ES2564945T3 - Inserto rotatorio y taladro que usa el mismo - Google Patents

Inserto rotatorio y taladro que usa el mismo Download PDF

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ES2564945T3 ES13152378.9T ES13152378T ES2564945T3 ES 2564945 T3 ES2564945 T3 ES 2564945T3 ES 13152378 T ES13152378 T ES 13152378T ES 2564945 T3 ES2564945 T3 ES 2564945T3
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Kazuchika Naso
Makoto Abe
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Abstract

Un inserto rotatorio para un taladro, que comprende: una pluralidad de labios cortantes (6) proporcionados en una cara superior de un inserto rotatorio; un rompevirutas (7) proporcionado a lo largo de cada uno de los labios cortantes; y uno o una pluralidad de rebajes (8) proporcionados en el rompevirutas, extendiendose el uno 5 o la pluralidad de rebajes desde una porcion del rompevirutas cerca del labio cortante hacia un orificio central del inserto, en el que el uno o una pluralidad de rebajes se retraen desde un extremo del rompevirutas cerca del labio cortante hacia el centro del inserto en una cantidad de 0,2 mm o mayor, o el uno o una pluralidad de rebajes se comunican con o penetran en el orificio central del inserto, y caracterizado porque en el caso de que se proporcione un rebaje, ese rebaje se ubica en una porcion intermedia longitudinalmente de cada una de la pluralidad de labios cortantes, y en el caso de que se proporcione una pluralidad de rebajes, la pluralidad de rebajes se ubican en un area distante desde un borde del inserto del labio cortante periferico o del labio cortante central mediante una cantidad del 25 % al 60 % de la anchura de un inserto.

Description

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DESCRIPCION
Inserto rotatorio y taladro que usa el mismo Antecedentes de la invencion
1. Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un inserto rotatorio y a un taladro (taladro rotatorio) en el que una pluralidad de insertos rotatorios se combinan para definir labios cortantes.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
Los taladros usados para taladrar orificios en una pieza a trabajar de metal incluyen un taladro con sus labios cortantes definidos mediante una pluralidad de insertos rotatorios (en lo sucesivo, tambien llamados solamente insertos). Tal taladro se desvela en las siguientes referencias y similares.
El modelo de utilidad japones registrado con n.° 2582812 desvela un inserto rotatorio para un taladro, y un taladro con sus labios cortantes definidos mediante los insertos. En la configuracion, se mejora un rompevirutas para desechar las virutas con facilidad. Ademas, la solicitud de patente japonesa sin examinar con n.° de publicacion 2002-307221 desvela un inserto rotatorio para un taladro con rompevirutas de tipo multifuncion que tiene hendiduras de rompevirutas en una cara de inclinacion totalmente a lo largo de labios cortantes. La publicacion tambien desvela un inserto rotatorio que tiene adicionalmente protuberancias (porciones sobresalientes) en las hendiduras de rompevirutas.
Ademas, se sugieren un inserto rotatorio (con los rompevirutas de tipo multifuncion) con paredes de rompevirutas a lo largo de los labios cortantes, en lugar de las hendiduras de rompevirutas, y un inserto rotatorio con pequenas protuberancias de rompevirutas proporcionadas separadamente en la cara de inclinacion. Los insertos rotatorios con los rompevirutas de tipo multifuncion pueden contener hendiduras que incrementan localmente la resistencia del flujo de virutas para incrementar la capacidad de eliminacion de virutas (rendimiento de separacion).
En los insertos rotatorios desvelados en las referencias antes mencionadas y similares, cada rompevirutas aplica eficazmente torcimiento a las virutas de flujo, desechando por tanto eficazmente las virutas. Sin embargo, ya que el area de contacto de las virutas con la superficie del rompevirutas se incrementa, la resistencia del flujo de virutas y la resistencia de corte pueden incrementarse.
Pueden aparecer problemas similares en el inserto con los rompevirutas de tipo multifuncion que tienen adicionalmente las hendiduras. En este tipo de inserto rotatorio, la resistencia del flujo de virutas puede incrementarse localmente debido a las hendiduras, y por tanto, la resistencia de corte se incrementa adicionalmente.
En el inserto rotatorio que tiene las protuberancias pequenas proporcionadas por separado como los rompevirutas, la resistencia del flujo de virutas y la resistencia de corte pueden reducirse. Sin embargo, ya que las virutas entran en contacto con las pequenas protuberancias mediante contacto de punto, de esta manera, el efecto ventajoso del rompevirutas puede reducirse, y la capacidad de eliminacion de virutas puede deteriorarse.
