ES2264115T5 - Método , cuchilla de barra y uso de la misma para fresar ruedas dentadas cónicas helicoidales y ruedas dentadas hipoides. - Google Patents

Abstract

Un método para fresar ruedas dentadas cónicas helicoidales y ruedas dentadas hipoides, usando cuchillas de barra (10, 11, 11'') afiladas en su perfil o afiladas en su perfil y adicionalmente rectificadas en su forma, cada una teniendo un vástago (12) y en un extremo (14)del vástago (12) un perfil de borde cortante que hace posible cortar en un vano entre dientes (51) un primer flanco de diente, una porción por lo menos de la parte inferior (52) del vano entre dientes y una porción por lo menos de un segundo flanco de diente que se encuentra opuesto a dicho primer flanco de diente, caracterizado porque comprende el paso de cortar completamente, es decir no solamente en secciones, en una sola pasada de fresadora, usando el perfil de borde cortante de una cuchilla de barra (10, 11, 11''): el primer flanco de diente, la parte inferior (52) del vano entre dientes y el segundo flanco de diente opuesto al primer flanco de diente de cada vano entre dientes (51) de una rueda dentada cónica (50) que se ha de fresar.

Description

Esta invención se refiere a una cuchilla de barra afilada en su perfil o afilada en su perfil y adicionalmente rectificada en su forma, de acuerdo con el concepto general de la reivindicación.

Se conoce por el documento DE 694 05 978 T2 que en una cuchilla de barra a la cual se hace referencia como “afilada en su perfil”, la superficie superior y las dos superficies libres están rectificadas para restaurar y reafilar la cuchilla. En ese tipo de cuchilla de barra, no se rectifica la superficie de incidencia. Se pueden usar tales cuchillas de barra afilada en su perfil, para la remoción de material cortado del flanco exterior o cóncavo de un vano entre dientes (cuchilla exterior), del flanco interior o convexo de un vano entre dientes (cuchilla interior) y/o de la parte inferior del vano entre dientes (cuchilla de desbaste). En contraste, en una cuchilla de barra a la cual se hace referencia como “afilada en su perfil y rectificada en su forma”, el afilado implica la rectificación de la superficie superior, las dos superficies libres y la superficie de incidencia.

Por la patente de E.U.A No 1,667,299 del año 1928, se conoce una cuchilla de forma la cual se rectifica de nuevo solamente sobre la superficie de incidencia para afilar. De acuerdo con la definición mencionada anteriormente, una cuchilla de forma es una cuchilla conocida como cuchilla “rectificada en su forma“. Tal cuchilla de forma u cuchilla rectificada en su forma no es una cuchilla de barra, sino que tiene un vástago corto dimensionado tan ancho como sea posible en la dirección normal al eje longitudinal de la cuchilla porque, cuando se rectifica de nuevo tal cuchilla, se desprende el material cortado en una dirección normal al eje longitudinal de la cuchilla. La longitud de perfil utilizable para rectificar de nuevo está determinada por el grosor de la cuchill a de forma normal al eje longitudinal de la cuchilla. El perfil de la cuchilla de forma es fijo y no se puede alterar afilando de nuevo. La cuchilla de forma tiene sus dos superficies libres realzadas a una configuración arqueada. Se obtiene una variedad de ángulos de presión, con cuchillas escalonadas adecuadamente de manera burda. Las formas de las superficies libres resultan necesariamente de un ángulo de espacio libre seleccionado sobre el borde cortante superior y la rectificación necesaria en relieve. Las restricciones de diseño con respecto a un ángulo de espacio libre y de incidencia tecnológicamente ventajosa son correspondientemente elevadas.

Por el artículo “Spiral-und Hypoidkegelräder nach dem Spiroflex-Verfahren” (ruedas dentadas cónicas helicoidales e hipoides de acuerdo con el procedimiento Spiroflex) por Erich Kotthaus, publicación periódica alemana “Werkstatt und Betrieb”, 1967, páginas 602-606, los siguientes aspectos adicionales dan por resultado este contexto. En una cuchilla de forma, la tangente del ángulo de espacio libre de flanco debe ser igual la tangente del ángulo normal de presión por el tangente del ángulo superior de espacio libre. Para rectificar, se monta el cabezal de fresa con las cuchillas de forma sujetadas en el mismo sobre una máquina afiladora especial y a cada una de las cuchillas de forma se le rectifica de nuevo la superficie de incidencia individualmente en el cabezal de graduación, hasta que se raspan las marcas de desgaste sobre los bordes cortantes. Para poder cortar tantos dientes como sea posible por cada cuchilla se requiere un segmento largo de perfil utilizable. Los requisitos de espacio de una cuchilla sobre la circunferencia del cabezal de fresa son por consiguiente dependientes del segmento de perfil de la cuchilla y el espacio entre dos cuchillas de forma adyacentes, lo cual es necesario para asegurar el paso de la rueda rectificadora necesaria para afilar. Mientras mayores sean los requisitos de espacio, menor es el rendimiento del cabezal de fresa, porque se pueden acomodar entonces menos cuchillas de forma sobre la misma circunferencia y, por consiguiente, se pueden hacer menos cortes por cada unidad de tiempo.

