ES2204656T3 - Empleo de una herramienta de mango con insertos tipo aleta montados fijos. - Google Patents

Abstract

Empleo de una herramienta de mango provista de insertos tipo, aleta dispuestos fijos, para el labrado por fresado de materiales sin arranque de viruta para la producción de moldes para fundición resistentes al calor, especialmente de moldes de arena cono contenido de aglutinantes para la fabricación de piezas fundidas de metal, así como con un mango (1) giratorio alrededor de su eje longitudinal (2), que se puede unir de forma desmontable con un dispositivo de accionamientos y que está dotado en su sección final (6) libre con por lo menos una escotadura (7) en forma de escotadura que se extiende en dirección axial y una hoja de corte plano (8), que está dotada en el lado delantero con un bordes de lámina sin corte (12) vista en la dirección de avance (9).

Description

Empleo de una herramienta de mango con insertos tipo aleta montados fijos.

La presente invención se refiere al empleo de una herramienta de mango, provista de insertos tipo aleta dispuestos fijos para el labrado tipo fresado de materiales que no formen viruta para la fabricación de moldes, especialmente de moldes de fundición resistentes al calor para la fabricación de piezas fundidas de metal.

Para la fabricación de piezas fundidas de metal se emplean en la práctica principalmente moldes de arena, que se producen con ayuda de modelos. Puesto que la fabricación de modelos es costosa, para la fabricación de series pequeñas y medianas existe desde hace tiempo la necesidad de producir moldes de fundición mediante labrado directo de masas para moldes resistentes al calor.

En el documento DE PS 26 05 687 C3 se emplea para la producción de moldes de arena una herramienta de corte y de fresado para el vaciado de un espacio hueco del molde, que está en unión efectiva con una máquina fresadora copiadora. La herramienta de fresado presenta un grupo constructivo de cuchilla con un elemento de corte, que corresponde esencialmente a una forma de T invertida y está fijada en un brazo rotativo alrededor de un eje de rotación. El elemento de corte es intercambiable, curvado en el lado exterior para él alisado de la superficie del molde, de acuerdo con el diámetro interior del molde de fundición a generar y, visto en el sentido de rotación, en su lado delantero está formado de tal manera que forman una cuchilla. Mediante la cuchilla se vacía la arena endurecible compactada en una caja de molde, con una resistencia reducida de 2-5 kg/cm^{2}, antes de que haya alcanzado la resistencia definitiva de la arena para moldes después del endurecimiento. De este modo se debe evitar un desgaste rápido de la cuchilla. El transcurso del procedimiento es relativamente difícil de efectuar, porque durante el endurecimiento del molde se debe garantizar el momento correcto para el labrado. Por otra parte, con una resistencia reducida de la arena de molde, la forma queda inexacta o con una resistencia elevada se convierte rápidamente en inservible el elemento de corte. Además, se pueden emplear las herramientas de fresado sólo en la fabricación de piezas con simetría de rotación.

En cambio, en el documento DD 275 419 A1, se propone realizar un molde de fundición de un único bloque de material del molde con herramientas que no presentan ninguna geometría de corte. Para la consecución de un espacio hueco en un bloque de material del molde, se emplea un dispositivo que contiene una pieza arrastrada, accionada alrededor de un eje, en el que por lo menos se guía en dos elementos portantes no modificables en su longitud o semirrígidos. En estos elementos de soporte se han alojado elementos de labrado activos, que para evitar desequilibrios se han dispuesto en la misma división angular en la pieza de arrastre. Como elementos de labrado activos se pueden emplear, por ejemplo, piezas planas, tales como placas triangulares, estrellas o similares, pero también esferas o paralelepípedos entre otros, con o sin cantos. Como elementos de soporte no rígidos o semirrígidos, se emplean cables, cables de alambre, cintas de chapa, cadenas o similares, que para la protección contra el desgaste originado por el material del molde de arena extraído están dotados adicionalmente de elementos de protección.

Para incrementar la potencia de extracción, es necesario alcanzar durante el labrado una rigidez lo más alta posible de los elementos soporte, al sujetar los elementos de labrado desplazables y opuestos entre ellos. Asimismo es también posible controlar el dispositivo mediante una máquina CNC. Para mejorar la superficie de las piezas de fundición se rocían, en una operación de trabajo final, las superficies interiores que encierran el espacio hueco del molde con un medio para alisar, que se ha de distribuir uniformemente sobre la superficie. También en este caso es desventajoso que esencialmente sólo se pueda realizar en moldes bastos que difieren de las piezas de asimetría de rotación. Es desventajosa la reducida calidad de superficie de las piezas de fundición producidas con los moldes de fundición, lo que se debe al efecto más o menos golpes de la herramienta.

