ES2960938T3 - Inserto de corte con forma cuadrada que tiene bordes de corte secundarios y de esquina curvados, y herramienta de corte rotativa - Google Patents
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Abstract
Un inserto de corte indexable (20) tiene superficies superior e inferior (22, 24) con una superficie periférica (26) que se extiende entre ellas y que tiene cuatro superficies laterales (30) que se alternan con cuatro superficies de esquina (32). Las superficies laterales y de esquina (30, 32) intersectan la superficie superior (22) para formar bordes cortantes laterales y de esquina (40, 42) respectivamente. Cada borde de corte lateral (40) incluye un borde de corte primario (46) contiguo a uno de los bordes de corte de esquina (42) en un primer punto extremo (N1) y un borde de corte secundario (48) contiguo a otro de los bordes de corte de esquina (42).) en un segundo punto final (N2). En una vista superior, los cuatro filos de corte primarios (46) definen un primer cuadrado imaginario (S1), cada filo de corte primario (46) es tangencial a su filo de corte de esquina (42) contiguo, y cada filo de corte secundario (48) es curvado y enteramente ubicado en uno de los cuatro cuadrantes imaginarios (Q1, Q2, Q3, Q4). El inserto está asegurado de manera removible en una herramienta de corte giratoria (58) de manera que uno de los bordes cortantes secundarios (48', fig. 9) contiene el punto axialmente más adelantado (NA) del borde periférico superior (28) del inserto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Inserto de corte con forma cuadrada que tiene bordes de corte secundarios y de esquina curvados, y herramienta de corte rotativa
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una herramienta de corte rotativa y a un inserto de corte indexable que en una vista superior de su superficie superior tiene forma generalmente cuadrada. La herramienta y el inserto se utilizan en procesos de corte de metal en general, y en operaciones de fresado con altas velocidades de avance en particular. El documento WO 2016/039347 A describe ejemplos de un inserto de corte indexable y una herramienta de corte rotativa según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 6 respectivamente.
Antecedentes de la invención
Dentro del campo de las herramientas de corte utilizadas en operaciones de fresado con altas velocidades de avance, existen muchos ejemplos de insertos de corte indexables de forma generalmente cuadrada y de un solo lado, que tienen cuatro bordes de corte primario o mayor, en una vista superior de su superficie superior.
El documento US 6,945,740 en sus Figuras 4 a 8, describe un inserto de corte indexable de un solo lado que tiene una forma generalmente cuadrada en vista superior. El inserto incluye primer y segundo pares de bordes de corte primarios (mayores) mutuamente paralelos, cuatro esquinas y cuatro bordes secundarios (limpiadores). Cada borde limpiador está situado entre un borde de corte principal y una esquina respectiva. Los bordes limpiadores son más cortos que los bordes principales de corte y están inclinados con respecto a ellos, en donde una línea de extensión imaginaria del borde limpiador forma un primer ángulo agudo con el respectivo borde de corte principal cuando se ve el inserto en una dirección perpendicular a la superficie superior. Los asientos de corte están dispuestos para orientar los insertos en donde un borde limpiador axialmente más adelantado de cada inserto se encuentra en un plano orientado perpendicular al eje, y en donde un borde limpiador radialmente más exterior de cada inserto está orientado paralelo al eje.
El documento US 7,220,083 en sus Figuras 4A a 4C, describe un inserto de corte indexable de un solo lado que tiene una forma generalmente cuadrada en vista superior. El inserto tiene cuatro bordes de corte convexos idénticos conectados por esquinas de nariz. Cada uno de los cuatro bordes de corte convexos incluye una parte curva de borde de corte primario (mayor) con un radio de curvatura grande, y dos partes rectas de borde de corte secundario (menor). Se dice que las partes curvadas de la borde de corte principal proporcionan a la inserto de corte una resistencia favorable en la borde de corte. Una superficie de holgura cónica se extiende hacia abajo desde cada parte de borde de corte principal, y una superficie de holgura plana se extiende hacia abajo desde cada parte de borde de corte secundario. Una pluralidad de insertos de corte se dispone en bolsillos de un cuerpo de corte de manera que una parte de borde de corte menor de cada inserto sea perpendicular al eje de corte para garantizar un buen acabado superficial en la superficie mecanizada.
El documento US 4,681,488 en sus Figuras 2 a 4, describe un inserto de corte indexable de un solo lado que tiene una forma generalmente cuadrada en vista superior. En este inserto, cada una de las bordes de corte de las esquinas comprende una pluralidad de segmentos de borde de corte rectos.
El documento US 5,807,031 en sus Figuras 16 y 24, describe un inserto de corte indexable de doble cara que tiene una forma generalmente cuadrada en vista superior. El inserto tiene bordes de corte principales rectos, ambos extremos de los cuales forman ángulos con segmentos de bordes de corte rectos adyacentes pertenecientes a bordes de corte secundarios y/o de esquina.
El documento US 2012/0070242A1 en su Figura 25, describe un inserto de corte indexable de un solo lado que tiene una forma generalmente cuadrada en vista superior. El inserto tiene bordes de corte principales rectos que forman un ángulo con segmentos de bordes de corte secundarios rectos adyacentes.
