ES2313710T3 - Herramienta para mecanizado por arranque de viruta. - Google Patents
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Abstract
Herramienta para el mecanizado por arranque de viruta, con una primera parte de herramienta (2) y con una segunda parte de herramienta (3) que presentan un eje de rotación (A) común, presentando la primera parte de herramienta (2) un pivote de ajuste (4) y en su raíz una superficie anular (5), y la segunda parte de herramienta (3) un orificio (7) axial para el alojamiento del pivote de ajuste (4), así como una superficie anular (6) que puede apretarse contra la superficie anular (5) de la primera parte de herramienta (2), comprendiendo medios de apriete (8, 9, 10) para el apriete axial de las dos partes de herramienta (2, 3) una contra otra, presentando los medios de apriete (8, 9, 10) tres tornillos de retención (8, 9, 19) dispuestos distribuidos sobre la periferia de la segunda parte de herramienta (3), y que se atornillan radialmente cada vez en un orificio roscado (12, 13, 14) de la segunda parte de herramienta (3) y que engrana cada vez en un orificio (21, 22, 23) radial del pivote de ajuste (4), caracterizada porque el ángulo (W3) entre un primer tornillo de retención (10) y un segundo tornillo de retención (9) es menor de 120º y mayor de 90º y porque el ángulo (W1) entre el primer tornillo de retención (10) y el tercer tornillo de retención (8) es igual que el ángulo (W2) entre el tercer tornillo de retención (8) y el segundo tornillo de retención (9).
Description
Herramienta para mecanizado por arranque de
viruta.
La invención se refiere a una herramienta para
el mecanizado por arranque de viruta, con una primera parte de
herramienta y con una segunda parte de herramienta que presentan un
eje de rotación común, presentando la primera parte de herramienta
un pivote de ajuste y en su raíz una superficie anular, y la segunda
parte de herramienta un orificio axial para el alojamiento del
pivote de ajuste, así como una superficie anular que puede apretarse
contra la superficie anular de la primera parte de herramienta,
comprendiendo medios de apriete para el apriete axial de las dos
partes de herramienta una contra otra. Una herramienta según el
preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por el documento WO
94/15110.
La herramienta es en particular una herramienta
para taladrar con una cabeza de trabajo, que forma la primera parte
de herramienta y en la que está dispuesto un pivote de ajuste que
engrana en un orificio de ajuste de un mango. Este mango forma aquí
la segunda parte de herramienta. Herramientas semejantes se conocen
desde hace tiempo en diferentes realizaciones.
Del documento
EP-A-0 547 049 se ha conocido una
herramienta en la que el pivote de ajuste presenta un orificio
pasante radial en el que se introduce un perno de sujeción, también
nombrado perno oscilante. El un extremo del perno de sujeción posee
un cono interior en el que engrana un cono exterior de un tornillo
de retención. El otro extremo del perno de sujeción posee un cono
exterior que engrana en un cono interior de un segundo tornillo de
retención. Con los dos tornillos de retención se aprieta axialmente
el perno de sujeción de forma que el pivote de ajuste se traslada al
orificio de ajuste de un manguito de unión. Por ello, las dos
superficies anulares se aprietan una contra otra de forma fija. El
espesor de pared y el material del manguito de unión, el juego de
ajuste entre el pivote de ajuste y el orificio de ajuste y la fuerza
de apriete están configurados de forma que el manguito de unión en
el estado de apriete se ensancha elásticamente en la dirección del
eje del perno de sujeción. Además, en la dirección transversal se
reduce el diámetro del orificio de ajuste y por ello se presiona el
manguito de unión contra la cara exterior del pivote de ajuste. Por
ello, en la sección transversal el orificio de ajuste adopta una
forma aproximadamente oval. Una deformación elástica oval semejante
del manguito de unión o de la segunda parte de herramienta se ve
como desventajoso. Alternativamente y para evitar la deformación
elástica nombrada del manguito de unión se propone conseguir la
superación del juego de ajuste mediante un abombamiento hacia el
exterior del pivote de ajuste. Por ello, la deformación elástica
nombrada del manguito de unión puede anularse o hacerse prescindible
al menos en parte. Para conseguir un abombamiento hacia el exterior
del pivote de ajuste está previsto que éste presente una incisión
que se extiende sobre la longitud de contacto transversal y abierta
hacia el interior del orificio transversal.