Mientras que las cuchillas de forma, tales como la del año 1928, cortan el vano entre dientes completamente en una sola pasada de fresadora, los procedimientos de maquinación y las demandas de calidad produjeron ya su reemplazo pocos años después de su introducción, sustituyendo un grupo de cuchillas de forma que tiene cuchillas interiores y exteriores del tipo usado luego durante décadas en la fabricación de ruedas dentadas cónicas helicoidales en ruedas dentadas hipoides (véase la patente de E.U.A. No. 2,024,494 del año 1935 y Gear Handbook por D.W. Dudley, McGrawHill, 1962, páginas 20-24y 20-25). La patente de E.U.A. No. 2,024,494 describe un cabezal de fresa con cuchillas interiores y exteriores alternantes, con las cuales se puede dar acabado en solo corte a ambos flancos de rueda dentada, de un vano entre dientes, usando las mismas instalaciones de máquinas. Es solamente en un período después de 1960 que estos grupos de cuchillas de forma, las cuales han estado en uso desde 1935 y están constituidas de una cuchilla de forma por lo menos para cortar el flanco cóncavo y una cuchilla de forma para cortar el flanco convexo, han sido reemplazadas en cada caso por un grupo de dos cuchillas de barra por lo menos. Las razones de ello y las ventajas alcanzables con grupos de cuchillas de barra se describen claramente en el artículo mencionado anteriormente “Spiralund Hypoidkegelräder nach dem Spiroflex-Verfahren”. En este procedimiento, cada grupo de cuchillas incluye dos fresas de acabado (una para el flanco de diente cóncavo y una para el convexo), cada una teniendo una fresa de desbaste asociada para realizar el corte de desbaste. La combinación de fresas de desbaste y de acabado es recibida en un vano común. El montaje de las dos cuchillas en un vano y la pequeña sección transversal de vástago de estas cuchillas de barra permiten una cantidad substancialmente más densa de cuchillas de la que sería posible con las cuchillas de forma.

De acuerdo con el estado actual de la técnica, se continúan usando fresas de rueda dentada cónica en forma de cuchillas de barra. Las cuchillas de barra usadas son de acero o carburo de gran velocidad de corte. Cuando se maquinan ruedas dentadas cónicas en una pasada de fresadora, se usan dos diferentes diseños de perfil de borde cortante de cuchilla de barra en un cabezal de fresa. Las cuchillas de barra que incorporan el diseño de perfil de borde cortante maquinan con el borde cortante dispuesto sobre el diámetro exterior del flanco de diente cóncavo (cuchilla exterior). Las cuchillas de barra de este diseño de perfil tienen una configuración geométrica especial de borde cortante que da lugar generalmente a un ángulo de incidencia positivo. El término ángulo de incidencia positivo o negativo se define, por ejemplo, en DIN 6581 de mayo de 1966, página 8, figura 13. Las cuchillas de barra que incorporan al segundo diseño de perfil de borde cortante maquinan con el borde cortante dispuesto sobre el diámetro interior del flanco de diente convexo (cuchilla interior). Las cuchillas de barra de este diseño de perfil tienen asimismo una configuración geométrica de borde cortante, especial, incluso diferente, que da lugar generalmente también a un ángulo de incidencia positivo. Existe la posibilidad de usar una o dos fresas de desbaste además de las cuchillas de barra descritas previamente.

El número de cuchillas de barra adaptadas para ser posicionadas sobre un cabezal de fresa es limitado. Debido a la configuración geométrica de cuchilla de barra que se emplea en la técnica anterior, se tienen que insertar dos diferentes diseños de configuración geométrica por lo menos al cabezal de fresa en alternación. En esta disposición, solamente la mitad de las cuchillas puede estar implicada a la vez en la generación de la respectiva configuración geométrica final de flanco de diente.

En el método conocido como método de Oerlikon para fabricar ruedas dentadas cónicas, el cabezal de fresa está equipado con varios grupos de cuchillas, cada uno constituido de tres cuchillas de barra. Cada grupo incluye una fresa exterior, una fresa interior y una fresa de desbaste. Sobre cada cuchilla de barra de Oerlikon se rectifican de nuevo una superficie de incidencia y dos superficies libres laterales en el extremo cortante por lo menos. Tales cuchillas están designadas como cuchillas triples rectificadas en su flanco o —de acuerdo con la definición anterior— como cuchillas de barra afiladas en su perfil y adicionalmente rectificadas en su forma. Más detalles relacionados con el método de Oerlikon están contenidos, por ejemplo, en la parte introductoria de la descripción del documento DE 196 24 685 C1.

En un método de acuerdo con el documento EP 0 203 085 B1, se usan cuchillas de barra de un diseño de perfil que hacen posible eliminar la fresa de desbaste. Por lo tanto, un grupo de cuchillas de barra incluye solamente dos cuchillas de barra, que es la razón por lo cual se pueden acomodar más grupos de cuchillas de barra sobre un cabezal de fresa que con el método de Oerlikon mencionado anteriormente. Estas cuchillas de barra se rectifican de nuevo sobre dos superficies solamente en la dirección del vástago, de manera que se pueda aplicar un revestimiento a la superficie de incidencia de estas cuchillas que no se tienen que renovar necesariamente después de afilar, prolongando por consiguiente la duración entre las rectificaciones. Se hace referencia a tales cuchillas como cuchillas de barra dobles rectificadas en el flanco o —de acuerdo con la definición anterior— como cuchillas de barras afiladas en su perfil.