El documento US 6,957,935 en sus Figuras 2 a 4, describe un inserto de corte indexable de un solo lado que tiene una forma generalmente cuadrada en vista superior. El inserto tiene bordes de corte principales curvados que se conectan con bordes de corte secundarios rectos adyacentes, cada borde de corte secundario funciona básicamente como un limpiador en operaciones de fresado de hombro cuadrado para mejorar el acabado superficial de una pieza de trabajo.
El documento US 2014/0341660A1 en su Figura 7, describe un inserto de corte indexable de doble cara que tiene una forma generalmente cuadrada en vista superior. El inserto tiene bordes de corte principales rectos que forman un ángulo de menos de 180° con los bordes de corte secundarios rectos adyacentes ("bordes limpiadores"), los bordes limpiadores funcionan básicamente para mejorar el acabado superficial de una pieza de trabajo en operaciones de fresado de hombro cuadrado.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un inserto de corte indexable económicamente eficiente adecuada para su uso en operaciones de fresado con altas velocidades de avance.
También es un objetivo de la presente invención proporcionar un inserto de corte robusta con una vida útil prolongada.
Además, es otro objetivo de la presente invención proporcionar una herramienta de corte rotativa mejorada en la cual la inserto de corte indexable está asegurada de forma removible en un cuerpo de corte con un alto nivel de estabilidad.
Resumen de la invención
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un inserto de corte indexable que tiene las características de la reivindicación 1.
También de acuerdo con la presente invención, se proporciona una herramienta de corte rotativa que tiene las características de la reivindicación 6.
Los bordes de corte secundarios continuamente curvados del inserto de corte en la presente invención están configurados para aumentar la resistencia de los bordes de corte laterales y proporcionar un inserto de corte robusta con una vida útil prolongada, adecuada para su uso en operaciones de fresado con altas velocidades de avance. Breve descripción de las figuras
Para una mejor comprensión, la invención se describirá ahora, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos en los que las líneas de trazo y punto representan los límites de corte para vistas parciales de un elemento y en los que:
La Figura 1 es una vista en perspectiva de un inserto de corte de acuerdo con algunas modalidades de la presente invención;
La Figura 2 es una vista lateral del inserto de corte mostrada en la Figura 1;
La Figura 3a es una vista superior del inserto de corte mostrada en la Figura 1;
La Figura 3b es una vista superior detallada del inserto de corte mostrada en la Figura 1;
La Figura 4 es una vista en sección transversal del inserto de corte mostrada en la Figura 2, tomada a lo largo de la línea IV-IV;
La Figura 5 es una vista parcial en sección transversal del inserto de corte mostrada en la Figura 3a, tomada a lo largo de la línea V-V;
La Figura 6a es una vista superior de un inserto de corte de acuerdo con una primera modalidad adicional de la presente invención;
La Figura 6b es una vista parcial en sección transversal del inserto de corte mostrada en la Figura 6a, tomada a lo largo de la línea VIb-VIb;
La Figura 6c es una vista parcial en sección transversal del inserto de corte mostrada en la Figura 6a, tomada a lo largo de la línea Vic-Vic;
La Figura 7a es una vista superior de un inserto de corte de acuerdo con una segunda modalidad adicional de la presente invención;
La Figura 7b es una vista parcial en sección transversal del inserto de corte mostrada en la Figura 7a, tomada a lo largo de la línea VIIb-VIIb;
La Figura 7c es una vista parcial en sección transversal del inserto de corte mostrada en la Figura 7a, tomada a lo largo de la línea VIIc-VIIc;
La Figura 8 es una vista en perspectiva de la herramienta de corte de acuerdo con algunas modalidades de la presente invención;
La Figura 9 es una vista lateral detallada de la herramienta de corte mostrada en la Figura 8;
La Figura 10 es una vista en perspectiva desglosada detallada de la herramienta de corte mostrada en la Figura 8.
Descripción detallada de la invención
Como se muestra en las Figuras 1 a 5, un primer aspecto de la presente invención se refiere a un inserto de corte indexable 20 que tiene superficies superior e inferior opuestas 22, 24 con una superficie periférica 26 y un eje del inserto A1 que se extiende entre ellas.
En algunas modalidades de la presente invención, la inserto de corte 20 puede ser indexable alrededor del eje del inserto A1.
También en algunas modalidades de la presente invención, el inserto de corte 20 puede preferentemente ser fabricado mediante prensado en forma y sinterización de un carburo cementado, como el carburo de tungsteno, y puede estar recubierto o sin recubrir.
Además, en algunas modalidades de la presente invención, toda la superficie periférica 26 del inserto puede carecer de partes de superficie molidas del tipo que resulta de operaciones de rectificado. Como se sabe por aquellos expertos en la materia, dichas superficies de tierra se caracterizan por tener valores de rugosidad superficial Ra bajos (por ejemplo, Ra de 0,3 |jm o menos) que no se pueden lograr mediante prensado y sinterización.
Debe apreciarse que el rectificado periférico de un inserto de corte se realiza típicamente de forma individual y puede llevar tiempo, por lo que prescindir de este paso de fabricación puede ser beneficioso desde el punto de vista económico.
Como se muestra en la Figura 2, la superficie inferior 24 puede ser plana y perpendicular al eje del inserto A1.
En otras modalidades de la presente invención, la superficie inferior 24 puede incluir una pluralidad de sub superficies inferiores coplanares (no mostradas).
