ES2256988T5 - Util de corte giratorio con insercion orientable. - Google Patents
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Abstract
Una herramienta de corte giratoria de tipo orientable (1), que tiene al menos una pieza inserta orientable (3), estando dicha pieza inserta (3) diseñada con forma sustancialmente rectangular que tiene un agujero de pasador, siendo lineales cada uno de los dos lados situados en posiciones simétricas de los cuatro lados que constituyen dicha pieza inserta orientable (3), sirviendo uno de ellos como un borde de corte periférico externo (9), incluyendo cada uno de los otros dos lados situados en posiciones simétricas una parte configurada como un arco o configurada sustancialmente como un arco o configurada como una línea recta redondeada en ambos de sus extremos, sirviendo uno de ellos como un borde de corte principal (7), y una parte lineal que continúa desde el borde de corte principal (7) y sirve como un borde de corte periférico interno (8), caracterizado porque el borde de corte periférico externo está acuñado hacia atrás con respecto al eje central de la herramienta y dicho borde de corte principal (7) está diseñado para estar comprendido entre 3 y 35 grados en ángulo (k) de borde de corte y tiene una longitud sobre la que dicho borde de corte principal (7) entra en contacto con una pieza de trabajo, siendo la longitud substancialmente invariable incluso cuando se repite un trabajo de talla.
Description
Útil de corte giratorio con inserción
orientable.
El presente invento se refiere a la utilización
de una herramienta de corte giratoria de tipo orientable.
Una herramienta de corte giratoria de tipo
orientable se conoce, por ejemplo, del documento
EP-A-0 207 914.
Convencionalmente, se han usado dominantemente
herramientas de corte giratorias de tipo orientable que usan piezas
insertas orientables, cada una diseñada con una forma triangular,
una forma rectangular, una forma de rombo o similares. En estas
herramientas, el borde de corte principal es de un tipo de borde de
corte recto. La penetración por diente como condición general de
corte es igual a 0,1 a 0,5 mm/diente para corte de fundición y 0,1
a 0,3 mm/diente para corte de acero aunque se varía de acuerdo a la
profundidad y anchura de corte. Sin embargo, empiezan a aparecer
tales ejemplos que el uso de una herramienta de corte giratoria de
tipo orientable que usa una pieza inserta de botón que implementa
el trabajo en una penetración que no es menor de aproximadamente
dos veces tan grande como para un borde de corte recto, dando lugar,
por tanto, a una mejora de la eficiencia de trabajo. Esta
herramienta de corte giratoria de tipo orientable usa piezas
insertas de tipo positivo de botón que incluyen varios tamaños de 8
a 20 mm de diámetro. Los mecanismos de sujeción para esto se
clasifican ampliamente en dos tipos, estando diseñado un tipo para
fijar la pieza inserta mediante piezas de una cuña y un soporte y
estando diseñado el otro para fijar la pieza inserta mediante un
tornillo de sujeción insertado en un agujero de pasador dispuesto
en el centro de la pieza inserta.
Además, la pieza inserta de botón es de
resistencia de corte ligeramente grande debido a su característica
dependiente de la forma, pero con borde de corte de longitud más
grande que el borde de corte recto, y de resistencia de pieza
inserta más alta; proporcionando, por tanto, muchas ventajas al
hacer posible que corte un material de alta dureza, y alargando
entonces la vida útil de la pieza inserta, etc. Como ejemplo del uso
de tal pieza inserta de botón se proporcionan herramientas como las
descritas en las solicitudes de patentes japonesas abierta a
inspección (Kokai) números 9-225724 y
10-118901.
Sin embargo, en trabajos recientes de alta
eficacia (trabajos de línea de contorno), empiezan a aparecer unos
casos que se provoca trepidación-vibración durante
un proceso de corte de las partes de esquina y las ranuras,
provocando finalmente por tanto que las piezas insertas se
dañen.
Por tanto, es un objeto del presente invento
suprimir la trepidación-vibración durante el proceso
de corte de las partes de esquina y las ranuras, para realizar, por
tanto, un trabajo estable y de alta eficiencia (trabajo de línea de
contorno).