El documento EP0800429B1 desvela un inserto rotatorio para un taladro de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.
Sumario de la invencion
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un inserto rotatorio para un taladro para reducir la resistencia del flujo de virutas, para proporcionar una capacidad de eliminacion eficaz de virutas y para reducir la resistencia de corte.
Para lograr el objeto anterior, la invencion proporciona un inserto rotatorio para un taladro que comprende las caractensticas de la reivindicacion 1.
Las realizaciones preferentes se definen mediante las reivindicaciones dependientes.
Las acciones y efectos ventajosos u otras configuraciones preferentes seran aparentes en la siguiente descripcion. Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una vista en planta que muestra un inserto rotatorio de acuerdo con una primera realizacion de la invencion.
La Figura 2 es una vista en seccion ampliada tomada a o largo de la lmea Y-Y en la Fig. 1.
La Figura 3 es una vista en seccion ampliada tomada a lo largo de la lmea Z-Z en la Fig. 1.
La Figura 4 es una vista en seccion ampliada adicional que muestra una parte de la Fig. 2.
La Figura 5 es una vista en planta que muestra un inserto rotatorio de acuerdo con una segunda realizacion de la invencion.
La Figura 6 es una vista en planta que muestra un inserto rotatorio de acuerdo con una tercera realizacion de la 5 invencion.
La Figura 7 es una vista en seccion ampliada de una porcion primaria que muestra una estructura ejemplar en la que penetra un rebaje hasta un orificio central.
La Figura 8 es una vista en seccion que muestra una porcion primaria de un taladro de acuerdo con una realizacion de la invencion.
10 La Figura 9 es una elevacion delantera que muestra el taladro en la Fig. 8.
La Figura 10 es una ilustracion simplificada que muestra la disposicion de un labio cortante periferico del taladro en la Fig. 8.
La Figura 11 es una ilustracion simplificada que muestra la disposicion de un labio cortante central del taladro en la Fig. 8.
15 La Figura 12 es una ilustracion esquematica que muestra el estado de contacto de una viruta con el rebaje.
La Figura 13 es un diagrama comparativo de cargas de avance medidas a traves de un ensayo de evaluacion de rendimiento.
Descripcion de las realizaciones preferentes
Las realizaciones de la invencion se describen en referencia a los dibujos adjuntos, Fig. 1 a 13. Las Fig. 1 a 4 20 muestran un inserto rotatorio de acuerdo con una primera realizacion de la invencion, la Fig. 5 muestra una segunda realizacion, y la Fig. 6 muestra una tercera realizacion. Cualquiera de los insertos rotatorios 1 ejemplares es un inserto positivo que tiene una forma de paralelogramo en una vista en planta. Los labios cortantes 6 se definen mediante cuatro crestas donde la cara superior 2, es decir, los cuatro lados en la periferia de una cara superior 2, se cruza con los flancos 3 y 4 en un angulo agudo (veanse las Fig. 2 y 3). Los labios cortantes 6 contienen dos pares 25 de labios cortantes, estando dispuesto cada par paralelo al otro. Un par de labios cortantes 6-1 (el subrndice se aplica para discriminar entre los dos tipos de labios cortantes) funciona como labios cortantes perifericos de un taladro. El otro par de labios cortantes 6-2 funciona como labios cortantes centrales del taladro. El inserto rotatorio 1 debena tener preferentemente los dos labios cortantes 6-1 que funcionan como los labios cortantes perifericos y los dos labios cortantes 62 que funcionan como los labios cortantes centrales del taladro para equilibrar los tipos de los 30 insertos 1. Sin embargo, la forma del inserto 1 no tiene que ser un paralelogramo, y puede ser un polfgono.
El inserto rotatorio 1 tiene un orificio central 5 para su union. Un rompevirutas 7 esta dispuesto continuamente en la cara superior 2 para extenderse longitudinalmente a lo largo de todo el labio cortante 6. Un rebaje 8 se proporciona respectivamente en una porcion longitudinalmente intermedia del rompevirutas 7. Un llano 9 se forma abombando una pieza de la cara superior 2.
35 El rompevirutas 7 ilustrado es una combinacion de la pared 7a del rompevirutas curvada hacia arriba a una posicion mas alta que la posicion del labio cortante 6, y una hendidura del rompevirutas en la que la cara de inclinacion (cara superior 2) cerca del labio cortante 6 se curva hacia abajo para que la hendidura se ubique parcialmente mas abajo de la posicion del labio cortante 6. El rompevirutas 7 tiene una anchura W que va desde 0,5 a 2,0 mm como en los ejemplos. Sin embargo, la anchura W no se limita a esto, y un valor apropiado puede seleccionarse de acuerdo con 40 las condiciones de corte y el material de una pieza maquina. Tal como se muestra en las Fig. 2 y 3, un extremo 7b del rompevirutas 7 cerca del labio cortante 6 puede ubicarse en una posicion mas alta que la posicion del labio cortante 6. Por tanto, las virutas colisionan probablemente con el rompevirutas 7, proporcionando una eficaz capacidad de eliminacion de las virutas.