Como se muestra en las Figuras 1 y 2, la superficie periférica 26 se interseca con la superficie superior 22 para formar un borde periférico superior continuo 28, e incluye cuatro superficies laterales del inserto 30 que se alternan circunferencialmente con cuatro superficies de esquina del inserto 32.
En algunas modalidades de la presente invención, todo el borde periférico superior 28 puede estar contenido en un primer plano P1.
Como se muestra en la Figura 2, el primer plano P1 puede ser perpendicular al eje del inserto A1.
En algunas modalidades de la presente invención, la superficie superior 22 puede incluir una superficie de la tierra continua 34 que interseca el borde periférico superior 28.
También en algunas modalidades de la presente invención, la superficie superior 22 puede incluir una región central plana 36 ubicada completamente entre el primer plano P1 y la superficie inferior 24.
Además, en algunas modalidades de la presente invención, la superficie superior 22 puede incluir una superficie de barrido continua 38 que se extiende entre la superficie de la tierra 34 y la región central 36.
Como se muestra en las Figuras 1 y 2, cada superficie lateral del inserto 30 se interseca con la superficie superior 22 para formar un borde de corte lateral 40, y cada superficie de esquina del inserto 32 se interseca con la superficie superior 22 para formar un borde de corte de esquina curvado 42.
En algunas modalidades de la presente invención, la superficie inferior 24 puede carecer de bordes de corte, y el inserto de corte 20 puede ser descrito como 'de un solo lado'. En otras modalidades (no mostradas), el inserto puede tener bordes de corte en ambas superficies superior e inferior 22, 24, y por lo tanto ser descrito como 'de doble cara'. Un agujero pasante 44 coaxial con el eje del inserto A1 interseca las superficies superior e inferior 22, 24.
Además, en algunas modalidades de la presente invención, la inserto de corte 20 puede presentar una simetría rotacional de cuatro veces alrededor del eje del inserto A1.
Como se muestra en las Figuras 3a y 3b, cada borde de corte lateral 40 incluye un borde de corte principal 46 adyacente a uno de los bordes de corte de esquina 42 en un primer punto final N1 y un borde de corte secundario 48 adyacente a otro de los bordes de corte de esquina 42 en un segundo punto final N2.
Según la presente invención, en una vista superior del inserto de corte 20 a lo largo del eje del inserto A1, como se muestra en la Figura 3a:
cada uno de los cuatro bordes de corte principales 46 es recto, y los cuatro bordes de corte principales 46 definen cuatro lados de un primer cuadrado imaginario S1,
cada borde de corte principal 46 es tangente a su borde de corte de esquina adyacente 42, y
cada borde de corte secundario 48 está continuamente curvado y completamente ubicado en uno de los cuatro cuadrantes imaginarios Q1, Q2, Q3, Q4 definidos por dos líneas imaginarias mutuamente perpendiculares que bisecan los cuatro lados del primer cuadrado imaginario.
Debe apreciarse que en la vista superior del inserto de corte 20, cada borde de corte de esquina curvado 42 se extiende desde un borde de corte principal recto adyacente 46 perteneciente a un primer borde de corte lateral 40, hasta un borde de corte secundario continuamente curvado adyacente 48 perteneciente a un segundo borde de corte lateral 40 adyacente circunferencialmente.
También se debe apreciar que, en el presente contexto, un borde de corte "continuamente curvado" es aquel que carece de discontinuidades, como aquellas formadas por segmentos lineales que están angulados entre sí.
En algunas modalidades de la presente invención, el primer cuadrado imaginario S1 puede tener su punto central contenido en el eje del inserto A1.
Debe apreciarse que cada borde de corte secundario 48, al ser continuamente curvado, aumenta la resistencia de los bordes de corte laterales 40, proporcionando así un inserto de corte robusta 20 con una vida útil prolongada, adecuada para su uso en operaciones de fresado con altas velocidades de avance.
En la vista superior del inserto de corte 20, como se muestra en la Figura 3a, cada borde de corte principal 46 puede extenderse a través de dos de los cuatro cuadrantes imaginarios Q1, Q2, Q3, Q4.
El borde de corte principal 46 es recto, es decir, lineal, tanto en la vista superior del inserto de corte 20 como en una vista lateral.
Como se muestra en la Figura 2, en una vista lateral de una superficie lateral del inserto dada 30, al menos una parte del borde de corte principal 46 asociado con una superficie lateral del inserto adyacente circunferencialmente 30 es visible, y al menos una parte del borde de corte secundario 48 asociado con una segunda superficie lateral del inserto adyacente circunferencialmente 30 es visible, las primeras y segundas superficies laterales del inserto 30 están opuestas entre sí.
En la vista superior del inserto de corte 20, como se muestra en la Figura 3a, ninguna parte del borde periférico superior 28 puede extenderse fuera del imaginario primer cuadrado S1.
En algunas modalidades de la presente invención, como se muestra en la Figura 3a, ninguna parte del inserto de corte 20 puede extenderse fuera del imaginario primer cuadrado S1.
Como se muestra en las Figuras 3a y 3b, cada borde de corte de esquina 42 está continuamente curvado y tiene un primer radio de curvatura constante R1, y cada borde de corte secundario continuamente curvado 48 puede tener un segundo radio de curvatura constante<r>2.
En algunas modalidades de la presente invención, el segundo radio de curvatura R2 puede ser mayor que el primer radio de curvatura R1.
