ES2304002T3 - Fresa de alta velocidad. - Google Patents
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Abstract
Fresa de alta velocidad compuesta por un cuerpo base de la herramienta (1) y al menos una elemento de corte (2) en forma de placa con un filo de corte (3) convexo, con forma más o menos curva, que está esencialmente fijado en su posición sujeto en un asiento de placa (4) del cuerpo base de la herramienta (1) y presentando el asiento de placa (4) y el elemento de corte (2) un elemento de fijación (6, 7), cada uno con superficies de contacto (8, 9) enfrentadas para absorber las fuerzas centrífugas presentes en el elemento, caracterizada porque la superficie de contacto (8) del primer elemento de fijación (6) está realizada con forma de arco circular, más o menos concéntrica al filo de corte (3), y porque la superficie de contacto (9) del segundo elemento de fijación (7) también está realizada con forma de arco circular, más o menos concéntrica al filo de corte (3), o se compone de al menos dos zonas de contacto situadas sobre un arco circular (10) imaginario, más o menos concéntricas al filo de corte (3), coincidiendo la superficie de contacto (9) o el arco circular (10) imaginario con la superficie de contacto (8) del primer elemento de fijación (6).
Description
Fresa de alta velocidad.
La invención se refiere a una fresa de alta
velocidad con un cuerpo base de la herramienta y con al menos un
elemento de corte en forma de placa con un filo de corte convexo,
con forma más o menos curva, que está esencialmente fijado en su
posición sujeto en un asiento de placa del cuerpo base de la
herramienta y en la que el asiento de placa y el elemento de corte
presentan un elemento de fijación con superficies de contacto
enfrentadas para absorber las fuerzas centrífugas presentes en el
elemento.
Para posibilitar un mecanizado con arranque de
viruta lo más racional posible se emplean procedimientos de alta
velocidad, sobre todo en el mecanizado con fresa de piezas de
trabajo de metal ligero como, por ejemplo, aluminio, en los que las
herramientas fresadoras trabajan con velocidades de hasta 100000
revoluciones por minuto. Debido a estas altas velocidades aparecen
en la herramienta fresadora fuerzas centrífugas muy fuertes a por
las que las piezas de la herramienta individuales están sometidas a
esfuerzos máximos. De este modo se cargan por cizalla especialmente
los tornillos de fijación, con los que se sujetan de manera múltiple
al cuerpo base de la herramienta los elementos de corte, debido a
las fuerzas centrífugas que actúan sobre los elementos de corte.
Para aliviar en gran medida los tornillos de fijación de estas
fuerzas de cizalla se prevén elementos de fijación especiales entre
las placas de corte y el asiento de placa del cuerpo base de la
herramienta, que absorben la mayor parte de las fuerzas centrífugas
que se originan para evitar de este modo que los tornillos de
fijación estén sometidos a esfuerzos de cizalla demasiado grandes
debido a una placa de corte que se desplaza en el asiento de
placa.
De este modo se han conocido elementos de corte
que están acoplados en el asiento de placa mediante una unión
ranura-lengüeta. Por regla general, la superficie de
contacto del elemento presenta un resalte recto, en forma de
lengüeta que se acopla en una ranura conformada correspondientemente
en el asiento de placa del cuerpo base de la herramienta. En la
práctica, sin embargo, no siempre es posible orientar las
superficies de contacto enfrentadas de la unión
ranura-lengüeta de manera totalmente perpendicular a
las fuerzas centrífugas que se originan, por lo que aparecen
componentes de las fuerzas que actúan sobre el elemento de corte
también de manera paralela a las superficies de contacto. Por ello,
las superficies de contacto no son suficientes para una puesta a
punto clara del filo de corte y con ello una fijación exacta de la
marcha plana y de la circular de la herramienta fresadora, y se
produce una modificación de posición lateral del filo de corte con
respecto a las superficies de contacto. Esta modificación de
posición lateral, aunque puede teóricamente sujetarse por los
tornillos de fijación, en la práctica esto sucede de manera
insuficiente, puesto que vuelven a tener efecto las tolerancias de
fabricación de los orificios de los tornillos. Por ello, se pueden
producir en herramientas fresadoras de este tipo modificaciones
considerables en la geometría de rotación de la herramienta
fresadora a causa de las fuerzas centrífugas que actúan durante el
funcionamiento.
