ES2330787T3 - Sistema de herramientas para mecanizado por arranque de virutas. - Google Patents
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Abstract
Sistema de herramientas para un mecanizado por arranque de virutas que comprende al menos un alojamiento (5) para una plaquita de corte (7) que, con una superficie de contacto (15) de curvatura convexa, puede ser puesto en contacto al menos parcialmente con una superficie de apoyo (29) de curvatura cóncava en el alojamiento (5), caracterizado por el hecho que la convexidad y la concavidad respectivamente de la superficie de contacto (15) y de la superficie de apoyo (29), orientadas una hacia la otra, definen unas líneas de curvatura diferentes una de la otra, y de las cuales al menos una difiere de la forma circular, y porque el trazado de la línea de curvatura, que difiere de la forma circular, de la superficie de contacto (15) corresponde en su mayor parte a una hélice con una pendiente que aumenta la convexidad y/o porque el trazado de la línea de curvatura, que difiere de la forma circular, de la superficie de apoyo (29) corresponde en su mayor parte a una hélice con una pendiente que aumenta la concavidad, de modo que la torsión de la plaquita de corte (7) genere un aumento de la fuerza de apriete que es máxima cuando se alcanza la posición final de la plaquita de corte.
Description
Sistema de herramientas para mecanizado por
arranque de virutas.
La presente invención se refiere a un sistema de
herramientas para un mecanizado por arranque de virutas de acuerdo
con el concepto general de la reivindicación 1, una plaquita de
corte de acuerdo con el concepto general de la reivindicación 11 y
un cuerpo de base de un sistema de herramientas de acuerdo con el
concepto general de la reivindicación 12.
Los sistemas de herramientas de esta índole ya
son conocidos (véanse las patentes US 4,443,136 o EP 1 591 179 A2).
En estos sistemas, la plaquita de corte, preferentemente en forma de
una placa de corte con una cuchilla que sobresale a una distancia
de la superficie de contacto, está formada de tal manera que pueda
ser insertado en el alojamiento. En caso de que la plaquita de
corte, después de su inserción en el alojamiento, es torcida, de
manera que sus superficies de contacto se muevan a lo largo de la
superficie de apoyo en el alojamiento, una fijación de la plaquita
de corte se realiza a base de una excentricidad de las curvaturas de
las superficies con efecto conjunto.
La patente AT 006 940 U1 ha revelado un conjunto
de herramientas de corte con una mordaza de sujeción en forma de
espiral, que comprende por lo menos una plaquita apretada de corte y
un soporte de plaquita de corte con escotaduras de soporte. La
plaquita de corte está apretada en el soporte de plaquita de corte
en un segmento circular mediante una mordaza de sujeción
elásticamente extendible, una de cuyas superficies laterales forma
parte de una escotadura de soporte de forma cóncava.
En lo que se refiere a la seguridad de operación
y la máxima exactitud de los procesos de mecanizado por arranque de
virutas, una fijación perfecta de la posición de la plaquita de
corte en el alojamiento tiene una importancia vital. Por lo tanto,
el objeto de la invención es proporcionar un sistema de herramientas
para el mecanizado por arranque de virutas, que cumpla muy
especialmente con las exigencias en lo que se refiere a la fijación
de la posición de la plaquita de corte.
De acuerdo con la invención, este objeto se
resuelve mediante un sistema de herramientas para el mecanizado por
arranque de virutas, que presenta las características de la
reivindicación 1 en su totalidad.
Por el hecho de que, según la reivindicación 1,
la superficie de contacto de la plaquita de corte y la superficie
de apoyo en el alojamiento definen unas líneas de curvatura
diferentes una de la otra, y de las cuales al menos una difiere de
la forma circular, en lo que se refiere a su curvatura, se logra la
posibilidad, debido al movimiento giratorio de la plaquita de
corte, de realizar un aumento deseado de la fuerza resultante de
apriete en función del aumento del ángulo de torsión.
De acuerdo con el estado de la técnica conocido
por la patente US 4,443,136, en la cual está prevista
respectivamente una forma circular de la curvatura, tanto para la
superficie de contacto como para la superficie de apoyo, con la
invención también es realizable que, en la posición inicial del
giro, la plaquita de corte pueda insertarse en el alojamiento de
manera cómoda y libremente accesible, y que, en la torsión
subsiguiente, se genere un aumento de la fuerza de apriete que es
máxima cuando se alcanza la posición final de la plaquita de
corte.