También en algunas modalidades de la presente invención, el segundo radio de curvatura R2 puede ser al menos tres veces mayor, y como máximo diez veces mayor, que el primer radio de curvatura R1, es decir, 3*R1 < R2 < 10*R1.
En la vista superior del inserto de corte 20, como se muestra en la Figura 3a, cada borde de corte de esquina continuamente curvado 42 puede tener un primer punto central radial C1, y los cuatro primeros puntos centrales radiales C1 pueden definir cuatro esquinas de un segundo cuadrado imaginario S2.
En algunas modalidades de la presente invención, el segundo cuadrado imaginario S2 puede tener su punto central contenido en el eje del inserto A l.
Como se muestra en la Figura 3a, mediante dos pares de líneas imaginarias mutuamente perpendiculares que se intersecan en las cuatro esquinas imaginarias del primer y segundo cuadrado, el primer cuadrado imaginario S1 está desplazado en rotación con respecto al segundo cuadrado imaginario S2 por un primer ángulo de desplazamiento 01.
En algunas modalidades de la presente invención, el primer ángulo de desplazamiento 01 puede ser menor a 5 grados, es decir, 01 < 5°.
En la vista superior del inserto de corte 20, como se muestra en la Figura 3b, una primera línea recta imaginaria L1 que contiene uno de los segundos extremos N2 es tangente tanto a su borde de corte secundario asociado 48 como al borde de corte de esquina adyacente 42.
Debe apreciarse que la tangencialidad de la primera línea recta imaginaria L1 con respecto a su correspondiente borde de corte secundario 48 y el borde de corte de esquina adyacente 42 garantiza una transición suave entre ellos, lo que proporciona un inserto de corte resistente 20 con una vida útil prolongada, adecuada para su uso en operaciones de fresado con altas velocidades de avance.
Como se muestra en la Figura 3b, la primera línea recta imaginaria L1 puede formar un ángulo de corte principal agudo a l con el borde de corte principal 46 contenido en el mismo borde de corte lateral 40 que su borde de corte secundario asociado 48.
El ángulo de corte principal a l es de al menos 5 grados y como máximo 15 grados, es decir, 5° < a l < 15°.
En la vista superior del inserto de corte 20, como se muestra en las Figuras 3a y 3b, cada borde de corte principal 46 se adhiere tangencialmente al borde de corte secundario 48 contenido en el mismo borde de corte lateral 40 en un punto de transición Nt.
Como se muestra en la Figura 3a, cada borde de corte principal 46 puede tener una longitud de corte principal Lp y cada lado del imaginario primer cuadrado S1 puede tener una longitud de lado primero Ls1.
En algunas modalidades de la presente invención, la longitud de corte principal Lp puede ser mayor que la mitad de la longitud del primer lado Ls1.
Como se muestra en las Figuras 1 y 2, cada superficie lateral del inserto 30 incluye una superficie de alivio lateral del inserto 50 que interseca la superficie superior 22, y una superficie de tope lateral del inserto 52 entre la superficie de alivio lateral del inserto 50 y la superficie inferior 24.
En algunas modalidades de la presente invención, cada superficie de alivio lateral del inserto 50 puede incluir una superficie de alivio principal 54 adyacente a su borde de corte principal asociado 46, y una superficie de alivio secundaria 56 adyacente a su borde de corte secundario asociado 48.
También en algunas modalidades de la presente invención, cada superficie de alivio principal 54 puede ser plana, y cada superficie de alivio secundaria 56 puede ser convexa.
Además, en algunas modalidades de la presente invención, cada superficie de tope lateral del inserto 52 puede ser plana.
Como se muestra en la Figura 4, en una sección transversal tomada en un segundo plano P2 perpendicular al eje del inserto A1 e intersecando las cuatro superficies de tope lateral del inserto 52, las cuatro superficies de tope lateral del inserto 52 definen cuatro lados de un tercer cuadrado imaginario S3.
En algunas modalidades de la presente invención, el tercer cuadrado imaginario S3 puede tener su punto central contenido en el eje del inserto A1.
En la sección transversal tomada en el segundo plano P2, como se muestra en la Figura 4, cada superficie de tope lateral del inserto 52 puede intersecar dos superficies de esquina del inserto 32 adyacentes circunferencialmente. En algunas modalidades de la presente invención, el segundo plano P2 puede estar ubicado más cerca del primer plano P1 que de la superficie inferior 24.
Como se muestra en la Figura 4, mediante dos pares de líneas imaginarias mutuamente perpendiculares que se intersecan en las cuatro esquinas imaginarias del primer y tercer cuadrado, el primer cuadrado imaginario S1 puede estar desplazado en rotación respecto al tercer cuadrado imaginario S3 por un segundo ángulo de desplazamiento 02.
En algunas modalidades de la presente invención, el segundo ángulo de desplazamiento 02 puede ser menor a 5 grados, es decir, 02 < 5°.
Debe apreciarse que, para las modalidades de la presente invención en las que el primer cuadrado imaginario S1 está desplazado rotacionalmente del tercer cuadrado imaginario S3, se proporciona una mayor flexibilidad de diseño para la inserto de corte 20, permitiendo que los insertos de corte 20 del mismo tamaño tengan diferentes ángulos de desplazamiento secundario 02.
Como se muestra en la Figura 4, el imaginario tercer cuadrado S3 puede estar completamente ubicado dentro del imaginario primer cuadrado S1.
