ES2220893T3 - Util de corte. - Google Patents

Abstract

Herramienta de corte que comprende un portaherramientas (10) provisto de un asiento (24), una plaquita de mecanizado (12) de material sinterizado, provista de una base (42) destinada a cooperar con el citado asiento (24) para asegurar el posicionamiento de la plaquita (12) en el portaherramientas (10), y medios de fijación (14) de la plaquita al portaherramientas, en la cual el citado asiento (24) y la citada base (42) presentan, cada uno, una estructura de orientación longitudinal formada por surcos (32, 56) dispuestos paralelamente unos a otros y de forma complementaria para permitir el acoplamiento de las estructuras una en la otra, caracterizada porque, al menos, una de las citadas estructuras presenta una concavidad en el sentido longitudinal, de manera que, al menos, los extremos de los surcos (32, 56) de las dos estructuras están en contacto unos con otros.

Description

Útil de corte.

La presente invención se refiere a las herramientas de corte con plaquita añadida. Se refiere, de modo muy particular, a una herramienta de corte que comprende un portaherramientas provisto de un asiento, una plaquita de mecanizado de material sinterizado y provista de una base destinada a cooperar con el asiento para asegurar el posicionamiento de la plaquita en el portaherramientas, y medios de fijación de la plaquita al portaherramientas. En esta herramienta, el asiento y la base presentan, cada uno, una estructura de orientación longitudinal formada por surcos dispuestos paralelamente unos a otros y de forma complementaria para permitir el acoplamiento de las estructuras una en la otra. Una herramienta de este tipo está descrita, por ejemplo, en el documento WO-A-01/00360.

Las plaquitas de material sinterizado, tal como un carburo de tungsteno, soportan altas temperaturas sin que sus características físicas se vean afectadas. Así, es posible trabajar con grandes velocidades de corte y con pasadas importantes. Estos materiales son, desgraciadamente, frágiles y relativamente costosos. Por este motivo, el portaherramientas está formado de otro material, por ejemplo de acero, que es más elástico, más fácilmente mecanizable y de menor coste.

La plaquita está fijada por su base al asiento del portaherramientas, por medio de uno o varios tornillos insertados en agujeros practicados en la plaquita y en el portaherramientas, para hacerlos solidarios entre sí.

Estas herramientas se utilizan frecuentemente en máquinas de producción industriales cuyo entretenimiento debe poder hacerse en los plazos más breves. Por este motivo, estos comprenden medios de posicionamiento que permiten asegurar la precisión de la fijación de la plaquita al portaherramientas por el acoplamiento de las estructuras una en otra. Así, los tornillos aplican los surcos de la base en los surcos del asiento, de manera que se orientan y mantienen colocada la plaquita en el portaherramientas.

A fin de garantizar las condiciones de mecanizado óptimas, las superficies de corte y la base están rectificadas. La rectificación de las superficies de corte es necesaria para obtener la precisión y los estados de superficie deseados.

La rectificación de la base permite asegurar un bloqueo de la plaquita en el portaherramientas, garantizando que sus surcos están en contacto en toda su longitud con los del asiento, lo que una plaquita obtenida por sinterizado no puede asegurar. En efecto, incluso utilizando un molde perfectamente mecanizado, puede que la plaquita se deforme ligeramente durante la operación de sinterizado. Esto es particularmente perjudicial cuando la deformación hace la plaquita convexa y solo la parte media de la base está en contacto con el asiento. En este caso, la posición de la zona activa de la plaquita no puede ser garantizada, variando la altura según que sea uno u otro de los tornillos el que se apriete primero.

Cuando la herramienta comprende solamente un tornillo, hay, entonces, un riesgo importante de vibraciones, lo que limita considerablemente la velocidad de corte y reduce la duración de vida útil de servicio de la plaquita. Ahora bien, esta operación de rectificación de la base participa de manera sensible en el coste de la plaquita.

