASCHINEN GmbH Stuttgarter Strasse 50 D-73033 G¨ oppingen, DE

45 Fecha de la publicaci´ on de la menci´on BOPI:

01.10.2002

45 Fecha de la publicaci´ on del folleto de patente:

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01.10.2002

Aviso:

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Kohlhase, Matthias

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En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicaci´on en el Bolet´ın europeo de patentes, de la menci´on de concesi´on de la patente europea, cualquier persona podr´a oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposici´on deber´a formularse por escrito y estar motivada; s´olo se considerar´a como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposici´ on (art. 99.1 del Convenio sobre concesi´on de Patentes Europeas). Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION Fresado de alta velocidad y torneado/brochado/brochado rotativo. La presente invenci´on se refiere a un procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta de piezas de trabajo seg´ un el pre´ ambulo de la reivindicaci´on 1, y a un dispositivo seg´ un el pre´ambulo de la reivindicaci´ on 11, como es conocido, por ejemplo, por el documento US-A5078556. Un representante t´ıpico de tales piezas de trabajo es un cig¨ ue˜ nal como el que se emplea para los motores de ´embolos de combusti´on interna, compresores de ´embolos, etc´etera. Base t´ ecnica El mecanizado de los cig¨ ue˜ nales en bruto, es decir, forjados o fundidos, de acero o de fundici´on, se realiza actualmente y en general por los conocidos procedimientos de arranque de viruta. Puesto que el caso de aplicaci´on m´ as frecuente es para cig¨ ue˜ nales para un motor de combusti´ on de un veh´ıculo, tales cig¨ ue˜ nales se fabrican, en general, en un gran n´ umero de unidades, por lo que generalmente en la elecci´on del procedimiento de mecanizado y el equipamiento de la m´aquina se elige para ello tal procedimiento que permita esperar un tiempo de mecanizado lo m´ as corto posible por cig¨ ue˜ nal. Seg´ un el estado actual de la t´ecnica, esto significa, en general, que el apoyo central del cig¨ ue˜ nal se mecaniza mediante brochado o brochado rotativo, por ejemplo, seg´ un el documento DE 35 23 274 C2 o el documento EP 86 108 666, mientras que las mu˜ nequillas, y eventualmente las superficies de la gualdera, se mecanizan mediante fresado exterior, especialmente fresado exterior de alta velocidad, por ejemplo, seg´ un el documento DE 196 26 527 A1, mediante el fresado interior (turbulento) o mediante el fresado rotativo, por ejemplo, seg´ un el documento DE 44 46 425. Alternativamente al fresado exterior, se puede emplear tambi´en el denominado fresado giratorio. Entre otros, tiene lugar el mecanizado con arranque de viruta en el estado ya templado de la herramienta. Para ello se debe entender bajo los conceptos empleados lo siguiente: Brochado En el per´ımetro de una herramienta en forma de disco se ha dispuesto en la direcci´ on perif´erica cuchillas de brochado, cuya distancia al centro de la herramienta giratoria en forma disco aumenta. Esta herramienta en forma de disco gira con su eje paralelo al eje del cig¨ ue˜ nal y mediante la basculaci´on a lo largo de las cuchillas de brochado se extrae material de la superficie perif´erica en el per´ımetro del eje del cig¨ ue˜ nal que gira de forma esencialmente m´as r´ apida (unas 1.000 r/min). En caso de que las cuchillas del brochado hacia el centro de la herramienta posean todas la misma distancia, tiene que realizarse en primer lugar una aproximaci´ on radial al eje del cig¨ ue˜ nal en la direcci´on X entre los filos de la herramienta. Estos procesos se pueden distribuir en varios cuchillos o complementar mediante. Brochado rotativo Se trata del brochado anteriormente descrito, estando intercalado en ´este un proceso de torneado punzador, que se realiza mediante 2