En algunas modalidades de la presente invención, el segundo ángulo de desplazamiento 02 puede ser igual al primer ángulo de desplazamiento 01.
También en algunas modalidades de la presente invención, los imaginarios segundo y tercer cuadrados S2, S3 pueden ser coincidentes en rotación, y el imaginario segundo cuadrado S2 puede estar completamente ubicado dentro del imaginario tercer cuadrado S3.
Como se muestra en la Figura 5, cada superficie de alivio principal 54 puede estar inclinada a un ángulo de despeje agudo positivo 81, y cada superficie de tope lateral del inserto 52 puede estar inclinada a un ángulo de despeje agudo positivo 82.
Debe apreciarse que los primer y segundo ángulos de despeje 81, 82 se miden en relación con una línea imaginaria paralela al eje del inserto A1 en una sección transversal tomada en un tercer plano P3 que contiene el eje del inserto A1 e interseca una de las cuatro superficies laterales del inserto 30, y el término "positivo" significa inclinación de la superficie de alivio principal 54 y la superficie de tope lateral del inserto 52 hacia el eje del inserto A1 a medida que se alejan de la superficie superior 22.
En algunas modalidades de la presente invención, el primer ángulo de holgura 81 puede ser mayor que el segundo ángulo de holgura 82.
Ahora se presta atención a las Figuras 6a a 6c y las Figuras 7a a 7c, que muestran insertos de corte 120, 220 de acuerdo con la primera y segunda modalidades adicionales de la presente invención, respectivamente, donde se han utilizado los mismos números de referencia para las características que son comunes a las del mencionado inserto de corte 20.
Como se muestra en las Figuras 6b y 6c, la superficie de la tierra 34 puede tener un primer ancho de terreno W1 en cada primer punto final N1, y un segundo ancho de terreno W2 en cada segundo punto final N2.
Como se muestra en las Figuras 7b y 7c, la superficie de la tierra 34 puede tener un ángulo de inclinación de tierra agudo p1 igual a cero o negativo en cada primer punto final N1, y un ángulo de inclinación de tierra agudo p2 igual a cero o negativo en cada segundo punto final N2.
Debe apreciarse que los ángulos de tierra primero y segundo p1, p2 se miden en relación con una línea imaginaria perpendicular al eje del inserto A1 en secciones transversales tomadas a lo largo del borde periférico superior 28 en los primeros y segundos puntos finales N1, N2, respectivamente, y el término "negativo" significa inclinación de la superficie de la tierra 34 alejándose de la superficie inferior 24 a medida que se aleja del borde periférico superior 28.
En otras modalidades de la presente invención, ya sea que el ancho de la segunda franja W2 sea mayor que el ancho de la primera franja W1, o que el ángulo de la segunda franja p2 sea mayor que el ángulo de la primera franja p1, o ambos.
También en otras modalidades de la presente invención, el segundo ángulo de la tierra p2 puede ser al menos 15 grados mayor que el primer ángulo de la tierra p1, es decir, p2 > p1 15°.
Para otras modalidades de la presente invención en las que el segundo ángulo de la tierra W2 es mayor que el primer ángulo de la tierra W1, como se muestra en las Figuras 6b y 6c, cada borde de corte lateral 40 se refuerza en la región de su segundo punto final N2, proporcionando así un inserto de corte resistente 20 con una vida útil prolongada, adecuada para su uso en operaciones de fresado con altas velocidades de avance.
Para otras modalidades de la presente invención en las que el segundo ancho de la tierra p2 es mayor que el primer ancho de la tierra p1, como se muestra en las Figuras 7b y 7c, cada borde de corte lateral 40 se refuerza en la región de su segundo punto final N2, proporcionando así un inserto de corte robusta 20 con una vida útil prolongada, adecuada para su uso en operaciones de fresado con altas velocidades de avance.
Como se muestra en las Figuras 8 a 10, un segundo aspecto de la presente invención se refiere a una herramienta de corte rotativa 58 que comprende un cuerpo de corte 60 y al menos una de las mencionadas insertos de corte indexables 20. Cada inserto de corte 20 está asegurado de forma removible en una cavidad de recepción de inserto 62 del cuerpo de corte 60.
Aunque la inserto de corte 20 de acuerdo con algunas modalidades de la presente invención se incluye en las Figuras 8 a 10 y se menciona a continuación, se debe apreciar que los insertos de corte 120, 220 de acuerdo con las primeras y segundas modalidades adicionales de la presente invención son intercambiables con ella.
Como se muestra en las Figuras 8 a 10, la herramienta de corte 58 es giratoria alrededor de un eje de herramienta At que define una dirección hacia adelante-atrás Df, Dr, y cada cavidad de recepción de inserto 62 se abre en una superficie de extremo delantero 64 del cuerpo de corte 60.
Como se muestra en la Figura 9, un primer operativo de cada una de los cuatro bordes de corte secundarias 48' del inserto puede contener un punto Na más adelantado axialmente de su borde periférico superior asociado 28.
