ES2216814T3 - Herramienta giratoria para arrancar virutas. - Google Patents
Herramienta giratoria para arrancar virutas.Info
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Abstract
Herramienta giratoria para arrancar virutas para el trabajo a alta velocidad, con al menos una pieza cortante insertada (2) sujeta de manera reemplazable en el cuerpo básico de una herramienta (1) o en el portaherramientas, estando la superficie de apoyo (3) de la pieza cortante insertada (2) y la superficie receptora (4) del cuerpo básico de la herramienta y/o del portaherramientas (1), vistas en sección perpendicular al eje de rotación R, respectivamente configuradas aproximadamente en forma de V, al menos en algunos tramos, y enlazadas, caracterizada porque el área del vértice (5,6), así como al menos una de las áreas extremas (7,8) de la superficie de apoyo en forma de V (3) y de la superficie receptora en forma de V (4), se encuentran distanciadas entre ellas y porque, al menos una de las superficies de contacto (9) para el apoyo radial de la pieza cortante insertada (2) en el cuerpo básico de la herramienta (1) y/o en el portaherramientas, que esté orientada esencialmente en paraleloal eje de rotación R, está colocada de tal manera, que la pieza cortante insertada (2) se ladee al sujetarla de tal forma, que la superficie de apoyo (3) de la pieza cortante (2) y la superficie receptora (4) del cuerpo básico de la herramienta (1) y/o del portaherramientas, vistas en una sección radial, sólo estén en contacto mutuo en dos puntos (10, 11,) a saber, en los lados de la V más alejados del eje de rotación R del área alejada del vértice y en los lados de la V más cercanos al eje de rotación R en el área cercana al vértice.
Description
Herramienta giratoria para arrancar virutas.
La invención se refiere a una herramienta
giratoria para arrancar virutas para el trabajo a alta velocidad,
con al menos, una pieza cortante insertada, sujeta de manera
reemplazable en el cuerpo básico de la herramienta o en el
portaherramientas, estando la superficie de apoyo de la pieza
cortante insertada y la superficie receptora del cuerpo básico de la
herramienta y/o del portaherramientas, vistas en sección
perpendicular al eje de rotación R, respectivamente configuradas
aproximadamente en forma de V, al menos en algunos tramos, y
enlazadas.
Las herramientas giratorias para arrancar virutas
para el trabajo a alta velocidad, como las fresas de alta velocidad
o los taladros de alta velocidad, se utilizan con velocidades de
giro muy altas, hasta las 80.000 revoluciones por minuto o más. A
causa de estas altas velocidades de giro, aparecen en la herramienta
fuerzas centrífugas muy grandes, que fuerzan las piezas de la
herramienta al máximo. A causa de estas grandes fuerzas centrífugas,
ya no es posible, como es habitual en herramientas para arrancar
virutas de forma convencional, unir las piezas cortantes insertadas
reemplazables, con una superficie de apoyo plana, al cuerpo básico
de la herramienta o a un portaherramientas, únicamente por
compresión, mediante una sujeción con pinza o mediante tornillos,
porque si no, se superaría la carga aceptable de los medios de
sujeción. Por ello, en las herramientas para el trabajo a alta
velocidad, se procura lograr además del ensamble por compresión
entre las piezas cortantes insertadas reemplazables y el cuerpo
básico de la herramienta, un ensamble en unión positiva, para
recoger, mediante este ensamble en unión positiva, la mayor parte de
las fuerzas centrífugas y rebajar la carga sobre los medios de
sujeción.
Ensambles en unión positiva conocidos, son por
ejemplo los ensambles de ranura y lengüeta, en los que la superficie
de apoyo de la pieza cortante insertada presenta una lengüeta
rectangular, que se inserta en la ranura correspondiente de la
superficie receptora del cuerpo básico de la herramienta.