De acuerdo con la invención, el trazado de la
línea de curvatura, que difiere de la forma circular, corresponde
en su mayor parte a una hélice.
En caso de que como plaquita de corte está
prevista una placa de corte presentando una superficie de contacto
con una línea de curvatura que corresponde por lo menos en cierta
zona a un arco de círculo, el trazado helicoidal de la línea de
curvatura está previsto en la superficie de apoyo del alojamiento.
En este caso, la pendiente de la hélice está orientada de tal
manera que en la superficie de apoyo la curvatura de la concavidad
aumente en la dirección de giro de la placa de corte.
En unos ejemplos ventajosos de realización, la
superficie de apoyo presenta, en una extremidad del alojamiento,
una sección final que sigue un trazado rectilíneo para la aplicación
de una superficie de contra-apoyo que está prevista
en la placa de corte para soportar los esfuerzos de corte que actúan
durante el funcionamiento.
Esta sección final no sólo recibe las fuerzas de
corte generadas durante la operación en la cuchilla de la placa de
corte, sino forma un primer tope para la fijación de la posición
final de giro de la placa de corte, en un efecto conjunto con la
superficie de contra-apoyo de la placa de corte. Al
mismo tiempo, el trazado helicoidal de la superficie de apoyo
empieza en la extremidad interior de la sección de extremidad
rectilínea y se extiende hasta la extremidad de la superficie de
apoyo.
En este caso, la configuración puede ser
realizada de tal manera que en el alojamiento, subsiguiente a la
extremidad del trazado helicoidal de la superficie de apoyo, esté
provista una superficie de tope que sobresale hacia el interior de
la hélice y forma un soporte para una superficie de
contra-apoyo adicional que está prevista en la
placa de corte para soportar los esfuerzos de corte y forma un tope
adicional que define la posición final de giro de la placa
de
corte.
corte.
En unos ejemplos de realización especialmente
ventajosos, el alojamiento está configurado como un bolso en un
cuerpo de base, en el cual una abertura ranurada está recortada que
libera por el recorte en el cuerpo de base un elemento de apriete
que presenta elasticidad flexible y rodea gran parte del trazado
helicoidal de la superficie de apoyo, terminándose dicho elemento
de apriete delante de la superficie de tope. Por lo tanto, mientras
que en la zona correspondiente del trazado helicoidal se produce un
apriete de la placa de corte en unión no positiva, estando la
fuerza de apriete dependiente de las propiedades de elasticidad, es
decir, de la sección transversal liberada por el recorte de la pieza
de apriete, la superficie de tope que está separada de la pieza de
apriete liberada por el recorte, forma un tope en unión positiva
para la superficie opuesta correspondiente de la placa de
corte.
Para garantizar que la placa de corte esté
fijada perfectamente también contra unas fuerzas transversales que
actúan transversalmente con respecto a la fuerza de corte, la
superficie de apoyo puede presentar un ahondamiento en forma de V
para la fijación lateral de una placa de corte provista de una
superficie de contacto que sobresale en forma invertida de V.
El sistema de herramientas de acuerdo con la
invención es apropiado especialmente para una aplicación con
herramientas rotativas, por ejemplo con herramientas de fresado,
pudiendo ser el cuerpo de base un disco giratorio alrededor de un
eje de herramienta y provisto de una pluralidad de alojamientos para
placas de corte, repartidos por su circunferencia.
De cuerdo con la reivindicación 11, el objeto de
la invención es también una placa de corte, y según la
reivindicación 12 también un cuerpo de base de sistema de
herramientas.
A continuación, la invención se describe en
detalle mediante un ejemplo de realización representado en un
dibujo. En el dibujo:
La figura 1 muestra una vista oblicua en
perspectiva de un ejemplo de realización del sistema de herramientas
de acuerdo con la invención en forma de fresa ranuradora, estando
representada únicamente una sola placa de corte de la pluralidad de
plaquitas de corte a ser alojados en el cuerpo de base;
La figura 2 muestra una vista, representada en
una escala mucho mayor que en la figura 1, cortada y en perspectiva,
solamente de la zona de un alojamiento de placa de corte del cuerpo
de base de la figura 1, sin la placa de corte insertada.