Los cabezales de fresa en los cuales todas las cuchillas de barra están dispuestas sobre un círculo, de tal manera que alternadamente una cuchilla de barra labra el flanco cóncavo y la siguiente cuchilla de barra labra el flaco convexo de un mismo vano entre dientes, se usan en el método al cual se hace referencia como el método de fabricación de una sola graduación. En este método, se continúa maquinando un vano entre dientes en una sola pasada de fresadora, hasta que se obtiene la configuración geométrica final. Tiene lugar luego un movimiento de graduación al siguiente vano entre dientes, con lo cual se maquina este siguiente vano entre dientes en la siguiente pasada de fresadora. En contraste, los cabezales de fresa en los cuales están dispuestas en grupos las cuchillas de barra son aplicables en el método conocido como el método de fabricación continua, en el cual un grupo de cuchillas maquinan los flancos convexo y cóncavo en un vano entre dientes, mientras que subsiguientemente el siguiente grupo de cuchillas entra al siguiente vano entre dientes en donde maquina los flancos de diente. Detalles pertinentes están contenidos, por ejemplo, en el Handbook of Bevel and Hypoid Gears por Hermann J. Stadtfeld, Rochester Institute of Technology, 1993, página 35.

Una característica compartida por los métodos conocidos descritos anteriormente es que el maquinado de un vano entre dientes requiere invariablemente dos cuchillas de barra por lo menos cuyo perfil de borde cortante está diseñado para hacer posible que las cuchillas generen conjuntamente una configuración geométrica final completa en una pasada de fresadora. Además, el posicionamiento apropiado de las cuchillas de barra individuales de un grupo de cuchillas en un cabezal de fresa es crítico e implica un procedimiento elaborado.

La cuchilla de barra del tipo al cual se hace referencia inicialmente, de acuerdo con el documento DE 694 05 978 T2, es una cuchilla de barra del tipo afilado en su perfil que tiene su borde cortante primario o primero usado como cuchilla exterior o interior, a la vez que incluye un segundo borde cortante sobre la superficie de incidencia en la región de su borde cortante secundario. Para obtener el segundo borde cortante, se produce un vano en la superficie de incidencia que forma dicho segundo borde cortante cuyo ángulo de incidencia difiere del ángulo de incidencia del primer borde cortante. El segundo borde cortante corta una porción de la parte inferior del vano entre dientes así como una porción del flanco opuesto al flanco cortado por el primer borde cortante. La razón de tal segundo borde cortante elaborado no se hace evidente fácilmente por el documento DE 694 05 978 T2. En este documento, sin embargo, se hace referencia expresa a la patente de E.U.A. No. 4,575,285. Esta patente de E.U.A. está basada en la técnica anterior, en la cual un grupo de cuchillas está constituido de tres cuchillas, es decir una cuchilla interior, una cuchilla exterior y una cuchilla adicional para desbastar la parte inferior del vano entre dientes. El segundo borde cortante, el cual se produce por medio del vano, hace posible que cada cuchilla interior y exterior corte no solamente el flanco de diente asociado, sino también una porción del flanco opuesto y una porción de la parte inferior del vano entre dientes. El propósito de esto es omitir la necesidad de la fresa de desbaste para reducir el grupo de cuchillas a dos cuchillas. Por consiguiente, dos cuchillas por cada grupo continúan siendo necesarias para poder generar un vano entre dientes a su configuración geométrica final completa.

La figura 6 anexa ilustra el empalme de un grupo de cuchillas que incluye una cuchilla exterior 60 y una cuchilla interior 66 en un vano entre dientes 51. La cuchilla exterior 60 tiene un borde cortante primario 61v y un borde cortante 61x opuesto al borde cortante primario 61v. La cuchilla interior 66 tiene un borde cortante primario 67x y un borde cortante secundario 67v opuesto al borde cortante primario 67x. Con su borde cortante primario 61v, la cuchilla exterior 60 maquina un primer flanco 53 del último vano entre dientes 51 para proveerle su configuración geométrica final. Con su borde cortante secundario 61x, esta cuchilla maquina simultáneamente otro flanco, no mostrado en la figura 6, el cual se encuentra opuesto al primer flanco 53. Sin embargo, dicho otro flanco no es parte del vano entre dientes 51 con su configuración geométrica final, sino que es un flanco intermedio que sirve para facilitar el trabajo del borde cortante primario 67x de la cuchilla interior 66 adyacente del grupo cuchilla que maquina un segundo flanco 54 del vano entre dientes 51 opuesto al primer flanco 53 a su configuración geométrica final. Por consiguiente, el segundo borde cortante provisto sobre la cuchilla de barra afilada en su perfil de acuerdo con el documento DE 694 05 978 T2 puede mejorar ligeramente a lo mucho la operación de corte del segundo borde cortante, porque tiene un ángulo de incidencia que difiere del ángulo de incidencia negativo del borde cortante secundario y que asciende a cero grados en la modalidad ilustrada en el documento DE 694 05 978 T2.

