ES2330954T3 - Fresa frontal con acanaladuras con filo de corte de varias secciones. - Google Patents
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Abstract
Una fresa frontal con mango (10) provista de un eje de giro (16) que comprende: - una sección del mango (12) que se extiende a lo largo del eje de giro (16); - una sección acanalada (14) que se extiende a lo largo del eje de giro (16), provista de un primer extremo integralmente unido a la sección del mango (12), un segundo extremo (22) y una superficie exterior (24); y - uno o más dientes helicoidales (26) dispuestos a lo largo de la superficie exterior (24) de la sección acanalada (14), cada diente helicoidal (26) estando provisto de una superficie de corte (28) y una pared de incidencia (30) que forma intersección para formar un ángulo que define un filo de corte helicoidal (32); caracterizada porque dicha superficie de corte (28) de cada diente helicoidal (26) incluye una primera sección (36), una segunda sección (20) y un pico de rebaje (40) dispuesto entre la primera sección (36) y la segunda sección (38); y dicho filo de corte (32) de cada diente helicoidal (26) incluye una primera parte (44) provista de un primer ángulo de hélice constante (HA1), una segunda parte (46) provista de un segundo ángulo de hélice constante (HA2) distinto del primer ángulo de hélice (HA1) y una sección de transición en arco (48) que conecta la primera parte (44) y la segunda parte (46).
Description
Fresa frontal con acanaladuras con filo de corte
de varias secciones.
La presente invención se refiere a fresas
frontales con mango.
Una variedad de fresas frontales con mango para
utilizarlas con fresadoras giratorias están disponibles y son muy
conocidas. Dependiendo del diseño, tales fresas frontales con mango
generalmente se utilizan en el corte hacia la derecha, espiral
hacia la derecha y corte en Y.
Algunas fresas frontales con mango de la técnica
anterior tienen acanaladuras helicoidales que siguen un único
ángulo del filo de corte continuo. Por ejemplo, es conocido en la
técnica formar acanaladuras con un ángulo de hélice pequeño o un
ángulo de hélice grande. Un "ángulo de hélice pequeño" (o
acanaladura helicoidal pequeña) es una acanaladura que se
"enrolla" helicoidalmente alrededor de un cilindro con un
ángulo de no más de 45 grados. Una acanaladura helicoidal baja
"súper" será una acanaladura que se enrolla alrededor de un
cilindro con un ángulo de no más de 15 grados. Una "hélice
alta" (o "acanaladura helicoidal alta") es una acanaladura
que se enrolla helicoidalmente alrededor de un cilindro con un
ángulo mayor que 45 grados, mientras una acanaladura helicoidal
alta "súper" se enrolla alrededor de un cilindro con un ángulo
de por lo menos 65 grados.
Otras fresas frontales con mango de la técnica
anterior tienen una o más acanaladura con un filo de corte que
cambia continuamente a lo largo de su longitud. Por ejemplo, unos
avances anteriores relativos a la extracción de material y a la
velocidad de avance de las fresas frontales con mango han sido
conseguidos mediante: (1) la valoración del ángulo de avance de la
espiral; (2) el incremento de la profundidad de las acanaladuras en
la parte del cuerpo de la fresa frontal; (3) el cambio del ángulo de
rebaje lateral; (4) el cambio de los ángulos de ataque de los filos
de corte; y (5) la formación de ranuras de subdivisión de las
virutas en las acanaladuras.
Mientras tales variaciones han probado tener
éxito en diversas aplicaciones, también son la fuente de ciertas
desventajas y limitaciones. Por ejemplo, tales variaciones pueden
debilitar partes de la herramienta y puede no ser adecuadas para
aplicaciones particulares (por ejemplo, con respecto al tiempo de
fresado, desbastado, acabado, etcétera). Además, las fresas
frontales con mango existentes típicamente no son eficaces para
ambos cortes, el de desbastado y el de acabado. Cuando se realiza
una operación de mecanizado con una fresa frontal con mango a
menudo es ventajoso crear muchas virutas pequeñas, en lugar de pocas
virutas rizadas alargadas. Esto permite, por ejemplo, una velocidad
rápida de extracción de material de una pieza de trabajo sin un
movimiento de oscilación vertical indebido de la herramienta de
fresa frontal con mango.
