ES2327464T3

ES2327464T3 - Herramienta de corte.

Info

Publication number: ES2327464T3
Application number: ES07710500T
Authority: ES
Inventors: Michael Steiner
Original assignee: Ceratizit Austria GmbH
Current assignee: Ceratizit Austria GmbH
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2027-03-05
Also published as: EP1998916B1; WO2007101283A1; DE502007001080D1; US20090003951A1; JP2009528923A; CN101460272A; EP1998916A1; CN101460272B; PL1998916T3; US7823487B2; AT9196U1

Abstract

Herramienta de corte para la mecanización con arranque de virutas con un suministro de una corriente de gas frío para la refrigeración de la zona inmediata de arranque de virutas, caracterizada porque la herramienta de corte presenta un generador de frío (2) integrado en el cuerpo base de la herramienta, así como un sistema de canales internos para el suministro de la corriente de gas frío, estando compuesto el generador de frío (2) de un vórtice tubular (3) extendido para transformar un gas comprimido a temperatura normal, suministrado a través de un arremolinador de gas (4), en una corriente de gas fría y una corriente de gas caliente, y de una salida de gas frío (5) situada en un extremo del vórtice tubular (3), así como de una salida de gas caliente (6) situada en el otro extremo del vórtice tubular (3).

Description

Herramienta de corte.

La invención se refiere a una herramienta de corte para la mecanización con arranque de virutas con un suministro de una corriente de gas frío para la refrigeración de la zona inmediata de arranque de virutas.

Especialmente durante el arranque de virutas de materiales metálicos, en la zona inmediata de arranque de virutas se produce una temperatura considerable que puede conducir a un desgaste prematuro o al fallo de la herramienta de arranque de virutas. Para mantener limitada esta temperatura y mejorar al mismo tiempo la evacuación de las virutas de la zona de arranque de virutas, habitualmente, la zona inmediata de arranque de virutas de la herramienta de corte se refrigera mediante el suministro de un refrigerante. El refrigerante puede ser gaseoso o líquido y conducirse a la zona inmediata de arranque de virutas por suministro interior a través de la herramienta de corte o por suministro a través de dispositivos externos.

Una herramienta de corte con suministro interior para un refrigerante líquido se describe, por ejemplo, en el documento WO02/068142. Una herramienta de corte según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce, por ejemplo, por el documento JP02024040.

En el documento DE19640599A1 se describe una herramienta de corte con un suministro interior de refrigerante, en la que el aire refrigerado se usa para refrigerar la zona inmediata de arranque de virutas. Una desventaja de esta herramienta de corte es que el aire frío no tiene que producirse dentro de la herramienta, sino fuera de la herramienta de corte, para lo cual a su vez tienen que proporcionarse dispositivos externos.

La producción de gases fríos en un generador de frío que trabaja según el efecto de Joule-Thomson mediante el suministro de gas comprimido, preferentemente aire comprimido, también se conoce desde hace mucho tiempo. El principio de este tipo de generadores de frío se basa en el modo de acción de un vórtice tubular. Aquí, al vórtice tubular, a través de un arremolinador de gas en una cámara arremolinadota, se suministra aire comprimido a temperatura normal y pocos bares y se divide en una corriente de aire fría y una corriente de aire caliente. El aire comprimido suministrado al vórtice tubular a través del arremolinador de gas se mueve de forma circular a alta velocidad a lo largo de la pared interior del vórtice tubular en dirección hacia una tobera de gas caliente situada en un extremo del vórtice tubular. Una parte del aire escapa por la tobera de gas caliente como corriente de aire caliente. El aire no escapado se reconduce de forma forzosa, a una velocidad sensiblemente más lenta, en el sentido contrario, al otro extremo de la rueda arremolinadota, pasando por el centro de dicha corriente de aire que circula a alta velocidad por el borde del tubo. Dicha corriente de aire interior más lenta emite calor a la corriente de aire exterior más rápida, y hasta su salida por una tobera de gas fría se enfría a temperaturas de hasta -40ºC.

Este tipo de generadores de frío se describen, por ejemplo, en el documento US3173273 o US3208229 y se emplean frecuentemente como dispositivo externo para el suministro externo de aire frío a la zona inmediata de arranque de virutas de herramientas de corte.