La invención tiene el objetivo de crear una
herramienta del tipo nombrado, en la que sea posible una rigidez a
flexión todavía mayor y una concentricidad más exacta. Además, la
herramienta debe poder fabricarse de forma económica y fácil de
usar. Estos objetivos se resuelven por una herramienta según la
reivindicación 1.
Se ha demostrado que puede conseguirse una
presión superficial, que está compensada de forma especialmente
simétrica, con un ángulo entre el primer tornillo de retención y el
segundo tornillo de retención que es esencialmente mayor de 90º y
que es esencialmente menor de 120º. Debido a ello es neutro el
momento de flexión respecto al eje de rotación de la herramienta.
La disposición simétrica de la presión superficial provoca una
ventajosa unión paralela al eje de las dos partes de
herramienta.
Mediante el apriete del primer y del segundo
tornillo de retención se origina, a parte de una fuerza axial,
también una fuerza radial que genera una fuerza por fricción entre
el pivote de ajuste y el orificio axial. Mediante la disposición
según la invención de los ángulos entre los orificios radiales se
origina una fuerza resultante que es mayor que la fuerza del
tornillo de retención opuesto. El efecto de esta fuerza aumentada en
dirección axial compensa la fuerza por fricción.
En lugar de un apoyo en cuatro puntos puede
conseguirse una extensión poligonal con tres puntos de apoyo del
pivote de ajuste en el orificio axial. Por un lado, la deformación
elástica de la segunda parte de herramienta es menor y, por otro
lado, esta deformación elástica no es oval, sino poligonal, lo que
provoca una distribución simétrica más favorable de la deformación
elástica. Mediante los puntos de contacto nombrados se produce una
mayor rigidez de la unión entre las dos partes de herramienta y, por
consiguiente, una mayor potencia de arranque de viruta. Se ha
demostrado también que el manejo es más sencillo ya que los tres
tornillos de retención nombrados solo deben fijarse en una
periferia. Una periferia múltiple necesaria hasta ahora puede
evitarse por ello. La inversión de tiempo para la unión de las dos
partes de herramienta es por consiguiente menor.
Otras características ventajosas se deducen de
las reivindicaciones dependientes, la descripción siguiente así como
el dibujo.
Un ejemplo de realización de la invención se
muestra detalladamente a continuación mediante el dibujo.
Muestran:
Figura 1 un corte a través de la herramienta
según la invención,
Figura 2 esquemática el apoyo de un tornillo de
retención en un orificio del pivote de ajuste,
Figura 3 una vista espacial del pivote de
ajuste
Figura 4 otra vista espacial del pivote de
ajuste,
Figura 5 una vista espacial de una herramienta
según la invención cortada por sectores,
Figura 6 una sección según la figura 1 para la
explicación de la presión superficial en la periferia del pivote de
ajuste,
Figura 7 una herramienta según la invención
cortada parcialmente para la explicación de las fuerzas
actuantes,
Figura 8 una vista espacial esquemática de la
primera parte de herramienta,
Figura 9 esquemáticamente una sección radial a
través de la segunda parte de herramienta y
Figura 10 un paralelogramo de fuerzas.
La herramienta 1 posee, por ejemplo, según la
figura 5 una primera parte de herramienta 2 que forma, por ejemplo,
una cabeza de trabajo que presenta dos soportes de corte mostrados
en la figura 7. La parte de herramienta 1 es, en particular, una
herramienta para taladrar con uno o dos filos regulables. La
invención nombrada puede emplearse igualmente como sistema modular
para herramientas para el mecanizado de orificio. La primera parte
de herramienta 2 posee un pivote de ajuste 4 que puede introducirse
con un juego de ajuste determinado en un orificio 7 axial de una
segunda parte de herramienta 3. En el estado montado según la figura
5, una superficie anular 5 de la primera parte de herramienta 2
está en contacto con una superficie anular 6 de segunda parte de
herramienta 3. Las dos partes de herramienta 2 y 3 poseen un eje de
rotación A común y las dos superficies anulares 5 y 6 nombradas se
encuentran en un plano que discurre transversalmente respecto a este
eje de rotación.
