ES2199710T3 - Herramienta de corte. - Google Patents
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Abstract
Herramienta de corte para la mecanización por arranque de virutas de piezas de trabajo, especialmente de metales no ferrosos o plásticos, cuyo canto de corte (22, 44, 62) y cuya superficie de ataque de arranque de virutas (26) están constituidos por una capa (20; 48; 66) de diamante policristalino (PKD) o de boro nitruro policristalino (PKB), caracterizada porquen la superficie de arranque de virutas (26) presenta a la distancia de 0, 2 a 0, 4 mm del canto de corte (22, 4, 62), un receso(28; 52; 68) delimitado por todos los lados con una profundidad de 0, 2 a 0, 5 mm.
Description
Herramienta de corte.
La invención se refiere a una herramienta de
corte para la mecanización por arranque de virutas de piezas de
trabajo, especialmente de metales no ferrosos o plásticos, cuyo
canto de corte y cuya superficie de ataque de arranque de virutas
están constituidos por una capa de diamante policristalino (PKD) o
de boro nitruro policristalino (PKB).
Especialmente los materiales altamente tenaces,
como por ejemplo metales no ferrosos o plásticos, tienden durante
la mecanización por arranque de virutas a la formación de virutas
muy largas, que pueden dañar a través del movimiento incontrolado
las superficies mecanizadas. Por lo tanto, se pretende controlar las
virutas a través de medidas adecuadas en la región de la superficie
de arranque de virutas.
Con relación a las herramientas de metal duro, se
conoce, por ejemplo a partir del documento
FR-A-2 292 547 formar la superficie
en la región de la cara de arranque de virutas ya durante la
fabricación por medio de prensado para que las virutas puedan ser
guiadas y/o fragmentadas de una manera determinada. Si una
herramienta de metal duro posee varios cantos de corte en sus
flancos, las elevaciones y cavidades correspondientes,
respectivamente, están configuradas de manera que se
entrelazan.
En herramientas de PKD o PKB existe el problema
de que durante la fabricación de las piezas brutas no se pueden
prever cavidades en la cara de arranque de virutas en las
herramientas de metal duro. Por lo tanto, por ejemplo hasta ahora
para la rotura de las virutas se emplean herramientas con un
escalón de rotura de virutas de metal duro, estando soldado un
inserto, que está constituido, por ejemplo, por PKD aplicado sobre
un soporte de metal duro, en una entalladura de ajuste exacto de un
cuerpo de metal duro de soporte. Sin embargo, en este caso
solamente se suelda en la entalladura el soporte de metal duro que
lleva el PKD, de manera que entre la cara de arranque de virutas
del PKD y la superficie correspondiente de la entalladura permanece
una juntura. Se ha mostrado que las virutas penetran en esta
juntura y se pueden inmovilizar allí. Sin embargo, en contra de
esta posibilidad está el deseo propiamente dicho de alejar las
virutas de la cara de corte para evitar daños.
También pueden producirse daños en la entalladura
propiamente dicha.
Otra variante, que consiste en realizar ranuras
transversales continuas sobre toda la anchura en la capa de PKD en
el curso de la electroerosión a través de la instalación de corte,
utilizada para el corte a medida del inserto, se ha revelado como
poco satisfactoria, puesto que las ranuras transversales que se
extienden hasta los cantos exteriores provocan un peligro alto de
rotura del material. De todos modos, en el caso de PKD y PKB, que
se conoce también como CBN en virtud de sus cristales de boro
nitruro orientados cúbicamente, en virtud de las propiedades muy
frágiles del material, existe el peligro de roturas frágiles, de
manera que existen ciertos conflictos de objetivos con la previsión
de romper o guiar la viruta lo más cerca posible del canto de
corte.
Además, se conoce por el documento
EP-A-0 356 097 una herramienta de
corte para la explotación minera, que está constituida por un cuerpo
de metal duro con una cavidad sobre el lado superior, que está
revestida con una capa dura de diamante o boro nitruro. Después del
desgaste de la región marginal, la capa dura forma el canto de
corte y la cara de arranque de virutas. Con su inclinación en la
región del talud de la cavidad forma el ángulo de arranque de
virutas, pero no contiene ningún avellanado en la superficie de
arranque de virutas en la proximidad al canto de corte.
El cometido de la invención consiste en crear una
herramienta de corte del tipo descrito al principio, que se puede
fabricar de forma económica, a pesar de su dureza extrema, con una
forma en relieve de la cara de arranque de virutas que es adecuada
para la conducción de las virutas o para la rotura de las virutas,
sin que se ponga en peligro la resistencia de al menos un canto de
corte.