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una cuchilla, que asimismo est´ a dispuesta en el per´ımetro de la herramienta en forma de disco. El torneado punzador se realiza de manera que la herramienta en forma de disco no gira durante el ataque de la cuchilla, sino que solamente se desplaza radialmente hacia adelante contra la pieza de trabajo. Fresado exterior Tambi´en en ese caso se han dispuesto las cuchillas en el per´ımetro de una herramienta en forma de disco, que se puede accionar giratoria con un eje paralelo al eje de la pieza de trabajo. La velocidad de corte resulta, sin embargo, principalmente de la rotaci´on de la pieza de trabajo, mientras que la herramienta s´olo gira con unas 10 r/min hasta que por lo menos se ha realizado una rotaci´on completa de la herramienta alrededor de la superficie sim´etrica de rotaci´ on en la pieza de trabajo a mecanizar. Sobre todo con grandes dimensiones son necesarias varias revoluciones de la herramienta, e incluso si, debido a la medida parece suficiente un u ´ nico paso, frecuentemente debido a la entrada y salida de la herramienta, es necesario m´ as de una rotaci´on completa. La herramienta en forma de disco est´a dotada en toda la periferia con dientes de fresado. La separaci´on de las cuchillas entre s´ı en la direcci´on perif´erica puede ser eventualmente menor que con el brochado o el brochado rotativo, con el que generalmente se pretende finalizar el mecanizado con una cuchilla, antes que ataque la siguiente cuchilla. Herramienta en forma de disco En general, se trata de un disco rotativo. Te´oricamente se pueden emplear, sin embargo, tambi´en discos de forma no circular, por ejemplo, elipses, etc. Preferentemente presentan los discos, sin embargo, siempre contornos perif´ericos curvados convexamente hacia el exterior y con ello especialmente ning´ un saliente duro en el contorno perif´erico. En el caso de que existan cavidades en el contorno perif´erico, ´estas no est´an dotadas de cuchillas. Fresado rotativo Al contrario del fresado exterior, el fresado rotativo se realiza con una fresa generalmente en forma de punta, cuyo eje rotativo se encuentra perpendicular al eje de rotaci´ on de la pieza de trabajo a mecanizar. Con las cuchillas de un lado o de varios lados de una fresa de punta de esta clase se mecanizan las superficies perif´ericas, y con las cuchillas dispuestas en la parte exterior del accesorio, las superficies de la pieza de trabajo. Fresado de alta velocidad (fresado rotativo o fresado externo) Con este concepto se entiende el fresado con una velocidad de corte, por ejemplo, con acero, superior a 130 m/min, especialmente superior a 180 m/min: con fundici´ on, por encima de 150 m/min, especialmente por encima 200 m/min: con aluminio por encima de 300 m/min, especialmente por encima de 500 m/min. Tales velocidades de corte se favorecen sobre todo por una geometr´ıa de corte positiva y la correspondiente elecci´on del material de corte. Mediante esta alta velocidad de corte se mi-

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nimizan durante el sistema de fresado las desventajas inmanentes del corte interrumpido, de tal manera que las ventajas son superiores. Con ello hasta ahora los mecanizados de torneado/brochado/brochado rotativo, por una parte, as´ı como el mecanizado por fresado exterior o fresado rotativo, o sea, en general, el fresado, por otra parte, no se aplican combinados, ya que, debido a la gama de velocidad de rotaci´on totalmente distintas para la pieza de trabajo, se consideran sin sentido. Mientras que con el torneado/brochado/brochado rotativo la velocidad de corte en primer lugar se consigue por la rotaci´on de la pieza de trabajo, que se encuentra alrededor de unas 1000 r/min, para un cig¨ ue˜ nal de autom´ ovil, y la herramienta en forma de disco s´olo gira con una velocidad menor de 30 r/min, es esto algo diametralmente inverso a lo que ocurre con el fresado exterior/fresado rotativo, especialmente con fresas de alta velocidad con este procedimiento. De acuerdo con ello tambi´en con tales mecanizados los problemas que se presentan son de campos completamente distintos: Durante el torneado/brochado/brochado rotativo debido a la elevada rotaci´ on de la pieza de trabajo no es necesaria una realizaci´on del eje C (control de la posici´ on de rotaci´ on de la pieza de trabajo), ya que un seguimiento de la pieza de trabajo en la direcci´ on X no es posible, sin m´as, con esta velocidad. Las dificultades principales, debido a las elevadas velocidades de rotaci´on, se encuentran, por consiguiente, en la zona de la fuerza de sujeci´ on de la compensaci´on del desequilibrado, etc. En el fresado exterior/fresado rotativo en cambio - y aqu´ı con ello se debe mecanizar entre otros la mu˜ nequilla - es necesaria una realizaci´on del eje C. Los problemas se encuentran entre la sujeci´ on suficientemente r´ıgida o en apoyo de la pieza de trabajo, as´ı como en la sujeci´on estable - s´olo en un lado - y exacta de la herramienta grande y pesada. Especialmente con altas precisiones existe el problema de la buena marcha y estado de equilibrado de la herramienta y del eje de la herramienta. Descripci´ on de la invenci´ on a) Problema t´ecnico Por ello el problema seg´ un la presente invenci´on es proponer un procedimiento, as´ı como un dispositivo para el mecanizado de piezas de trabajo con superficies sim´etricas de rotaci´on, tambi´en exc´entricas, especialmente de cig¨ ue˜ nales, mediante el cual se alcanza una minimizaci´on de los tiempos de preparaci´on y secundarios, especialmente se evita un cambio de sujeci´on de la herramienta a otra m´ aquina y se pueden mecanizar tanto series grandes como peque˜ nas de piezas de trabajo de forma econ´ omica. b) Soluci´ on del problema Este problema se soluciona mediante las propiedades caracterizantes de las reivindicaciones 1 y 11. Formas de realizaci´on ventajosas resultan de las subreivindicaciones. Al haberse de aplicar dos procedimientos en principio distintos - en cuanto a lo que se refiere para originar la velocidad relativa entre herramientas y pieza de trabajo - en la pieza de trabajo,