Debe apreciarse que, durante algunas operaciones de corte, el punto axialmente más adelantado N<a>del borde periférico superior 28 de cada inserto puede estar sometido a fuerzas de corte axiales significativas, por lo que es ventajoso que los cuatro bordes de corte secundarios 48 sean continuamente curvas e inherentemente fuertes. Configurar los bordes de corte secundarios 48 para que sean continuamente curvados también asegura que el punto axialmente más adelantado N<a>de cada borde periférico superior 28 esté confinado de manera confiable en su correspondiente primer borde de corte secundario 48' para las modalidades de la presente invención que tienen tolerancias de fabricación más amplias, por ejemplo, cuando la superficie periférica 26 de cada inserto carece de partes de superficie rectificada.
Además, como se muestra en la Figura 9, un segundo operativo de cada una de los cuatro bordes de corte secundarios 48" del inserto contiene un punto N<r>en la parte más externa radialmente de su borde periférico superior asociado 28.
Debe apreciarse que, durante algunas operaciones de corte, el punto más exterior radialmente N<r>de cada borde periférico superior 28 del inserto puede estar sometido a fuerzas de corte radiales significativas, por lo que es ventajoso que los cuatro bordes de corte secundarios 48 sean inherentemente fuertes.
Además, como se muestra en la Figura 9, un primer operativo de cada una de los cuatro bordes de corte principales 46' del inserto, contenidas en el mismo borde de corte lateral 40 que el primer operativo de la borde de corte secundaria 48', está inclinado en un ángulo de ataque<y>1 con respecto a un plano radial P<r>perpendicular al eje de herramienta At.
El ángulo de ataque y1 es de al menos 5 grados y como máximo 15 grados, 5° < y1 < 15°.
Como se muestra en la Figura 9, la distancia axial entre el primer punto final N1 de cada borde de corte principal operativo del inserto 46' y el punto axialmente más adelantado Na de su borde periférico superior asociado 28 define la profundidad de corte del inserto Ap.
Debe apreciarse que, para las modalidades de la presente invención en las que la longitud de corte principal Lp es mayor que la mitad de la longitud del primer lado Ls1, el ángulo de ataque y1 es efectivo para la mayor parte de la profundidad de corte del inserto Ap, produciendo ventajosamente virutas de corte de ancho uniforme.
En algunas modalidades de la presente invención, el ángulo de ataque y1 puede ser menor o igual al ángulo de corte principal a l.
Debe apreciarse que se proporciona una profundidad máxima de corte del inserto Ap cuando el ángulo de ataque<y>1 es igual al ángulo de corte principal a1, y el segundo punto final N2 del primer borde de corte secundario operativo 48' coincide con el punto axialmente más adelantado Na del borde periférico superior 28.
Como se muestra en la Figura 10, cada cavidad de recepción de inserto 60 puede tener una superficie base 66 y primeras y segundas paredes de la cavidad 68, 70 transversales a la superficie base 66.
En algunas modalidades de la presente invención, como se muestra en las Figuras 9 y 10, cada primera pared de la cavidad 68 puede enfrentar axialmente hacia adelante e incluir una superficie de soporte axial 72a, 72b, y cada segunda pared de la cavidad 70 puede enfrentar radialmente hacia afuera e incluir una superficie de soporte radial 74.
También en algunas modalidades de la presente invención, cada pared del primer bolsillo 68 puede incluir dos superficies de soporte axial espaciadas 72a, 72b.
Como se muestra en la Figura 10, cada inserto de corte 20 puede ser asegurado de forma removible en su cavidad de recepción de inserto 62 mediante un tornillo de sujeción 76 que se extiende a través de su agujero pasante 44 y se enrosca en un agujero roscado 78 en la superficie base 66.
En algunas modalidades de la presente invención, una primera superficie de tope lateral del inserto 52 puede apoyarse contra la superficie de soporte axial 72a, 72b de la primera pared del bolsillo, y una segunda superficie de tope lateral del inserto 52 adyacente circunferencialmente puede apoyarse contra la superficie de soporte radial 74 de la segunda pared del bolsillo.
Debe apreciarse que, para las modalidades de la presente invención en las que cada primera pared de la cavidad 68 tiene dos superficies de soporte axial espaciadas 72a, 72b y cada segunda pared de la cavidad 70 tiene una única superficie de soporte radial 74, se puede lograr ventajosamente un contacto de apoyo en tres zonas de contacto a lo largo de la superficie periférica 26 de cada inserto, lo que resulta en un montaje estable de cada inserto de corte 20 en su cavidad de recepción de inserto 62.
También en algunas modalidades de la presente invención, el segundo plano P2 puede intersecar las superficies de soporte axial y radial 72a, 72b; 74, como se muestra en la Figura 10 mediante tres líneas discontinuas coplanares que se extienden a lo largo de las superficies de soporte axial y radial 72a, 72b; 74.
Debe apreciarse que para las modalidades de la presente invención en las que el segundo plano P2 interseca las superficies de soporte axial y radial 72a, 72b; 74, y el primer cuadrado imaginario S1 está desplazado rotacionalmente del tercer cuadrado imaginario S3, se proporciona una mayor flexibilidad de diseño para montar de manera estable insertos de corte del mismo tamaño 20 que tienen diferentes ángulos de corte principales a l en la misma cavidad de recepción de inserto 62.