No obstante, una construcción de este tipo lleva
a una carga muy alta del cuerpo básico de la herramienta, sobre todo
en el área del fondo de la ranura, por el efecto de entallado.
El documento
DE-OS-3533125 describe otra
realización de un ensamble en unión positiva entre una placa de
corte giratoria y el cuerpo básico de la herramienta. Según esta
publicación, la superficie de apoyo de la placa de corte giratoria y
la superficie receptora del cuerpo básico de la herramienta,
presentan engranajes en contacto unos con otros, cuyos dientes se
sitúan en paralelo al eje de rotación y presentan un ángulo de
engrane determinado.
La desventaja de una realización de este tipo
consiste, en que a causa del gran número de contactos de apoyo,
existe una indeterminación estática, por lo que no queda garantizada
una colocación inequívoca de la placa de corte giratoria en el
cuerpo básico de la herramienta. Además, este engranaje es muy
pequeño en relación al tamaño de la placa de corte giratoria, por lo
que se puede producir la rotura de determinados dientes.
Aparte de esto, también se conocen herramientas
giratorias para sacar virutas a alta velocidad, en las que el cuerpo
básico de la herramienta presenta una ranura poco profunda en forma
de V, en la que se inserta una superficie de apoyo de la placa de
corte giratoria, correspondientemente realzada en forma de V. La
superficie de apoyo de la placa de corte giratoria, la superficie
receptora del cuerpo básico de la herramienta y la superficie radial
de contacto de la placa de corte giratoria sobre el cuerpo básico de
la herramienta, están coordinadas con juego de tal manera, que con
una colocación en posición correcta de la placa de corte giratoria,
su superficie de apoyo se asiente con precisión y fuerza sobre la
superficie receptora del cuerpo básico de la herramienta.
La desventaja de una realización de este tipo es,
que las placas de corte giratorias pueden ladearse de forma
incontrolada durante el uso de la herramienta, a causa de las altas
fuerzas centrífugas y de corte.
Por ello, el objetivo de la presente invención,
es crear una herramienta giratoria para arrancar virutas para el
trabajo a alta velocidad, en la que las piezas cortantes insertadas
presenten un ensamble en unión positiva con el cuerpo básico de la
herramienta de posición estable, incluso bajo condiciones de uso,
sin que aparezcan cargas mecánicas excesivas en las piezas cortantes
insertadas, los elementos de sujeción o en piezas del cuerpo básico
de la herramienta.
Conforme a la invención, esto se consigue al
quedar distanciados uno respecto a otro el área del vértice, así
como al menos uno de los extremos de la superficie de apoyo en forma
de V y de la superficie receptora en forma de V, y que al menos una
de las superficies de contacto en el cuerpo básico de la herramienta
o del portaherramientas, para el apoyo radial de la pieza cortante
insertada, que esté orientada esencialmente en paralelo al eje de
rotación R, quede colocada de tal forma, que la pieza cortante
insertada se ladee de tal manera al sujetarla, que, vistas en un
corte radial, la superficie de apoyo de la pieza cortante insertada
y la superficie receptora del cuerpo básico de la herramienta o del
portaherramientas, sólo se encuentren en contacto mutuo en dos
puntos, concretamente en los lados de la V más alejados del eje de
rotación R en el área más alejada del vértice y en los lados de la V
más cercanos al eje de rotación R en el área más cercana al
vértice.