Con el fin de obtener el objeto anterior, de
acuerdo a un primer aspecto del presente invento, se proporciona la
utilización de una herramienta de corte giratoria de tipo orientable
definida en la reivindicación 1.
Además, de acuerdo a otro aspecto del presente
invento, se proporciona la utilización de una herramienta de corte
giratoria de tipo orientable definida en la reivindicación 2.
De acuerdo al invento, la longitud substancial
del borde de corte durante un procedimiento de corte es
substancialmente constante, dando lugar, por tanto, a una talla y
refrentado homogéneo, que proporciona un trabajo altamente
eficiente. Esto da lugar a una mejora de la eficiencia del trabajo
de línea de contorno.
En la herramienta de corte giratoria de tipo
orientable acorde con el presente invento, un borde inferior sirve
como borde de corte principal. El borde de corte principal tiene el
ángulo de borde de corte comprendido entre 3 y 35 grados, y está
redondeado con una forma en torno a un radio. Esta herramienta
realiza corte sólo en una parte redondeada en las proximidades de
su punta y por consiguiente es más corta en la longitud del borde
de corte que la pieza inserta de botón convencional. Esto recorta
una longitud sustancial del borde de corte que hace contacto con el
material que va a cortarse en el proceso de corte para las partes de
esquina y las ranuras que son pequeñas en el diseño borrador del
molde y grandes en la pieza de corte, evitando por tanto que
aparezca vibración-trepidación e implementando de
este modo un uso estable de la herramienta sin problemas. Cuanto
más pequeño es el ángulo del borde de corte, más lisa será la cara
cortada. Si el ángulo del borde de corte es menor de 3 grados, se
reduce la profundidad en la dirección axial de corte, dando lugar a
una degradación de la eficiencia y obstrucción en el uso práctico.
Por otro lado, si el ángulo del borde corte supera los 35 grados,
el borde de corte principal se acorta substancialmente, dando lugar
a una reducción de la vida útil de la pieza inserta. Más
preferiblemente, el ángulo del borde de corte está comprendido entre
10 y 30 grados.
El borde de corte principal está comprendido
preferiblemente entre 3 y 7 mm de longitud. La razón de por qué es
así, por ejemplo en un caso en el que el material a cortar,
equivalente a acero al carbono S50C se corta con una penetración
por diente (fz) de 1 a 1,2 mm/diente, si la longitud es menor de 3
mm, la pieza inserta se daña fácilmente y así su vida útil se
recorta, mientras que si la longitud supera los 7 mm, la resistencia
al corte se aumenta excesivamente. Por lo tanto, es preferible que
el radio de curvatura R sea aumentado y que la longitud se
establezca de 3 a
7 mm.
7 mm.
Generalmente, se recomienda que la longitud del
borde de corte principal se establezca del 20 al 60% del diámetro
del círculo inscrito en la pieza inserta.
Además, en la pieza inserta orientable utilizada
para esta herramienta, un segmento de línea que se extiende desde
un centro de arco del borde de corte principal (parte de arco) 7 al
punto de conexión entre el borde de corte principal 7 y un borde de
corte periférico interno (parte recta) 8 corte al borde de corte
periférico interno 8 con un ángulo de menos de 90 grados (\alpha
en las figuras 2 y 4). Esto es porque el ángulo que supera 90
grados hace difícil establecer el borde de corte principal dentro
del intervalo de 3 a 35 grados en el ángulo de borde de corte y
disponer el borde de corte periférico interno con un ángulo adecuado
cuando la pieza inserta se monta en el soporte. Además, la pieza
inserta puede ser una pieza inserta orientable, que es de tipo de
dos esquinas usadas y substancialmente rectangular, y está
configurada como un punto de simetría con respecto al centro del
agujero de pasador (véase la figura 2). Además, la pieza inserta
puede ser una pieza inserta orientable que sea de tipo de tres
esquinas usadas y substancialmente triangular, y tenga la parte
recta 8 y la parte de arco 7 (véase la figura 4).
Los objetos, características y ventajas
anteriores y otros del invento serán más evidentes a partir de la
siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos que se
acompañan.