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se puede seleccionar para el lugar de trabajo correspondiente y con ello, considerada la pieza de trabajo en conjunto, el tipo de mecanizado m´ as ventajoso tanto t´ecnica como econ´omicamente. Si los dos procedimientos se emplean en una misma m´aquina, se eliminan considerables tiempos de preparaci´ on, y secundarios para el cambio de la pieza de trabajo a otra m´ aquina, as´ı como las faltas de precisi´on de mecanizado debidas al cambio de sujeci´ on. Preferentemente, la pieza de trabajo no se quita enteramente de dentro de la m´aquina y se vuelve a sujetar, sino, que se elimina la sujeci´on s´olo de un lado del cig¨ ue˜ nal si es posible. De este modo es posible el mecanizado del apoyo central mediante el brochado o brochado rotativo, y por supuesto tambi´en por el torneado simple, mientras que las mu˜ nequillas - eventualmente en la misma sujeci´on - se pueden mecanizar mediante fresado exterior o fresado rotativo y asimismo las superficies frontales de las gualderas. Si adem´ as, existe la posibilidad de alojar el cig¨ ue˜ nal entre puntos y aportar el par necesario para el mecanizado, se pueden mecanizar dentro de la misma m´aquina y preferentemente mediante torneado, brochado o brochado rotativo primeramente tambi´en la brida final y el mu˜ no´n del cig¨ ue˜ nal, para poder llevar a cabo en estas superficies a mecanizar, a continuaci´on, una sujeci´ on mediante mordazas en la periferia. Para ello son apropiados especialmente aquellos platos de sujeci´ on en los que las mordazas agarran por el per´ımetro de la pieza de trabajo con relaci´on a la punta guiada en el centro de una punta de cabezal m´ ovil, se desplaza parcialmente y puede retornar, y con ello puede realizar una transici´on desde el alojamiento entre puntos a la sujeci´on en la periferia mediante mordazas, e incluso formas mixtas de ambas posibilidades de alojamiento. Preferentemente, se pueden desplazar las unidades de herramientas tambi´en en la direcci´ on Y, y eventualmente girar alrededor de este eje, el eje B, con lo cual pueden existir tambi´en unidades de taladrado y de fresado adicionales en un soporte de herramienta. Una m´aquina correspondiente dispone para esta finalidad preferentemente de un plato de sujeci´on, que dispone tanto de puntas de sujeci´ on, tambi´en de mordazas de sujeci´ on, y en el que los puntos de sujeci´on se pueden desplazar con relaci´on a las mordazas de sujeci´ on en direcci´on axial (direcci´on Z) de tal manera que la sujeci´on entre las puntas no impide a las mordazas de sujeci´on, entonces retiradas, el mecanizado en la periferia de los mu˜ nones finales. Una m´ aquina de esta clase presenta preferentemente dos unidades de mecanizado, de las cuales una permite el procedimiento de mecanizado torneado, brochado o brochado giratorio o una combinaci´on de ellos, mientras que el otro permite el fresado exterior o el fresado giratorio, especialmente a alta velocidad. Estas dos unidades de mecanizado como m´ınimo se disponen especialmente tambi´en en soporte separados y tambi´en con mando separado, que por lo menos se pueden desplazar en la direcci´on X, preferentemente tambi´en en la direcci´on Y, y eventualmente alre3

