ES2308090T3 - Procedimiento para la fijacion por contraccion de herramientas rotativas con vastagos predominantemente cilindricos. - Google Patents
Procedimiento para la fijacion por contraccion de herramientas rotativas con vastagos predominantemente cilindricos. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la fijación por contracción de herramientas rotativas (11) con vástagos predominantemente cilíndricos (12), con un mandril de sujeción (13) que presenta un tramo de sujeción (14) con un taladro de alojamiento cónico (15) para recibir en él un inserto (30) que presenta al menos una hendidura longitudinal (33) y un taladro interior cilíndrico (32) para recibir el vástago (12) de la herramienta y una superficie exterior cónica (31) para su recepción en el taladro de alojamiento (15) del tramo de sujeción (14), introduciéndose el inserto (30) con su superficie exterior cónica (31) en el taladro de alojamiento cónico conjugado (15) del tramo de sujeción (14) del mandril de sujeción (13) e introduciéndose la herramienta (11) a sujetar con su vástago cilíndrico (12) en el taladro interior cilíndrico (32) del inserto (30), caracterizado porque en el mandril de sujeción (13), preferiblemente en posición coaxial a su taladro de alojamiento (15), está sujeto en forma ajustable un tornillo de ajuste (19) que forma un tope axial para la herramienta (11) a enchufar y/o que puede servir para expulsar del mandril de sujeción calentado (13) una herramienta (11) que deba ser retirada, porque, después de la introducción del inserto (30), se ajusta el tornillo de ajuste (19) retenido en el mandril de sujeción (13) a la profundidad de enchufado axial deseada de la herramienta (11) que hace axialmente tope en el mismo, porque seguidamente se calienta el mandril de sujeción (13) al menos en la zona del tramo de sujeción (14) hasta alcanzar una dilatación térmica, porque a continuación se hinca axialmente el inserto (30) en el taladro de alojamiento (15) del tramo de sujeción (14) y porque después se enfría el mandril de sujeción (13) al menos en la zona del tramo de sujeción (14), con lo que es posible puentear grandes tolerancias de diámetro bajo fuerzas de sujeción máximas.
Description
Procedimiento para la fijación por contracción
de herramientas rotativas con vástagos predominantemente
cilíndricos.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fijación por contracción de herramientas rotativas con vástagos
predominantemente cilíndricos de la clase citada en el preámbulo de
la reivindicación 1.
En un portaherramientas conocido (documento US 6
315 506 B1) según el preámbulo de la reivindicación 1 el mandril de
sujeción está provisto, en el centro, de un alojamiento para un
inserto, presentando este alojamiento central del mandril de
sujeción un taladro interior cilíndrico que se ensancha
aproximadamente en forma de cono hacia el extremo libre. En este
alojamiento puede ser recibido en toda su longitud un inserto que,
de manera correspondientemente adaptada, presenta un tramo de
longitud con una superficie exterior cilíndrica y un tramo de
longitud adyacente a éste con una superficie exterior cónica, siendo
recibidos ambos tramos de longitud con ajuste exacto dentro del
alojamiento del mandril de sujeción. El inserto contiene en la zona
del tramo de longitud cilíndrico un taladro roscado con el que
engrana mediante su rosca un tornillo coaxial que está apoyado
axialmente con la cabeza del mismo en el mandril de sujeción.
Apretando este tornillo central, el inserto queda inmovilizado de
forma soltable dentro del alojamiento del mandril de sujeción,
estando previsto a cierta distancia axial del tramo roscado que
recibe al tornillo un taladro interior cilíndrico destinado a
recibir el vástago de la herramienta. El inserto no tiene hendiduras
longitudinales. El vástago de la herramienta es aprisionado
radialmente por una acción de contracción sobre el taladro de
alojamiento cónico en el tramo de sujeción del mandril de sujeción
y sobre la superficie exterior cónica del inserto. Para garantizar
en este caso una sujeción segura de vástagos de herramienta
cilíndricos, estos vástagos de herramienta tienen que estar
fabricados con mucha precisión y con pequeña tolerancia de diámetro
y tienen que estar adaptados al taladro del inserto. Además, se
pueden materializar tan sólo pequeñas fuerzas de sujeción radiales.
Los vástagos de herramienta con una tolerancia grande de diámetro,
como la que se presenta, por ejemplo, en aquellas herramientas que
se emplean para labrar la madera, no se pueden sujetar, al menos no
con una seguridad fiable, mediante un portaherramientas de esta
clase.
La invención se basa en el problema de crear un
procedimiento de la clase citada al principio, que haga posible una
sujeción segura incluso de vástagos de herramienta con una
tolerancia grande de diámetro.