En el documento DEOS3533125 se describen como
uniones en arrastre de forma entre filo de corte y asiento de
placa, que deben de absorber las fuerzas centrífugas, dentados
acoplados entre sí, cuyos dientes discurren en paralelo al eje de
la fresa y presentan un ángulo de engrane determinado. En este caso,
sin embargo, las superficies de contacto enfrentadas están
orientadas con bastante exactitud en perpendicular a las fuerzas
centrífugas que se originan y apenas se producen componentes de
fuerza en paralelo a las superficies de contacto. La desventaja de
una realización de este tipo es, sin embargo, que debido a las
numerosas superficies de contacto enfrentadas existe una
indeterminación por la que no se garantiza una puesta a punto de los
elementos de corte en el cuerpo base de la herramienta.
El documento US2003219319A1 describe una
herramienta de corte para el mecanizado con arranque de viruta, en
la que sobre un cuerpo base de la herramienta están sujetos uno o
más elementos de corte, con un filo de corte de forma circular,
giratorios con respecto al cuerpo base de la herramienta. Las
superficies de contacto enfrentadas del elemento de corte y del
cuerpo base de la herramienta presentan uno o varios elementos de
fijación que actúan conjuntamente en forma de uniones
ranura-lengüeta circulares. En una herramienta de
corte de este tipo, los juegos de corte están dispuestos
intencionadamente de manera giratoria y entran en rotación por medio
de las fuerzas axiales, radiales y tangenciales que se originan en
el arranque de viruta, mediante lo que se debe de mejorar la
capacidad de arranque de viruta y reducir el desgaste de las
elementos de corte. Por lo general, un empleo de herramientas de
corte de este tipo para fresar a alta velocidad no es posible.
El objetivo de la presente invención es por ello
crear en fresas de alta velocidad con elementos de corte con un
filo de corte convexo, con forma más o menos curva, un arrastre de
forma entre el elemento de corte y el cuerpo base de la
herramienta, por el que se alivian en mayor medida los tornillos de
fijación para la protección del elemento de corte contra las cargas
producidas en el funcionamiento, que se generan por las fuerzas
centrífugas, y por el que se originan errores de medida lo más
pequeños posible en la geometría de rotación, también cuando las
superficies de contacto del arrastre de forma no están orientadas en
perpendicular a las fuerzas centrífugas que se van a originar.
Según la invención, esto se consigue realizando
la superficie de contacto del primer elemento de fijación en forma
de arco circular, más o menos concéntrico al filo de corte, y
conformando la superficie del segundo elemento de fijación
igualmente en forma de arco circular, más o menos concéntrico al
filo de corte, o componiéndose de al menos dos zonas de contacto
que se encuentran sobre un arco circular imaginario, más o menos
concéntricas al filo de corte, coincidiendo la superficie de
contacto o el arco circular imaginario con la superficie de
contacto del primer elemento de fijación.
Mediante un modo de realización de este tipo se
consigue que se determine sólo por la precisión de ajuste de las
superficies de contacto enfrentadas de los elementos de fijación la
trayectoria y, con ello, la geometría de rotación de la herramienta
fresadora. Mediante las componentes de fuerza laterales generadas
por las fuerzas centrífugas, que según el estado de la técnica
originarían un movimiento lateral del elemento de corte y con ello
una modificación de la geometría de rotación, aquí únicamente
provocan una modificación de la posición de la placa de corte a lo
largo de la superficie de contacto circular. Puesto que esta
superficie de contacto discurre de manera más o menos concéntrica
al filo de corte, apenas se provoca modificación de la trayectoria
y con ello modificación de la geometría de rotación.