Para apretar una contra otra las dos superficies
anulares 5 y 6 y, por consiguiente, para unir entre sí de forma
fija las dos herramientas 2 y 3, como medio de apriete están
previstos tres tornillos de retención 8, 9 y 10 que están
dispuestos, según las figuras 1, 6 y 9, de forma distribuida en la
periferia de la segunda parte de herramienta 3. La disposición
tiene simetría especular según las figuras 1, 6 y 9. Los ángulos W1
y W2 mostrados en la figura 1 son iguales y el ángulo W3 es menor de
120º y mayor de 90º. El ángulo W1 y W2 son preferiblemente mayores
de 125º y en particular aproximadamente 130º. El ángulo W3 es
preferiblemente menor de 105º y preferiblemente mayor de 95º. El
ángulo W3 es todavía más preferiblemente aproximadamente 100º.
Los tornillos de retención 8, 9 y 10 están
atornillados cada vez en un orificio 12, 13 ó 14 radial según
muestran las figuras 1 a 9. Estos orificios 12, 13 y 14 son
orificios roscados que pasan respectivamente según la figura 1
radialmente a través de una pared 20 de la segunda parte de
herramienta 3. Los tornillos de retención 8, 9 y 10 pueden
manejarse, por ejemplo, con una llave con macho hexagonal no
representada aquí. En el extremo frontal delantero estos tornillos
de retención 8, 9 y 10 poseen un respectivo cono exterior 11 que
engrana respectivamente en un orificio 21, 22 ó 23 radial del
pivote de ajuste 4. Estos orificios 21, 22 y 23 están provistos
cada vez de una superficie 15 cónica que está configurada
correspondiente con el cono exterior 11. Según la figura 2, los
ejes de los tornillos de retención 8, 9 y 10 están desplazados cada
vez respecto a los ejes de los orificios 21, 22 y 23 en una
distancia D en la dirección de un respectivo eje de rotación A. Al
atornillar los tornillos de retención 8, 9 y 10, la fuerza F7 actúa
respectivamente sobre estos tornillos de retención. Estas fuerzas F7
poseen cada vez una componente de fuerza F5 radial y una componente
de fuerza F6 axial. La componente de fuerza F6 actúa en dirección
axial sobre el pivote de ajuste 4.
Al apretar los dos tornillos de retención 9 y 10
se origina, junto a la fuerza F6 axial nombrada (fig. 7), también
la fuerza F5 radial que genera una fuerza por fricción F9, indicada
en la figura 7, entre el pivote de ajuste 4 y el orificio 7.
Mediante la disposición nombrada de los ángulos W1, W2 y W3 se
originan, según la figura 7 y 10, fuerzas F9 y F10 que son mayores
en su suma que la fuerza causada por el tornillo de retención 8. El
efecto de las dos fuerzas F9 y F10 en dirección axial compensa la
fuerza por fricción F9. Eligiéndose el ángulo W3 menor de 120º y
mayor de 90º, la presión superficial puede compensarse de forma
simétrica por las fuerzas F8, F9 y F10. Debido a ello, el momento
de flexión es neutro respecto al eje de rotación A. La presión
superficial simétrica elevada que puede alcanzarse provoca una unión
ventajosa paralela al eje de las dos partes de herramienta 2 y
3.
El pivote de ajuste 4 presenta en su periferia
tres entalladuras 16, 17 y 18 que pasan cada vez a través de uno de
los orificios 21, 22 ó 23. Estas entalladuras 16, 17 y 18 tienen
forma de ranura, como puede verse, y pasan radialmente por la pared
20. Las entalladuras 16, 17 y 18 son preferiblemente ranuras
abiertas con una anchura de 0,2 a 0,4 mm y se fabrican
preferiblemente con un láser. Pero las entalladuras 16, 17 y 18
pueden ser también ranuras fresadas con una anchura de
aproximadamente 1 mm a 5 mm. Se extienden axialmente, estando
abierta la entalladura 18 en una superficie frontal 24 del pivote de
ajuste 4. Las otras dos ranuras 16 y 17 por el contrario no son
pasantes axialmente o pasantes. Si los tornillos de retención 8, 9 y
10 se aprietan contra el pivote de ajuste 4, así se introduce el
pivote de ajuste 4 axialmente en el orificio 7 de la segunda parte
de herramienta 3. Los tornillos de retención 8, 9 y 10 están en
contacto en este caso según las figuras 2 y 6 con dos superficies
L1 de la superficie 15 cónica, y por ello ejercen fuerzas una sobre
otra con un ángulo W4 de aproximadamente 90º en la dirección de la
flecha 19 sobre el pivote de ajuste 4. Mediante estas fuerzas se
extienden las entalladuras 16, 17 y 18 en la dirección periférica
del pivote de ajuste 4. El pivote de ajuste 4 se deforma
elásticamente por consiguientemente cada vez en la zona de la
entalladura 16, 17 y 18. La deformación es poligonal según la
disposición de los tornillos de retención 8, 9 y 10.