La presente invención tiene por objeto permitir una simplificación de la fabricación de tales herramientas. Con este objeto, la herramienta de acuerdo con la invención está caracterizada porque, al menos, una de las estructuras presenta una concavidad en el sentido longitudinal, de manera que, al menos, los extremos de los surcos de las dos estructuras están en contacto uno con otro.

De manera ventajosa, la estructura de la plaquita es la que presenta la concavidad. Esto puede obtenerse directamente durante la operación de moldeo, sin tener que efectuar mecanizado complementario.

La práctica ha demostrado que una concavidad definida por una flecha del orden del 0,2% de la longitud de la estructura era suficiente para obtener el efecto esperado.

Para asegurar la fijación de la plaquita al portaherramientas, estos comprenden, cada uno, dos agujeros cilíndricos cuyos ejes son, respectivamente, perpendiculares a la base y al asiento y alineados con respecto a los surcos. Los medios de fijación están formados, entonces, por dos tornillos, insertados, cada uno, en uno de los agujeros de la plaquita y del portaherramientas.

Las cabezas de los tornillos son de tipo cónico y los agujeros que comprende la plaquita comprenden una porción cónica dispuesta para cooperar con las cabezas de tornillo, a fin de posicionar longitudinalmente la plaquita en el portaherramientas.

De manera ventajosa, los ejes de los agujeros están distantes uno de otro un valor sensiblemente igual a la mitad de la longitud de la estructura de la base, y dispuestos simétricamente con respecto al punto medio de esta última.

La práctica ha demostrado que, teniendo una plaquita cuya base presenta una superficie obtenida por sinterización, su adherencia al portaherramientas aumenta, a causa de la rugosidad más elevada y, en consecuencia, del mayor coeficiente de rozamiento así obtenido.

Otras ventajas y características de la invención se deducirán de la descripción que se da a continuación, hecha refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:

\bullet La figura 1 muestra, en despiece ordenado, una herramienta de acuerdo con la invención;

\bullet La figura 2 representa el portaherramientas en trazo completo y la plaquita en línea de puntos, con indicación de las zonas en contacto, y

\bullet La figura 3 es una vista lateral del portaherramientas y de la plaquita alejados uno de otro.

La herramienta representada en la figura 1 comprende un portaherramientas 10, una plaquita 12 de material sinterizado, por ejemplo de carburo de tungsteno, y tornillos 14, de cabeza cónica 14a, que sirven de medios de fijación de la plaquita 12 al portaherramientas 10.

El portaherramientas 10 está formado por un cuerpo 16 paralelepipédico, del cual una cara 16a comprende un destalonamiento practicado en una de sus esquinas y que hace las veces de receptáculo 18. Dos agujeros roscados 20 y 22, destinados a recibir los tornillos 14, atraviesan el cuerpo 16 de parte a parte y desembocan en el receptáculo 18. Estos distan uno de otro un valor 1. Un eje longitudinal A-A está representado en las figuras 1 y 2, cortando perpendicularmente a los ejes de los agujeros 20 y 22.

El receptáculo 18 comprende un fondo cuya superficie es paralela a la cara 16a y define un asiento 24. Éste comprende, además, paredes 26 y 28 perpendiculares a la cara 16a y una garganta 30 que separa las paredes 26 y 28.

El asiento 24 presenta una estructura de orientación longitudinal formada por surcos 32 dispuestos paralelamente unos a otros y que ocupan toda su anchura. Los surcos 32 están dispuestos simétricamente con respecto a un plano perpendicular al asiento 24 y que pasa por el eje A-A. Estos tienen una sección isósceles, cuyo ángulo en el vértice es sensiblemente recto, estando la arista cortada.

La pared 28 se encuentra en la prolongación de los surcos 32 y forma con el eje A-A un ángulo de aproximadamente 45º. Las funciones de esta pared y de la garganta 30 serán precisadas más adelante.