Según la invención, el cometido se soluciona
porque la cara de arranque de virutas presenta a la distancia de 0,2
a 0,4 m del canto de corte un receso delimitado por todos los
lados.
Debido a la erosión relativamente reducida de
material, el material no es debilitado en la región del canto de
corte, de manera que la cavidad se puede colocar muy cerca del
canto de corte, donde su profundidad reducida es suficiente de nuevo
para la rotura o conducción de la viruta. Las medidas exactas para
la distancia del receso respecto del canto de corte y su
profundidad dependen, debido al peligro de una rotura frágil, de la
geometría y de las condiciones de corte. Además de la pieza de
trabajo a mecanizar, en este caso juegan un papel importante sobre
todo el ángulo de despullo, el ángulo de arranque de virutas y el
ángulo de la punta en herramientas de entallado, donde también la
forma de la pieza de trabajo, especialmente un corte interrumpido a
realizar eventualmente, influye en la distancia desde el canto de
corte. La profundidad y el contorno del receso pueden ser
irregulares.
Para la fabricación del receso se puede aplicar
sin problemas la erosión de avellanado de perfil, puesto que los
materiales empleados presentan de todos modos una conductividad
eléctrica, para poder cortarlos en el curso de la erosión con
alambre ya descrita. También se pueden emplear otros procedimientos
de erosión, procedimientos de rectificación y procedimientos de
evaporación.
Debido al receso mecanizado directamente a partir
del material y formado en éste, no existen tampoco problemas con
junturas entre el PKD o bien CBN y un cuerpo de metal duro, en el
que se puedan inmovilizar las virutas. Con preferencia, la
transición desde el fondo hacia las paredes laterales del receso
está redondeada con un radio de 0,04 a 0,06 mm.
Un redondeado de los cantos de este tipo
posibilita, por una parte, una rotura segura de la viruta y evita,
por otra parte, un efecto de entalladura innecesariamente grande,
que podría conducir a roturas frágiles en el caso de cargas de
impacto del canto de corte.
Para el empleo como escalón de guía de las
virutas es conveniente que la transición desde el fondo hacia las
paredes laterales del receso esté redondeada con un radio de 0,4 a
0,6 mm.
En otra configuración preferida de la invención
está previsto que el receso se extiende como zanja alargada
estrecha con una anchura de 0,25 a 0,5 mm paralelamente al canto de
corte.
Una zanja dimensionada de esta manera tiene las
propiedades deseadas de rotura de virutas y se puede fabricar de
manera rápida y sencilla con un electrodo perfilado. En cambio, una
erosión de una superficie grande de material es esencialmente más
cara en la fabricación.
En el caso de las herramientas de entallado es
conveniente que en la punta de corte el receso se extienda hasta
una distancia de 0,2 a 0,4 mm desde el canto de corte sobre la
anchura de la punta de corte.
En otra configuración preferida de la invención,
está previsto que la capa de PKD o de PKB sea la capa superior de
un inserto, cuya capa inferior, que está constituida de metal duro,
está conectada por unión del material con el cuerpo de la
herramienta de corte. La capa gruesa de PKD o PKB, por ejemplo de
0,5 mm aproximadamente, está unida de forma no separable con la capa
inferior de metal duro, por ejemplo porque durante el proceso de
prensado, durante la aparición del revestimiento de diamante
policristalino, granos mínimos de diamante crecen con la superficie
de metal duro, apoyados por un aglutinante metálico.
Con preferencia, la capa de PKD o de PKB forma
toda la superficie de una placa de corte reversible y está provista
con varios recesos.
Por razones de costes, es más favorable prever,
en lugar de un receso continuo entre los cantos de corte,
respectivamente, recesos individuales asociados a los cantos de
corte.
Se entiende que las herramientas de corte
descritas anteriormente se pueden emplear como herramientas de
torneado, de perforación y de fresado también en forma de placas de
corte reversibles que se montan en el soporte.
A continuación se explican en detalle ejemplos de
realización de la invención con la ayuda de los dibujos adjuntos.
En este caso:
La figura 1 muestra una vista en planta superior
de una herramienta con un inserto de placa de corte.
La figura 2 muestra una sección longitudinal de
la herramienta según la figura 1.
La figura 3 muestra una vista en planta superior
de otra herramienta con un inserto de placas de corte.
La figura 4 muestra una sección longitudinal de
la herramienta según la figura 3.
La figura 5 muestra una vista en planta superior
sobre una placa de corte con tres cantos de corte.