Lo que se necesita, por lo tanto, es una fresa
frontal con mango que tenga características mejoradas con relación
a las fresas frontales con mango actualmente disponibles.
Una herramienta de corte de la técnica anterior,
provista de las características del preámbulo de la reivindicación
1, se representa en el documento US2004/0105729 (que corresponde al
documento DE 10238334).
Según la presente invención, se proporciona una
fresa frontal con mango, provista de un eje de giro, que incluye
una sección del mango y una sección acanalada cada sección
extendiéndose a lo largo del eje de giro. Uno o más dientes
helicoidales están dispuestos a lo largo de una superficie exterior
de la sección acanalada. Cada diente helicoidal tiene una
superficie de corte y una pared de incidencia que forma intersección
para formar un ángulo que define un filo de corte helicoidal. La
superficie de corte de cada diente helicoidal incluye una primera
sección, una segunda sección, y un pico de rebaje dispuesto entre la
primera sección y la segunda sección. El filo de corte de cada
diente helicoidal incluye una primera parte provista de un primer
ángulo de hélice constante y una segunda parte provista de un
segundo ángulo de hélice constante distinto del primer ángulo
constante y una sección de transición en ángulo que une la primera
parte y la segunda parte. Algunas formas de realización de la
presente invención incluyen más partes que las partes primera y
segunda anteriormente mencionadas.
Una ventaja de la fresa frontal con mango de la
presente invención es que la fresa frontal con mango se puede
configurar específicamente para una aplicación particular. La
presente invención utiliza partes de hélice de ángulo constante,
secciones de transición en arco e indexación de la hélice para crear
el tamaño de viruta deseado para una aplicación de fresado
particular. Por ejemplo, una velocidad de avance de fresado deseable
se puede conseguir con un primer material proporcionando una fresa
frontal con mango con una combinación particular de partes de
hélice de ángulo constante, secciones de transición en arco e
indexación de la hélice. La misma combinación, sin embargo, puede
no proporcionar una velocidad de alimentación de fresado deseable
para un tipo diferente de material. La presente invención capacita
la selección de una combinación de características de las
acanaladuras que proporcionarán un comportamiento deseable de la
fresa frontal con mango.
Otra ventaja provista por fresa frontal con
mango de la presente invención es que mejora la extracción de la
viruta. La presente invención capacita que se produzca una viruta de
tamaño óptimo, tamaño el cual facilita la evacuación de la
viruta.
Estos y otros objetos, características y
ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a la luz
de la descripción detallada del mejor modo de realización de la
misma, como se ilustra en los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra una fresa frontal con mango
provista de dos acanaladuras.
La figura 2 es una vista en sección transversal
de una fresa frontal con mango de la presente invención provista de
tres acanaladuras.
La figura 3 es una vista parcial de la fresa
frontal con mango representada en la figura 2.
La figura 4 es un diagrama que ilustra los filos
de corte de la fresa frontal con mango de tres acanaladuras según
la presente invención. Cada diagrama muestra los tres filos de corte
provistos de una primera parte del filo de corte dispuesta a un
primer ángulo de hélice constante (HA1) y una segunda parte del filo
de corte dispuesta a un segundo ángulo de hélice constante (HA2) y
una sección de transición en arco (T1) que conecta las partes. Los
filos de corte están igualmente indexados alrededor de la
circunferencia de la fresa frontal con mango separados uno del otro
por una distancia A.
La figura 5 es una parte a mayor escala del
diagrama representado en la figura 4.
Las figuras 6-13 son diagramas
que ilustran los filos de corte de una fresa frontal con mango de
cinco acanaladuras según la presente invención. Cada diagrama
muestra los cinco filos de corte provistos de una pluralidad de
partes dispuestas a diversos ángulos de hélice constantes (HA1, HA2,
HA3) y secciones de transición en arco (por ejemplo, T1, T2) que
conectan las partes. Algunas de las formas de realización tienen
filos de corte igualmente indexados alrededor de la circunferencia
de la fresa frontal con mango. Otras formas de realización tienen
filos de corte con una indexación desigual separados alrededor de la
circunferencia de la fresa frontal con mango.
