ES2320458T3 - Herramienta de fresado con insertps que se solapan. - Google Patents

Abstract

Herramienta de fresado que comprende un cuerpo de fresado (1) que puede rotar alrededor de un eje geométrico (C), teniendo dicho cuerpo (1) una superficie envolvente (6) que se extiende hacia atrás desde un extremo frontal (5), en cuyo cuerpo (1) está formada una pluralidad de estrías separadas tangencialmente (7, 7a), las cuales separadamente incluyen una pluralidad de cavidades (9) de insertos separadas axialmente, para insertos de corte (8) montados de forma que se pueden separar, solapándose parcialmente entre sí las aristas activas (13) de los insertos de corte de la misma estría (7, 7a), más precisamente en planos imaginarios de solapamiento que se extienden radialmente, caracterizada porque la primera cavidad (9a) de inserto situada más cerca del extremo frontal (5), juntamente con el correspondiente inserto (8a) de corte en una primera estría (7), tiene una longitud diferente de la de las otras cavidades (9) de inserto y de los insertos de corte (8), respectivamente, en la misma estría (7) con el fin de desplazar axialmente dichos planos de solapamiento (17) en relación con los planos de solapamiento (16) entre los insertos de corte en una fila de insertos de corte (8) en una segunda estría (7a) cercana.

Description

Herramienta de fresado con insertos que se solapan.

Campo técnico del invento

Este invento se refiere a una herramienta de fresado del tipo de las que comprenden un cuerpo de fresado que puede rotar alrededor de un eje geométrico y que tiene una superficie envolvente que se extiende hacia atrás desde un extremo frontal, en cuya superficie está formada una pluralidad de estrías separadas tangencialmente, que separadamente incluyen una pluralidad de cavidades de insertos para insertos de corte montados de forma que se pueden separar, cuyas aristas activas se solapan parcialmente entre sí, más precisamente en planos imaginarios, que se solapan y que se extienden radialmente.

Para los expertos en la materia las herramientas de este tipo se denominan cortadores cilíndricos o cortadores de fresado de arista larga.

Técnica anterior

Usualmente las estrías anteriormente mencionadas de los insertos de corte y las cavidades de insertos tienen una forma helicoidal, es decir, que se extienden desde un extremo frontal libre del cuerpo de fresado en una hélice geométrica que tienen una inclinación más o menos marcada. Véase, por ejemplo, el documento WO 01/83142. Los insertos de corte están formados por aristas, que son rectas o biseladas helicoidalmente (= de forma helicoidal). A este respecto es sustancial que las aristas activas de los insertos de corte durante la rotación de la herramienta estén mutuamente situadas en una superficie o configuración imaginaria, por ejemplo cilíndrica o cónica, rotativamente simétrica, que genere una superficie lo más lisa posible en la pieza que se mecaniza.

En la práctica, los cortadores cilíndricos pueden usarse para una pluralidad de tipos diferentes de mecanizado de retirada de virutas, por ejemplo fresado de aristas, fresado de extremos, fresado de ranuras, formación de curvas de transición, etc. Sin embargo, con respecto a la lisura de la superficie de la superficie mecanizada, los resultados pueden a veces ser inferiores como consecuencia de que los extremos de las aristas de corte, contiguos a uno o más planos radiales se solapan, dejando unas irregularidades más o menos marcadas o bandas de rotura en forma de líneas en la superficie mecanizada. A pesar de que tales bandas lo más a menudo tiene una altura muy limitada (> 0,1 mm), las mismas serán a menudo muy visibles en la superficie y a veces darán lugar a una precisión de mecanizado deficiente. Una razón crucial de tales bandas que únicamente aparecen en los cortadores cilíndricos muy efectivos es que todos los insertos de corte en uno y el mismo plano radial tienen aristas de corte igual de largas. Esto significa que las esquinas o los extremos en el mismo conjunto radial de insertos de corte están situados en uno que es el mismo plano de solapamiento. Por lo tanto, si solamente una esquina de uno de los insertos de corte en un grupo de, por ejemplo, cuatro o seis insertos de corte está erróneamente situada con relación a la superficie cilíndrica o superficie cónica imaginaria común, se genera una banda en la superficie mecanizada, cuya altura corresponde a la falta de alineación de las esquinas de arista entre sí.