La figura 6 muestra una sección longitudinal
ampliada de la placa de corte en la región de un canto de
corte.
En la figura 1 se representa una placa de corte
10, que está constituida por un cuerpo de base 12 y un inserto de
corte 14. El inserto de corte 14, que está conectado con el cuerpo
de base 12 en una escotadura 16 correspondiente (ver la figura 2),
se divide en un cuerpo de base 18 de metal duro, que está soldado
con la escotadura 16, y en una capa 20 de diamante policristalino
(PKD) u opcionalmente de boro nitruro cristalino cúbico (CBN), que
está aplicada sobre el cuerpo de base 18 y que forma el canto de
corte 22 propiamente dicho.
En el centro de la placa de corte 10 está
previsto un taladro 24, con cuya ayuda se puede fijar con precisión
la placa de corte 10 en un portaherramientas de una manera conocida
en sí.
En la región de la cara de arranque de virutas 26
del inserto de corte 14 está previsto en la capa 20 de PKD un
receso 28, que ha sido producido en el curso de la erosión de
avellanado de perfil con un electrodo perfilado de una aleación de
cobre especial. Una mecanización de este tipo es posible porque la
capa 20 de PKD está provista de todos modos con un aglutinante
metálico, para poder llevar el inserto de corte 14 en el curso de
la erosión mediante corte con un electrodo de alambre a su forma
deseada. El receso 28 se extiende hasta aproximadamente 0,4 mm de
los cantos de corte 28 dispuestos a ambos lados de la punta de corte
y posee una profundidad de aproximadamente 0,25 mm. Puesto que la
erosión de avellanado de perfil permite una mecanización muy fina,
se consiguen profundidades de la rugosidad de la superficie del
receso 28 menores que 5 \mu. El receso 28 está configurado de tal
forma que, no sólo en la región de los cantos de corte 14
permanecen nervaduras 30 de la anchura de 0,4 mm ya mencionada,
sino que también en la región del canto de tope 32 permanece una
nervadura de apoyo 34 de la anchura mencionada. Entre las
nervaduras 30, 34 y el receso 28 están previstas regiones de
transición 36 con un radio de 0,5 mm, para poder desviar las
virutas resultantes. El efecto reducido de entalladura en la región
de las nervaduras 30, 34 reduce el peligro de una rotura frágil en
el caso de una carga de impacto.
Durante la mecanización especialmente de
materiales de alta tenacidad, como por ejemplo metales no ferrosos
o plásticos, el receso 28 se ocupa de que no se produzca una
formación incontrolada de virutas largas y se evite un daño de la
superficie de la pieza de trabajo a través de movimientos
incontrolados de las virutas.
En la figura 3 se representa un llamado inserto
AT 40, que encuentra aplicación durante el torneado. El inserto AT
40 dispone de un inserto de corte 42 con un canto de corte recto
44. De una manera similar a la placa de corte 10 representada en las
figuras 1 y 2, el inserto de corte 42 está constituido por un
cuerpo de metal duro 46 (ver la figura 4) y por una capa 48
aplicada encima 48 de PKD, que forma el canto de corte 44. El
cuerpo de metal duro 46 del inserto de corte 42 está soldado en una
escotadura 50 configurada de forma correspondiente en la punta del
inserto AT 40.
La capa PKD 48 está provista con un receso
central 52, de manera que en la región del canto de corte 44 y los
flancos laterales del inserto de corte 42 permanece una nervadura
circundante 54 con una anchura de aproximadamente 0,3 mm. La
nervadura 56 que se apoya en la escotadura 50 se puede seleccionar
un poco más ancha. También en el caso del inserto AT 40, las
regiones de transición 58 entre las nervaduras 54, 56 y el receso
52 están provistas con un radio de aproximadamente 0,5 mm para
reducir el efecto de entalladura y para conseguir una buena
desviación de las virutas producidas.
También en el inserto AT representado en las
figuras 3 y 4, el receso 52 como escalón de guía de las virutas
contrarresta la configuración incontrolada de virutas largas en la
región de la superficie de corte a mecanizar.
En la figura 5 se representa una placa de corte
60 de capa completa, que dispone de tres cantos de corte 62 y se
puede fijar como placa de corte reversible en tres posiciones
diferentes del ángulo de giro en un soporte de fijación (no se
muestra), para poder insertar después del desgaste de un canto de
corte 62 también los dos cantos de corte restantes.
La placa de corte 60 se parece en su estructura a
los insertos de corte descritos anteriormente y está constituida
por un cuerpo de metal duro 64, sobre el que está aplicada la capa
66 de PKD que forma los cantos de corte 62 (ver la figura 6).