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dedor del eje B. Las unidades de mecanizado se pueden disponer desde el mismo lado de la pieza de trabajo, o tambi´en en lados opuestos, o en un a´ngulo relativo entre ellas. Adicionalmente se deben desplazar las unidades de mecanizado tambi´en en la direcci´on Z a lo largo de la pieza de trabajo, para poder desarrollar su mecanizado en disposiciones axiales distintas de la pieza de trabajo. Adicionalmente, o tambi´en en lugar de una de las unidades de mecanizado, se puede prever una unidad de mecanizado sin arranque de viruta. Esto podr´ıa ser un dispositivo de corte por chorro de agua, un dispositivo de corte por l´ aser o un dispositivo para el tratamiento t´ermico, especialmente un dispositivo de templado por l´ aser. Tambi´en una unidad de mecanizado sin arranque de viruta se puede desplazar preferentemente en la direcci´on Z, eventualmente tambi´en en la direcci´on X e Y. Un desplazamiento en la direcci´on X, seg´ un sea el procedimiento de mecanizado, no es imprescindible, ya que en vez de una modificaci´on de la separaci´ on radial entre unidad de herramientas y pieza de trabajo, por ejemplo, con un l´ aser s´olo deben seguir la focalizaci´on y de forma an´ aloga tambi´en es posible en el corte por chorro de agua. En conjunto, resulta la combinaci´on existente en el procedimiento de mecanizado o unidades de mecanizado la posibilidad de producir tambi´en muy peque˜ nas series e incluso piezas sueltas de un determinado cig¨ ue˜ nal bajo un coste econ´omicamente justificable, siendo en este caso irrelevante que el tiempo de mecanizado sea un m´ ultiplo del tiempo de mecanizado de una producci´ on en gran serie de cig¨ ue˜ nales. En este contexto, hay que ver tambi´en que el templado en la m´ aquina, por ejemplo, mediante rayo l´ aser, especialmente de superficies de cojinetes, ya que de esta manera se evita sobre todo el sacar de la sujeci´ on, el paso de un proceso de templado separado y una nueva sujeci´ on del cig¨ ue˜ nal en otra m´aquina, en la que se debe llevar a cabo el repasado, despu´es del templado, especialmente el rectificado. Adicionalmente tiene lugar el templado s´ olo en aquellos lugares realmente necesarios, por lo cual tambi´en se minimiza o se puede controlar la deformaci´ on t´ermica del cig¨ ue˜ nal que se presenta, al someter determinadas zonas de cig¨ ue˜ nal de una forma determinada con relaci´ on a la magnitud, secuencia de tiempo y transcurso del calentamiento y enfriamiento. Otra ventaja del templado, por ejemplo, mediante rayos l´ aser, dentro de la m´aquina, radica en que incluso durante el calentamiento necesario para el templado de las zonas del cig¨ ue˜ nal mediante rayos l´ aser en esta zona calentada es posible un mecanizado con arranque de viruta mediante uno de los procedimientos citados, lo que reduce dr´asticamente los esfuerzos que se presentan en el mecanizado con arranque de viruta. Para ello el mecanizado con arranque de viruta tambi´en puede tener lugar en el tiempo de enfriamiento o extenderse a lo largo de ´este, de tal manera que durante el enfriamiento simult´ aneo y con ello la presencia de deformaci´on t´ermica y el mecanizado con arranque de viruta al final se mantiene m´ınima la deformaci´ on t´ermica resi4

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dual. Para poder realizar las velocidades de rotaci´ on extremas, distintas del cabezal o de los cabezales para el accionamiento de la pieza de trabajo, como ´estas son necesarias para ambos grupos de desplazamiento, presentan estos accionamientos, por ejemplo, junto al husillo de motor o motor, eventualmente un engranaje intermedio cambiable o que se puede a˜ nadir, que debe presentar un grado de multiplicaci´on o de reducci´ on del orden de magnitud de 1:100. Acoplado con el engranaje intermedio cambiable se podr´ıa realizar el eje C en el cabezal, que s´olo debe existir en el tipo de funcionamiento lento. c) Ejemplos de realizaci´ on Una forma de realizaci´ on seg´ un la invenci´ on se describe con mayor detalle a continuaci´on mediante las figuras, en las que muestran: La figura 1, una m´ aquina para el mecanizado con arranque de viruta mediante dos unidades de mecanizado, en vista frontal, as´ı como una vista lateral, La figura 2, una m´ aquina similar en vista lateral, La figura 3, una modificaci´ on de la m´ aquina seg´ un la figura 1 en vista lateral, La figura 4, una vista lateral de una m´ aquina modificada con relaci´on a la figura 2, La figura 5, otra modificaci´ on de la vista lateral de la m´ aquina representada, as´ı como en La figura 6, una vista lateral de otra forma de m´aquina. Las figuras 1a y 1b muestra un dispositivo para el mecanizado con arranque de viruta de un cig¨ ue˜ nal KW en la vista frontal, as´ı como en la vista lateral, es decir visto en la direcci´on del eje longitudinal 10 del cig¨ ue˜ nal KW. En la vista frontal de la figura 1a se reconoce la bancada 3 de la m´ aquina, en la que se han dispuesto los dos cabezales 4, 5, de los cuales uno de los cabezales 5 es desplazable en la direcci´on Z, para permitir una colocaci´ on y extracci´ on del cig¨ ue˜ nal. El cig¨ ue˜ nal KW est´ a sujeto en cada uno de sus extremos en un plato de sujeci´ on 6a, 6b, que se asienta en uno de los cabezales 4, 5 y es accionado por estos. Los cabezales 4, 5 se pueden sincronizar electr´onica o mec´anicamente, o en vez de un cabezal 5 existe s´olo un cabezal m´ovil. A lo largo de una gu´ıa Z 33 se pueden desplazar paralelamente a la pieza de trabajo, dos o m´as soportes de herramienta 1, 2 a lo largo de la bancada 3, los cuales llevan cada uno de ellos una o varias herramientas. Con ello se trata en un caso de una herramienta de fresado rotativo en forma de disco 11, en otro caso se trata de una herramienta de brochado en forma de disco 14, o herramienta de brochado rotativo 15. Cada una de las herramientas en forma disco se puede accionar o bascular alrededor de un eje C2 paralelo a la direcci´on Z, y se han dispuesto en una direcci´on X, por consiguiente, el carro X 35, desplazable radial transversal al cig¨ ue˜ nal, y est´a dispuesto en el soporte de herramienta 1, 2. Una posibilidad de desplazamiento adicional de las fresas de punta 12 en la direcci´on Y comprende otras posibilidades de mecanizado. Como se desprende de la vista lateral de la