También se debe apreciar que para las modalidades de la presente invención en las que el segundo plano P2 se encuentra más cerca del primer plano P1 que de la superficie inferior 24, y en la sección transversal tomada en el segundo plano P2, cada superficie de tope lateral del inserto 52 interseca dos superficies de esquina del inserto 32 adyacentes circunferencialmente, se puede lograr ventajosamente un contacto de apoyo en la mitad superior de la superficie periférica 26 de cada inserto en tres zonas de contacto ubicadas adyacentes a tres de las cuatro superficies de esquina del inserto 32, lo que resulta en un montaje estable de cada inserto de corte 20 en su cavidad de recepción de inserto 62.
Aunque la presente invención ha sido descrita hasta cierto grado de particularidad, se debe entender que se podrían realizar diversas alteraciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención tal como se reivindica a continuación.
Claims (15)
1. Un inserto de corte indexable (20, 120, 220), que comprende:
superficies superior e inferior opuestas (22, 24) con una superficie periférica (26) y un eje del inserto (A1) que se extiende entre ellas,
la superficie periférica (26) que interseca la superficie superior (22) para formar un borde periférico superior continuo (28), e incluye cuatro superficies laterales del inserto (30) alternando con cuatro superficies de esquina del inserto (32),
cada superficie lateral del inserto (30) que se interseca con la superficie superior (22) para formar un borde de corte lateral (40), y cada superficie de esquina del inserto (32) que se interseca con la superficie superior (22) para formar un borde de corte de esquina curvado (42),
en donde cada borde de corte lateral (40) incluye un borde de corte principal (46) adyacente a uno de los bordes de corte de esquina (42) en un primer punto final (N1) y un borde de corte secundario (48) adyacente a otro de los bordes de corte de esquina (42) en un segundo punto final (N2),
en donde en una vista superior del inserto de corte (20, 120, 220) a lo largo del eje del inserto (A1):
la superficie superior (22) tiene forma cuadrada con cada uno de los cuatro bordes de corte principales (46) que son rectos, y los cuatro bordes de corte principales definen cuatro lados de un primer cuadrado imaginario (S1),
cada borde de corte principal (46) es tangente a su borde de corte de esquina adyacente (42), y cada borde de corte secundario (48) está continuamente curvado y completamente ubicado en uno de los cuatro cuadrantes imaginarios correspondientes (Q1, Q2, Q3, q 4) definidos por dos líneas imaginarias mutuamente perpendiculares que bisecan los cuatro lados del primer cuadrado imaginario,
y en donde:
cada superficie lateral del inserto (30) incluye una superficie de alivio lateral del inserto (50) que interseca la superficie superior (22), y una superficie de tope lateral del inserto (52) entre la superficie de alivio lateral del inserto (50) y la superficie inferior (24),
en una sección transversal tomada en un segundo plano (P2) perpendicular al eje del inserto (A1) e intersecando las cuatro superficies de tope lateral del inserto (52), las cuatro superficies de tope lateral del inserto (52) definen cuatro lados de un tercer cuadrado imaginario (S3),
caracterizado porque
el primer cuadrado imaginario (S1) está desplazado en rotación respecto al tercer cuadrado imaginario (S3) por un segundo ángulo de desplazamiento (02).
2. El inserto de corte (20, 120, 220) según la reivindicación 1, en donde:
cada borde de corte de esquina (42) está continuamente curvado y tiene un primer radio de curvatura constante (R1) y un primer punto central radial (C1),
cada borde de corte secundario continuamente curvado (48) tiene un segundo radio de curvatura constante (R2), y
el segundo radio de curvatura (R2) es mayor que el primer radio de curvatura (R1).
3. El inserto de corte (20, 120, 220) según la reivindicación 2, en donde el segundo radio de curvatura (R2) es al menos tres veces mayor, y como máximo diez veces mayor, que el primer radio de curvatura (R1).
4. El inserto de corte (20, 120, 220) según la reivindicación 2 o 3, en donde en la vista superior:
los cuatro primeros puntos centrales radiales (C1) definen cuatro esquinas de un segundo cuadrado imaginario (S2), y
el primer cuadrado imaginario (S1) está desplazado rotacionalmente del segundo cuadrado imaginario (S2) por un primer ángulo de desplazamiento (01).
5. El inserto de corte (20, 120, 220) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde:
cada superficie de alivio lateral del inserto (50) incluye una superficie de alivio principal (54) adyacente a su borde de corte principal asociado (46), y una superficie de alivio secundaria (56) adyacente a su borde de corte secundario asociado (48), y
cada superficie de alivio principal (54) es plana, y cada superficie de alivio secundaria (56) es convexa.