La figura 14 es una vista en perspectiva
esquemática del despiece de una fresa frontal con mango y una pieza
de trabajo que ilustra la formación de un par de virutas.
La figura 15 es una vista parcial esquemática de
un diente de corte.
La figura 16 es una vista parcial esquemática de
un diente de corte.
La figura 17 es una vista parcial esquemática de
un diente de corte.
Con referencia ahora a la figura 1 una fresa
frontal con mango 10 se representa incluyendo una sección del mango
12 y una sección acanalada 14, las cuales ambas se extienden a lo
largo de un eje de giro 16 de la fresa frontal con mango 10. La
sección del mango 12 es de forma esencialmente cilíndrica y posee
dos ranuras rectangulares 18 talladas en su superficie exterior.
Las ranuras 18, aunque no se requieren, facilitan la retención de la
fresa frontal con mango 10 con ciertos tipos de aparatos accionados
giratoriamente (por ejemplo, una máquina de fresar). Materiales
aceptables de la fresa frontal con mango 10 incluyen, pero no están
limitados a ellos, acero de alta resistencia, a partir de cobalto,
cerámica, carburos, etcétera.
La sección acanalada 14 de la fresa frontal con
mango 10 tiene un primer extremo 20 integralmente unido a la
sección del mango 12, un segundo extremo 22 y una superficie
exterior 24. Una pluralidad de dientes helicoidales 26 están
dispuestos a lo largo de la superficie exterior 24 de la sección
acanalada 14. La figura 1 ilustra una forma de realización provista
de dos dientes helicoidales 26. La figura 2 ilustra una forma de
realización provista de tres dientes helicoidales 26. Otras formas
de realización pueden tener más de tres dientes helicoidales
26.
Con referencia ahora a las figuras 2 y 3, cada
diente helicoidal 26 tiene una superficie de corte 28 y una pared
de incidencia 30 que forma intersección para formar un ángulo que
define un filo de corte helicoidal 32. El filo de corte helicoidal
32 define una trayectoria de corte circunferencial exterior; es
decir el filo más exterior que entra en contacto con la pieza de
trabajo 34 (véase la figura 3). La flecha 35 indica el sentido de
giro de la fresa frontal con mango 10. Se puede utilizar una
variedad de diferentes configuraciones de la pared de incidencia 30
con la fresa frontal con mango de la presente invención 10 y la
fresa frontal con mango de la presente invención 10, por lo tanto,
no está limitada a ninguna configuración particular. Por ejemplo,
la pared de incidencia 30 puede incluir una o más secciones en forma
de arco 54 (véase la figura 15), o una o más secciones con forma
lineal 56 (véanse las figuras 3, 16, 17). Formas de realización de
la pared de incidencia del diente helicoidal 30 parcialmente
representadas en las figuras 15 y 16 incluyen una primera zona
cilíndricamente conformada 58. La primera zona 58 está dispuesta a
lo largo de la circunferencia 60 de la sección acanalada 14. La
forma de realización de la pared de incidencia del diente helicoidal
30 parcialmente representada en la figura 17 incluye un filo con un
radio 62 que se extiende entre la superficie de corte 28 y la pared
de incidencia 30. El filo con radio 62 está representado en la
figura 17 con una configuración de la pared de incidencia que
incluye secciones lineales 56. En formas de realización
alternativas, el filo con radio 62 puede ser utilizado con una
conformación en forma de arco.