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figura 1b, se puede tratar con ello de una m´ aquina de bancada integrada, en la que tambi´en la gu´ıa Z est´a dispuesta aproximadamente a la altura del eje longitudinal 10, y el carro X 35 inclinado desde arriba hacia la pieza de trabajo no representada en la figura 1b, es decir, en el eje longitudinal 10. Mientras que con la forma de realizaci´on seg´ un la figura 1b los dos soportes de herramienta 1, 2 est´an dispuestos uno tras otro en la direcci´ on de la vista de la figura 1b, la figura 2 muestra la vista lateral de una forma constructiva en la que la bancada 3 est´a construida sim´etrica, y los dos soportes de herramienta 1, 2 se han dispuesto de tal forma en V, que los carros X se puede desplazar formando preferentemente un a´ngulo agudo entre s´ı, con el eje longitudinal 10 de la m´ aquina. En la vista frontal de la figura 1a, se han representado la herramienta de fresado rotativo 11 y la herramienta de brochado 14 en la aplicaci´ on simult´anea, lo que en la pr´actica debe ser m´as bien un caso raro. Mediante la herramienta de fresado rotativo 11 se ha mecanizado, como se puede ver, preferentemente las mu˜ nequillas 16a-16c. La herramienta de fresado rotativo 11 debe poseer, por consiguiente, un di´ ametro tal y sobresalir en su carro portante X 35 radialmente en la direcci´on X hasta tal punto que el mecanizado de la mu˜ nequilla sea posible sin colisiones a pesar del eje longitudinal 10 de las gualderas, apoyadas m´ as adelante. Tambi´en las superficies frontales de las gualderas, y eventualmente las superficies perif´ericas de las gualderas se ha mecanizado preferentemente mediante el fresado rotativo 11. El cig¨ ue˜ nal KW se encuentra con ello parado (preferentemente s´olo con inmersi´on radial de la herramienta de fresado rotativo 11) o gira m´as lentamente (con inmersi´on tangencial) en por lo menos una rotaci´on completa, hasta que las mu˜ nequillas 16, eventualmente incluidas sus superficies especulares y la superficie frontal de las gualderas se haya terminado de mecanizar. Para ello es en parte necesario el conocimiento de la posici´on rotativa del cig¨ ue˜ nal KW, es decir, un eje C controlado del cabezal o de los cabezales 4, 5, as´ı como una posici´ on de rotaci´ on definida del cig¨ ue˜ nal KW con relaci´on al plato de sujeci´ on 6a, 6b. Al contrario de ello, la herramienta de brochado 14 o la herramienta de brochado rotativo 15 mecaniza el apoyo central 17, eventualmente asimismo incluso los collarines de aceite, etc. Para ello, el cig¨ ue˜ nal KW se acciona de forma giratoria muy r´ apida, sin que tenga que ser conocida la posici´on de rotaci´ on exacta, mientras que la herramienta de brochado rotativa 14 o´ 15 rota de forma relativamente lenta, paralelamente al cig¨ ue˜ nal, bascula, o no gira en absoluto, mientras que s´olo una cuchilla de la herramienta lleva a cabo un mecanizado de torneado punzador. Un mando de la m´ aquina 36 coordina el desplazamiento Z y X de la herramienta, los movimientos de giro o los movimientos basculante de la herramienta y eventualmente la velocidad de rotaci´on o tambi´en la posici´on del a´ngulo del cig¨ ue˜ nal KW. Para poder mecanizar con una m´ aquina de esta clase un cig¨ ue˜ nal en bruto, a ser posible en una sola sujeci´ on, es decir, tambi´en poder meca-