El rebaje 8 tiene una distancia retrafda H de 0,2 mm o mayor, desde el extremo 7b cerca del labio cortante 6 al 45 centro del inserto 1. Si una distancia D mostrada en la Fig. 1 desde el extremo 7b del rompevirutas 7 cerca del labio cortante 6 hasta el orificio central 5 es 0,2 mm o menor, la distancia retrafda H no puede satisfacer la condicion. De esta manera, tal como se muestra en la Fig. 7, el rebaje 8 penetra en el orificio central 5. Ademas, si una distancia (distancia E en la Fig. 1) desde un extremo del rebaje 8 cerca del orificio central 5 al orificio central 5 es 0,5 mm o menor, es diffcil mantener la resistencia de una porcion (porcion F en la Fig. 7) del llano 9 que se extiende entre el 50 rebaje 8 y el orificio central 5. La porcion puede romperse facilmente durante el uso o la fabricacion del inserto 1. Para evitar esto, el rebaje 8 puede penetrar en el orificio central 5. Si el rebaje 8 se retrae desde el extremo 7b del rompevirutas 7 cerca del labio cortante 6 al centro del inserto 1 una distancia de 0,2 mm o mayor, las virutas se descargan sin entrar en contacto con la parte inferior del rebaje 8 ni el extremo del mismo cerca del orificio central 5. De esta manera, la resistencia del flujo de virutas puede reducirse eficazmente.
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Los rebajes 8 pueden componerse solo de aquellos que no alcanzan el orificio central 5, o solo de aquellos que penetran en el orificio central 5. Como alternativa, tal como se muestra en la Fig. 1, los rebajes pueden componerse de aquellos que no alcanzan el orificio central 5, y aquellos que penetran en el orificio central 5. Todavfa como alternativa, tal como se muestra en la Fig. 5, puede proporcionarse una pluralidad de rebajes 8 en posiciones con un intervalo apropiado a lo largo de cada labio cortante 6.
El rebaje 8 puede estar dispuesto en un area distante de un borde de inserto en una cantidad del 25 % al 60 % de la anchura de un inserto. Para la pieza usada como el labio cortante periferico del taladro, tal como se muestra en las Fig. 5 y 6, se asume que la anchura del inserto antes mencionada es una anchura A del inserto definida mediante una dimension entre los labios cortantes 6-2, y el borde del inserto es un borde de la pieza que funciona sustancialmente como el labio cortante periferico durante el uso del inserto 1. Para la pieza usada como el labio cortante central del taladro, se asume que la anchura del inserto antes mencionada es una anchura B del inserto definida mediante una dimension entre los labios cortantes 6-1, y el borde del inserto es un borde de la pieza que funciona sustancialmente como el labio cortante central durante el uso del inserto 1. Siempre y cuando se satisfagan las condiciones, ambos extremos de una viruta en una direccion de anchura entran en contacto fiablemente con la cara de pared del rompevirutas 7 y, por tanto, la viruta puede descargarse. La capacidad de eliminacion de virutas no se deteriora incluso cuando se proporciona el rebaje 8.
Aunque se describira mas tarde, el inserto 1 ejemplar usa uno de los lados adyacentes (labios cortantes) como el labio cortante periferico del taladro, y usa el otro como el labio cortante central. La cantidad de superposicion entre el lugar del labio cortante periferico y el del labio cortante central vana para acomodar la variacion en el diametro del taladro. Para evitar que la capacidad de eliminacion de virutas se deteriore a traves de la variacion, el rebaje 8 debena estar dispuesto preferentemente en el area distante del borde del inserto en una cantidad del 25 % al 60 % de la anchura del inserto.
El rebaje 8 puede tener una profundidad G (veanse las Fig. 2 y 3) de 0,1 mm o mas. Cuando la profundidad G es 0,1 mm o mayor, se forma un aclaramiento entre la parte inferior del rebaje 8 y las virutas, y el rebaje puede reducir fiable y eficazmente la resistencia de contacto. Si la anchura C del rebaje 8 es demasiado grande, las virutas probablemente entraran en contacto con la parte inferior del rebaje 8. Por tanto, se obtiene un valor apropiado de acuerdo con las condiciones de corte y el material de una pieza a trabajar.