6. Una herramienta de corte rotativa (58) giratoria alrededor de un eje de herramienta (At) que define una dirección hacia adelante-atrás (D<f>, D<r>), y que comprende:
un cuerpo de corte (60) que tiene al menos una cavidad de recepción del inserto (62) que se abre en una superficie de extremo delantero (64) del mismo; y
al menos un inserto de corte indexable (20, 120, 220) asegurado de forma removible en la cavidad de recepción del inserto (62),
el inserto de corte (20, 120, 220) que comprende:
superficies superior e inferior opuestas (22, 24) con una superficie periférica (26) y un eje del inserto (A1) que se extiende entre ellas,
un agujero pasante (44) coaxial con el eje del inserto (A1) que interseca las superficies superior e inferior (22, 24),
la superficie periférica (26) que interseca la superficie superior (22) para formar un borde periférico superior continuo (28), e incluye cuatro superficies laterales del inserto (30) alternando con cuatro superficies de esquina del inserto (32),
cada superficie lateral del inserto (30) que se interseca con la superficie superior (22) para formar un borde de corte lateral (40), y cada superficie de esquina del inserto (32) que se interseca con la superficie superior (22) para formar un borde de corte de esquina curvado (42),
en donde cada borde de corte lateral (40) incluye un borde de corte principal (46) adyacente a uno de los bordes de corte de esquina (42) en un primer punto final (N1) y un borde de corte secundario (48) adyacente a otro de los bordes de corte de esquina (42) en un segundo punto final (N2),
en donde en una vista superior del inserto de corte (20, 120, 220) a lo largo del eje del inserto (A1):
la superficie superior (22) tiene forma cuadrada con cada uno de los cuatro bordes de corte principales (46) que son rectos, y los cuatro bordes de corte principales definen cuatro lados de un primer cuadrado imaginario (S1),
cada borde de corte principal (46) es tangente a su borde de corte de esquina adyacente (42), cada borde de corte secundario (48) está continuamente curvado y completamente ubicado en uno de los cuatro cuadrantes imaginarios correspondientes (Q1, Q2, Q3,<q>4) definidos por dos líneas imaginarias mutuamente perpendiculares que bisecan los cuatro lados del primer cuadrado imaginario, y
cada borde de corte principal (46) se adhiere tangencialmente al borde de corte secundario (48) contenido en el mismo borde de corte lateral (40) en un punto de transición (Nt),
y en donde:
un primer borde de corte secundario operativo (48') contiene un punto axialmente más adelantado (N<a>) de su borde periférico superior asociado (28),
caracterizado porque
en una vista lateral del inserto de corte, cada borde de corte principal es recto,
un primer borde de corte principal operativo (46'), contenido en el mismo borde de corte lateral (40) que el primer borde de corte secundario operativo (48'), está inclinado en un ángulo de ataque (<y>1) a un plano radial (Pr) perpendicular al eje de herramienta (At), y
el ángulo de ataque (<y>1) es de al menos 5 grados y como máximo 15 grados.
7. La herramienta de corte rotativa (58) según la reivindicación 6, en donde todo el borde periférico superior (28) está contenido en un primer plano (P1).
8. La herramienta de corte rotativa (58) según la reivindicación 7, en donde la superficie superior (22) incluye una región central plana (36) ubicada completamente entre el primer plano (P1) y la superficie inferior (24).
9. La herramienta de corte rotativa (58) según la reivindicación 8, en donde:
la superficie superior (22) incluye una superficie de la tierra continua (34) que interseca el borde periférico superior (28), la superficie de la tierra (34) tiene un primer ancho de la tierra (W1) y un ángulo de la tierra agudo cero o negativo (p1) en cada primer punto final (N1), y además tiene un segundo ancho de la tierra (W2) y un ángulo de la tierra agudo cero o negativo (p2) en cada segundo punto final (N2), y
bien el segundo ancho de la tierra (W2) es mayor que el primer ancho de la tierra (W1), o el segundo ángulo de la tierra (p2) es mayor que el primer ángulo de la tierra (p1), o ambos.
10. La herramienta de corte rotativa (58) según la reivindicación 9, en donde la superficie superior (22) incluye una superficie de barrido continuo (38) que se extiende entre la superficie de la tierra (34) y la región central (36).
11. La herramienta de corte rotativa (58) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde:
cada borde de corte principal (46) tiene una longitud de corte principal (L<p>),
cada lado del primer cuadrado imaginario (S1) tiene una longitud del primer lado (L<s>1)
la longitud de corte principal (Lp) es mayor que la mitad de la longitud del primer lado (Ls1).
12. La herramienta de corte rotativa (58) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en donde:
cada borde de corte de esquina (42) está continuamente curvado y tiene un primer radio de curvatura constante (R1) y un primer punto central radial (C1),
cada borde de corte secundario continuamente curvado (48) tiene un segundo radio de curvatura constante (R2), y
el segundo radio de curvatura (R2) es al menos tres veces mayor, y como máximo diez veces mayor, que el primer radio de curvatura (R1).
13. La herramienta de corte rotativa (58) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en donde cada borde de corte principal (46) se extiende a través de dos de los cuatro cuadrantes imaginarios (Q1, Q2, Q3, Q4).
14. La herramienta de corte (58) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, en donde:
un segundo borde de corte secundario operativo (48") contiene un punto más exterior radialmente (Nr) de su borde periférico superior asociado (28).
15. La herramienta de corte (58) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14, en donde:
cada cavidad de recepción del inserto (62) tiene una superficie base (66) y primera y segunda paredes de la cavidad (68, 70) transversales a esta, la primera pared de la cavidad (68) tiene una superficie de soporte axial (72a, 72b) y la segunda pared de la cavidad (70) tiene una superficie de soporte radial (74),
cada superficie lateral del inserto (30) incluye una superficie de alivio lateral del inserto (50) que interseca la superficie superior (22), y una superficie de tope lateral del inserto (52) entre la superficie de alivio lateral del inserto (50) y la superficie inferior (24), y
una primera superficie de tope lateral del inserto (52) colinda contra la superficie de soporte axial de la primera pared de la cavidad (72a, 72b) y una segunda superficie de tope lateral del inserto (52) adyacente circunferencialmente colinda contra la superficie de soporte radial de la segunda pared de la cavidad (74).
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