Objetos y características del invento

El presente invento tiene como fin superar las desventajas anteriormente mencionadas de los cortadores muy efectivos previamente conocidos y proporcionar un cortador cilíndrico mejorado. Por lo tanto, un objeto del invento es proporcionar un cortador cilíndrico, cuyos insertos de corte estén formados y situados de tal forma que la superficie generada en una pieza para mecanizar sea lisa y libre de irregularidades o bandas molestas.

De acuerdo con el invento, el objeto anteriormente mencionado se consigue mediante las características que están definidas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1. En las reivindicaciones 2-5 se definen además las realizaciones preferidas del invento.

Breve descripción del dibujo que se acompaña

En el dibujo:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de una herramienta de fresado equipada con cuatro filas de hélices de insertos de corte, y

la Figura 2 es una vista parcial en perspectiva de la misma herramienta a una escala ampliada, habiendo sido retirado uno de los insertos de corte a fin de poner a la vista una cavidad de inserto.

Descripción detallada de una realización preferida del invento

En el dibujo se muestra una herramienta de fresado con la forma de un cortador cilíndrico, que en la forma usual incluye un cuerpo designado generalmente 1 y que puede rotar alrededor de un eje geométrico C. En funcionamiento, el cortador de fresado rota en la dirección de la flecha A. Una cabeza cortadora frontal 2 está separada de una pieza de fijación 3 a través de una virola reforzada 4. Entre una superficie extrema frontal 5 y la virola 4 se extiende una superficie envolvente 6 que tiene una forma básica rotativamente simétrica. En el ejemplo dicha superficie envolvente 6 es cilíndrica pero también puede tener otra forma, por ejemplo cónica. Hacia atrás de la superficie extrema 5 una pluralidad de, más exactamente cuatro, estrías 7, 7a corren por igual muchas filas de insertos de corte. Cada una de tales estrías es generalmente helicoidal, en la medida en que sigue una línea o camino helicoidal imaginario a lo largo de la superficie envolvente de la cabeza de corte. En la estría individual, en el ejemplo mostrado están dispuestos cinco insertos de corte separados axialmente, la mayoría de los cuales están designados con 8. Para el montaje de dichos insertos de corte, en la estría 7a están formados por igual muchos asientos o cavidades de insertos, uno de los cuales se muestra en 9 en un estado expuesto. En el ejemplo, la cavidad de inserto 9 individual está formada con un fondo plano 10 y una superficie de soporte radial 11. Sin embargo, también es factible usar una superficie de conexión dentada, lo cual hace innecesario el soporte radial. Cerca de las cavidades de los insertos 9 están las superficies 12 separadas mediante rebordes, las cuales están inclinadas de tal forma que los insertos de corte próximos pueden solaparse parcialmente entre sí. Los insertos de corte están fijados en las cavidades de inserto correspondientes por medio de tornillos 18.

En el ejemplo, los insertos de corte son graduables en dos posiciones por estar formados con dos aristas de corte 13 que pueden usarse alternativamente, cuyos extremos opuestos o esquinas están designados como 14, 15. Más precisamente, cada esquina 14 constituye una esquina frontal, situada lo más cerca posible del extremo frontal 5, mientras que la segunda esquina 15 forma una esquina trasera en cada arista de corte. Como puede verse claramente en las dos figuras del dibujo, cada esquina de arista trasera 15 de un inserto de corte cualquiera en la estría 7a está solapando la esquina 14 de la arista frontal del inserto de corte que está detrás en cada fila o estría individual. En otras palabras, las aristas activas de los insertos de corte dispuestas en la misma estría están solapándose parcialmente entre sí. El lugar geométrico de dicho solapamiento consta de un plano radial imaginario que está esbozado en 16 y que de ahora en adelante se denominará plano de solapamiento.