En la región de los cantos de corte 62, en la
capa PKD 66 están dispuestos recesos 68 del tipo de ranura, de
manera que entre los recesos 68 y los cantos de corte 62
correspondientes a ellos permanece una nervadura 70 de 0,2 mm de
anchura aproximadamente. La anchura de las ranuras 68 está en 0,3
mm.
De acuerdo con su anchura reducida de 0,3 mm,
también los radios en la región de base del receso 68 con 0,05 mm
son considerablemente menores que en las variantes reproducidas en
las figuras 1 a 4. Mientras que los recesos 28 descritos allí con
los radios comparativamente grandes asumen también más bien la
función de una guía de las virutas, los recesos estrechos 68 de la
placa de corte 60 de capa completa con sus radios pequeños sirven
para la rotura inmediata de las virutas resultantes para evitar de
esta manera la formación de las virutas largas, que podrían dañar la
superficie de la pieza de trabajo a través del movimiento
incontrolado.
Como ya se ha indicado, las diferentes geometrías
de los recesos 28, 52, 68 o bien sirven para la conducción
selectiva de las virutas resultantes o para la rotura de las
virutas a una longitud no perjudicial para el proceso de
mecanización. No obstante, la disposición de los recesos con
respecto a los cantos de corte depende también de la geometría y de
las condiciones de corte, puesto que deben evitarse
incondicionalmente las roturas en la región de los cantos de corte.
De una manera correspondiente, los ángulos de despullo grandes, los
ángulos adicionales de arranque de virutas y los ángulos pequeños
de la punta requieren en las herramientas de entallado distancias
mayores de los recesos con respecto a los cantos de corte. También
en el caso de condiciones de mecanización desfavorables, por ejemplo
en el caso de un corte interrumpido, debería seleccionarse la
anchura de las nervaduras entre los recesos y los cantos de corte
con precaución mayores que en condiciones ideales. También la
resistencia del material de la pieza de trabajo a mecanizar juega
evidentemente un papel importante en estas consideraciones. El
ángulo de despullo habitual está entre 0º y 15º, en casos
excepcionales también en 20º.
Claims (9)
1. Herramienta de corte para la mecanización por
arranque de virutas de piezas de trabajo, especialmente de metales
no ferrosos o plásticos, cuyo canto de corte (22, 44, 62) y cuya
superficie de ataque de arranque de virutas (26) están constituidos
por una capa (20; 48; 66) de diamante policristalino (PKD) o de boro
nitruro policristalino (PKB), caracterizada porque la
superficie de arranque de virutas (26) presenta a la distancia de
0,2 a 0,4 mm del canto de corte (22, 4, 62), un receso(28;
52; 68) delimitado por todos los lados con una profundidad de 0,2 a
0,5 mm.
2. Herramienta de corte según la reivindicación
1, caracterizada porque la transición (36; 58) desde el
fondo hacia las paredes laterales del receso (28; 52) está
redondeada con un radio de 0,4 a 0,6 mm.
3. Herramienta de corte según la reivindicación
1, caracterizada porque el receso (68) se extiende como
zanja alargada estrecha con una anchura de 0,25 a 0,5 mm
paralelamente al canto de corte (62).
4. Herramienta de corte según la reivindicación
3, caracterizada porque la transición desde el fondo hacia
las paredes laterales del receso (68) está redondeada con un radio
de 0,04 a 0,06 mm.
5. Herramienta de corte según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en la punta
de corte de una herramienta de entallado (10, 14; 40, 42), el
receso (28; 52) se extiende hasta una distancia de 0,2 a 0,4 mm
desde los cantos de corte (22; 44) sobre la anchura de la punta de
corte.
6. Herramienta de corte según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la capa
(20; 48) de PKD o de PKB es la capa superior de un inserto (14;
42), cuya capa inferior (18; 46) constituida de metal duro está
unida por el material con el cuerpo (16; 50) de la herramienta de
corte (10; 40).
7. Herramienta de corte según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la capa (66) de
PKD o de PKB forma toda la superficie de una placa de corte
reversible (60) y está provista con una pluralidad de recesos
(68).
8. Herramienta de corte según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se emplea
como herramienta de torneado, de perforación o de fresado.
9. Herramienta de corte según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el receso
(28; 52; 68) está generado a través de una mecanización
seleccionada del grupo procedimiento de rectificación, procedimiento
de erosión, incluida erosión de avellanado de perfil, y
procedimiento de evaporación, incluida irradiación con láser.
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2000
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