La superficie de corte 28 incluye una primera
sección 36, una segunda sección 38, y un pico de rebaje 40 dispuesto
entre la primera sección 36 y la segunda sección 38. La primera
sección 36 de la superficie de corte 28 tiene una curvatura que por
lo menos sustancialmente sigue un primer radio. La segunda sección
38 de la superficie de corte 28 tiene una curvatura que por lo
menos sustancialmente sigue un segundo radio. El pico de rebaje 40
es el punto de intersección entre la primera sección 36 y la segunda
sección 38. Las secciones primera y segunda 36, 38 no están
limitadas a las formas circulares y pueden seguir cualquier
trayectoria en arco no circular. Por lo tanto, la descripción es
que cada sección sustancialmente sigue un radio. La segunda sección
38 termina aproximadamente en el punto de inflexión 42 de la
curvatura de la acanaladura.
Con referencia ahora a las figuras
4-13, el filo de corte 32 de cada diente helicoidal
26 incluye por lo menos una primera parte 44 y una segunda parte 46
y una sección de transición en arco 48 que conecta la primera parte
44 y la segunda parte 46. Las figuras 4 y 5 muestran
esquemáticamente la sección acanalada 14 de una fresa frontal con
mango 10, en la que cada uno de los dientes helicoidales 26 incluye
una parte de columna 44 y una segunda parte 46, unida junta
mediante una sección de transición en arco 48. El modelo de diente
helicoidal está representado como 26a, 26b, 26c, el cual se repite
(véanse también las figuras 12 y 13 que etiquetan las acanaladuras
F1, F2, F3, etcétera). La primera parte 44 se extiende a un primer
ángulo de hélice constante "HA1" con relación al eje de giro
16 de la fresa frontal con mango 10. La segunda parte 46 se extiende
a un segundo ángulo de hélice constante "HA2" con relación al
eje de giro 16 de la fresa frontal con mango 10. El primer ángulo
de hélice no es igual al segundo ángulo de hélice (HA1 \neq HA2).
En algunas formas de realización, cada diente helicoidal 26 incluye
más de dos partes (por ejemplo, véanse las figuras
6-12, tercera parte 47), cada una de las cuales
está conectada a una parte adyacente mediante una sección de
transición en arco 48.
Cada sección de transición en arco 48 que separa
partes adyacentes de un filo de corte 32 tiene una longitud (TL),
un radio (TR) y un punto central (TC). La longitud (TL) se extiende
desde una parte lineal hasta una parte lineal adyacente, a lo largo
de la trayectoria en arco de la sección de transición en arco 48. La
trayectoria en arco puede ser circular o de cualquier otra
geometría en arco que capacite que partes lineales adyacentes sean
unidas sin las partes que forman intersección. En aquellas formas de
realización en las cuales la sección de transición en arco 48 no es
circular, el radio (TR) de la sección de transición en arco 48 es un
radio que se ajusta sustancialmente en la trayectoria en arco. En
todos los casos, la sección de transición en arco 48 tiene una
longitud y un radio mayor que los que estarían presentes si dos
partes de filos de corte 32 provistas de ángulos en hélice
constantes, pero diferentes, formando intersección y el filo de
corte 32 estuviera interrumpido en la intersección por desbarbado o
similar. Las figuras 4-13 muestran un número de
formas diferentes de realización del filo. Diferentes longitudes de
la sección de transición en arco (TL), radios (TR) y centros (TC)
están etiquetados para distinguir las diferencias, por ejemplo TL1,
TL2, etcétera.
La separación circunferencial (también referida
como "distancia de indexación") del punto en el que se inicia
cada diente helicoidal 26 también se puede variar. En las formas de
realización esquemáticamente representadas en las figuras 4, 6 y 7,
la separación circunferencial entre los filos de corte 32 (y por lo
tanto las acanaladuras) es una distancia uniforme "A". En las
formas de realización esquemáticamente representadas en las figuras
8-10, la separación circunferencial entre los filos
de corte 32 (y por lo tanto las acanaladuras) varía entre
combinaciones de las distancias "A", "B", "C" y
"D", en donde A \neq B \neq C \neq D. Las combinaciones
representadas son ilustrativas de las diversas configuraciones de
indexación. La presente invención no está limitada a las formas de
realización representadas.
