ES2229104T3 - Cabezal de corte para maquina herramienta. - Google Patents
Cabezal de corte para maquina herramienta.Info
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Abstract
Un cabezal de corte (13) para fijar a un adaptador (9) de una máquina herramienta destinada a la eliminación de virutas, en la que el cabezal de corte (13) consta de una brida con un primer lado que forma una superficie de acoplamiento (4) adaptada para quedar sujeta al adaptador (9), y en el lado contrario de la brida, otro lado que forma al menos una superficie (1 A) con una protuberancia que se extiende hacia el exterior (8), con un sistema de fijación adaptado para la sujeción de un inserto de corte (5), con al menos un borde de corte, que se caracteriza por que: Al menos una superficie (1 A) que define un plano creando un ángulo inclinado (V1) en relación a un plano paralelo a la superficie de acoplamiento (4), en la que el espesor de la sección transversal de la brida aumenta desde un primer lado lateral hasta otro lado lateral opuesto; Una superficie cóncava con un radio (R2) entre al menos una superficie (1 A) de la brida y la protuberancia (8) forma una suave transición entre la brida y la protuberancia (8) y la protuberancia (8) se extiende desde aquella parte de la brida cuyo espesor ha aumentado; y La protuberancia (8) y la brida con al menos una superficie (1 A) con un ángulo inclinado (V1) en relación al plano paralelo con la superficie de acoplamiento (4), es una pieza integrada en la que el peso del cabezal de corte (13) se reduce en comparación con la resistencia del cabezal de corte (13), y la frecuencia natural del cabezal de corte (13) aumenta al quedar sujeto al adaptador (9).
Description
Cabezal de corte para máquina herramienta.
La presente invención está relacionada con
cabezales de corte destinados a barras taladradoras y soportes de
herramientas similares utilizados en máquinas herramientas. Éstos se
utilizan en giros internos. Por ejemplo en
WO-A-99/398 puede verse un cabezal
de corte, de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1
verse. La invención hace referencia en particular a un cabezal de
corte ligero que confiere a un adaptador una frecuencia natural
superior, de manera que el adaptador pueda ser más largo de lo que
normalmente es en la actualidad.
Durante los giros internos, es fácil que se
produzcan vibraciones, bloqueo, debido a la frecuencia natural más
baja que hay en la misma zona en la que se producen naturalmente las
oscilaciones de las fuerzas de cizallamiento o de corte donde tiene
lugar el proceso. Esto se traduce en una baja calidad de las
superficies trabajadas a máquina, ruido y escasa precisión en la
pieza que se está trabajando. Se ha desarrollado una tecnología que
amortigua dichas vibraciones, de manera que pueda trabajarse con
largos de herramientas de hasta 14 veces el diámetro de la barra
taladradora.
En la Patente de EEUU Nº 5.558.477 podemos ver
ejemplos de sistemas amortiguadores de vibraciones en barras
taladradoras, en los que se utiliza un circuito en derivación de
capacitancia negativa activa con un accionador de masa de reacción
piezoeléctrica. La patente describe un complicado sistema basado en
circuitos eléctricos para amortiguar la vibración de la barra
taladradora.
En EP-0 342 692 encontramos una
herramienta de corte, pero no se describe cómo pueden amortiguarse
las vibraciones, o cómo incrementar la longitud de las barras
taladradoras.
WO 04/04300 presenta un equipo para soporte de
herramientas en el que se especifica cómo sale el líquido
refrigerante del soporte de herramientas.
En ninguna de las publicaciones presentadas se
resuelven los problemas relacionados con las vibraciones utilizando
de forma sencilla varillas o barras taladradoras largas. Por
consiguiente, es necesario encontrar un sistema económico y sencillo
para expandir la zona de trabajo sin vibraciones de manera que
puedan utilizarse barras taladradoras más largas.
Esto se consigue con la presente invención, de
conformidad con la reivindicación 1.
La invención hace referencia a un cabezal de
corte que ha sido optimizado en lo que a lo que la relación entre
peso y resistencia se refiere. Reduciendo el peso de un cabezal de
corte en un 50% se puede incrementar la frecuencia natural del
sistema hasta tal punto que la longitud del orificio trabajado a
máquina puede aumentar de media a una vez el diámetro del adaptador.
El hecho de que el cabezal de corte tenga una alta rigidez dinámica
da como resultado una mayor introducción de la herramienta en la
pieza que se está trabajando, sin que se produzcan vibraciones
perjudiciales.
La invención presenta un cabezal de corte
diseñado para ajustarse un adaptador o una barra de taladro. El
cabezal de corte se apoya contra el adaptador en una superficie de
acoplamiento. La superficie de acoplamiento lleva un sistema de
orientación, como estrías, tetones guía o chapas triangulares. El
cabezal de corte tiene una pieza de brida adaptada para fijarla o
sujetarla al adaptador. La sujeción puede hacerse mediante tornillos
o pernos atornillados a través de la brida y en el adaptador, con
magnetismo, mediante una junta de bayoneta, con abrazaderas, o de
cualquier otra forma con la que se sujete al adaptador. Como
alternativa, el adaptador y el cabezal de corte pueden ser de una
pieza.