La figura 1 es una vista parcialmente en sección
de una herramienta de corte giratoria de tipo orientable 1 para la
utilización según el presente invento;
La figura 2 es una vista frontal de una pieza
inserta orientable que se monta en la parte de punta de la
herramienta de corte giratoria de tipo orientable 1 mostrada en la
figura 1;
La figura 3 es una vista lateral de la pieza
inserta orientable;
La figura 4 es una vista frontal de otra pieza
inserta orientable adecuada para la utilización en el invento;
La figura 5 es una vista frontal de una
fresadora que utiliza una pieza inserta orientable de un ejemplo
convencional;
La figura 6 es una vista útil para explicar la
diferencia entre la herramienta utilizada según la realización del
presente invento y la del ejemplo convencional, ambas repiten el
corte durante el trabajo de la línea de contorno;
La figura 7 es una vista útil para explicar una
manera de realizar trabajo de línea de contorno con la realización
del invento; y
La figura 8 es una vista útil para explicar los
resultados de corte de la realización del invento y el ejemplo
convencional.
Más adelante se describirán realizaciones
preferidas acordes con el presente invento haciendo referencia a
los dibujos que se acompañan.
La figura 1 muestra un cuerpo principal 1 de
herramienta en el que se monta una pieza inserta 3 y la figura 2
muestra una pieza inserta 3 substancialmente rectangular usada en
una realización del presente invento. La figura 3 es una vista
lateral de la pieza inserta 3 mostrada en la figura 2.
Como se muestra en la figura 1, la pieza inserta
rectangular 3 mostrada en la figura 2 utilizada en la primera
realización del invento se fija a una parte 2 de extremo distal del
cuerpo principal 1 de herramienta mostrada en la figura 1
insertando un tornillo de fijación 4 a través de un agujero de
pasador de la pieza inserta.
Como se muestra en la figura 1, la pieza inserta
3 utilizada en la primera realización tiene un borde de corte
principal 7 y un borde de corte periférico externo 9. El borde de
corte principal 7 se diseña con forma arqueada de manera que su
ángulo (\kappa) del borde de corte está comprendido entre 3 y 35
grados. El borde de corte periférico externo 9 se diseña de forma
recta con el fin de que se estreche hacia atrás con respecto al eje
central de la herramienta.
La pieza inserta orientable 3 de esta
realización también se diseña con un punto de simetría con respecto
al centro del agujero de pasador en ella para poder usar dos de sus
esquinas. Cada uno de los dos lados 9 que son simétricos respecto
al centro del agujero de pasador en los cuatro lados que forman el
sustancial rectángulo se configura como una línea recta. Cada uno
de los otros lados comprende una parte de arco (borde de corte
principal) 7 configurado como un arco, y una parte recta 8 que
continúa desde la parte de arco. Como se muestra en la figura 2, un
segmento de línea que se extiende desde el centro del arco de la
parte 7 de arco hacia el punto de conexión entre la parte 7 de arco
y la parte recta 8 corta a la parte recta 8 con un ángulo
(\alpha) que es menor de 90 grados.
La longitud del borde de corte principal 7 se
establece preferiblemente de 3 a 7 mm, sin embargo, el presente
invento no se limita a este valor.
Además, la figura 4 muestra una pieza inserta 6
substancialmente triangular usada en una segunda realización del
presente invento.
Cada uno de los tres lados que forman el
sustancial triángulo comprende una parte 7 de arco configurada como
un arco y una parte recta 8 que continúa desde la parte 7 de arco.
En esta realización, un segmento de línea que se extiende desde el
centro del arco de la parte de arco al punto de conexión entre la
parte de arco y la parte recta corta a la parte recta con un ángulo
(\alpha) que es menor de 90 grados.
La estructura anterior de la pieza inserta 6 de
la segunda realización proporciona una pieza inserta orientable y
tres esquinas de uso.
La figura 5 muestra una fresadora radial que
utiliza una pieza inserta convencional de botón. La figura 6 es una
vista útil para explicar la diferencia entre la pieza inserta
convencional de botón y la pieza inserta rectangular utilizada en
el invento.