El cuerpo 16 del portaherramientas 10 está fabricado, ventajosamente, en acero de herramientas, por ejemplo un acero al azufre, manganeso y plomo, y cementado después y ennegrecido de acuerdo con los procedimientos bien conocidos por el experto en la técnica.

La plaquita de mecanizado 12 tiene forma general prismática. De modo más particular, ésta comprende un núcleo 34 y dos alas 36 y 38. El núcleo 34 es paralelepipédico, con una cara superior 40, una base 42, dos costados laterales 44 y 46 y dos costados frontales 48 y 50. Las alas 36 y 38 son, respectivamente, solidarias de los costados frontales 48 y 50 y los prolongan.

El núcleo 34 está perforado por dos agujeros 52 y 54 distantes uno de otro un valor 1 igual al que separa los dos agujeros 20 y 22, y cuyos ejes son perpendiculares a la cara 40 y a la base 42. Estos agujeros 52 y 54 comprenden una parte cilíndrica y una parte cónica, identificadas, respectivamente, por las letras a y b, estando la parte cónica b abierta hacia la cara superior 40. Para facilitar la lectura del dibujo, está representado un eje B-B paralelo a los ejes de los agujeros 52 y 54 y dispuesto a media distancia entre ellos.

Las alas 36 y 38 y, de modo más particular, sus extremos en forma de arista 36a y 38a constituyen las partes activas de la plaquita 12. Estas son, en general, objeto de operaciones de rectificación, para definir su forma con la precisión que necesitan las operaciones de mecanizado que hay que efectuar.

En general, las dos alas 36 y 38 son idénticas, de tal modo que la plaquita 12 tiene una estructura simétrica con respecto al eje B-B. Ésta está dimensionada de manera que, cuando está dispuesta en el receptáculo 18, el ala 36 sobresale del portaherramientas 10. Su arista de corte 36a puede, entonces insertarse en una pieza que hay que mecanizar. El ala 38, por el contrario, está dispuesta en el interior del receptáculo 18, estando dispuesta su arista de corte 38a dentro de la garganta 30, sin contacto con el portaherramientas 10. Ésta está, así, protegida.

Cuando la arista de corte 36a del ala 36 está desgastada, basta retirar los tornillos 14 y girar180º la plaquita 12 alrededor del eje B-B de manera que el ala 38 ocupe el lugar del ala 36, y después volver a poner los tornillos 14, siendo, entonces, la arista de corte 38a funcional.

Para asegurar el posicionamiento de la plaquita 12 en el portaherramientas 10, la base 42 presenta una estructura de orientación longitudinal, formada por surcos 56 paralelos unos a otros y de forma complementaria a los surcos 32, de manera que estos se acoplan unos en otros. Los tornillos 14 pueden insertarse, entonces, en los agujeros 20 y 52, respectivamente 22 y 54. Las cabezas cónicas 14a de los tornillos 14 cooperan con las porciones cónicas 52b y 54b de los agujeros 52 y 54, lo que garantiza el posicionamiento longitudinal de la plaquita 12 y asegura una unión rígida entre ésta y el portaherramientas 10.

Como puede verse en la figura 3, la estructura que forman los surcos 56 se extiende en una longitud L sensiblemente igual a 21 repartida de manera simétrica con respecto al aje B-B. Ésta presenta una forma cóncava cuya flecha f, exagerada en el dibujo a fin de hacerla visible, es del orden de 0,002L. Así, con una herramienta en la cual L es igual a 20 mm, la flecha será, ventajosamente, de 0,04 mm, lo que corresponde sensiblemente a la precisión de la planitud que puede ser garantizada por sinterización. En otras palabras, en la práctica, la flecha está comprendida entre 0 y 0,08 mm. De este modo, es posible asegurar una perfecta adherencia de la plaquita 12 al portaherramientas 10.