La figura 3 muestra una vista que corresponde a
la figura 2, en la cual en el alojamiento se muestra una placa de
corte en una posición adoptada antes de la fijación, y
La figura 4 muestra una vista que corresponde a
la figura 3, en la cual se muestra la placa de corte en su posición
final fijada.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, la invención se describe
mediante el ejemplo de una fresa ranuradora que, en la figura 1, se
identifica por 1 en su totalidad y que presenta un cuerpo de base 3
parecido a un disco que puede girarse maquinalmente de una manera
conocida y está provisto de una pluralidad de alojamientos 5 en
forma de bolsa, repartidos por su circunferencia, para plaquitas de
corte en forma de placas de corte 7. Tal como se puede observar en
la figura 1 y en las figuras 3 y 4, las placas de corte 7 presentan
la forma de un disco cuyo espesor, medido entre sus paredes
laterales planas, corresponde al espesor del cuerpo de base. De
manera habitual, las placas de corte 7 pueden fijarse en el
alojamiento correspondiente 5 mediante un movimiento giratorio y se
separan mediante un movimiento giratorio en la dirección contraria.
La figura 1 muestra como herramienta auxiliar para la torsión de
las placas de corte 7 una llave poligonal 9 con un arrastrador 11 en
forma de polígono para su encaje en una abertura poligonal
correspondiente 13 en la placa de corte 7.
Las figuras 2 a 4 muestran más detalles sobre la
fijación de las placas de corte 7 en los alojamientos 5. Como
elemento principal a este efecto está prevista en la placa de corte
7 una superficie de contacto 15 con una curvatura cóncava, cuyos
puntos de partida y de final están situados respectivamente a una
distancia de la cuchilla 17 de la placa de corte 7. Tal como se
puede ver especialmente en la figura 3, con el comienzo 19 de la
curvatura cóncava de la superficie de contacto 15 enlaza una pieza
terminal rectilínea 21 formando una superficie de
contra-apoyo en la placa de corte 7 que, en la
posición final de fijación mostrada en la figura 4, apoya la placa
de corte 7 en el alojamiento 5 contra los esfuerzos de corte que
actúan a través de la cuchilla 17. Tal como es representado en las
figuras 3 y 4, la superficie de contacto 15 y la subsiguiente pieza
terminal 21 están perfiladas, mediante una forma marginal de la
sección transversal en forma de V invertido. Mediante el efecto
conjunto con una forma correspondiente de V de un ahondamiento 23
(figura 3) en el alojamiento 5 resulta un seguro de la placa de
corte 7 contra fuerzas laterales. Saliendo del punto de partida 19
se extiende el trazado convexo de la superficie de contacto 15 en
forma de arco circular hasta la extremidad 25 (figura 3), situada a
una distancia con respecto a la cuchilla 17, con la cual enlaza una
superficie 27 que se extiende hacia el interior de la manera de un
talón. Esta superficie 27 forma, adicionalmente con respecto a la
pieza terminal 21 que forma una primera superficie de
contra-apoyo, una superficie de
contra-apoyo adicional para el apoyo contra las
fuerzas de corte que actúan sobre la cuchilla 17, tal como se
describirá más abajo en mayor detalle.
Como componente esencial para la fijación de la
placa de corte 7, el alojamiento 5 presenta una superficie de apoyo
29 que forma una concavidad y que forma, tal como se ha mencionado,
un ahondamiento 23 en forma de V. En su extremidad que enlaza con
la circunferencia exterior del cuerpo de base 3, la superficie de
apoyo 29 presenta una sección de extremidad 31 que sigue un trazado
rectilíneo y se extiende con una longitud que corresponde a la
pieza terminal rectilínea 21 de la placa de corte 7, desde la
extremidad exterior hasta un punto de partida 33 (figura 2) donde
empieza el trazado curvado de la superficie de apoyo 29 que se
extiende hasta el final 35 de la superficie de apoyo 29. En el
ejemplo presente este trazado curvado corresponde a una hélice con
una pendiente que refuerza la concavidad en el alojamiento 5. En un
ejemplo práctico para una placa de corte 7 con una superficie de
contacto 15 con un radio del tamaño de unos 7 mm, sería posible por
ejemplo una hélice con una pendiente de -0,27 mm, lo que corresponde
a una reducción de radio de unos 0,15 mm para un intervalo angular
de 200º, medido desde el comienzo 33 hasta el final 35 de la
superficie de apoyo 29.