Para conseguir este ladeo determinado, la
superficie de apoyo, la superficie receptora y la superficie de
contacto radial tienen que estar coordinadas de tal forma, que en el
supuesto ficticio de un ajuste fuerte y preciso de la pieza cortante
insertada en el cuerpo básico de la herramienta, la superficie de
contacto para el apoyo radial de la pieza cortante insertada, se
encontraría dentro de esta pieza cortante insertada. Mediante esta
medida constructiva y gracias a la posición libre mutua en el área
del vértice y en el área extrema de la superficie de apoyo y la
superficie receptora en forma de V, se consigue, que al sujetar la
pieza cortante insertada en el cuerpo básico de la herramienta, la
superficie de contacto radial ladee la pieza cortante insertada
respecto al cuerpo básico de la herramienta y se produzca el deseado
apoyo en dos puntos. Como medida para esta posición libre, ha
resultado eficaz un intervalo entre 0,1mm y 0,5mm, según el tamaño
de la pieza cortante insertada. Mediante este efecto de ladeo, la
pieza cortante insertada queda chaveteada entre la superficie de
contacto radial y la superficie receptora en forma de V del cuerpo
básico de la herramienta, de forma que durante el funcionamiento de
la herramienta bajo condiciones de funcionamiento normales, se
evitará en gran medida un ulterior ladeo incontrolado de la pieza
cortante insertada.
La superficie de contacto radial debe construirse
de tal forma, que la medida ficticia para que la superficie de
contacto se encuentre dentro de la pieza cortante insertada, en el
caso de un apoyo ficticio fuerte y preciso de la pieza cortante
insertada y el cuerpo básico de la herramienta, se encuentre dentro
de un intervalo del 1 al 10%, preferentemente del 1,5 al 3% de la
medida del círculo inscrito de la pieza cortante utilizada en cada
caso.
En una forma de realización especialmente
ventajosa de la invención, la superficie de apoyo en forma de V de
la pieza cortante insertada está configurada como ranura y la
superficie de apoyo del cuerpo básico de la herramienta o del
portaherramientas, como realce. Mediante esto, se consigue evitar
totalmente un ulterior ladeo incontrolado de la pieza cortante
respecto al cuerpo básico de la herramienta, a causa de las fuerzas
centrífugas que se originan durante el arranque de virutas.
Además, mediante esta medida constructiva se
consigue, que el cuerpo básico de la herramienta presente una
sección aumentada en el lugar de mayor carga causada por la presión
de corte.
En otra realización ventajosa de la invención,
los ángulos de apertura de las superficies en forma de V de la pieza
cortante y del cuerpo básico de la herramienta o del
portaherramientas, se encuentran dentro de un intervalo entre 90º a
150º.
Este intervalo del ángulo de apertura garantiza,
que por un lado la profundidad de la ranura en forma de V de la
pieza cortante y del cuerpo básico de la herramienta o del
portaherramientas, no se haga demasiado grande, bajo consideración
de los tamaños habituales de las piezas cortantes insertadas,
reduciéndose así en lo posible el peligro de rotura de las piezas
cortantes insertadas o del cuerpo básico de la herramienta, mientras
que por otro lado aún existe ataque suficiente para garantizar un
apoyo satisfactorio de la pieza cortante en el cuerpo básico de la
herramienta o en el portaherramientas, frente a las fuerzas
centrífugas que se producen.
Si la superficie de contacto en forma de V de la
pieza cortante insertada está conformada como ranura, la profundidad
de la ranura no debería superar por regla general 1/3 del espesor
total de la pieza cortante insertada, para excluir un peligro de
rotura de la pieza cortante insertada al arrancar las virutas.
En casos excepcionales, en especial con piezas
cortantes pequeñas, la profundidad de la ranura puede llegar a la
mitad del espesor total de la pieza cortante.
En otra realización ventajosa de la herramienta
para arrancar virutas, conforme a la invención, el área del vértice
de las superficies en forma de V se encuentra achatada por una
recta, encontrándose la posición libre entre ambas, en el caso
ideal, en un intervalo entre 0,1 a 0,5mm.
Resulta además una ventaja para la herramienta
para arrancar virutas, conforme a la invención, que la pieza
cortante insertada presente biseles de apoyo lateralmente contiguos
a la superficie de apoyo en forma de V. Con esto se consigue, que en
casos extremos, al saltar el filo cortante y con la consiguiente
enorme elevación de la presión de corte, la pieza cortante insertada
sólo se pueda seguir ladeando, hasta que el bisel de apoyo colocado
debajo del filo cortante activo, se asiente en la superficie
receptora del cuerpo básico de la herramienta. Con ello se puede
evitar en gran medida un daño del cuerpo básico, al menos en caso de
que la pieza cortante insertada no quede totalmente destruida.