Para la producción de moldes de fundición son usuales fresas de mango con plaquitas de corte, que presentan un contorno circular. La fresa de mango citada en el documento DE 197 21 900 A1 tiene en el extremo libre una plaquita de corte, que está sujeta con ayuda de tornillos de sujeción en el mango. El mango presenta un asiento de plaquita con un taladro roscado, estando dotada la plaquita de corte de un taladro. Una fijación de esta clase se encuentra, sin embargo, con problemas cuando las dimensiones de las plaquitas de corte no llegan a una medida mínima. Es por ello difícil desmontar la plaquita de corte o fijarla de forma satisfactoria. Además, es desventajoso que la plaquita de corte, con materiales que no forman viruta, esté sujeta a un elevado desgaste. Por ello es necesario un cambio de herramienta permanente, que lleva consigo un desgaste correspondientemente elevado.

Para reducir el coste de herramienta que se origina por él elevado desgaste, se propone en el documento DE 3914074 A1 una herramienta de fresado de fabricación económica, que presenta un mango cilíndrico y un soporte de corte plano. En su borde más alejado del eje del mango está dotado de portacuchillas con cuchillas. En el lado frontal del portacuchillas se han previsto, además, plaquitas de corte frontales. El mango está configurado en un lado como broca, para que la fresa pueda hacer las funciones de fresa frontal. Las cuchillas se han dispuesto referidas al eje del mango en los bordes exteriores finales radiales del portacuchillas. La sección transversal de la herramienta de fresado muestra un perfil en forma de S con la cuchilla en la dirección de corte. Por esta razón se puede emplear la fresa anteriormente descrita sólo con materiales con arranque de viruta. Con materiales sin arranque de viruta no es posible su empleo.

La arena de fundición que contiene aglutinante origina un fuerte grado de desgaste en la cuchilla de la herramienta, que se produce por un desgaste de la cuchilla en los bordes de corte y del desgaste de fricción en las superficies de los flancos. Por esta razón se da un efecto de corte sólo con herramientas nuevas y con ello limitadas en el tiempo. Él desgaste de la cuchilla tiene un efecto de redondeo del borde delantero de la herramienta, con lo cual se origina, además, desgaste de fricción en la zona que se encuentra detrás de la cuchilla. Este desgaste por fricción desgasta de forma creciente las superficies externas y deforma la herramienta hacia atrás de forma creciente en contra del sentido de rotación. La energía que corresponde a la fricción se transforma en calor, lo que puede provocar un calentamiento de la herramienta y hago un desgaste creciente rápido.

La presente invención tiene como objeto formar de tal manera una herramienta de mango, que se puede producir de forma simple y económica, para el labrado por fresado de materiales sin arranque de viruta para la producción de moldes de fundición resistentes al calor, especialmente moldes de fundición de arena que contengan aglutinantes que con sólo un desgaste por fricción, no evitable, y con el desgaste creciente permanezca apta para funcionar. La eficacia del labrado debe mantenerse durante un largo período. Las pérdidas por fricción deben reducirse.

De acuerdo con la invención se consigue este objeto con el empleo de una herramienta de mango, provista de una hoja de corte en forma de aleta, con un inserto de corte según la reivindicación 1. Los espesores de hoja mínimo originan una reducción esencial de la fricción entre los bordes de hoja y la superficie del molde de fundición, con lo cual, no sólo se reduce él desgaste de la hoja de corte, sino también se aumenta la duración de la herramienta. De este modo, la herramienta es especialmente apropiada para el labrado de alta velocidad, ya que es de masa reducida y con un número de revoluciones elevado aumenta la refrigeración de los bordes de la hoja.

La herramienta de mango propuesta para el empleo está formada de productos semielaborados, fáciles de fabricar, y con ello de fabricación económica, lo que se explicará a continuación mediante un ejemplo de realización. Otras ventajas y configuraciones de la invención resultan de la siguiente descripción y de las subreivindicaciones.

En los correspondientes dibujos muestran en representación esquemática:

La figura 1, una herramienta de mango con una hoja de corte rectangular,

La figura 2, una herramienta de mango con una hoja de corte con borde de hoja circular

La figura 3, una herramienta de mango con una hoja de corte con bordes redondeados,

La figura 4, una herramienta de mango con una hoja de corte con bordes en ángulo,

La figura 5, una herramienta de mango con una hoja de corte con bordes cónicos,

La figura 6, una herramienta de mango con un mango en forma de tubo,

La figura 7, una herramienta de mango con hojas de corte dobles dispuestas simétricas,

La figura 8, una herramienta de mango con una hoja de corte curvada convexa en el sentido de rotación,

La figura 9, una herramienta de corte con una hoja de corte doblada convexa en el sentido de rotación,

La figura 10, una herramienta de mango con una hoja de corte convexa con bordes de hoja dispuestas inclinados.