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nizar la brida final 21 y el mu˜ no´n 22, se han empleado platos de sujeci´ on especiales 6a, 6b como se representa en la ampliaci´on de detalle de la figura 1a: Estos platos de sujeci´ on pueden disponer, por una parte, de un punto central 8, con cuya ayuda de manera conocida se sujeta la pieza de trabajo por el encaje en un taladro de centrado frontal en los puntos. Adem´as, este plato de sujeci´on dispone de garras retraible que sujetan de manera flotante o centrada la pieza de trabajo en su per´ımetro exterior. Para el mecanizado del cig¨ ue˜ nal en bruto, forjado o fundido, que presenta s´olo el mecanizado previo de los orificios de centrado citados, se aloja el cig¨ ue˜ nal primeramente en los extremos comprendidos entre los puntos 8 y se aplica el par, y en esta sujeci´ on, por ejemplo, de un apoyo central que se encuentra en el centro longitudinal, por ejemplo, 17b, se mecaniza mediante torneado, brochado o brochado rotativo en la periferia. Este primer sitio de mecanizado se utiliza para la colocaci´on de un dispositivo de apoyo, luneta o similar, mediante el cual tambi´en puede tener lugar el accionamiento rotativo del cig¨ ue˜ nal (no representado). Con este apoyo/accionamiento es ahora posible con las herramientas existentes mecanizar la brida final 21, as´ı como el mu˜ no´n 22 en la periferia, y eventualmente tambi´en en la superficie frontal exterior hasta la proximidad del orificio de centrado. A continuaci´ on, se puede sujetar el cig¨ ue˜ nal en estas superficies perif´ericas mecanizadas de la brida final 21 y el mu˜ no´n 22 mediante las mordazas de sujeci´on 7 y mecanizar el cig¨ ue˜ nal en todos los otros puntos deseados. Para esta finalidad, encajan preferentemente las mordazas 7 flotantes o de forma centrada en la periferia de la brida final o mu˜ no´n, sin abandonar previamente o al mismo tiempo la sujeci´on entre puntos 8, para no originar ning´ un fallo de posicionado del cig¨ ue˜ nal KW con relaci´on a los platos de sujeci´on 6a, 6b. Para posibilitar esto, se puede desplazar las mordazas 7 en la direcci´ on axial Z con relaci´on a los puntos 8 y sobre todo se puede retirar con relaci´on a los puntos 8, de manera que no se pueda presentar ninguna colisi´ on en el mecanizado de los extremos del cig¨ ue˜ nal. La figura 3 muestra en cambio una forma constructiva de una m´ aquina en la vista lateral, en la que el soporte de la herramienta 1, desplazable en una u ´nica direcci´ on Z, se han dispuesto dos herramientas en forma de disco, concretamente, por un lado, una herramienta de fresado exterior 11 y, por otro, una herramienta de brochado rotativo 14 en un soporte basculante 37, que a su vez est´a posicionado en el carro X 35. Partiendo de Y, la idea de que son velocidades de rotaci´ on totalmente distintas de la pieza de trabajo, en el fresado exterior o en el fresado rotativo, por una parte, y en el brochado o brochado rotativo, por otra, no se pueden emplear las dos herramientas en general al mismo tiempo en la pieza de trabajo, de tal manera que la disposici´on en un soporte de herramienta com´ un ahorra la construcci´ on de un segundo soporte o proporciona espacio para otras unidades de mecanizado. 5

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Tambi´en en este caso, el carro X es desplazable, inclinado desde arriba hacia abajo, contra la pieza de trabajo, y la pieza de trabajo se encuentra encima de una bandeja de viruta, est´ a configurada en la bancada de la m´ aquina 3. La figura 4 muestra una soluci´ on similar a la de la figura 2, en la que, sin embargo, la herramienta, de fresado exterior 11 se puede sustituir ´ mediante una fresa de punta 12. Esta en general no es giratoria sobre el carro X 35, sino s´olo basculante alrededor de un eje C2 dispuesto paralelo al eje Y 10, para permitir un guiado de la superficie frontal de la fresa de punta 12, en la que se ha representado la u ´nica cuchilla frontal, con la mu˜ nequilla del cig¨ ue˜ nal rotativo. Alternativamente a ello es tambi´en posible que en la herramienta, por ejemplo, la fresa de punta 12, en lugar de la basculaci´ on sea desplazada en la segunda direcci´ on transversal al eje longitudinal de la pieza de trabajo, en la direcci´on Y, disponer m´ovil en el soporte de la herramienta, y conseguir un solapado controlado de desplazamiento X e Y en el seguimiento con relaci´on a la pieza de trabajo a mecanizar. La fresa de punta 12 mecaniza, con su cuchilla lateral frontal, una superficie perif´erica de la pieza de trabajo. Al emplear s´ olo una cuchilla u ´ nica radial del centro de la fresa de punta hacia el exterior, resultan superficies especialmente buenas en la pieza de trabajo mecanizada. Los cuchillas generalmente en forma helicoidal en la superficie exterior de la fresa de punta, se utilizan para el mecanizado de la superficie frontal de la pieza de trabajo, por ejemplo, de superficies frontales de las gualderas. La figura 5 muestra una m´ aquina en la vista frontal, que por su construcci´ on corresponde a la construcci´ on de las figuras 2 o´ 4. En el soporte de la herramienta 1 se ha dispuesto, sin embargo, en vez de una herramienta de arranque de viruta, una unidad de mecanizado sin arranque de viruta, que a su vez se puede desplazar con relaci´on al soporte de la herramienta, especialmente en su carro X 35, alrededor de un eje, que discurre en la direcci´on Z o adicionalmente en la direcci´on Y. Con una unidad de mecanizado, sin arranque de viruta, se puede tratar, por ejemplo, de una unidad de corte por l´ aser, una unidad de templado por l´ aser, por lo que se ha dibujado simb´olicamente un rayo saliente 38. Con una concentraci´on del rayo saliente, la unidad de mecanizado sin arranque de viruta 34 durante el trabajo en la pieza de trabajo se puede alejar de ´esta, lo que es posible incluso con la disposici´on en forma de V del punto de mecanizado de la pieza de trabajo, por ejemplo, una herramienta de un brochado 14 del otro soporte 2, sin temer colisiones. En cambio, la figura 6, asimismo en la vista lateral, muestra una m´ aquina con los dos soportes de herramienta 1, 2 dispuestos en el lado opuestos de la pieza de trabajo, y sus carros X 35 desplazables, preferentemente en el mismo plano X, de la pieza de trabajo no est´ a representado en la fi-