A continuación, se realizó la prueba de
comparación bajo la condición de que las líneas de contorno fueran
talladas como se indica por la flecha de la figura 7. Una
herramienta de 80 mm de diámetro fue sujetada a una viga de
fresadora mientras la longitud de voladizo L sobre una línea de
calibre se estableció en 270 mm para hacer fácil la inducción de la
vibración-trepidación. Además, el material fue
trabajado en el orden de cortar el respaldo, cortar la ranura,
cortar el escalón,... con el fin de establecer la condición de
trabajo de manera que la pieza inserta fuera desgastada fácilmente
en el procedimiento de corte de la ranura. Además se dieron las
condiciones de ensayo que siguen: el material a cortar se hizo de
S50C como es el caso de un ensayo de corte 1, la velocidad de corte
V se estableció en 200 m/min (número de vueltas N = 800 rpm), la
profundidad de corte Ad se estableció en 1,5 mm, la anchura de corte
Rd se estableció en 40 (corte de escalón) a 80 (corte de ranura), y
el estilo de corte se estableció a un estilo de corte seco. La
penetración por un diente (fz) se incrementó mientras se observaba
la condición de corte. Es decir, la penetración por un diente (fz)
se incrementó a sucesivamente en el orden de 0,25, 0,5, 0,75, 1,0
mm/diente, mientras la condición de corte se evaluó desde el punto
de vista de vibración. Además de esto, estos valores fz serán 1000,
2000, 3000, 4000 mm/min en términos de la cantidad F de penetración
de tabla.
Los resultados del ensayo se muestran en la
figura 8, en la que una marca © muestra "bueno", una marca
\Delta muestra "pasable", una marca X muestra "imposible de
cortar". La figura 8 muestra que en el ejemplo convencional, el
trabajo está disponible en la primera etapa de las líneas de
contorno sin problemas, la trepidación-vibración se
aumenta en la segunda etapa y las etapas siguientes (la profundidad
de un corte Ad no es menor de 3 mm (profundidad de corte por una
etapa 1,5 mm x 2 veces) y el trabajo no está disponible cuando la
penetración por diente es igual a 0,75 mm. La tercera etapa tenía
el mismo resultado que la segunda etapa. Por otro lado, en las
realizaciones del presente invento, el material fue sometido a un
trabajo satisfactorio sobre toda la zona en la que la penetración
por un diente fz es 0,25 a 1,00 mm en la primera etapa, y también a
trabajo de talla satisfactorio también en las etapas segunda,
tercera y cuarta, sin la vibración-trepidación.
La razón por la que se obtiene tal resultado
satisfactorio se describirá con referencia a la vista esquemática
de la figura 6.
Con respecto a la pieza inserta convencional de
botón 5, como la profundidad de corte (Ad) es un incremento de 1,5
mm cada vez, se aumenta la longitud del borde de corte que hace
contacto con el material a cortar. En otras palabras, en el ejemplo
convencional, como la profundidad de corte Ad es como Ad x n veces
(número de veces de corte) durante el trabajo de la línea de
contorno, se aumenta la longitud del borde de corte principal que
hace contacto con el material.
Por el contrario, en las realizaciones del
invento, la longitud del borde de corte principal 7 se establece en
un valor casi igual a la profundidad de corte Ad por una vez, lo que
permite que el borde de corte principal corte el material sin
cambiar su longitud en la segunda etapa y también en las etapas
siguientes. En otras palabras, en la realización del invento, se
pone atención a la longitud del borde de corte principal que se
establece de tal manera que no se provoca
vibración-trepidación en la primera etapa, y se
establece esta longitud del borde de corte principal. Por lo tanto,
incluso cuando el trabajo de talla se realiza con cualquier
frecuencia, no sucede vibración-trepidación y por
tanto se puede realizar un trabajo estable.
Expresando numéricamente en términos concretos,
siempre que se permita a la potencia de la máquina incluso si la
fresadora no es muy grande, cuando el material de S50C en la
condición de que se proporcionan 5 dientes de 80 mm de diámetro, la
velocidad de corte V es 180 m/min (número de vueltas N es igual a
720 rpm), la profundidad de corte Ad se establece en 1,5 mm, la
anchura de corte Rd es para corte de ranura, y la penetración de un
diente fz se establece en 1 mm/diente, se puede proporcionar una
herramienta que tiene las capacidades, tales como la cantidad de
penetración de tabla F de 3600 mm/min y la máxima velocidad de
retirada de metal de 432 cc/min, y en la condición de que la
penetración por diente es 2 mm/diente, se puede proporcionar una
herramienta que tiene las capacidades, tales como la cantidad de
penetración de tabla F es 7200 mm/min y la velocidad máxima de
retirada de metal de 864 cc/min. Teniendo en consideración que tal
procedimiento de corte en el que la velocidad de retirada de metal
exceda 200 cc/min se denomina convencionalmente "corte severo
(trabajo altamente eficiente)", la velocidad de retirada de
metal en las realizaciones del invento puede exceder dos veces 200
cc/min, lo que muestra la superioridad de las realizaciones del
invento del ejemplo convencional.