Ademas, cuando la longitud eficaz total del rompevirutas 7 para un lado es equivalente al 40 % o mas de la anchura A o B del inserto, o cuando el rompevirutas 7 incluye una cara de pared de rompevirutas lineal con una longitud del 20 % o mas (longitud a lo largo del labio cortante 6) de la anchura A o B del inserto, puede proporcionarse la capacidad de eliminacion de virutas necesaria para su uso en condiciones de corte normales. Las condiciones de corte normales mencionadas en este caso contienen una velocidad de corte que va desde 70 a 400 m/minuto, y un suministro por revolucion de 0,05 mm/revolucion o mayor. Si el suministro por revolucion es 0,05 mm o menor, las virutas producidas pueden ser tan finas que el rebaje 8 no pueda reducir eficazmente el area de contacto.
Las Fig. 8 y 9 muestran un taladro ejemplar de la invencion, que tiene los insertos rotatorios 1 antes descritos para definir los labios cortantes 6 del mismo. El taladro tiene un cuerpo 11 de taladro con dos estnas 12 en su periferia. El cuerpo 11 de taladro tiene en una punta del mismo asiento 13 de inserto en posiciones rotadas aproximadamente 180 grados. Los dos asientos 13 de inserto se ubican con diferentes distancias de instalacion respecto al centro O del taladro. Los insertos rotatorios 1 de la invencion se unen de manera que puedan desmontarse de los asientos 13 de inserto con tornillos 14 de fijacion.
Los dos insertos rotatorios 1 se unen de una manera que las caras superiores 2 sirvan como caras de inclinacion. Uno de los insertos rotatorios 1 cerca de la periferia del cuerpo 11 del taladro esta dispuesto de manera que una de las esquinas agudas se ubique en la periferia mas exterior del borde mas lejano tal como se muestra en la Fig. 10. El labio cortante 6-1 del inserto 1 define el labio cortante periferico del taladro en un angulo 0 respecto a una lmea perpendicular al eje del taladro. El otro de los insertos rotatorios 1 esta dispuesto de manera que una de las esquinas obtusas se ubique cerca de la periferia mientras que una de las esquinas agudas se ubica en una posicion que supera el centro del taladro tal como se muestra en la Fig. 11. El labio cortante 6-2 que se inclina en la misma direccion que el labio cortante periferico del inserto 1 define el labio cortante central del taladro.
El labio cortante periferico del taladro definido mediante el labio cortante 6-1 y el labio cortante central del taladro definido mediante el labio cortante 6-2 comparten un area de corte que se extiende desde el centro del taladro a la periferia del taladro para realizar el corte. Las virutas producidas durante el corte entran en el rebaje 8 tal como se muestra en la Fig. 12. El tamano del rebaje 8 se determina para que se proporcione un aclaramiento entre la parte inferior del rebaje 8 y una viruta 10 (el tamano optimo del rebaje 8 puede variar de acuerdo con las condiciones de corte y el material de una pieza a trabajar), por donde pueden reducirse el area de contacto de las virutas respecto al inserto 1 y la resistencia de corte.
Ejemplo 1
Se realizo un ensayo de evaluacion para comprobar la eficacia de reduccion de la resistencia de corte con o sin los rebajes formados en el rompevirutas. El ensayo se realizo usando un inserto con la forma de la Fig. 1 en el que el
rebaje, como la caractenstica de la invencion, se formo en la porcion intermedia longitudinalmente del rompevirutas, y usando un inserto con una forma similar a la Fig. 1, pero sin rebaje. Se prepararon taladros con un diametro de $ 20,0 mm con el labio cortante periferico y el labio cortante central definidos mediante los insertos con los rebajes o mediante los insertos sin rebaje. Una pieza a trabajar de SCM415 y una pieza a trabajar de SUS304 se mecanizaron 5 en unas condiciones de velocidad de corte V = 175 m/minuto, y un suministro por revolucion = 0,15 mm/revolucion, mediante corte en humedo. Despues, se midieron las cargas de avance durante la mecanizacion. Los resultados de las medidas se muestran en la Fig. 13. Tal como se muestra en el resultado del ensayo, el taladro que usa el inserto con el rebaje formado en el rompevirutas tiene una carga de avance menor en comparacion con el taladro que usa el inserto sin un rebaje. De esta manera, puede encontrarse la eficacia de reduccion de la resistencia de corte. Debe 10 apreciarse que no existieron diferencias sustancialmente en la forma de las virutas y en el estado de rotura de las mismas. No aparecio la influencia de la capacidad de eliminacion de virutas debido al rebaje.