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gura 6, es decir, contra el eje longitudinal 10 de la m´ aquina. Para ello, los soportes 1 y 2 llevan, como se describe en las figuras 1 y 2, por una parte, una herramienta de fresado 11 giratoria en forma de disco y, por otra, una herramienta de brochado giratoria o basculante en forma de disco o una herramienta de brochado rotativa 15. Adicionalmente, en la figura 6, sin embargo, se puede desplazar en una de las dos gu´ıas Z 33, 33’ de la bancada 3 otro soporte de herramienta 40, que lleva una unidad de mecanizado sin arranque de viruta 34 ya descrita y explicada en la figura 5. La unidad de mecanizado sin arranque de viruta 34 puede girar tambi´en en este caso, con relaci´on a la que lleva el carro X 41, alrededor de un eje paralelo en la direcci´ on Z o en la direcci´on Y, es decir transversal a la direcci´ on de desplazamiento del carro X y transversal al eje longitudinal 10. Lista de signos de referencia 1 soporte de herramienta 2 soporte de herramienta 3 bancada 4 cabezal 5 cabezal 6a,6b plato de sujeci´ on 7 mordaza 8 puntos 10 eje longitudinal 11 fresa exterior 12 fresa de punta 13 herramienta de torno 14 herramienta de brochado 15 herramienta de torneado-brochado 16 mu˜ nequilla 17 soporte central 18 accionamiento 19 engranaje intermedio 20 cig¨ ue˜ nal 21 brida final 22 mu˜ no´n 23 superficie frontal de la gualdera 27 accionamiento de la fresa 28 accionamiento del brochado 31 accionamiento X 1 32 accionamiento X 2 33 gu´ıa Z 34 unidad de mecanizado sin arranque de viruta 35 carro X 37 soporte oscilante 38 rayo 40 soporte herramienta 41 carro X

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REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta de piezas de trabajo con superficies sim´etricas de rotaci´ on y tambi´en exc´entricas, especialmente cig¨ ue˜ nales o ´arboles de leva, en los que el mecanizado de la pieza de trabajo se caracteriza porque

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adicionalmente a la sujeci´on de la punta y en esta sujeci´ on, una tras otra, o al mismo tiempo, se lleva a cabo el mecanizado de la brida final (21) y el mu˜ no´n (22) por lo menos en su superficie perif´erica mediante torneado y/o brochado y/o brochado rotativo,

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- la sujeci´on del cig¨ ue˜ nal se realiza ahora en las superficies perif´ericas mecanizadas de la brida final (21) y mu˜ no´n final (22) y en el siguiente

2. Procedimiento seg´ un la reivindicaci´ on 1, caracterizado porque la pieza de trabajo se mecaniza tanto mediante fresado externo o fresado rotativo, especialmente con alta velocidad, como tambi´en mediante torneado, brochado o brochado rotativo. 3. Procedimiento seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la pieza de trabajo se mecaniza mediante fresado rotativo, especialmente fresado rotativo de alta velocidad. 4. Procedimiento seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el mecanizado se realiza por los diferentes procedimientos en una sola sujeci´ on, y especialmente el mecanizado de la pieza de trabajo simult´ aneamente en varios puntos. 5. Procedimiento seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque especialmente en el torneado/brochado/brochado rotativo tambi´en se realiza despu´es del templado de la zona a mecanizar de la pieza de trabajo, especialmente del cig¨ ue˜ nal. 6. Procedimiento seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el templado se realiza sin la extracci´ on de la pieza de trabajo de la m´ aquina para el mecanizado con arranque de viruta, y especialmente el templado se realiza mediante l´aser o el templado mediante un inductor. 7. Procedimiento seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque se origina una extracci´ on controlada de material mediante rayos l´ aser o una extracci´on controlada de material mediante chorro de agua. 8. Procedimiento seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque tambi´en la brida final (21) y/o el mu˜ no´n (22) del cig¨ ue˜ nal se lleva a cabo dentro del mismo proceso de trabajo, especialmente sin extracci´on de la m´ aquina que realiza cabo el mecanizado de las restantes zonas. 9. Procedimiento seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el mecanizado de un cig¨ ue˜ nal se realiza

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- el mecanizado del apoyo central se lleva a cabo por lo menos en la superficie perif´erica mediante el torneado, brochado o brochado rotativo y

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- el mecanizado de la mu˜ nequilla (16) se lleva a cabo en la periferia, as´ı como en las superficies frontales de la gualdera (23) mediante fresado exterior con fresado rotativo, especialmente con alta velocidad.