El adaptador tendrá normalmente una sección
transversal circular y el cabezal de corte una sección transversal
circular que corresponda al adaptador.
El cabezal de corte y el adaptador son
preferentemente en dos piezas y definen una interconexión o una
superficie de acoplamiento básicamente perpendicular al eje
longitudinal del adaptador. Esta superficie de acoplamiento será
normalmente circular. En el adaptador hay una unidad de corte,
preferentemente con un inserto de corte o una unidad giratoria
reemplazables de tipo común. La unidad de corte puede incluir, por
ejemplo, un rompevirutas, un inserto de corte reemplazable, un
tornillo de base y una base. El inserto de corte puede ir
atornillado al cabezal de corte, o quedar sujeto mediante un
dispositivo de sujeción y un tornillo de sujeción. Como alternativa,
el inserto de corte puede formar parte integrante del cabezal de
corte o quedar sujeto de cualquier otra forma al cabezal de
corte.
El inserto de corte se fija a una protuberancia
que forma parte del cabezal de corte.
El cabezal de corte costa de una pieza de brida
circular definida por la superficie de acoplamiento y una superficie
libre en el lado opuesto de la brida, que retrocede desde la
superficie de acoplamiento. La superficie de acoplamiento define un
primer plano y la superficie libre, un segundo plano. El primer y el
segundo planos definen un ángulo de manera que estos planos no son
paralelos. La superficie libre puede tener diversas secciones que
forman nuevos planos que crearán ángulos también con el primer
plano.
Una protuberancia se extiende desde la superficie
o superficies libres de la brida. Esta protuberancia lleva la unidad
de corte anteriormente citada. La protuberancia y la brida forman
una pieza integrada.
La transición entre la brida con las de las
superficies inclinadas y la protuberancia define una o varias curvas
cóncavas, de manera que se crea una transición gradual entre la
protuberancia y la brida inclinada para evitar las concentraciones
de tensión en el cabezal de corte y conseguir una relación
optimizada entre resistencia, rigidez y peso. En un plano paralelo
al plano de anclaje del inserto de corte, la protuberancia crea una
rampa. La transición entre la brida y la protuberancia crea, como ya
hemos dicho, una superficie cóncava, y el extremo o el final de la
protuberancia crea una superficie convexa para que éstas
conjuntamente creen una forma aproximadamente en S vista
perpendicular a la rampa, desde la brida y hacia fuera hacia el
inserto de corte.
Puede haber un orificio con una boquilla para
suministrar el fluido de corte sobre la superficie, definido por la
superficie de fijación del inserto de corte o la rampa.
La rampa tiene también una transición curvada
convexa hasta la superficie libre de la brida. La rampa presenta un
espacio para las virutas que se producen en el proceso del
corte.
Esto implica que la brida puede tener dos
superficies inclinadas distintas que retroceden desde la superficie
de acoplamiento.
La combinación de esta construcción ofrece una
relación óptima entre peso, rigidez y resistencia, con una buena
distribución de las tensiones en el cabezal de corte y una buena
capacidad de transferencia del calor.
De este modo será posible diseñar un cabezal de
corte de acuerdo con la invención, con un peso que sea
aproximadamente un 50% del peso que tienen los cabezales de corte
similares, de conformidad con la tecnología ya conocida. Por
consiguiente, aumenta la frecuencia natural del cabezal de corte y
el adaptador y ofrece un incremento de la longitud máxima en
voladizo. El incremento será de un orden de magnitud de
aproximadamente de media a una vez el diámetro de la barra
taladradora.
La Fig. 1 representa una elevación lateral de un
cabezal de corte de conformidad con una representación de la
invención;
La Fig. 2 representa una elevación frontal de la
invención como vemos en la Fig. 1;
La Fig. 3 representa una vista en perspectiva del
cabezal de corte que vemos en las Fig. 1 y 2;
La Fig. 4 representa una vista perpendicular del
cabezal de corte como se ve en las Fig. 1, 2 y 3;
La Fig. 5 representa un cabezal de corte de
conformidad con la invención, fijado en un adaptador, y
La Fig. 6 representa una vista despiezada en
perspectiva de un cabezal de corte, de conformidad con la invención,
y un adaptador.
Ahora describiremos la invención mediante el
ejemplo siguiente:
La Fig. 1 representa una elevación lateral de un
cabezal de corte con una superficie de acoplamiento 4 con estrías
11, una protuberancia 8 con una superficie superior o rampa 12,
donde el cabezal de corte consta además de un inserto de corte 5 y
la superficie de fijación para el inserto de corte. Por añadidura,
en relación con la superficie de acoplamiento, vemos una superficie
libre inclinada 1B que entra en una curva cóncava R3 hasta la rampa
12 sobre la protuberancia 8. La protuberancia 8 incluye elementos
(que no aparecen) para fijar el inserto de corte 5. La fijación de
los insertos de corte es un tema conocido que no describiremos
aquí.