Correspondientemente se abomba hacia el exterior en forma poligonal
la periferia del pivote de ajuste 4 y se presiona en el orificio 7
de la segunda parte de herramienta 3. La pared 20 de la segunda
parte de herramienta 3 se deforma elásticamente igualmente a causa
del apriete de los tornillos de retención 8 a 10, no obstante,
esencialmente poco ya que aquí no están previstas entalladuras
conforme a las entalladuras 16 a 18. Por ello se compensa el juego
de ajuste del pivote de ajuste 4 en el orificio 7 axial. Mediante la
distribución mostrada en la figura 6 de las zonas adyacentes
correspondientes sobre la periferia del pivote de ajuste 4 se
produce una unión muy estable entre las dos partes de herramienta 2
y 3. Según se muestra en la figura 6, se requiere el ensanchamiento
del pivote de ajuste 4 mediante fuerzas F1 y F2 y la presión del
pivote de ajuste 4 en su periferia mediante fuerzas F3 y F4.
Las fuerzas dibujadas en las figuras 8 a 10
provocan una presión superficial homogénea sobre las superficies
anulares 5 y 6. Las fuerzas F5, F11 y F12 se originan al apretar los
tornillos de apriete 8, 9 y 10 en dirección radial. A causa de la
configuración cónica de los tornillos de apriete 8, 9 y 10 puede
descomponerse la fuerza actuante por tornillo de apriete en una
fuerza radial y una axial. Esencialmente son al final las fuerzas
F8, F9 y F10 mostradas en la figura 8, que provocan una presión
superficial homogénea o regular distribuida sobre las superficies
anulares 5 y 6.
La fuerza F13 resultante de las fuerzas F11 y
F12 representada esquemáticamente en la figura 10 es mayor que la
fuerza opuesta F5. En la figura 10 el ángulo entre las fuerzas F11 y
F12 es mayor que el ángulo preferido de 100º para la clarificación.
Mediante la fuerza F13 aumentada se compensa la fuerza por fricción
F9 (fig. 7), respectivamente las componentes axiales de las fuerzas
F5, F12 y F13. Debido a ello es homogénea la presión superficial
sobre las superficies anulares 5 y 6.
Las entalladuras 16, 17 y 18 se extienden, como
se ve, también en la dirección de la superficie anular 5 más allá de
un respectivo orificio 21, 22 ó 23. Los abombamientos hacia el
exterior se extienden por ello correspondientemente axialmente en
esencial desde la superficie frontal 24 hasta la superficie anular
5. Las zonas no son por consiguiente puntuales sino lineales. Esto
produce una rigidez y estabilidad especialmente elevadas, así como
una buena amortiguación antivibratoria de la unión.
Además, la herramienta 1 se destaca por una
elevada compatibilidad. En particular la primera parte de
herramienta 2 puede unirse también con una segunda parte de
herramienta 3 que solo presenta un tornillo de retención 8, 9 ó
10.