Una cuchilla de barra según el concepto general de la reivindicación se conoce por el documento US 4530623. Esta cuchilla de barra está configurada de tal modo que con la misma cuchilla de barra un vano entre dientes puede obtenerse en una sola pasada de fresadora, con una completa configuración geométrica final. A este efecto, esta cuchilla de barra conocida dispone de dos superficies de incidencia que están dispuestas una tras la otra, desplazadas de manera escalonada, e inclinadas una hacia la otra. Al incidir la cuchilla de barra sobre una rueda dentada semiacabada, se genera una viruta. Si la cuchilla penetra más profundamente en la rueda dentada semiacabada, se generan dos virutas – una esencialmente en una de las superficies de incidencia, otra esencialmente en la otra de las superficies de incidencia. La razón para ello es que las dos superficies de incidencia, dispuestas una tras la otra, desplazadas en el espacio de un escalón, forman respectivamente una cuchilla. Las dos cuchillas tienen cada una un ángulo de incidencia positivo. Con el cabezal de fresa según la US 4530623 se logra el aumento deseado de la potencia de corte mediante un mayor avance, facilitado por esta cuchilla de barra. Con ello se generan varias virutas.

Es un objeto de la presente invención proveer una cuchilla de barra del tipo al cual se hace referencia inicialmente, el cual hace posible simplificar el posicionamiento de las cuchillas en un cabezal de fresa y realizar el maquinado de las ruedas de dentadas cónicas con eficacia sustancialmente realzada.

Partiendo de una cuchilla de barra del tipo al cual se hace referencia inicialmente, se logra este objeto de acuerdo con la presente invención por una cuchilla de barra con las características indicadas en la parte caracterizante de la reivindicación.

De acuerdo con la invención, se le provee en una sola cuchilla de barra que corta por completo un perfil de borde cortante que hace posible que la cuchilla genere cada vano entre dientes a una configuración geométrica final completa en una sola pasa de fresadora. El perfil de borde cortante entero de la cuchilla de barra que entra al vano entre dientes (bordes cortantes exterior e interior y un borde cortante superior) produce la configuración geométrica final de la rueda dentada. Como resultado, se puede duplicar el número de bordes cortantes implicados activamente en la generación de la superficie de rueda dentada, mientras que se usa el mismo cabezal de fresa. El volumen de virutas cortadas por cada cuchilla de barra de la invención se puede incrementar igualmente en una cantidad significante, porque el perfil entero que entra en el vano entre dientes está implicado en la operación de maquinado. Se disminuye el desgaste de la cuchilla de barra individual, porque en cada cuchilla el perfil completo que entra al vano entre dientes se somete a fenómenos de desgaste. El volumen de virutas a cortar por cada borde cortante se reduce por cada rueda dentada, dando por resultado una salida incrementada de partes por cantidad de cabezales de fresa. El posicionamiento de la cuchilla de barra individual de la invención en un cabezal de fresa se puede lograr con mayor facilidad que en el caso de un par de cuchillas o un grupo de cuchillas.

En la técnica anterior, según el documento mencionado DE 69405978 T2, la cuchilla de barra labra solamente un flanco. Existe un espacio libre sobre el lado opuesto entre la cuchilla de barra y el flanco de diente adyacente. El flujo de virutas se dirige invariablemente a este espacio libre, con la tendencia de las virutas a entrar al espacio libre y ser atrapadas entre la rueda dentada y la cuchilla de barra, dando por resultado el daño al flanco de diente.

La configuración geométrica de borde cortante de la cuchilla de barra de la invención da como resultado un cambio del flujo de virutas que tiene un efecto beneficioso sobre las superficies de flanco de diente. Puesto que el perfil de borde cortante de la cuchilla de barra de la invención abarca el vano entre dientes completamente al entrar al vano entre dientes, se evita que la viruta sea atrapada en un espacio libre entre el flanco de diente y la cuchilla de barra.

La cuchilla de barra de la invención es adecuada para su uso tanto con el método de generación como el método de no generación.

Además, se puede usar la cuchilla de barra de la invención para realizar cortes tanto de desbaste como de acabado.

La cuchilla de barra de la invención puede tener un perfil de borde cortante, en el cual la superficie de incidencia y/o las superficies libres pueden estar curvadas en cualquier forma deseada.

El diseño de perfil de borde cortante de la cuchilla de barra de la invención da por resultado ángulos de incidencia muy pequeños de los bordes cortantes y consecuentemente fuerzas cortantes elevadas. Convenientemente por lo tanto, se usa la cuchilla de barra de la invención en modernas máquinas talladoras NC.

El campo de aplicación de la cuchilla de barra que corta completamente de la invención es preferiblemente el método de una sola graduación.

En el uso de la cuchilla de barra de la invención, todas las cuchillas de barra insertadas en el cabezal de fresa pueden estar implicadas en la generación de los vanos entre dientes a su configuración geométrica final completa. Esto ofrece la ventaja de hacer posible reducir significantemente (hasta en 50%) el tiempo de maquinado frente a un estado de la técnica como él del documento DE 69405978 T2. Más aún, la cuchilla de barra individual de la invención está expuesta a desgaste considerablemente reducido.

Los novedosos cabezales de fresa con números impares de vanos pueden ser por consiguiente aplicables. En contraste, la técnica anterior usa convencionalmente cabezales de fresa con números pares de vanos, porque se amplían grupos de cuchillas con cuchillas de barra de dos diferentes diseños de perfil.