Una desventaja es que este tipo de dispositivos tienen que orientarse individualmente a cada herramienta de arranque de virutas y fijarse de tal forma que incluso durante un movimiento de avance de la herramienta de arranque de virutas quede garantizado el suministro enfocado de la corriente de aire refrigerante a la zona inmediata de arranque de virutas. Sin embargo, para conseguir esto es preciso un trabajo considerable.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es una herramienta de corte con refrigeración de la zona inmediata de arranque de virutas por una corriente de gas frío, en la cual se suprima el trabajo de instalación para la orientación exacta de la corriente de gas.

De manera totalmente sorprendente se ha mostrado que el desplazamiento de un generador de frío, que hasta ahora estaba previsto sólo para el funcionamiento externo, al interior del cuerpo base de una herramienta de corte puede realizarse sin desventajas para su modo de funcionamiento. La conducción de la corriente de gas frío a la zona inmediata de arranque de virutas se realiza partiendo del generador de frío, pasando por canales siguientes en el interior de la herramienta de corte, hasta la zona inmediata de arranque de virutas, sin tener que realizar un ajuste y una orientación recurrentes del suministro de refrigerante. Mediante la realización de una herramienta de corte según la invención no sólo se refrigera de manera excelente la misma zona inmediata de arranque de virutas, sino, además, el cuerpo base completo de la herramienta, por el que se hace pasar el gas frío. De esta manera, el calor generado durante el arranque de virutas se desvía de forma muy rápida del inserto de corte, por lo que aumenta aún más la duración útil del inserto de corte y se reduce la formación de filos recrecidos.

Una instalación especialmente fácil en el interior de la herramienta de corte se consigue de tal forma que el generador de frío completo está incorporado en un taladro de alojamiento correspondiente del cuerpo base de la herramienta, en el cual desembocan otros taladros para la conducción del gas frío, el suministro del gas comprimido y la evacuación del gas caliente.

Resulta especialmente ventajoso si el suministro del gas comprimido se realiza a través de un taladro en el cuerpo base de la herramienta, paralelamente respecto al generador de frío. Bajo estas condiciones, el suministro de gas puede realizarse de manera sencilla desde el extremo de la herramienta de corte.

Resulta especialmente favorable usar un generador de frío que funcione con aire. De este modo, generalmente, puede emplearse la alimentación de aire comprimido existente en cualquier producción.

A continuación, la invención se describe en detalle con la ayuda de figuras.

Muestran:

La figura 1 una herramienta de torno según la invención, en parte en sección

la figura 2 un detalle de la herramienta de torno según la figura 1, en una vista aumentada

la figura 3 otro detalle de la herramienta de torno según la figura 1 en una vista aumentada

las figuras 4 a-b la salida de gas frío para la herramienta de torno según la figura 1 en diferentes vistas

la figura 5 la salida de gas caliente para la herramienta de torno según la figura 1.