La figura 2 muestra cómo los surcos 32 están en contacto con los surcos 56, para una plaquita que presenta la mayor concavidad admitida en la tolerancia, estando las zonas en contacto 58 rayadas. En esta figura, la plaquita está representada en línea de puntos. Se constata que estas zonas 58 se extienden desde los extremos de los surcos 32 hasta más allá de los ejes de los agujeros 20 y 22. En otras palabras, los tornillos 14 aplican su fuerza de fijación en una zona en que la plaquita 12 está en contacto con el portaherramientas 10. Una disposición de este tipo es más ventajosa que con un solo tornillo, central, porque ésta permite evitar tensiones demasiado grandes en la plaquita 12, que podrían provocar su rotura. Este problema no se plantea cuando la plaquita es muy gruesa.

Con una configuración de este tipo, no es necesario rectificar la base 42 de la plaquita 12. De este modo, esta base 42 presenta una superficie obtenida por sinterización. La experiencia ha demostrado que una superficie de este tipo presenta un coeficiente de rozamiento sensiblemente más elevado que una superficie rectificada. Resulta, así, que a pesar del hecho de que la plaquita 12 no está en contacto, en toda la superficie de su base 42, con el asiento 24, la rigidez de la herramienta es, al menos, igual, o incluso superior, a la obtenida con una plaquita cuya base esté rectificada.

La concavidad podría ser practicada, igualmente, en el portaherramientas 10 más bien que en la plaquita 12, cuya base sería, entonces, sensiblemente plana. Esto implica, sin embargo, un mecanizado más complejo durante la fabricación del portaherramientas 10, formando la fresa los surcos que deben tener una trayectoria en arco de círculo más bien que lineal.

Sería, igualmente posible que tanto el asiento 24 como la base 42 fueran cóncavas, estando la flecha f repartida, entonces, entre éstas dos.

La descripción hecha anteriormente se refiere a un buril tal como los utilizados en el tronzado. Es evidente que el mismo principio podría utilizarse para otros tipos de buriles, así como para otras fresas.

Claims (7)

1. Herramienta de corte que comprende un portaherramientas (10) provisto de un asiento (24), una plaquita de mecanizado (12) de material sinterizado, provista de una base (42) destinada a cooperar con el citado asiento (24) para asegurar el posicionamiento de la plaquita (12) en el portaherramientas (10), y medios de fijación (14) de la plaquita al portaherramientas, en la cual el citado asiento (24) y la citada base (42) presentan, cada uno, una estructura de orientación longitudinal formada por surcos (32, 56) dispuestos paralelamente unos a otros y de forma complementaria para permitir el acoplamiento de las estructuras una en la otra,

caracterizada porque, al menos, una de las citadas estructuras presenta una concavidad en el sentido longitudinal, de manera que, al menos, los extremos de los surcos (32, 56) de las dos estructuras están en contacto unos con otros.

2. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de la plaquita (12) presenta la citada concavidad.

3. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la citada concavidad está definida por una flecha (f) del orden del 0,2% de la longitud (L) de la citada estructura.

4. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la plaquita (12) y el portaherramientas (10) comprenden, cada uno, dos agujeros cilíndricos (52, 54) cuyos ejes son, respectivamente, perpendiculares a la base (42) y al asiento (24) y alienados en relación con los citados surcos, y porque los citados medios de fijación están formados por dos tornillos (14), insertados, cada uno, en uno de los agujeros de la plaquita (12) del portaherramientas (14).

5. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque las cabezas (14a) de los tornillos (14) son de tipo cónico y los agujeros (52, 54) que comprende la plaquita comprenden una porción cónica (52b, 54b) dispuesta para cooperar con las cabezas (14a) de los tornillos, a fin de posicionar longitudinalmente la plaquita (12) en el citado portaherramientas (10).

6. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizada porque los ejes de los citados agujeros (52, 54) distan uno de otro un valor (1) sensiblemente igual a la mitad de la longitud (L) de la estructura de la citada base (42) y están dispuestos simétricamente con respecto al punto medio de esta estructura.

7. Herramienta de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la base (42) de la citada plaquita (12) presenta una superficie obtenida por sinterización.