Con referencia a las figuras 2-4
y 14, en el funcionamiento de la fresa frontal con mango 10, los
dientes helicoidales 26 de la fresa frontal con mango 10 se acoplan
en la pieza de trabajo 34 cuando la fresa frontal con mango 10 gira
y la fresa frontal con mango 10 y la pieza de trabajo 34 se
desplazan una con relación a la otra. Una viruta 50 formada a
partir del acoplamiento de la primera parte 44 del diente helicoidal
26 estará caracterizada por diversos factores incluyendo el ángulo
de hélice constante (HA1) de la primera parte 44. Al mismo tiempo,
una segunda viruta 52 se formará por el acoplamiento de la segunda
parte 46 del diente helicoidal 26 con la pieza de trabajo 34, y
estará caracterizada por factores que incluyen el ángulo de hélice
constante (HA2) de la segunda parte 46. La sección de transición 48
dispuesta entre las partes primera y segunda 44, 46 promueve la
formación de dos virutas separadas 50, 52 cada una de ellas
caracterizada por el ángulo de la parte con la cual ha sido
acoplada. Como resultado, se produce un número mayor de virutas
pequeñas. Una forma de realización que tiene un número "n" de
partes de ángulo de hélice constante probablemente formará un
número "n" de virutas separadas. Por ejemplo, la figura 14
representa esquemáticamente una vista en despiece de una fresa
frontal con mango 10 y una pieza de trabajo 34. La fresa frontal con
mango 10 ha sido utilizada para tallar una muesca 64 en la pieza de
trabajo 34. Las dos partes 44, 46 del diente helicoidal de la fresa
frontal con mango 26 crea dos virutas distintas y separadas durante
un proceso de fresado; una viruta 50 está creada por la primera
parte 44 del diente helicoidal 26 y la otra viruta 52 está creada
por la segunda parte 46 del diente helicoidal 26. Las virutas 50,
52 se separan entre sí en el punto 66 que corresponde a la sección
de transición 48.
La provisión de una pluralidad de partes de
filos de corte 32, cada una de ellas provista de un ángulo de
hélice constante diferente, incrementa la aplicación de alternativas
disponibles utilizando la fresa frontal con mango de la presente
invención 10. Ciertas aplicaciones pueden favorecer tener una parte
inicial del filo de corte 32 dispuesta a un ángulo de hélice
constante particular (por ejemplo, un ángulo de hélice relativamente
bajo) y partes subsiguientes con ángulos de hélice constantes
incrementalmente mayores. De forma similar, es posible variar las
longitudes de las partes o las longitudes de las secciones de
transición en arco 48 dispuestas entre ellas o los radios de las
secciones de transición en arco 48 o la indexación entre los dientes
helicoidales 26. Las figuras 5-13 representan todas
esquemáticamente formas de realización provistas de diversas
configuraciones de las características anteriormente
mencionadas.
Una de las ventajas provistas por la fresa
frontal con mango de la presente invención 10 es que se proporciona
una fresa frontal con mango 10 que se puede realizar a la medida de
un material particular de modo que se produzcan tamaños de virutas
particulares y que sean expulsadas rápidamente de las acanaladuras
de la fresa frontal con
mango 10.
mango 10.
Otra ventaja de la fresa frontal con mango de la
presente invención 10 es que se puede reducir sustancialmente la
vibración indeseable. El filo de corte helicoidal 32 de cada
acanaladura puede estar configurado de modo que sea diferente de
una o más formas que el filo de corte helicoidal 32 del filo
adyacente. Como resultado, las fuerzas periódicas que son creadas
por una fresa frontal con mango simétrica 10 se reducen o eliminan.
Por consiguiente, la vibración que resulta de las fuerzas periódicas
también se reduce o se elimina. La reducción de la vibración mejora
la acción de corte y la vida de la herramienta de la fresa frontal
con mango 10, el acabado superficial del material y disminuye las
tensiones en las máquinas de fresar.
La reducción de la vibración también pueda hacer
posible utilizar un avance más rápido o una carga de viruta mayor
por diente 26. Una profundidad mayor de corte a menudo es posible
debido a la reducción de la vibración en la acción de corte.