En lo hasta ahora descrito el cortador cilíndrico mostrado hasta aquí, el mismo es en todo lo esencial previamente conocido. Sin embargo, en los cortadores cilíndricos muy efectivos previamente conocidos, los diferentes insertos de corte y las cavidades correspondientes de los insertos han sido similares o de igual longitud. Al menos todos los insertos de corte en el mismo conjunto radial de insertos de corte (cuatro en el ejemplo) han sido igualmente largos. Esto significa que todas las esquinas 15 de la arista trasera en uno que es el mismo conjunto radial de insertos de corte y en todas las esquinas 14 de la arista frontal de los insertos de corte en el conjunto radial próximo han estado situadas en el plano 16 imaginario de solapamiento.

Descripción adicional de la idea general de acuerdo con el invento

En el ejemplo, cuando el cuerpo de fresado comprende cuatro estrías que están separadas tangencialmente, más precisamente separadas de forma equidistante (separación = 90º), cada segunda estría se designa 7 y las otras dos 7a. De esta forma, las primeras estrías 7 están situadas diametralmente opuestas entre sí, mientras que las segundas estrías 7a, a su vez, están diametralmente opuestas entre sí. En cada segunda estría 7a, todos los insertos de corte 8 son similares, lo que implica que tienen la misma longitud. De esta forma, los planos de solapamiento radiales 16 están situados entre insertos de corte próximos en dichas estrías 7a a una distancia axial de igual magnitud
entre sí.

Sin embargo, en cada una de las dos primeras estrías 7 no todos los insertos de corte tienen una sola longitud que es la misma para todos. Por lo tanto, el primer inserto de corte 8a, que está situado más cerca del extremo frontal 5, tiene una longitud que se desvía de la longitud de los otros insertos de corte 8 en una y en la misma estría o fila de insertos. Estos insertos últimamente mencionados pueden ventajosamente ser del mismo tipo, es decir, tienen las mismas longitudes que las de los insertos de corte 8 en las estrías 7a. En el ejemplo mostrado, dicho primer inserto de corte 8a en la estría individual 7 es más largo que los otros insertos de corte 8 en la misma fila de insertos. Debido a que el inserto de corte 8a en la práctica demanda un tope total contra la correspondiente cavidad de inserto 9a, también la cavidad de inserto 9a es más larga que las otras cavidades de inserto 9 en una y misma estría 7.

De forma ventajosa, aunque no necesaria, el inserto de corte 8a es sustancialmente un 50% más largo que los insertos de corte 8. De tal forma, los planos de solapamiento 17 entre los insertos de corte próximos en las estrías 7 estarán situados aproximadamente a mitad de camino entre los planos de solapamiento 16 entre los insertos de corte 8 en las estrías 7a. Esto significa que, por ejemplo, el plano de solapamiento 16 situado más cerca del extremo frontal 5 está situado entre los extremos frontal y trasero 14a, 15a de las aristas de corte largas 13a presentes en los insertos de corte 8a, (la distancia del plano 16 desde el extremo 14a = 2/3 de la longitud de la arista). Por lo tanto, si se produjera una pequeña falta de alineación entre las esquinas de solapamiento mutuo 14, 15 con respecto al plano 16 y de tal forma que da lugar a una banda o irregularidad en la superficie mecanizada, dicha irregularidad se eliminará, ya que la misma sección de la superficie inmediatamente después es pasada sobre las aristas 13a de los insertos de corte
largos 8a.

De una forma análoga los planos 17 de solapamiento están situados entre los extremos opuestos de las aristas 13 de los insertos de corte 8 en las estrías 7a. En otras palabras, se ha garantizado que se ha eliminado todo intento de ocurrencia de una irregularidad como consecuencia de faltas de alineación o de defectos de forma en los insertos de corte debido a que una irregularidad iniciada sustancialmente se elimina al ser pasada por una arista de corte en la fila de insertos que van detrás.