Puesto que en la cuchilla de barra de la invención se forma un perfil de borde cortante mediante la intersección de una sola superficie de incidencia con las dos superficies libres y la superficie superior por lo menos, se puede fabricar muy fácilmente el perfil de borde cortante de la cuchilla de barra sin importar si es una cuchilla de barra afilada en su perfil o afilada en su perfil y adicionalmente rectificada en su forma.

Se simplifica notablemente la logística de las cuchillas, porque en uso de la cuchilla de barra de la invención todas las cuchillas pueden tener absolutamente la misma configuración geométrica de borde cortante sobre un cabezal de fresa. Igualmente, se puede reducir significativamente el volumen de la circulación de cuchilla y los costos relacionados.

Se describirán modalidades de la presente invención con mayor detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos,

la figura 1, como una primera modalidad de la cuchilla de barra que no pertenece a la presente invención, es una vista frontal (1A), una vista lateral (1B) y una vista horizontal superior (1C), respectivamente, de una cuchilla de barra doble rectificada en su flanco o afilada en su perfil, la figura 2, como una segunda modalidad de la cuchilla de barra que no pertenece a la presente invención, es una vista frontal (2A), una vista lateral (2B)y una vista horizontal superior (2C), respectivamente, de una cuchilla de barra triple rectificada en su flanco o afilada en su perfil y rectificada en su forma, con una superficie de incidencia que se ha de rectificar de nuevo, la figura 3, como una tercera modalidad de la cuchilla de barra que no pertenece a la presente invención, es una vista frontal (3A) y una vista horizontal superior (3B), respectivamente, de una cuchilla de barra triple rectificada en su flanco o afilada en su perfil y rectificada en su forma, en la cual la superficie de incidencia que se ha de rectificar de nuevo está dispuesta diferentemente de la modalidad de la figura 2, la figura 4, como una cuarta modalidad de la cuchilla de barra que no pertenece a la presente invención, es una vista frontal (4A) y una vista horizontal superior (4B), respectivamente, de una cuchilla de barra triple rectificada en su flanco o afilada en su perfil o rectificada en su forma, con una superficie de incidencia que se ha de rectificar de nuevo, la cual, en contraste con las otras modalidades, está curvada en una configuración cóncava, la figura 5 muestra el tamaño y la posición de los ángulos de incidencia para diferentes modalidades de la cuchilla de barra que no pertenecen a la invención, es decir en la figura 5A para la modalidad de las figuras 1A-1C, en la figura 5B para la modalidad de las figuras 2A-2C, la figura 5C para la modalidad de la invención de las figuras 3A-3B, en la figura 5D para una modalidad que, aunque corresponde a las figuras 2A-2C, tiene su superficie de incidencia angular en posición inversa en relación con el plano de referencia, en la figura 5E para la modalidad de la figuras 4A-4B y la figuras 5F para una modalidad de lo contrario no mostrada, y que no pertenece a la invención, que tiene dos superficies de incidencia relativamente angulares, la figura 6 es una vista de un grupo conocido de cuchillas de barra, constituido de una cuchilla exterior y una cuchilla interior, al estar empalmado con un vano entre dientes, la figura 7 es una vista de cuchilla de barra de la invención, al estar empalmada con un vano entre dientes; y las figuras 8A-8B son una vista horizontal superior de una cabezal de fresa equipado con cuchillas de barra conocidas y, en comparación, de un cabezal de fresa equipado con cuchillas de barra de la invención, cada uno mostrado durante el maquinado de una rueda dentada cónica, usando el método de una sola graduación. Las figuras 1A-1C muestran una cuchilla de barra designada generalmente con el 10 que no pertenece a la presente invención, elaborada preferiblemente de carburo que tiene un vástago 12 de sección transversal rectangular. La cuchilla de barra 10 tiene un extremo cortante 14 con el cual sobresale, cuando está en uso, de una carga extrema 42 de un cabezal de fresa 40 (ilustrado en las figuras 8A-8B), un perfil de borde cortante que incluye un primer borde cortante 16 para un flanco de diente cóncavo 53, un segundo borde cortante 18 para un flanco de diente convexo 54 y un borde cortante superior 20 para la parte inferior 52 de un vano entre dientes 51 de una rueda dentada cónica 50 (mostrado en la figura 7).

Extendiéndose entre el primer borde cortante 16 y el segundo borde cortante 18 está una superficie de incidencia 22 que en esta modalidad es plana y no rectificada de nuevo, cuando se afila la cuchilla de barra 10. El perfil de borde cortante está conformado mediante la intersección de la superficie de incidencia 22 con dos superficies libres 17, 19 y una superficie superior 21 (figura 1C). Se entenderá que pueden estar provistas más de dos superficies libres y más de una superficie superior, por ejemplo cuando cada una de esas superficies libres tiene una superficie secundaria. El primero y el segundo bordes cortantes 16, 18 están diseñados como bordes cortantes primarios o conformadores para cortar completamente los flancos de diente cóncavo y, respectivamente, convexo, y el borde cortante superior 20 está diseñado para cortar completamente la parte inferior 52 del vano entre dientes de manera que, en una pasada de fresadora usando una sola cuchilla de barra 10, se puede producir el vano entre dientes 51 hasta su configuración geométrica final completa. Con referencia a las figuras 7 y 8A-8B, se describe con más detalle más adelante un método para fresar ruedas dentadas cónicas helicoidales y ruedas dentadas hipoides.