El problema se resuelve en un procedimiento de
la clase citada al principio según la invención por medio de las
características de la reivindicación 1. Otras características
especiales de la invención y otras ejecuciones ventajosas de las
mismas se desprenden de la reivindicación 2. Mediante el
procedimiento según la invención se consigue que se puedan sujetar
con seguridad incluso vástagos de herramienta con una tolerancia de
diámetro muy grande y, por tanto, el procedimiento es adecuado para
sujetar incluso aquellas herramientas con vástagos
predominantemente cilíndricos dotados de grandes tolerancias de su
diámetro, que se utilizan, por ejemplo, para labrar la madera. El
procedimiento se puede realizar de manera sencilla y barata. Es
ventajoso que, estando el mandril de sujeción aún sin calentar, se
pueda insertar el alojamiento sin presión axial en el mandril de
sujeción. Presiones radiales pequeñas conducen ya entonces a un
estrechamiento del taladro de alojamiento cilíndrico del inserto y,
por tanto, a una adaptación del diámetro de este taladro cilíndrico
al diámetro del vástago de una herramienta inserta en el
alojamiento. Después del calentamiento del mandril de sujeción, se
puede introducir el inserto de manera fácil y sencilla, por ejemplo
sin fuerza o con sólo pequeñas fuerzas axiales, en el taladro de
alojamiento del tramo de sujeción ensanchado por dilatación térmica,
viniendo el taladro interior del inserto a aplicarse al vástago de
la herramienta a consecuencia de las fuerzas radiales actuantes.
Durante el enfriamiento siguiente del mandril de sujeción se sujeta
entonces con seguridad el vástago de la herramienta. Con ayuda del
inserto se pueden puentear grandes tolerancias de diámetro del
vástago de la herramienta. Fuerzas axiales nulas o bien solamente
pequeñas fuerzas axiales son suficientes durante el proceso de
contracción para aplicar el inserto, por un lado, al mandril
sometido a contracción y, por otro lado, al vástago de la
herramienta. Debido a la dimensión correspondiente de los ángulos
del cono del taladro de alojamiento y de la superficie exterior
cónica del inserto se asegura que este inserto no sea presionado
axialmente hacia fuera al contraerse el mandril de sujeción a
consecuencia del enfriamiento. En conjunto, el portaherramientas
tiene la ventaja de que se pueden materializar fuerzas de sujeción
muy altas incluso en el caso de tolerancias desfavorables.
Otros detalles y ventajas de la invención se
desprenden de la descripción siguiente.
El texto completo de las reivindicaciones no ha
sido reproducido en lo que antecede con la intención tan sólo de
evitar repeticiones innecesarias, sino que, en lugar de ello, se ha
hecho referencia al mismo únicamente por remisión, pero con esto
todas estas características de las reivindicaciones han de
considerarse como reveladas en este sitio en forma expresa y en
grado esencial para la invención.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle haciendo referencia a un ejemplo de realización mostrado en
el dibujo. Muestran:
La figura 1, una sección longitudinal axial
esquemática de un portaherramientas con herramienta sujeta en el
mismo y
La figura 2, una vista en perspectiva
esquemática del portaherramientas de la figura 1.
En el dibujo se representa esquemáticamente un
portaherramientas 10 para la fijación por contracción de
herramientas rotativas 11, de las cuales es visible solamente el
vástago 12 sujeto en el portaherramientas 10. El portaherramientas
10 presenta un mandril de sujeción 13 que contiene en un tramo de
sujeción 14 un taladro de alojamiento cónico central 15 que está
abierto en el extremo 16 situado a la derecha en el dibujo y que
sirve para enchufar y recibir un inserto 30. El portaherramientas
10 presenta a continuación del tramo de sujeción 14 una zona extrema
17 que no tiene mayor importancia para la invención y que puede
ofrecer cualquier configuración deseada. Con esta zona extrema 17
se puede insertar el portaherramientas 10 de manera conocida, por
ejemplo, en un husillo de trabajo, no mostrado, de una máquina
herramienta. A diferencia de la representación, la zona extrema 17
puede estar configurada también de otra manera, según las
condiciones existentes por el lado del husillo. Puede estar
configurada también, por ejemplo, como un sencillo vástago que sea
parte de un mandril de sujeción separado o que pueda insertarse a
su vez de forma soltable con el portaherramientas 10 en un mandril
de sujeción separado que pueda ser recibido en el husillo de
trabajo de una máquina herramienta.
La herramienta 11 es en principio de cualquier
clase. Consiste, por ejemplo, en una broca, una fresa o similar y,
sujeta firmemente en el portaherramientas 10 por medio de un asiento
de contracción, es accionada a rotación. El vástago 12 de la
herramienta 11 es cilíndrico. En el ejemplo de realización mostrado
el mandril de sujeción 13 representa una estructura de una sola
pieza. En otro ejemplo de realización, no mostrado, el mandril de
sujeción 13 puede estar unido también en forma soltable con el
portaherramientas 10.