Para la posición libre de los biseles de apoyo,
ha resultado eficaz en la práctica una medida en un intervalo entre
0,1 a 0,5mm, dependiendo del tamaño de la pieza cortante.
Se ha revelado como especialmente ventajoso, el
que la pieza cortante presente un orificio central y que este esté
sujeto al cuerpo básico de la herramienta o al portaherramientas por
medio de un tornillo de ajuste insertado en este orificio central.
De esta manera, se consigue una unión sencilla y segura de las
piezas de la herramienta.
A continuación se ilustra con mayor detalle la
invención por medio de dibujos.
Se muestra:
Figura 1 Detalle de una herramienta fresadora
conforme a la invención, con asiento de plancha y pieza cortante en
vista desarrollada.
Figura 2 Representación principal de las
relaciones en el asiento de plancha en un apoyo ficticio fuerte y
preciso de la pieza cortante.
Figura 3 Representación principal de las
relaciones en el asiento de plancha en un apoyo efectivo, ladeado,
de la pieza cortante.
El detalle de una herramienta fresadora para el
trabajo a alta velocidad conforme a la invención según la figura 1,
muestra el asiento de plancha en el cuerpo básico de la herramienta
(1), así como la correspondiente placa de corte giratoria (2). La
superficie receptora (4) para la pieza cortante (2) está configurada
por un realce en forma de V, quedando el área del vértice (6)
achatado por una superficie plana. Para el apoyo radial de la placa
de corte giratoria (2) esencialmente en paralelo al eje de rotación
R, se prevén dos superficies de contacto (9). La colocación axial de
la placa de corte giratoria (2) se produce mediante una superficie
de contacto (1), sobre la que se apoya la parte frontal de la placa
de corte giratoria (2). En el centro de la superficie receptora en
forma de V (4) se prevé una roscado con macho (1), que sirve para la
sujeción de la placa de corte giratoria (2) al cuerpo básico de la
herramienta (1) mediante el tornillo de ajuste (13).
La superficie de apoyo (3) de la placa de corte
giratoria (2) está realizada como ranura en forma de V, en
concordancia con la superficie receptora realzada en forma de V (4)
del cuerpo básico de la herramienta (1). El área del vértice (5) de
la ranura en forma de V queda achatado por una superficie plana. De
forma contigua a la superficie de apoyo en forma de V (3) la placa
de corte giratoria (2) presenta biseles de apoyo (7) colocados a
ambos lados. Las superficies radiales de contacto (9) del asiento de
plancha están dimensionadas de tal forma, que en caso de un ficticio
ajuste fuerte y preciso de la superficie de apoyo (3) de la placa de
corte giratoria (2) en la superficie receptora (4) del cuerpo básico
de la herramienta (1), éstas estarían situadas dentro de la placa de
corte giratoria (2). Esto se muestra en el dibujo esquemático según
la figura 2.
Al mismo tiempo se muestran en esta figura las
posiciones libres necesarias, conforme a la invención, de las rectas
en el área del vértice (5) de la superficie de apoyo en forma de V
(3) frente a la recta en el área del vértice (6) de la superficie
receptora en forma de V (4), así como de los biseles de apoyo (7)
frente a las correspondientes superficies contrarias (8) en el
cuerpo básico de la herramienta (1).