Aunque esta invención ha sido representada y
descrita con respecto a las formas de realización detalladas de la
misma, aquellos expertos en la técnica comprenderán que se pueden
realizar diversos cambios en la forma y en los detalles de la misma
sin por ello salirse del ámbito de la invención. Por ejemplo, aunque
la presente invención ha sido descrita en el contexto de una fresa
frontal con mango, la invención también se puede aplicar a otros
tipos de herramientas de corte, incluyendo brocas buriladoras,
machos de roscar, fresas de roscar y herramientas helicoidales que
se puedan insertar.
Claims (8)
1. Una fresa frontal con mango (10) provista de
un eje de giro (16) que comprende:
- una sección del mango (12) que se extiende a
lo largo del eje de giro (16);
- una sección acanalada (14) que se extiende a
lo largo del eje de giro (16), provista de un primer extremo
integralmente unido a la sección del mango (12), un segundo extremo
(22) y una superficie exterior (24); y
- uno o más dientes helicoidales (26) dispuestos
a lo largo de la superficie exterior (24) de la sección acanalada
(14), cada diente helicoidal (26) estando provisto de una superficie
de corte (28) y una pared de incidencia (30) que forma intersección
para formar un ángulo que define un filo de corte helicoidal
(32);
caracterizada porque dicha superficie de
corte (28) de cada diente helicoidal (26) incluye una primera
sección (36), una segunda sección (20) y un pico de rebaje (40)
dispuesto entre la primera sección (36) y la segunda sección (38);
y
dicho filo de corte (32) de cada diente
helicoidal (26) incluye una primera parte (44) provista de un primer
ángulo de hélice constante (HA1), una segunda parte (46) provista
de un segundo ángulo de hélice constante (HA2) distinto del primer
ángulo de hélice (HA1) y una sección de transición en arco (48) que
conecta la primera parte (44) y la segunda parte (46).
2. La fresa frontal con mango (10) de la
reivindicación 1 en la que los primeros ángulos constantes (HA1) de
por lo menos dos de los dientes helicoidales (26) son diferentes
entre sí.
3. La fresa frontal con mango (10) de la
reivindicación 1 o 2 en la que los segundos ángulos constantes (HA2)
de por lo menos dos de los dientes helicoidales (26) son diferentes
entre sí.
4. La fresa frontal con mango (10) de cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3 en la que la sección de transición en
arco (48) de cada uno del uno o más dientes helicoidales (26)
incluye una longitud (TL) y un radio (TR).
5. La fresa frontal con mango (10) de cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 3 en la que la fresa frontal con mango
(10) incluye una pluralidad de dientes helicoidales (26) y en la que
la sección de transición en arco (48) de cada uno de la pluralidad
de dientes helicoidales (26) incluye una longitud (TL) y un radio
(TR).
6. La fresa frontal con mango (10) de la
reivindicación 5 en la que los radios (TR) de las secciones de
transición en arco (48) de por lo menos dos de la pluralidad de
dientes helicoidales (26) son diferentes entre sí.
7. La fresa frontal con mango (10) de la
reivindicación 5 o 6 en la que las longitudes de las secciones de
transición en arco (48) de por lo menos dos de la pluralidad de
dientes helicoidales (26) son diferentes entre sí.
8. La fresa frontal con mango (10) de las
reivindicaciones 1 a 7 en la que los dientes helicoidales (26)
incluyen por lo menos un primer diente helicoidal (26a) y un segundo
diente helicoidal (26b) separados entre sí por una primera
distancia de indexación (A) y una segunda distancia de indexación
(B) y la primera distancia de indexación (A) es mayor que la
segunda distancia de indexación (B).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US931733 | 1992-08-18 | ||
| US10/931,733 US7223053B2 (en) | 2004-09-01 | 2004-09-01 | Helical flute end mill with multi-section cutting edge |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2330954T3 true ES2330954T3 (es) | 2009-12-17 |
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ID=35478389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05796034T Active ES2330954T3 (es) | 2004-09-01 | 2005-08-30 | Fresa frontal con acanaladuras con filo de corte de varias secciones. |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7223053B2 (es) |
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