En caso de que la placa de corte 7 se gira en el
sentido de las agujas del reloj desde una posición inicial que
corresponde a la figura 3, el trazado helicoidal de la superficie de
apoyo 29 lleva a un aumento de la fuerza de apriete entre la
superficie de contacto 15 y la superficie de apoyo 29. Esta fuerza
de apriete actúa en el cuerpo de base 3 en un elemento de apriete
37 con flexibilidad elástica. Este elemento está liberado por un
recorte de una abertura ranurada 39 en el cuerpo de base 3, estando
la abertura ranurada 39 configurada de tal modo que un cuerpo en
forma de arco rodee gran parte del trazado helicoidal de la
superficie de apoyo 29. Tal como muestra la figura 2, la altura de
las paredes laterales del ahondamiento 23 en forma de V de la
superficie de apoyo 29 disminuye en una zona aproximadamente central
41 situada en la longitud de la superficie de apoyo 29, hasta el
fondo del ahondamiento 23 en forma de V. Debido a ello, en la
sección correspondiente 43 del elemento de apriete 37, se produce
una disminución de la sección transversal del material, es decir,
un debilitamiento de material para favorecer la flexibilidad
elástica del elemento de apriete 37.
Tal como muestran las figuras 2 a 4, el cuerpo
de base 3 forma, delante de la extremidad 35 de la superficie de
apoyo 29 y por lo tanto delante de la extremidad correspondiente de
la pieza de apriete 37, una superficie de tope 45 que sobresale
hacia el interior de la hélice. En la posición final de fijación de
la placa de corte, representada en la figura 4, esta superficie de
tope 45 forma un soporte para la superficie 27 anteriormente
mencionada en la extremidad 25 de la superficie de contacto 15 de la
placa de corte 7. Por lo tanto, la misma presenta, adicionalmente
con respecto a la primera superficie de
contra-apoyo, formada por la pieza terminal 21 de
la superficie de apoyo 15, una segunda superficie de
contra-apoyo, a saber aquella superficie 27 que
enlaza con la extremidad 25 de la superficie de contacto 15 de la
manera de un talón. En conexión con la superficie 45 del soporte de
base 3, la superficie 27 de la placa de corte 7 sirve también como
apoyo contra unas fuerzas centrífugas generadas por ejemplo por la
rotación.
Anteriormente, la invención se ha descrito con
el ejemplo de una herramienta de fresado. Se entiende que la
invención puede aplicarse igualmente en herramientas no rotativas.
Mientras que se prevé el trazado helicoidal en la concavidad y se
utiliza una convexidad en forma de arco circular, se entiende que un
trazado circular también puede ser provisto en el alojamiento y un
trazado helicoidal en la placa de corte, o que un trazado
helicoidal puede ser provisto tanto en la placa de corte como en el
alojamiento, en cuyo caso solamente las pendientes serían
diferentes.
Claims (12)
1. Sistema de herramientas para un mecanizado
por arranque de virutas que comprende al menos un alojamiento (5)
para una plaquita de corte (7) que, con una superficie de contacto
(15) de curvatura convexa, puede ser puesto en contacto al menos
parcialmente con una superficie de apoyo (29) de curvatura cóncava
en el alojamiento (5),
caracterizado por el hecho que la
convexidad y la concavidad respectivamente de la superficie de
contacto (15) y de la superficie de apoyo (29), orientadas una
hacia la otra, definen unas líneas de curvatura diferentes una de
la otra, y de las cuales al menos una difiere de la forma circular,
y
porque el trazado de la línea de curvatura, que
difiere de la forma circular, de la superficie de contacto (15)
corresponde en su mayor parte a una hélice con una pendiente que
aumenta la convexidad y/o porque el trazado de la línea de
curvatura, que difiere de la forma circular, de la superficie de
apoyo (29) corresponde en su mayor parte a una hélice con una
pendiente que aumenta la concavidad, de modo que la torsión de la
plaquita de corte (7) genere un aumento de la fuerza de apriete que
es máxima cuando se alcanza la posición final de la plaquita de
corte.
2. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho que el trazado
helicoidal de la línea de curvatura en la superficie de apoyo (29)
del alojamiento (5) está previsto para la fijación de una plaquita
de corte en forma de una placa de corte (7) con una línea de
curvatura de su superficie de contacto (15) que corresponde por lo
menos en cierta zona a un arco de círculo.
3. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizado por el hecho que la
superficie de apoyo (29) presenta, en una extremidad del
alojamiento (5), una sección de extremidad (31) que sigue un
trazado rectilíneo para la aplicación de una superficie de
contra-apoyo (21) que está prevista en la placa de
corte (7) para soportar los esfuerzos de corte que actúan durante el
funcionamiento.
4. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado por el hecho que el trazado
helicoidal de la superficie de apoyo (29) empieza en la extremidad
interior (33) de la sección de extremidad rectilínea (31) y se
extiende hasta la extremidad de la superficie de apoyo (29).
5. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado por el hecho que en el
alojamiento (5), subsiguiente a la extremidad (35) del trazado
helicoidal de la superficie de apoyo (29), está provista una
superficie de tope (45) que sobresale hacia el interior de la hélice
y forma un soporte para una superficie de
contra-apoyo adicional (27) que está prevista en la
placa de corte (7) para soportar los esfuerzos de corte.
6. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado por el hecho que el
alojamiento (5) está configurado como un bolso en un cuerpo de base
(3), en el cual una abertura ranurada (39) está recortada que
libera por el recorte en el cuerpo de base (3) un elemento de
apriete (37) que presenta elasticidad flexible y rodea gran parte
del trazado helicoidal de la superficie de apoyo (29), terminándose
dicho elemento de apriete (37) delante de la superficie de tope
(45).
7. Sistema de herramientas de acuerdo con una de
las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado por el hecho que
la superficie de apoyo (29) presenta un ahondamiento (23) en forma
de V para la fijación lateral de una placa de corte (7) con una
superficie de contacto (15) que sobresale en forma invertida de
V.
8. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado por el hecho que la altura de
las paredes laterales del ahondamiento (23) en forma de V dentro
del trazado helicoidal de la superficie de apoyo (29) disminuye
desde una altura inicial hasta casi el fondo (41) del ahondamiento
(23) y vuelve a aumentar posteriormente hasta la altura
inicial.
9. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado por el hecho que la zona de
altura reducida de las paredes laterales del ahondamiento (23) está
situada respectivamente a una distancia de las dos extremidades de
la superficie de apoyo (29).
10. Sistema de herramientas de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizado por el hecho que el cuerpo de
base (3) es un disco que puede girarse alrededor de un eje de
herramienta y está provisto de una pluralidad de alojamientos (5)
para placas de corte (7), repartidos por su circunferencia.
11. Plaquita de corte para un sistema de
herramientas para un mecanizado por arranque de virutas que
comprende al menos un alojamiento (5) para la plaquita de corte (7)
que, con una superficie de contacto (15) de curvatura convexa,
puede ser puesto en contacto al menos parcialmente con una
superficie de apoyo (29) de curvatura cóncava en el alojamiento
(5),
caracterizado por el hecho que la
convexidad y la concavidad respectivamente de la superficie de
contacto (15) y de la superficie de apoyo (29), orientadas una
hacia la otra, definen unas líneas de curvatura diferentes una de
la otra, y de las cuales al menos una difiere de la forma circular,
y
porque el trazado de la línea de curvatura, que
difiere de la forma circular, de la superficie de contacto (15)
corresponde en su mayor parte a una hélice con una pendiente que
aumenta la convexidad, de modo que la torsión de la plaquita de
corte (7) genere un aumento de la fuerza de apriete que es máxima
cuando se alcanza la posición final de la plaquita de corte.
12. Cuerpo de base de sistema de herramientas
destinado a un sistema de herramientas para un mecanizado por
arranque de virutas que comprende al menos un alojamiento (5) para
la plaquita de corte (7) que, con una superficie de contacto (15)
de curvatura convexa, puede ser puesto en contacto al menos
parcialmente con una superficie de apoyo (29) de curvatura cóncava
en el alojamiento (5),
caracterizado por el hecho que la
convexidad y la concavidad respectivamente de la superficie de
contacto (15) y de la superficie de apoyo (29), orientadas una
hacia la otra, definen unas líneas de curvatura diferentes una de
la otra, y de las cuales al menos una difiere de la forma circular,
y
porque el trazado de la línea de curvatura, que
difiere de la forma circular, de la superficie de apoyo (29)
corresponde en su mayor parte a una hélice con una pendiente que
aumenta la concavidad, de modo que la torsión de la plaquita de
corte (7) genere un aumento de la fuerza de apriete que es máxima
cuando se alcanza la posición final de la plaquita de corte.
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