La cuchilla de barra 10 ilustrada en las figuras 1A-1C es una cuchilla de barra a la cual se hace referencia como cuchilla de barra doble rectificada en su flanco o afilada en su perfil, en la cual se conforma la superficie de incidencia 22 al vástago 12 inalterablemente, como se hace evidente por la figura 1B.

Las figuras 2A-2C muestran en las mismas vistas que en las figuras 1A-1C una cuchilla de barra que no pertenece a la presente invención, a la cual se hace referencia como cuchilla de barra 11 triple rectificada en su flanco o afilada en su perfil y rectificada en su forma, la cual tienen una superficie de incidencia 24 que se ha de rectificar de nuevo, la cual, y en contraste con la superficie de incidencia 22, no se extiende hacia dentro del vástago 12. Aquellas partes de la cuchilla de barra 11 de las figuras 2A-2C que coinciden con las partes correspondientes de la cuchilla de barra 10 de las figuras 1A-1C se les designan números de referencia similares y no es necesario por lo tanto describirlas nuevamente.

Las figuras 3A-3B muestran una tercera modalidad de la cuchilla de barra, una cuchilla de barra 11 triple rectificada en su flanco o afilada en su perfil y rectificada en su forma, de acuerdo con la invención, con la superficie de incidencia 24 que se ha rectificar de nuevo en una vista frontal (figura 3A) de una vista horizontal superior (3B). En contraste con la modalidad de las figuras 2A-2C que muestran el caso general con respecto a la orientación de la superficie de incidencia 24, la modalidad de las figuras 3A-3B se refiere al caso especial en que la superficie de incidencia 24 está orientada de tal manera que los dos bordes cortantes 16 y 18 están en relación simétrica uno con otro, dando por resultados ángulos de incidencia Ys (similares) ilustrados en la figura 5C.

En la cuchilla de barra 11 de las figuras 3A-3B, el ángulo de incidencia Ys difiere del ángulo de incidencia de la cuchilla de barra 11 de las figuras 2A-2C, medida de acuerdo con la representación de las figuras 5A-5F que se discutirán con mayor detalle más adelante entre la superficie de incidencia y el plano de referencia B del borde cortante (consúltese, por ejemplo, la representación de la figura 5E), Dicho plano de referencia del borde cortante siendo el plano de proyección de las figuras 1A-1C, 2C, 3B, 4E, 5A-5F. En las figuras 2A-2C, el ángulo de incidencia Ys sobre el primero y el segundo bordes cortantes 16, 18 es diferente a cero grados, mientras que es igual a cero grados en las figuras 3A-3B.

Las figuras 4A-4B muestran una cuarta modalidad de la cuchilla de barra, la cuchilla de barra 11 triple rectificada en su flanco o afilada en su perfil y rectificada en su forma, que no pertenece a la presente invención, con la superficie de incidencia 26 que se ha de rectificar de nuevo en una vista frontal (4A) y en una vista horizontal superior (4B). En contraste con las otras modalidades la superficie de incidencia 26 entre el primero y el segundo bordes cortantes 16, 18 está curvada en una configuración cóncava. En este caso ambos bordes cortantes 16, 18 dan por resultado un ángulo de incidencia positivo.

Las figuras 5A-5F muestran el tamaño y la posición de los ángulos de incidencia Ys para diferentes modalidades de la cuchilla de barra que pertenecen y no pertenecen a la presente invención, es decir en la figura 5A para la cuchilla de barra 10 de las figuras 1A-1C que no pertenece a la presente invención, en la figura 5B para la cuchilla de barra 11 de las figuras 2A-2C que no pertenece a la presente invención, en la figura 5C tras la cuchilla de barra 11 de las figuras 3A3B de acuerdo con la invención, en la figura 5D para la cuchilla de barra 11 que no pertenece a la presente invención, la cual, mientras corresponde a las figuras 2A-2C, tienen su superficie de incidencia 24 angular y posición invertida en relación con el plano de referencia B, en la figura 5E para la cuchilla de barra 11 de las figuras 4A-4B que no pertenece a la presente invención, y en la figura 5F parta una cuchilla de barra 11’ de lo contrario no mostrada, que no pertenece a la presente invención, y que tiene sus dos superficies de incidencia 24v y 24s angulares una en relación con otra.

Las figuras 5A, 5B y 5D muestran las cuchillas de barra 10 y 11 correspondientes a la representaciones de las figuras 1A-1C y 2A-2C, respectivamente, que no pertenecen a la presente invención, en las cuales el primero y el segundo bordes cortantes 16,18 tienen los ángulos de incidencia YS, de los cuales uno que es mayor a cero grados y uno es menor a cero grados.