Ejemplo 2
A continuacion, se preparo un taladro con los insertos, en el que los rebajes se proporcionaron en los rompevirutas, para definir el labio cortante periferico y el labio cortante central. Una pieza a trabajar de S50C y una pieza a trabajar 15 de SS400 se mecanizaron con el taladro en las mismas condiciones que en el Ejemplo 1. En este ensayo, la distancia retrafda H del rebaje 8 mostrado en las Fig. 2 y 3, desde el extremo 7b del rompevirutas cerca del labio cortante hasta el centro del inserto, y la profundidad G del rebaje 8 variaron. Despues, se comprobo si el rebaje 8 podfa proporcionar la eficacia de reduccion de la resistencia de corte (carga de avance). El resultado se muestra en las Tablas I y II.
20 Tabla I Eficacia de reduccion de avance
Distancia retrafda H (mm)
Pieza a trabajar
0,05 0,1 0,2 0,3
S50C
No encontrada Encontrada Encontrada Encontrada
SS400
No encontrada No encontrada Encontrada Encontrada
Tabla II Eficacia de reduccion de avance
Profundidad G del rebaje (mm)
Pieza a trabajar
0,05 0,1 0,2 0,3
S50C
No encontrada Encontrada Encontrada Encontrada
SS400
No encontrada Encontrada Encontrada Encontrada
Tal como se clarifica mediante el ensayo, si la distancia retrafda H del rebaje 8, desde el extremo del rompevirutas 25 cerca del labio cortante hasta el centro del inserto, fue 0,2 mm o menor, no se proporciono el efecto ventajoso por parte del receso dependiendo del material de la pieza maquina. Las virutas producidas tuvieron una porcion de paso con una altura de aproximadamente 0,1 mm como maximo en la porcion introducida en el rebaje. La distancia retrafda H del extremo del rebaje 8 cerca del orificio central 5, desde el extremo del rompevirutas cerca del labio cortante, se determino en 0,2 mm, como una dimension que permite que la porcion de paso de la viruta no entre en 30 contacto con el extremo del rebaje 8 cerca del orificio central.
La profundidad G del rebaje 8 puede ser 0,1 mm o mayor de acuerdo con el mismo motivo, y el resultado del ensayo tambien soporta el valor.

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Un inserto rotatorio para un taladro, que comprende:
    una pluralidad de labios cortantes (6) proporcionados en una cara superior de un inserto rotatorio; un rompevirutas (7) proporcionado a lo largo de cada uno de los labios cortantes; y
    uno o una pluralidad de rebajes (8) proporcionados en el rompevirutas, extendiendose el uno o la pluralidad de
    rebajes desde una porcion del rompevirutas cerca del labio cortante hacia un orificio central del inserto,
    en el que el uno o una pluralidad de rebajes se retraen desde un extremo del rompevirutas cerca del labio
    cortante hacia el centro del inserto en una cantidad de 0,2 mm o mayor, o el uno o una pluralidad de rebajes se
    comunican con o penetran en el orificio central del inserto, y
    caracterizado porque
    en el caso de que se proporcione un rebaje, ese rebaje se ubica en una porcion intermedia longitudinalmente de cada una de la pluralidad de labios cortantes, y en el caso de que se proporcione una pluralidad de rebajes, la pluralidad de rebajes se ubican en un area distante desde un borde del inserto del labio cortante periferico o del labio cortante central mediante una cantidad del 25 % al 60 % de la anchura de un inserto.
  2. 2. El inserto rotatorio para el taladro de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que una distancia desde un borde del rebaje que esta cerca del orificio central, respecto al orificio central es 0,5 mm o mayor.
  3. 3. El inserto rotatorio para el taladro de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que la profundidad del uno o de la pluralidad de rebajes es 0,1 mm o mayor.
  4. 4. El inserto rotatorio para el taladro de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una posicion del extremo del rompevirutas cerca del labio cortante es mas alta que una posicion del labio cortante.
  5. 5. Un taladro que comprende: un cuerpo (11) de taladro que tiene en una punta del mismo una pluralidad de puntos de instalacion; y una pluralidad de los insertos rotatorios, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, unidos respectivamente a la pluralidad de puntos de instalacion con diferentes distancias de instalacion respecto al centro del taladro, de manera que las caras superiores con los rompevirutas sirven como caras de inclinacion, en el que los insertos rotatorios comparten un area de corte que se extiende desde el centro del taladro hasta la periferia del taladro para realizar el corte.
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