En el interior del mandril de sujeción 13 sigue
al extremo del taladro de alojamiento cónico 15 opuesto al extremo
16 un espacio cilíndrico 18 dentro del cual se proyecta axialmente
en mayor o menor medida un tornillo de ajuste coaxial 19 que está
recibido en forma regulable a rotación dentro de un taladro roscado
21 del mandril de sujeción 13 y que es accesible para este fin
desde fuera, por ejemplo axialmente. El tornillo de ajuste 19 puede
presentar en el extremo que queda vuelto hacia el vástago 12 una
superficie 22, por ejemplo plana, en la que puede hacer tope
axialmente el vástago 12. De esta manera, el tornillo de ajuste 19
forma un tope axial para la herramienta 11 a enchufar y, según su
ajuste, determina la profundidad de enchufado. Además, el tornillo
de ajuste 19 puede servir también, en caso necesario, para expulsar
una herramienta 11 sujeta y a retirar seguidamente del mandril de
sujeción calentado 13 y, por tanto, para facilitar también la suelta
del inserto 30.
El inserto 30 presenta una superficie exterior
cónica 31 cuyo ángulo de cono se ha elegido tan grande como el del
taladro de alojamiento cónico 15 del mandril de sujeción 13, siendo
el ángulo de cono más pequeño que el ángulo de autorretención, con
lo que, al contraerse el mandril de sujeción 13 a consecuencia del
enfriamiento, el inserto 30 no puede ser presionado axialmente
hacia fuera. No obstante, el inserto 30 puede ser extraído
fácilmente y sin problemas después de calentar el mandril de
sujeción 13 para retirar una herramienta sujeta 11. El inserto 30
contiene en el interior un taladro interior cilíndrico 32 para
recibir los vástagos cilíndricos 12 de las herramientas 11. El
inserto 30 está concebido, por ejemplo, en su material y/o en su
construcción de tal manera que, después de la introducción axial
del inserto 30 en el mandril de sujeción 13 calentado previamente
por vía inductiva o de otra manera, se produzcan una aplicación del
inserto 30 con su superficie exterior 31 al taladro de alojamiento
15 del mandril de sujeción 13 y una aplicación con el taladro
interior cilíndrico 32 al vástago 12 de la herramienta 11 y, al
enfriar el mandril de sujeción 13, se sujete este vástago de
herramienta 12 por contracción térmica, con lo que es posible
puentear grandes tolerancias de diámetro bajo fuerzas de sujeción
máximas. En este caso, el inserto 30 puede introducirse sin fuerza,
o bajo la acción de tan sólo pequeñas fuerzas axiales, en el
taladro de alojamiento 15 del tramo de sujeción caliente 14. La
sujeción del vástago 12 de la herramienta 11 se efectúa aquí no por
la deformación originada a consecuencia de la introducción axial
del inserto 30 en el mandril de sujeción caliente 13, sino por la
contracción del mandril de sujeción 13 que se produce durante el
enfriamiento subsiguiente del mismo. El portaherramientas 10 tiene
la ventaja de que, debido a esta configuración especial favorable
del inserto 30 con adaptación al vástago 12 de la herramienta 11 y
al taladro de alojamiento cónico 15 del mandril de sujeción
calentado 13, la medida de diferencia completa, formada a partir
del diámetro del taladro de alojamiento 15 en el estado caliente
del mandril de sujeción 13 menos el diámetro del taladro de
alojamiento 15 en el estado frío del mandril de sujeción 13, puede
ser aprovechada para sujetar la herramienta 11. De esta manera, se
pueden materializar fuerzas de sujeción muy grandes incluso con
tolerancias desfavorables. Por tanto, el portaherramientas 10 hace
posible que se sujeten también de forma segura y fiable vástagos de
herramienta 12 con una tolerancia de diámetro muy grande. Bajo esto
caen también, por ejemplo, herramientas 11 que se utilicen para
labrar la madera. El portaherramientas 10 es adecuado para
herramientas 11 con prácticamente cualquier tolerancia de diámetro
de los vástagos 12.
El inserto 30 puede presentar al menos una
hendidura longitudinal 33, estando abierta esta al menos una
hendidura longitudinal 33 en un extremo axial o, en vez de esto, en
ambos extremos del inserto 30. En el ejemplo de realización
mostrado el inserto 30 presenta varias, por ejemplo seis, hendiduras
longitudinales 33 que están dispuestas a distancias una de otra en
dirección periférica y que, en secuencia alternante, están abiertas
en un extremo axial situado a la derecha en el dibujo o en el
extremo axial opuesto.