Usando, de acuerdo con el invento, insertos de corte que tienen longitudes diferentes en cada segunda estría en el primer conjunto de insertos de corte colocados más cerca del extremo frontal 5, y de este modo desplazan mutuamente los restantes planos de solapamiento en relación entre sí, se proporciona un cortador de fresado muy efectivo, en la medida en que las aristas activas de todos los insertos de corte en el conjunto radial frontal se extienden todo el recorrido hasta un plano radial común adyacente al extremo frontal del cuerpo de fresado. De tal forma, no solamente se garantiza una buena lisura y precisión de la superficie mecanizada sino que también el cortador de fresado puede funcionar con un efecto óptimo, debido a que todos los insertos de corte en los diferentes conjuntos radiales, es decir también el conjunto frontal radial, pueden estar sometidos a una carga uniforme.

Aunque el desplazamiento relativo deseado de los planos de solapamiento en el ejemplo ha sido dispuesto formando el inserto de corte frontal en cada segunda fila de insertos un 50% más largo que los otros insertos de corte de la misma fila, dentro del alcance del invento también es factible disponer el desplazamiento plano usando un inserto de corte frontal de longitud mitad.

Lista de designaciones de referencia

1

= cuerpo de fresado

2

= cabeza de corte

3

= pieza de fijación

4

= virola

5

= superficie frontal extrema

6

= superficie envolvente

7, 7a

= estrías

8, 8a

= insertos de corte

9, 9a

= cavidades de insertos

10

= fondo de cavidad de inserto

11

= soporte radial

12

= reborde

13

= arista de corte

14

= esquina frontal de arista de corte

15

= esquina trasera de arista de corte

16

= plano de solapamiento

17

= plano de solapamiento

18

= tornillo de fijación

Claims (5)

1. Herramienta de fresado que comprende un cuerpo de fresado (1) que puede rotar alrededor de un eje geométrico (C), teniendo dicho cuerpo (1) una superficie envolvente (6) que se extiende hacia atrás desde un extremo frontal (5), en cuyo cuerpo (1) está formada una pluralidad de estrías separadas tangencialmente (7, 7a), las cuales separadamente incluyen una pluralidad de cavidades (9) de insertos separadas axialmente, para insertos de corte (8) montados de forma que se pueden separar, solapándose parcialmente entre sí las aristas activas (13) de los insertos de corte de la misma estría (7, 7a), más precisamente en planos imaginarios de solapamiento que se extienden radialmente, caracterizada porque la primera cavidad (9a) de inserto situada más cerca del extremo frontal (5), juntamente con el correspondiente inserto (8a) de corte en una primera estría (7), tiene una longitud diferente de la de las otras cavidades (9) de inserto y de los insertos de corte (8), respectivamente, en la misma estría (7) con el fin de desplazar axialmente dichos planos de solapamiento (17) en relación con los planos de solapamiento (16) entre los insertos de corte en una fila de insertos de corte (8) en una segunda estría (7a) cercana.

2. Herramienta de fresado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho primer inserto de corte (8a) en dicha primera estría (7) es más largo que los otros insertos de corte (8) en la misma estría (7).

3. Herramienta de fresado de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el primer inserto de corte (8a) en dicha primera estría (7) tiene una longitud que se desvía aproximadamente un 50% de la longitud de los otros insertos de corte (8) en la misma estría con el fin de situar los planos de solapamiento (17) entre los insertos de corte (8) en la primera estría (7) aproximadamente a mitad de camino entre los extremos (14, 15) de las aristas (13) de los insertos de corte (8) en la segunda estría (7a).

4. Herramienta de fresado de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque dichos otros insertos de corte (8) en dicha primera estría (7) son igual de largos que todos los insertos de corte (8) en la segunda estría (7a).

5. Herramienta de fresado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un número constante de estrías (7, 7a) y de filas de insertos, respectivamente, que son al menos cuatro, caracterizada porque el inserto de corte frontal (8a) en cada segunda estría (7) tiene una longitud distinta de la de los otros insertos de corte (8) en la misma estría (7).