Es especialmente ventajoso que tanto la
superficie de contacto del primer elemento de fijación como la del
segundo elemento de fijación estén conformadas en forma de arco
circular. De esta manera pueden fabricarse de modo especialmente
sencillo las superficies de contacto.
Como variante especialmente preferida se ha
probado la utilización de un elemento de corte con forma base de
segmento de anillo. En este caso, el elemento de corte presenta un
único filo de corte. En este sentido, el campo angular del segmento
circular puede ser variable. En la práctica, se han probado, según
el caso de aplicación, segmentos de anillo con un campo angular de
unos 70º y de unos 120º. En este sentido, el asiento de placa del
cuerpo base de la herramienta se coloca de manera ventajosa sobre el
elemento de corte con el mayor campo angular, estando previstos
para la fijación del elemento de corte, por ejemplo, dos tornillos
de fijación. En un cuerpo base de la herramienta colocado de esta
manera se puede insertar también un elemento de corte con un campo
angular menor, que, entonces, sólo se fijará con un tornillo de
fijación. En el hueco libre del asiento de placa se fijará, con
ayuda del segundo tornillo de fijación, un soporte de posición sin
función de arranque de viruta adaptado de manera correspondiente. De
la misma manera, se puede considerar prever el elemento de corte
con dos filos de corte convexos en forma de arco circular opuestos,
permitiendo una doble utilización del elemento de corte.
Es especialmente ventajoso cuando los elementos
de fijación individuales en la herramienta fresadora de alta
velocidad están conformados de manera conocida como unión
ranura-lengüeta. De esta manera se logra una
configuración del elemento de corte y el asiento de placa que
requiere especialmente poco espacio.
El elemento de fijación en forma de lengüeta
puede estar realizado tanto en el elemento de corte como en el
asiento de placa y el elemento de fijación en forma de ranura, en
otras piezas de máquina correspondientes. Sin embargo, se ha
probado especialmente cuando el elemento de fijación en forma de
lengüeta está realizado en el elemento de corte y cuando el
elemento de fijación en forma de ranura está realizado en el asiento
de placa. De esta manera se evita una debilitación del elemento de
corte, por lo general fino y en forma de placa. Mediante un
dimensionado más o menos grande del elemento de fijación en forma de
lengüeta en su anchura se posibilita una adaptación del elemento de
corte a las fuerzas centrífugas que se originan con el
funcionamiento en función del tamaño del elemento de corte, de
manera que en cualquier condición se garantice una estabilidad
suficiente del elemento de corte.
A continuación, se explica más detalladamente la
invención mediante figuras. Muestran:
la fig. 1 una herramienta fresadora según la
invención en vista en planta desde arriba;
la fig. 2 una vista parcial en corte de la
herramienta fresadora según la figura 1;
la fig. 3 la herramienta fresadora según la
figura 1 sin elemento de corte;
la fig. 4 el elemento de corte para una
herramienta fresadora según la invención en vista en planta sobre
el lado inferior;
la fig. 5 la variante de un elemento de corte
para una herramienta fresadora según la invención en vista en
planta sobre el lado inferior.