La Fig. 2 representa una elevación frontal del
adaptador que vemos en la Fig. 1, donde aparecen los orificios para
fijar con tornillos y pernos el cabezal de corte al adaptador. En la
figura vemos también dos superficies inclinadas A1, 1B y el inserto
de corte 5 en la protuberancia 8.
En la Fig. 3 vemos que la transición entre la
brida y la rampa 12 está diseñada con un radio R3. En la figura
vemos además un soporte del inserto de corte con un inserto de corte
5, un orificio con una boquilla para que avance el fluido de corte
7, una transición entre la brida y la protuberancia 8 que consta de
una superficie cóncava en forma de S 2 con un radio R2 y una
superficie convexa, una superficie inclinada 1 A que retrocede desde
la superficie de acoplamiento 4, cuyo plano crea un ángulo V1 con el
plano de la superficie de acoplamiento 4 y los orificios 6 para
fijar el cabezal de corte al adaptador.
En la Fig. 4 vemos una vista perpendicular a la
figura que aparece en la Fig. 1 con estrías 11 en la superficie de
acoplamiento 4 hacia el adaptador, la superficie inclinada 1 A, la
transición en forma de S 2 con la superficie cóncava con un radio R2
y la superficie convexa entre las superficies inclinadas de la brida
con un ángulo V1 y la protuberancia 8, el orificio para hacer
avanzar el fluido de corte 7, la rampa 12 y el inserto de corte
5.
En la Fig. 5 vemos el cabezal de corte 13 como se
define en las Figs. 1, 2, 3 y 4, ajustado a una barra taladradora 9
mediante pernos 10.
En la Fig. 6 vemos el cabezal de corte 13, los
pernos 10 y el adaptador 9, tal y como aparecen en la Fig. 5 en una
vista despiezada donde pueden verse claramente las estrías 11 en el
adaptador.
Esta construcción presenta una reducción de peso
del 50%, lo que incrementa la frecuencia natural del sistema de
manera que la longitud en voladizo puede aumentar de media a una vez
el diámetro del adaptador.
Claims (5)
1. Un cabezal de corte (13) para fijar a un
adaptador (9) de una máquina herramienta destinada a la eliminación
de virutas, en la que el cabezal de corte (13) consta de una brida
con un primer lado que forma una superficie de acoplamiento (4)
adaptada para quedar sujeta al adaptador (9), y en el lado contrario
de la brida, otro lado que forma al menos una superficie (1 A) con
una protuberancia que se extiende hacia el exterior (8), con un
sistema de fijación adaptado para la sujeción de un inserto de corte
(5), con al menos un borde de corte,
que se caracteriza porque:
Al menos una superficie (1 A) que define un plano
creando un ángulo inclinado (V1) en relación a un plano paralelo a
la superficie de acoplamiento (4), en la que el espesor de la
sección transversal de la brida aumenta desde un primer lado lateral
hasta otro lado lateral opuesto;
Una superficie cóncava con un radio (R2) entre al
menos una superficie (1 A) de la brida y la protuberancia (8) forma
una suave transición entre la brida y la protuberancia (8) y la
protuberancia (8) se extiende desde aquella parte de la brida cuyo
espesor ha aumentado; y
La protuberancia (8) y la brida con al menos una
superficie (1 A) con un ángulo inclinado (V1) en relación al plano
paralelo con la superficie de acoplamiento (4), es una pieza
integrada en la que el peso del cabezal de corte (13) se reduce en
comparación con la resistencia del cabezal de corte (13), y la
frecuencia natural del cabezal de corte (13) aumenta al quedar
sujeto al adaptador (9).
2. Un cabezal de corte, de conformidad con la
reivindicación 1,
En el que la protuberancia (8) está redondeada
hacia el inserto de corte (5), de manera que se crea una forma en S
(2) entre la brida y una superficie del extremo de la protuberancia
(8) donde se forma un espacio para la salida de la viruta.
3. Un cabezal de corte, de conformidad con la
reivindicación 1,
En el que el otro lado de la brida consta de dos
superficies (1 A, 1B) que definen dos planos inclinados en relación
al plano de la superficie de acoplamiento (4).
4. Un cabezal de corte, de conformidad con la
reivindicación 1,
En el que la transición entre las dos superficies
inclinadas (1 A, 1B) de la brida y la protuberancia (8) define
suaves transiciones con radios definidos (R2, R3) para reducir las
concentraciones de tensión en el cabezal de corte.
5. Un cabezal de corte, de conformidad con la
reivindicación 1,
En el que el cabezal de corte consta de un
orificio con una boquilla (7) para hacer avanzar un fluido de
corte.
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