La herramienta de mango representada en la figura 1 para el labrado con fresa de materiales que no forman viruta, que puede contener arena cristalina gruesa, especialmente en la fabricación de moldes para fundición resistentes al calor para piezas de fundición de metal, está formada esencialmente de dos piezas simples, que se montan de forma adecuada, por ejemplo, por el montaje en unión positiva de forma, soldadura dura, soldadura blanda o pegado.

El mango 1, giratorio alrededor de su eje longitudinal, alargado y cilíndrico, presenta una sección de mango superior 3, que se puede desmontar con un alojamiento de herramienta para una herramienta de arranque de viruta rotativa. Según la figura 6, el mango se ha configurado tubular como cuerpo hueco 5. Un cuerpo hueco 5 tubular ofrece un ahorro de peso considerable, que se puede hacer notar sobre todo con velocidades de rotación elevadas. Otra ventaja puede consistir en que el mango 1, por lo menos en la zona de la sujeción de la hoja de corte 4, se ha conformado como cuerpo hueco tubular 5. De esta manera se puede prolongar el cuerpo hueco 5 durante el labrado de piezas profundas con un segmento final de mango cilíndrico 3.

En su segmento final libre 6 o en la zona de la sujeción de la hoja de corte 4 se ha dotado el mango 1 de una escotadura 7 en forma de ranura que se extiende en dirección axial hacia el alojamiento de la hoja de corte 8. Según la figura 7 se han previsto, por ejemplo, dos escotaduras 7 en forma de ranura, de tal manera que dos hojas de corte 8 se han dispuesto simétricamente. Con un cuerpo hueco 5 tubular, se pueden sujetar las hojas de corte 8 mediante dos semicortes opuestos en el eje longitudinal 2 mediante el encaje conjunto y sujetar de forma especialmente simple, por ejemplo, mediante soldadura en la escotadura 7. De este modo con elevadas velocidades de rotación se garantiza una sujeción segura.

La hoja de corte 8 se puede producir mediante troquelado de un recorte plano de chapa de acero o chapa de acero resistente al desgaste mediante troquelado, no limitándose la invención a los ejemplos de realización citados. Más bien se pueden emplear también materiales apropiados como productos semielaborados, siempre que se encuentren dentro del marco de las reivindicaciones. Especialmente afecta esto a los materiales compuestos, materiales complejos de fibra, o materiales altamente resistentes o cerámicos o elementos cerámicos aglutinados con fibra.

La hoja de corte 8, según la figura 1, está dotada en el lado plano delantero 11, visto en la dirección de avance 9, de un borde de la hoja 12 que no corta, que está dispuesto en ángulo recto a la cara plana a 11, si se emplea una piezas de troquelado simple. En este caso, el espesor de la hoja puede realizarse relativamente reducido. El espesor de la hoja puede estar comprendido entre 0,1 mm y 5,0 mm, preferentemente el espesor de la hoja debe ser de 0,2-1,0 mm.

Especialmente no se debe seleccionar el espesor de la hoja mayor, para que el ángulo tangencial del flanco del borde de la hoja 12 sea cero o casi cero.

Con el empleo de materiales altamente resistentes o con el empleo de materiales complejos, se puede dotar el borde de la hoja 12 y el borde posterior 13, que se encuentra detrás del borde 12 de la hoja de corte 8, con un radio o redondearse. Con un ángulo tangencial reducido y mediante el redondeo se reduce el calor de fricción y el desgaste.

Se puede conseguir una reducción adicional de la fricción en la zona del borde posterior 13 con una hoja de corte 8, que presente un material base de acero y la cara delantera plana 11 está unida con un recubrimiento de protección al desgaste 15 de una elevada resistencia. Como recubrimiento protector del desgaste 15 se puede emplear cualquier material duro o combinación metálica que contenga un material duro o un material duro que contenga una aleación
metálica o materiales complejos. Mediante el recubrimiento contra el desgaste 15, aplicado sobre la cara plana 11 se reduce él desgaste en el borde de la hoja 12. Los bordes posteriores 13 que se encuentran sobre la hoja de corte 8 de acero se desgastan fuertemente debido a la resistencia reducida, con lo cual se origina un redondeo del flanco, que presenta una resistencia a la fricción reducida.