- 1
- Dispositivo
- 2
- Primera parte de herramienta
- 3
- Segunda parte de herramienta
- 4
- Pivote de ajuste
- 5
- Superficie anular
- 6
- Superficie anular
- 7
- Orificio axial
- 8
- Tornillo de retención
- 9
- Tornillo de retención
- 10
- Tornillo de retención
- 11
- Cono exterior
- 12
- Orificio
- 13
- Orificio
- 14
- Orificio
- 15
- Superficie
- 16
- Entalladura
- 17
- Entalladura
- 18
- Entalladura
- 19
- Flecha
- 20
- Pared
- 21
- Orificio
- 22
- Orificio
- 23
- Orificio
- 24
- Superficie frontal
- 25
- Soporte de corte
\vskip1.000000\baselineskip
- A
- Eje de rotación
- D
- Distancia
- L1
- Línea
- W1
- Ángulo
- W2
- Ángulo
- W3
- Ángulo
- W4
- Ángulo
Claims (10)
1. Herramienta para el mecanizado por arranque
de viruta, con una primera parte de herramienta (2) y con una
segunda parte de herramienta (3) que presentan un eje de rotación
(A) común, presentando la primera parte de herramienta (2) un
pivote de ajuste (4) y en su raíz una superficie anular (5), y la
segunda parte de herramienta (3) un orificio (7) axial para el
alojamiento del pivote de ajuste (4), así como una superficie anular
(6) que puede apretarse contra la superficie anular (5) de la
primera parte de herramienta (2), comprendiendo medios de apriete
(8, 9, 10) para el apriete axial de las dos partes de herramienta
(2, 3) una contra otra, presentando los medios de apriete (8, 9,
10) tres tornillos de retención (8, 9, 19) dispuestos distribuidos
sobre la periferia de la segunda parte de herramienta (3), y que se
atornillan radialmente cada vez en un orificio roscado (12, 13, 14)
de la segunda parte de herramienta (3) y que engrana cada vez en un
orificio (21, 22, 23) radial del pivote de ajuste (4),
caracterizada porque el ángulo (W3) entre un primer tornillo
de retención (10) y un segundo tornillo de retención (9) es menor de
120º y mayor de 90º y porque el ángulo (W1) entre el primer
tornillo de retención (10) y el tercer tornillo de retención (8) es
igual que el ángulo (W2) entre el tercer tornillo de retención (8)
y el segundo tornillo de retención (9).
2. Herramienta según la reivindicación 1,
caracterizada porque el ángulo (W3) entre el primer tornillo
de retención (10) y el segundo tornillo de retención (9) está
comprendido en el rango de 95º a 105º.
3. Herramienta según la reivindicación 1,
caracterizada porque el ángulo (W3) entre el primer tornillo
de retención (10) y el segundo tornillo de retención (9) es
aproximadamente de 100º.
4. Herramienta según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizada porque a cada orificio (21, 22, 23)
radial se le asigna una entalladura (16, 17, 18) en el pivote de
ajuste (4), de forma que el pivote de ajuste (4) puede abombarse
hacia el exterior en su periferia por apriete de los tornillos de
retención (8, 9, 10).
5. Herramienta según la reivindicación 4,
caracterizada porque las entalladuras (16, 17, 18) del pivote
de ajuste (4) se extienden axialmente a través de los orificios (21,
22, 23) del pivote de ajuste (4).
6. Herramienta según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizada porque al menos una entalladura (18) del pivote
de ajuste (4) está abierta en la superficie frontal (24) del pivote
de ajuste (4).
7. Herramienta según la reivindicación 4 ó 5,
caracterizada porque al menos dos y preferiblemente las tres
entalladuras (16, 17, 18) del pivote de ajuste (4) están abiertas en
la superficie frontal (24) del pivote de ajuste (4).
8. Herramienta según una de las reivindicaciones
4 a 7, caracterizada porque las entalladuras (16, 17, 18) son
ranuras comparativamente estrechas con una anchura de 0,2 a 0,4 mm,
con preferencia aproximadamente 0,3 mm.
9. Herramienta según la reivindicación 8,
caracterizada porque las entalladuras (16, 17, 18) se
fabrican con un láser.
10. Herramienta según una de las
reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque las entalladuras
(16, 17, 18) son ranuras con una anchura de aproximadamente 1 mm a 5
mm.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH22420/06 | 2006-02-13 | ||
| CH2242006 | 2006-02-13 |
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|---|---|
| ES2313710T3 true ES2313710T3 (es) | 2009-03-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES07405032T Active ES2313710T3 (es) | 2006-02-13 | 2007-02-06 | Herramienta para mecanizado por arranque de viruta. |
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