El primer borde cortante 16 corta el blanco de diente cóncavo 53 y el segundo borde cortante 18 corta el flanco de tinte convexo 54, que es por lo cual los ángulos de incidencia sobre estos dos bordes cortantes están asignados como YSV e YSX, respectivamente, de acuerdo con las representaciones de las figuras 5A-5F. En la cuchilla de barra de la figura 5A, el ángulo de incidencia YSV es menor a cero grados y el ángulo de incidencia YSX es mayor a cero grados. Lo mismo es aplicable a los ángulos de incidencia de la cuchilla de barra 11 de la figura 5B. en la cuchilla de barra 11 de la figura 5D, el ángulo de incidencia YSV es mayor a cero grados y el ángulo de incidencia YSX es menor a cero grados.

En la cuchilla de barra 11 de la figura 5C, el primer borde cortante 16 y el segundo borde cortante 18 tienen los ángulos de incidencia YSV e YSX, respectivamente, ambos iguales a cero grados.

En la cuchilla de barra 11 de la figura 5E, en la cual la superficie de incidencia 24 está curvada, el primer borde cortante 16 y el segundo borde cortante 18 tienen los ángulos de incidencia YSV e YSX, respectivamente, ambos siendo mayores a cero grados.

En la cuchilla de barra 11’ de la figura 5F, en la cual la superficie de incidencia 24 está compuesta de dos superficies de incidencia 24v, 24x, relativamente angulares, el primer borde cortante 16 el cual está conformado por la intersección por la superficie libre 17 y la superficie de incidencia 24v, y el segundo borde cortante 18 el cual está conformado por la intersección de la superficie libre 19 y la superficie de incidencia 24x, tienen e cada caso un ángulo de incidencia YSV e YSX, respectivamente, que es menor a cero grados.

Una característica común a todas las modalidades mostradas en las figuras 5A-5F es que resultan ángulos de incidencia muy pequeños que se encuentran en el intervalo de entre 0 y ±10°. En casos en los cuales los ángulos d e incidencia son iguales a cero grados y a ángulos de incidencia negativos, la cuchilla de barra de la invención debería estar elaborada de carburo, porque a tales ángulos de incidencia el acero para herramientas tiene características del desgaste menos favorables.

La figura 7 muestra la cuchilla de barra 10 de la invención en empalme con el vano entre dientes 51. Cuando se corta el vano entre dientes 51, el perfil de borde cortante de la única cuchilla de barra 10 genera el vano entre dientes 51 hasta su configuración geométrica final completa en una sola pasada de fresadora. Con base en una comparación entre las figuras 7 y 6, se hace fácilmente evidente que la cuchilla de barra 10 es sustituida por el grupo conocido de cuchillas, constituido de la cuchilla exterior 60 y la cuchilla interior 66. Los bordes cortantes primarios 61v y 67x del grupo conocido de cuchillas han sido reemplazados por los correspondientes bordes cortantes conformadores 16 y 18, respectivamente, de la única cuchilla 10.

La figura 8A, muestra en una vista horizontal superior un cabezal de fresa 40 desde la cara extrema 42 del mismo cuchillas de barra conocidas que sobresalen, es decir cuchillas exteriores 60 y cuchillas interiores 66. Las cuchillas 60 y 66 están dispuestas sobre un círculo 49. La dirección de rotación del cabezal de fresa 40 está indicada por una flecha

44. El cabezal de fresa 42 gira alrededor del eje 46. La rueda dentada cónica 50 es una rueda dentada anular que gira alrededor de un eje 56.

La figura 8B muestra en comparación, el cabezal de fresa 40 equipado con cuchillas de barra 10 de la invención. Sería posible también que las cuchillas de barra 10 estuvieron provistas en un anillo de cuchillas de acuerdo con la figura 8A, además de las cuchillas de barra 60, 66. En la figura 8A, la cuchilla exterior 60 maquina el flanco cóncavo 53 y la cuchilla interior 66 maquina el flanco convexo 54 del vano entre dientes. La figura 6 era un detalle de la representación de la figura 8A, mostrando que las cuchillas 60, 66 maquinan también la parte inferior 52 del vano entre dientes 51. En las figuras 8A y 8B, se maquina la rueda dentada cónica 50 usando el método de una sola graduación. Esto significa que se maquina el vano entre dientes 51 en una sola pasada de fresadora, hasta que se obtiene su configuración geométrica final deseada. Luego tiene lugar un movimiento de graduación, es decir se gradúa la rueda dentada cónica 50 al siguiente vano entre dientes. Se maquina luego este siguiente vano entre dientes 51 en otra pasada de fresadora, y hasta que se le da acabado, etc. En la figura 8B, una sola cuchilla de barra 10 maquina el vano entre dientes 51 usando el primero y el segundo borde cortantes 16 y 18, respectivamente, de la cuchilla de barra 10, lavando el flanco cóncavo y convexo 53 y 54, respectivamente, y usando el borde cortante superior 20 para lavar la parte inferior 52 del vano entre dientes de acuerdo con la presentación de la figura 7. El primero y el segundo bordes cortantes 16, 18 son bordes cortantes primarios o conformadores para cortar completamente los flancos cóncavo y convexo 53 y 54, respectivamente, de manera que se labre el vano entre dientes 51 con una sola cuchilla de barra 10 en una sola pasada de fresadora, hasta que se genera su configuración geométrica final completa. Luego sigue un movimiento de graduación, se produce el siguiente vano entre dientes 51 hasta su configuración geométrica final completa en la siguiente pasada de fresadora, etc. Las cuchillas de barra 10 están dispuestas también sobre un círculo 49 y sobresalen de la cara extrema 42 del cabezal de fresa 40.