Para sujetar una herramienta 11 en el mandril de
sujeción 13 se procede como sigue. Se parte aquí de la consideración
de que el taladro de alojamiento cónico 15 no está equipado con un
inserto 30 y una herramienta 11. En el taladro de alojamiento 15
del mandril de sujeción 13 que está así abierto en el extremo 16 se
instala el inserto 30 sin presión axial. El taladro interior 32
tiene un diámetro que es mayor que el diámetro del vástago 12 de la
herramienta 11. Esta herramienta 11 se inserta con su vástago
cilíndrico 12 en el taladro interior cilíndrico 32 del inserto 30,
ajustándose la profundidad de enchufado de la herramienta 11 por
medio del tornillo de ajuste 19. En este estado se calienta el
mandril de sujeción 13 por vía inductiva o de otra manera en al
menos la zona del tramo de sujeción 14. Debido a la dilatación
térmica se ensancha entonces el taladro interior cónico 15.
Seguidamente, se introduce el inserto 30 en el mandril de sujeción
caliente 13 sin fuerza o sólo bajo la acción de pequeñas fuerzas
axiales para aplicar el inserto 30 por dentro al mandril de sujeción
13 y por fuera al vástago 12 de la herramienta 11. Durante el
enfriamiento subsiguiente del mandril de sujeción 13 se produce la
contracción de éste, por lo que se sujeta con seguridad la
herramienta 11 mediante el vástago 12. Se pueden puentear aquí
también grandes tolerancias de diámetro en el vástago 12,
consiguiendo con ello máximas fuerzas de sujeción radiales.
Si se debe retirar nuevamente la herramienta 11
del portaherramientas 10, se calienta de nuevo el mandril de
sujeción 13 al menos en la zona del tramo de sujeción 14, con un
ensanchamiento térmico inherente del taladro de alojamiento 15. El
inserto 30 se libera así de este último taladro. En caso necesario,
se presiona axialmente contra el extremo del vástago 12 situado a
la izquierda en el dibujo por medio del tornillo de ajuste 19 y con
esto se expulsa la herramienta 11 del mandril de sujeción calentado
13, siempre que, estando calentado el mandril de sujeción 13, la
herramienta 11 y el inserto 30 no puedan ya retirarse así
fácilmente.
Claims (2)
1. Procedimiento para la fijación por
contracción de herramientas rotativas (11) con vástagos
predominantemente cilíndricos (12), con un mandril de sujeción (13)
que presenta un tramo de sujeción (14) con un taladro de
alojamiento cónico (15) para recibir en él un inserto (30) que
presenta al menos una hendidura longitudinal (33) y un taladro
interior cilíndrico (32) para recibir el vástago (12) de la
herramienta y una superficie exterior cónica (31) para su recepción
en el taladro de alojamiento (15) del tramo de sujeción (14),
introduciéndose el inserto (30) con su superficie exterior cónica
(31) en el taladro de alojamiento cónico conjugado (15) del tramo
de sujeción (14) del mandril de sujeción (13) e introduciéndose la
herramienta (11) a sujetar con su vástago cilíndrico (12) en el
taladro interior cilíndrico (32) del inserto (30),
caracterizado porque en el mandril de sujeción (13),
preferiblemente en posición coaxial a su taladro de alojamiento
(15), está sujeto en forma ajustable un tornillo de ajuste (19) que
forma un tope axial para la herramienta (11) a enchufar y/o que
puede servir para expulsar del mandril de sujeción calentado (13)
una herramienta (11) que deba ser retirada, porque, después de la
introducción del inserto (30), se ajusta el tornillo de ajuste (19)
retenido en el mandril de sujeción (13) a la profundidad de
enchufado axial deseada de la herramienta (11) que hace axialmente
tope en el mismo, porque seguidamente se calienta el mandril de
sujeción (13) al menos en la zona del tramo de sujeción (14) hasta
alcanzar una dilatación térmica, porque a continuación se hinca
axialmente el inserto (30) en el taladro de alojamiento (15) del
tramo de sujeción (14) y porque después se enfría el mandril de
sujeción (13) al menos en la zona del tramo de sujeción (14), con lo
que es posible puentear grandes tolerancias de diámetro bajo
fuerzas de sujeción máximas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque, para retirar la herramienta (11), se
calienta el mandril de sujeción (13) al menos en la zona del tramo
de sujeción (14) hasta alcanzar una dilatación térmica y se ejerce
por medio del tornillo de ajuste (19) una fuerza axial sobre el
vástago (12) de la herramienta para expulsar la herramienta (11)
del mandril de sujeción calentado (13).
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