De acuerdo al invento, la substancial longitud
del borde de corte durante un procedimiento de corte es
substancialmente constante, dando lugar, por tanto, a una talla y
refrentado homogéneo, que proporciona un trabajo altamente
eficiente. Esto da lugar a una mejora de la eficiencia del trabajo
de la línea de contorno.
Claims (3)
1. La utilización de una herramienta de corte
giratoria de tipo orientable (1) para trabajos de líneas de
contorno, la herramienta de corte tiene por lo menos una pieza
inserta orientable (3), estando dicha pieza inserta (3) diseñada
con forma sustancialmente rectangular que tiene un agujero de
pasador, siendo rectos cada uno de los dos lados situados en
posiciones simétricas de los cuatro lados que constituyen dicha
pieza inserta orientable (3), sirviendo uno de ellos como un borde
de corte periférico externo (9), comprendiendo cada uno de los otros
dos lados situados en posiciones simétricas una parte configurada
como un arco, sirviendo uno de ellos como un borde de corte
principal (7), y una parte recta que continúa desde el borde de
corte principal (7) y sirve como un borde de corte periférico
interno (8), en la que el borde de corte periférico externo se
estrecha hacia atrás con respecto al eje central de la herramienta
y dicho borde de corte principal (7) se diseña con el fin de que el
ángulo (K) de borde de corte esté comprendido entre 3 y 35 grados y
para tener una longitud sobre la que dicho borde de corte principal
(7) entra en contacto con una pieza de trabajo, siendo la longitud
substancialmente invariable incluso cuando se repite el tallado de
las líneas de contorno durante un trabajo de líneas de contorno, y
en la que un segmento de línea que se extiende desde un centro de
arco de dicha parte con forma de arco hasta el punto de conexión
entre el borde de corte principal (7) y el borde de corte periférico
interno (8) corta al borde de corte periférico interno (8) con un
ángulo (\alpha) de menos de 90 grados.
2. La utilización de una herramienta de corte
giratoria de tipo orientable (1) para trabajos de líneas de
contorno, la herramienta de corte tiene por lo menos una pieza
inserta orientable (6) que tiene un borde de corte principal (7) y
un borde de corte periférico externo recto que se estrecha hacia
atrás con respecto al eje central de la herramienta, estando dicha
pieza inserta (6) diseñada con forma sustancialmente triangular que
tiene un agujero de pasador, comprendiendo cada uno de los tres
lados que constituyen dicha pieza inserta orientable (6) una parte
configurada como un arco, sirviendo uno de ellos como dicho borde de
corte principal (7), y una parte recta que continúa desde el borde
de corte principal (7) y sirve como un borde de corte periférico
interno (8), en el que dicho borde de corte principal (7) se diseña
para que el ángulo (K) de borde de corte esté comprendido entre 3 y
35 grados y para tener una longitud sobre la que dicho borde de
corte principal (7) entra en contacto con una pieza de trabajo,
siendo la longitud sustancialmente invariable incluso cuando se
repite la talla de las líneas de contorno durante el trabajo de
línea de contorno, y en la que un segmento de línea que se extiende
desde un centro de arco de dicha parte con forma de arco hasta el
punto de conexión entre el borde de corte principal (7) y el borde
de corte periférico interno (8) corta al borde de corte periférico
interno (8) con un ángulo (\alpha) de menos de 90 grados.
3. La utilización de una herramienta de corte
giratoria de tipo orientable (1) según la reivindicación 1 ó 2, en
la que la longitud de dicho borde de corte principal (7) se
establece de 3 mm a 7 mm.
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