El método según el cual se lleva a cabo usando el cabezal de fresa 40 y la disposición de las cuchillas de barra 10 de la figura 8B, difiere del método conocido llevado a acabo de acuerdo con la figura 8A porque, durante el corte del vano entre dientes 51 con el perfil de borde cortante de una sola cuchilla de barra 10 con en una sola pasada de fresadora se produce el vano entre dientes 51 hasta su configuración geométrica final completa. En el método de la figura 8B, el número de bordes cortantes implicados activamente en la producción de los dientes de la rueda dentada cónica 50 es el doble del número del método conocido, usando el mismo cabezal de fresa. El volumen de virutas que corta la cuchilla de barra 10 es significantemente mayor al volumen removido por cada cuchilla 60 ó 66 conocida, porque en la cuchilla de barra 10 de la invención e perfil entero que entra al vano entre dientes 51 está implicado en la acción de corte. El diseño de perfil de la cuchilla de barra de la invención da por resultado ángulos de incidencia muy pequeños de los puertos cortantes conformadores 16, 18 y, por consiguiente, fuerzas cortantes extremadamente altas las cuales, sin embargo, no plantean problemas sobre las máquinas talladoras NC actualmente disponibles.

Las figuras 8A y 8B muestran en cada caso una rueda dentada anular como rueda dentada cónica. Mientras que la disposición escogida en las figuras 5A-5F el borde cortante 16 a mano izquierda está asignado al flanco cóncavo y el borde cortante 18 a mano derecha al flanco convexo de un diente se podría invertir también está asignación, dependiendo de la pieza de trabajo que se ha de fresar, como, por ejemplo en la representación de las figuras 8A-8B.

El campo de aplicación de las cuchillas de barra que cortan completamente de la invención es predominantemente la única gradación y el método de fabricación en arco circular, pero se entenderá que las cuchillas de barra de la invención pueden ser aplicables también en el método de fabricación continua.

Considerando que todas las cuchillas de barra 10 de la invención insertadas en el cabezal de fresa 40 están implicadas en la generación de la configuración geométrica final de los dientes de rueda dentada cónica, el método de la figura 8B provee la ventaja sobre el método conocido de la figura 8A de hacer posible que se reduzca significantemente (hasta en 50%) el tiempo de maquinado, con la cuchilla de barra individual que se somete al desgaste de sustancialmente reducido.

LISTA DE NUMEROS DE REFERENCIA

10 Cuchilla de barra 11 Cuchilla de barra 11’ Cuchilla de barra 14 Extremo cortante 16 primer extremo cortante 17 Superficie libre 18 Segundo borde cortante 19 superficie libre 20 borde cortante superior 21 superficie superior 22 superficie de incidencia 24 superficie de incidencia 24v superficie de incidencia 24x superficie de incidencia 26 superficie de incidencia 40 Cabezal de fresa 42 cara extrema 44 dirección de rotación del cabezal de fresa 46 eje 49 círculo 50 rueda dentada cónica 51 vano entre dientes 52 parte inferior del vano entre dientes 53 flanco de diente cóncavo 54 flanco de diente convexo 55 flanco de diente 56 eje 60 cuchilla exterior 61v borde cortante primario 61x borde cortante secundario 66 cuchilla interior 67v borde cortante secundario 67x borde cortante primario B plano de referencia Ys ángulo de incidencia Ysv ángulo de incidencia en relación con el flanco de diente cóncavo Ysx ángulo de incidencia en relación con el flanco de diente convexo

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1. Una cuchilla de barra (10, 11, 11’) afilada en su perfil o afilada en su perfil y adicionalmente rectificada en su forma,

   para fresar ruedas dentadas cónicas helicoidales y ruedas dentadas hipoides, con un vástago (12) y con un perfil de 5 borde cortante conformado en el extremo (14) del vástago (12) mediante la intersección de una superficie de incidencia

   (24) por lo menos, dos superficies libres (17, 19) por lo menos y una superficie superior (21) por lo menos, dicho perfil de borde cortante incluyendo, para producir un vano (51) entre dientes, un primer borde cortante (16) para un primer flanco

   (53) de diente, un segundo borde cortante (18) para una porción por lo menos del segundo flanco (54) de diente opuesto a dicho primer flanco (53) de diente y un borde cortante superior (20) para una porción por lo menos de la parte inferior 10 (52) del vano entre dientes, caracterizada porque el primero y el segundo bordes cortantes (16, 18) están diseñados como bordes cortantes para cortar completamente el primer y el segundo flancos de diente (53, 54), respectivamente, y el borde cortante superior (20) está diseñado para cortar completamente la parte inferior (52) del vano entre dientes, haciendo así posible generar el vano entre dientes (51) hasta su configuración geométrica final completa, usando la misma cuchilla de barra (10, 11, 11’) en una pasada de fresadora, caracterizada porque dicho perfil de borde cortante es

   15 conformado mediante la intersección de una misma superficie de incidencia (22, 24) con las superficies libres (17, 19) por lo menos y la superficie superior (21), y porque ambos bordes cortantes (16, 18) presentan unos ángulos de incidencia muy reducidas (Ysx ,Ysv) que se sitúan en un ámbito de 0 a –10º.