- en la sujeci´on del cig¨ ue˜ nal (20) entre puntos (8a, 8b) de un apoyo central (17a), especialmente un apoyo central (17b), que se encuentra en el centro de la extensi´on axial mediante el torneado y/o brochado y/o brochado rotativo en la periferia del cojinete,

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- mediante tal procedimiento se origina que la velocidad de corte en primer lugar se genera tanto por la rotaci´ on de la pieza de trabajo, - como tambi´en por la fresa de alta velocidad.

- tiene lugar en el apoyo central a mecanizar (por ejemplo, 17b) un apoyo del cig¨ ue˜ nal

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10. Procedimiento seg´ un la reivindicaci´ on 9, caracterizado porque antes de la aplicaci´ on de la sujeci´ on en las superficies perif´ericas de la brida final y/o mu˜ no´n se afloja la sujeci´ on por lo menos parcialmente para la extracci´on del cig¨ ue˜ nal (20). 11. Procedimiento para el mecanizado con arranque de viruta de piezas de trabajo con superficies sim´etricas de rotaci´ on, especialmente de cig¨ ue˜ nales (20) con - por lo menos dos soportes de herramienta (1, 2) que son desplazables independientemente uno del otro, por lo menos en una direcci´on transversal (direcci´ on X), es decir, longitudinal del cig¨ ue˜ nal (10) (direcci´ on Z), caracterizado por el hecho de que un soporte de herramienta (1) lleva una herramienta de fresado rotativo (11) en forma de disco o una herramienta de fresado ortogonal (12) y - el otro soporte de herramienta (2) posee una herramienta de torneado (13) o una herramienta de brochado, o de brochado rotativo en forma de disco (14), y - la herramienta de fresado exterior (11) posee un di´ ametro suficientemente grande, para poder mecanizar una mu˜ nequilla (16) alejada del soporte de la herramienta (1) en su lado interior, y - el soporte de herramienta (1, 2) se puede desplazar tambi´en paralelo al eje longitudinal (10), en la direcci´ on Z. 12. Dispositivo seg´ un la reivindicaci´ on 11, caracterizado porque la fresa de punta (12) posee una longitud tan grande, para poder mecanizar una mu˜ nequilla (16) en el lado interior alejada del soporte de herramienta (1), y especialmente la herramienta de brochado (14) o de brochado rotativo (15) en forma de disco, presenta un di´ ametro tan grande para poder mecanizar un apoyo central (17) sin colisi´on con la mu˜ nequilla (16) o la gualdera. 7

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13. Dispositivo seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el dispositivo presenta dos cabezales (4, 5) para la sujeci´on y sincronizaci´ on del accionamiento de los extremos del cig¨ ue˜ nal (20), y especialmente de los cabezales (4 o 5) provistos de accionamiento (18), cuya gama de velocidad de rotaci´on es de 0 a 1500 r/min. 14. Dispositivo seg´ un la reivindicaci´ on 13, caracterizado porque el accionamiento (18) para los cabezales (4 o 5) comprende un engranaje intermedio cambiable (19) con un factor de multiplicaci´ on o de reducci´ on de por lo menos 50, especialmente 70, especialmente 100, y especialmente comprende el engranaje intermedio (19) una pareja de rueda helicoidal/husillo o el engranaje intermedio (19) comprende un engranaje planetario. 15. Dispositivo seg´ un una de las anteriores

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reivindicaciones, caracterizado porque el plato de sujeci´ on (6a, 6b) del dispositivo presenta para la sujeci´ on a ambos lados del cig¨ ue˜ nal, por una parte, mordazas (15) para la sujeci´ on en el per´ımetro y, por otra parte, puntos (8) para la sujeci´on entre puntos, siendo las mordazas (7) con relaci´on al punto (8) del mismo plato de sujeci´ on (6a, 6b) limitadas en la direcci´on axial Z de tal manera que un cig¨ ue˜ nal (20) sujeto en el punto (8) ya no se encuentra en la zona de las mordazas (7) del mismo plato de sujeci´ on. 16. Dispositivo seg´ un una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque por lo menos en la etapa de funcionamiento dentro del accionamiento del cabezal (18) se dispone del eje C controlado, y, en funci´ on de ´el, se pueden controlar los desplazamientos el soporte herramienta (1, 2) en la direcci´on X y Z.

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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposici´ on Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicaci´ on del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a Espa˜ na y solicitadas antes del 7-10-1992, no producir´ an ning´ un efecto en Espa˜ na en la medida en que confieran protecci´ on a productos qu´ımicos y farmac´euticos como tales.

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Esta informaci´ on no prejuzga que la patente est´e o no inclu´ıda en la mencionada reserva.

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