La herramienta fresadora según la invención está
compuesta por un cuerpo base de la herramienta (1) con 3 elementos
de corte en forma de segmento de círculo (2) con un ángulo de
segmento de círculo de aproximadamente 120º que están sujetas con
la misma separación angular en el contorno del cuerpo base de la
herramienta (1). En la figura 2 se muestra un asiento de placa (4)
para alojar un elemento de corte (2). El asiento de placa (4) se
adapta más o menos a la forma del elemento de corte (2) y presenta,
en el lado interior del cuerpo base de la herramienta (1), una
ranura (6) en forma de arco circular con una superficie de contacto
(8). En esta ranura (6) se acopla un resalte (7) en forma de
lengüeta que se prevé en el lado inferior del elemento de corte
(2). El resalte (7), en forma de lengüeta, está previsto en el
extremo del elemento de corte (2), en forma de segmento de círculo,
opuesto al filo de corte (3), en forma de arco circular, y discurre
concéntricamente al filo de corte (3). El elemento de corte (2)
está sujeto con dos tornillos (5), que se acoplan en orificios
correspondientes en el cuerpo base de la herramienta (1), en el
asiento de placa (4). En estado de sujeción, la superficie de
contacto (8) en la ranura (6) del asiento de placa (4) y la
superficie de contacto (9) en el resalte (7) en forma de alma del
elemento de corte (2) están en contacto e impiden en gran medida
errores de medida en la geometría de rotación en el funcionamiento
de la herramienta fresadora. En la figura 6 se representa la
variante de un elemento de corte (2) para una herramienta fresadora
según la invención, en el que el resalte (7) en forma de alma
presenta, en el lado orientado hacia el filo de corte (3), una
superficie de contacto (9) en forma de dos elevaciones con forma de
botón con zonas de contacto, que se encuentran sobre un arco
circular (10) imaginario coincidente con la superficie de contacto
(8) en la ranura (7) del asiento de placa. De esta manera, se
produce una disposición especialmente exacta de las superficies de
contacto (8) y (9).
En los dibujos se representa la variante
preferida de una herramienta fresadora según la invención; sin
embargo, la invención no se limita de ningún modo a ésta. De esta
manera, el primer elemento de fijación (6) no sólo puede preverse
como se representa en el asiento de placa (4), sino también el
elemento de corte (2) y, correspondientemente, el segundo elemento
de fijación (7) no sólo puede preverse en el elemento de corte (2),
sino en el asiento de placa (4). Asimismo, en la realización de los
elementos de fijación (6), (7) como unión
ranura-lengüeta, el elemento de fijación (6), (7)
en forma de lengüeta puede preverse en el asiento de placa (4) y el
elemento de fijación (6), (7) en forma de botón en el elemento de
corte. Del mismo modo, la sujeción del elemento de corte (2) no
sólo se lleva a cabo como se representa, mediante tornillos de
fijación (5), sino también mediante otros elementos de fijación
como, por ejemplo, cuñas o placas de fijación.
Claims (4)
1. Fresa de alta velocidad compuesta por un
cuerpo base de la herramienta (1) y al menos una elemento de corte
(2) en forma de placa con un filo de corte (3) convexo, con forma
más o menos curva, que está esencialmente fijado en su posición
sujeto en un asiento de placa (4) del cuerpo base de la herramienta
(1) y presentando el asiento de placa (4) y el elemento de corte
(2) un elemento de fijación (6, 7), cada uno con superficies de
contacto (8, 9) enfrentadas para absorber las fuerzas centrífugas
presentes en el elemento, caracterizada porque la superficie
de contacto (8) del primer elemento de fijación (6) está realizada
con forma de arco circular, más o menos concéntrica al filo de
corte (3), y porque la superficie de contacto (9) del segundo
elemento de fijación (7) también está realizada con forma de arco
circular, más o menos concéntrica al filo de corte (3), o se
compone de al menos dos zonas de contacto situadas sobre un arco
circular (10) imaginario, más o menos concéntricas al filo de corte
(3), coincidiendo la superficie de contacto (9) o el arco circular
(10) imaginario con la superficie de contacto (8) del primer
elemento de fijación (6).
2. Fresa de alta velocidad según la
reivindicación 1, caracterizada porque el elemento de corte
(2) presenta la forma básica de un segmento de anillo.
3. Fresa de alta velocidad según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los elementos de
fijación (6, 7) están realizados en forma de unión
ranura-lengüeta.
4. Fresa de alta velocidad según la
reivindicación 3, caracterizada porque el elemento de
fijación (6) en forma de lengüeta está realizado en el elemento de
corte (2), y, el elemento de fijación (7) en forma de botón, en el
asiento de placa (4).
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