En la práctica, mediante la configuración
conforme a la invención, al atornillar la placa de corte giratoria
(2) al cuerpo básico de la herramienta (1) se produce a causa de las
superficies de contacto radiales (9) un ladeo de la placa de corte
giratoria (2), de tal forma, que la superficie de apoyo en forma de
V (3) de la placa de corte giratoria (2), así como la superficie
receptora en forma de V (4) del cuerpo básico de la herramienta, ya
solo se tocarán en dos puntos
\hbox{(10, 11).}
Un punto (11) se encuentra junto a los lados de
la V colocados más cerca del eje de rotación R de la herramienta
fresadora, en el área más cercana al vértice, mientras que el
segundo punto (10) se encuentra junto a los lados de la V que están
colocados más lejos del eje de rotación R, en el intervalo más
alejado del vértice.
Estas condiciones, que se producen el la práctica
en el asiento de plancha, se muestran en la figura 3.
Claims (6)
1. Herramienta giratoria para arrancar virutas
para el trabajo a alta velocidad, con al menos una pieza cortante
insertada (2) sujeta de manera reemplazable en el cuerpo básico de
una herramienta (1) o en el portaherramientas, estando la superficie
de apoyo (3) de la pieza cortante insertada (2) y la superficie
receptora (4) del cuerpo básico de la herramienta y/o del
portaherramientas (1), vistas en sección perpendicular al eje de
rotación R, respectivamente configuradas aproximadamente en forma de
V, al menos en algunos tramos, y enlazadas,
caracterizada porque
el área del vértice (5,6), así como al menos una
de las áreas extremas (7,8) de la superficie de apoyo en forma de V
(3) y de la superficie receptora en forma de V (4), se encuentran
distanciadas entre ellas y porque, al menos una de las superficies
de contacto (9) para el apoyo radial de la pieza cortante insertada
(2) en el cuerpo básico de la herramienta (1) y/o en el
portaherramientas, que esté orientada esencialmente en paralelo al
eje de rotación R, está colocada de tal manera, que la pieza
cortante insertada (2) se ladee al sujetarla de tal forma, que la
superficie de apoyo (3) de la pieza cortante (2) y la superficie
receptora (4) del cuerpo básico de la herramienta (1) y/o del
portaherramientas, vistas en una sección radial, sólo estén en
contacto mutuo en dos puntos (10, 11) a saber, en los lados de la V
más alejados del eje de rotación R del área alejada del vértice y en
los lados de la V más cercanos al eje de rotación R en el área
cercana al
vértice.
vértice.
2. Herramienta giratoria para arrancar virutas
para el trabajo a alta velocidad según la reivindicación 1,
caracterizada porque la superficie de apoyo en forma de V (3)
de la pieza cortante insertada (2) está configurada como ranura y la
superficie receptora (4) del cuerpo básico de la herramienta (1) o
del portaherramientas, como elevación.
3. Herramienta giratoria para arrancar virutas
para el trabajo a alta velocidad según la reivindicación
\hbox{1 ó 2,} caracterizada porque el ángulo de
apertura de las superficies en forma de V de la pieza cortante
insertada (2) y del cuerpo básico de la herramienta (1) se encuentra
en un intervalo entre 90º y 150º.4. Herramienta giratoria para arrancar virutas
para el trabajo a alta velocidad según una de las reivindicaciones 1
a 3, caracterizada porque el área del vértice (5,6) de las
superficies en forma de V (3,4) queda achatada por una recta y la
posición libre entre ambas se encuentra en un intervalo entre 0,1 y
0,5 mm.
5. Herramienta giratoria para arrancar virutas
para el trabajo a alta velocidad según las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizada porque la pieza cortante (2) presenta biseles
de apoyo (7) lateralmente contiguos a la superficie de apoyo en
forma de V (3).
6. Herramienta giratoria para arrancar virutas
para el trabajo a alta velocidad según una de las reivindicaciones 1
a 5, caracterizada porque la pieza cortante insertada (2)
presenta un orificio central y está sujeta al cuerpo básico de la
herramienta (1) y/o al portaherramientas mediante un tornillo de
ajuste (13) insertado en el orificio central.
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