La hoja de corte 8 se puede configurar multiforme. Para ello se pueden emplear en el labrado de moldes de fundición máquinas herramientas CNC con cambio automático de herramienta, diferentes herramientas de mango una tras otra, con lo cual se puede simplificar considerablemente la producción de formas complicadas. La forman base presenta la hoja de corte 8 según la figura 1, y las figuras 3-10 un corte cuadrado o rectangular. En la figura 3, la hoja de corte 8 tiene en su lado frontal 16 un redondeo 17, o en la figura 4 está dotado en el lado frontal con esquinas 18 cortados de forma angular.

La hoja de corte 8, según la figura 2, presenta un contorno exterior que tiene la forma de un arco de círculo 19 y la figura 5 se puede reconocer el contorno del trapecio 21, que en la rotación alrededor del eje longitudinal 2 de la herramienta de corte produce un cono.

En una configuración especialmente ventajosa de la herramienta de mango puede presentar la hoja de corte 8, paralela al eje longitudinal 2 según la figura 18, una curvatura convexa 22 o según la figura 9 un doblado convexo 23 en el sentido de rotación 24. Si la hoja de corte 8 está formado de un material de hoja deformable elásticamente o flexible con un reducido espesor del hoja, se puede reducir la curvatura existente 22 con una elevada rotación, como con el labrado de alta velocidad. De esta manera se puede mantener constante la herramienta con desgaste creciente de la hoja de corte 8 por un incremento de la velocidad de rotación. Para este procedimiento son especialmente apropiados hojas de corte metálicas 8, que presentan una elevada resistencia al desgaste. Con ayuda de la herramienta de mango dibujadas se pueden producir moldes para fundición de arena de molde con filigranas, que presentan una superficie de molde muy lisa.

Para evitar los restos de labrado originados en la extracción de material, es ventajoso si la hoja de corte 8 presenta, para conseguir un efecto de ventilador, los bordes de hoja 25 en forma de aleta según la figura 10, que están dotados con un ángulo de la hoja 26 con relación al eje longitudinal 2. Los restos de material extraídos se pueden transportar principalmente en la dirección del eje desde la posición de labrado.

Claims (10)

1. Empleo de una herramienta de mango provista de insertos tipo, aleta dispuestos fijos, para el labrado por fresado de materiales sin arranque de viruta para la producción de moldes para fundición resistentes al calor, especialmente de moldes de arena cono contenido de aglutinantes para la fabricación de piezas fundidas de metal, así como con un mango (1) giratorio alrededor de su eje longitudinal (2), que se puede unir de forma desmontable con un dispositivo de accionamientos y que está dotado en su sección final (6) libre con por lo menos una escotadura (7) en forma de escotadura que se extiende en dirección axial y una hoja de corte plano (8), que está dotada en el lado delantero con un bordes de lámina sin corte (12) vista en la dirección de avance (9).

2. Empleo según la reivindicación 1, caracterizado porque la hoja de corte (8) se ha fabricado como pieza troquelada de un recorte plano de acero, acero resistente al desgaste o un material resistente al desgaste adecuado mediante troquelado, y está dotada de una superficie exterior de la hoja, que se encuentra en ángulo recto para cada plan (11).

3. Empleo según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el borde de la hoja (12) y el borde posterior (13), visto en la dirección de avance (9) de la hoja de corte (8) está provista de un radio, o está redondeada.

4. Empleo según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la hoja de corte (8) presenta la forma base de un cuadrado o rectángulo y/o está dotada en los extremos de redondeos (17) o esquinas cortadas en ángulo (18).

5. Empleo según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la hoja de corte (8) está dotada de un contorno exterior en forma de arco o de cono.

6. Empleo según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la hoja de corte (8) está dotada, paralelamente al eje longitudinal (2), de una curvatura (22) o un doblado (23), estando dispuesta la cara convexa de la curvatura (22) o del doblado (23) en el sentido de rotación (24).

7. Empleo según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la hoja de corte (8) presenta, para conseguir un efecto de ventilador, doblados de la hoja en forma de aleta (25) que están dispuestos con un ángulo del hoja (26) inclinados con relación al eje longitudinal (2).

8. Empleo según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la hoja de corte (8) está formada de material de la hoja metálica deformable elásticamente o flexiblemente que presenta una elevada resistencia.

9. Empleo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la hoja de corte (8) presenta un material base de acero y en la cara delantera plana (11) está dotada de un revestimiento de protección contra el desgaste (15) de un material duro, o una combinación metálica que contiene un metal duro, o de una aleación que contiene un metal duro.

10. Empleo según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el mango (1) presenta por lo menos en la zona del soporte de la hoja (4) un cuerpo hueco (5) de forma tubular o cilíndrica.