En la figura 1 está representada una herramienta de torno con un cuerpo base 1 de la herramienta, alojado en un alojamiento 20 para la herramienta. En un taladro 7 realzado en el cuerpo base 1 de la herramienta está integrado un generador de frío 2. El generador de frío 2 se compone de un vórtice tubular 3 con una salida de gas frío 5 en un extremo y una salida de gas caliente 6 en el otro extremo. La salida de gas frío 5 que está representada con mayor detalle en las figuras 2 y 4a a 4b, está realizada en una sola pieza, como pieza en forma de cilindro hueco con dos tramos escalonados uno respecto a otro, con distintos diámetros exteriores. El tramo con el mayor diámetro exterior limita directamente con el vórtice tubular 3, y junto con un taladro que corresponde aproximadamente al diámetro interior del vórtice tubular 3 forma una cámara arremolinadota 14. El extremo de la salida de gas frío 5, adyacente al vórtice tubular 3, finaliza con una superficie anular con hendiduras 18 adyacentes tangencialmente a la cámara arremolinadota 14, que constituyen el arremolinador de gas 4. El tramo con el menor diámetro exterior de la salida de gas frío 5 presenta un taladro 21 adyacente a la cámara arremolinadota 14, que se ensancha cónicamente hacia fuera. El tramo con el mayor diámetro exterior presenta un diámetro algo menor en comparación con el taladro de alojamiento 7 en el cuerpo base 1 de la herramienta, por lo que queda formada una cámara anular 9. En dicha cámara anular 9 desemboca un taladro 8 para el suministro de un gas comprimido, preferentemente en forma de aire comprimido. El taladro 8 que inicialmente se extiende de forma paralela con respecto al vórtice tubular 3 se desvía a un tramo que se extiende perpendicularmente con respecto a la cámara anular 9. Por razones de la técnica de producción, este tramo atraviesa la totalidad del cuerpo base 1 de la herramienta y está cerrado hacia el lado exterior de la herramienta con un tornillo prisionero 16 para evitar en este punto la salida de aire comprimido al exterior. El taladro 21 ensanchado cónicamente de la salida de gas frío 5 desemboca en un taladro 17 del cuerpo base de la herramienta, que conduce el aire frío hasta la proximidad inmediata del inserto de corte 22. El vórtice tubular 3 y la salida de gas frío 5 están estanqueizados con juntas anulares 10 con respecto al taladro de alojamiento 7. La salida de gas caliente 6 en el otro extremo del vórtice tubular 3 se compone de un cuerpo base cilíndrico con rosca exterior así como con un taladro interior 13 que está previsto para la evacuación del aire caliente y que está desviado lateralmente y cerrado hacia atrás por un tornillo prisionero 15. La salida de gas caliente 6 se enrosca en el taladro de alojamiento 7 que en este punto está provisto de una rosca interior, hasta que esté en contacto con el extremo del vórtice tubular 3. Para la estanqueización, entremedias están dispuestas juntas anulares 10. Centralmente, la salida de gas caliente 6 presenta un cono de compresión 11 que entra, a una pequeña distancia del borde, en el taladro del vórtice tubular 3. En la salida del cono de compresión 11, éste presenta calados 12, a través de las cuales el aire caliente llega al interior del taladro 13 para ser evacuado al exterior.

El modo de funcionamiento del generador de frío 2 es tal que, inicialmente, a través de dispositivos de suministro adecuados en el alojamiento 20 para la herramienta y, después, a través del taladro 8 de la herramienta de torno, se suministra aire comprimido a una presión de aproximadamente 5 bares y a temperatura ambiente a la cámara anular 9 del generador de frío 2. En la cámara anular 9 se establece entonces una presión más elevada que hace pasar el aire a presión al vórtice tubular 3, a través de las hendiduras 18 del arremolinador de gas 4. La corriente de aire se hace moverse de forma circular por las hendiduras 18 dispuestas tangencialmente y se mueve a alta velocidad a lo largo de la pared interior del vórtice tubular 3 hacia la salida de gas caliente 6 situada en el extremo del vórtice tubular 3. Por la zona de salida estrechada por el cono de compresión 11 de la salida de gas caliente 6, a través de los calados 12 puede escaparse sólo una parte del aire caliente. El aire que no se escapa se reconduce de manera forzosa a una velocidad sensiblemente menor en dirección hacia la salida de gas frío 5, pasando por el centro de la corriente de aire a alta velocidad, durante lo cual emite constantemente calor a la corriente exterior de aire a alta velocidad. Cuando la corriente de aire interior sale por la salida de gas frío 5 ha alcanzado una temperatura muy baja de aproximadamente -40ºC.

Claims

1. Herramienta de corte para la mecanización con arranque de virutas con un suministro de una corriente de gas frío para la refrigeración de la zona inmediata de arranque de virutas, caracterizada porque la herramienta de corte presenta un generador de frío (2) integrado en el cuerpo base de la herramienta, así como un sistema de canales internos para el suministro de la corriente de gas frío, estando compuesto el generador de frío (2) de un vórtice tubular (3) extendido para transformar un gas comprimido a temperatura normal, suministrado a través de un arremolinador de gas (4), en una corriente de gas fría y una corriente de gas caliente, y de una salida de gas frío (5) situada en un extremo del vórtice tubular (3), así como de una salida de gas caliente (6) situada en el otro extremo del vórtice tubular (3).

2. Herramienta de corte para la mecanización con arranque de virutas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el generador de frío (2) está incorporado de forma estanqueizada en un taladro de alojamiento (7) del cuerpo base (1) de la herramienta.

3. Herramienta de corte para la mecanización con arranque de virutas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque, para el suministro del gas comprimido, el cuerpo base (1) de la herramienta presenta un taladro (8) paralelo al generador de frío (2).

4. Herramienta de corte para la mecanización con arranque de virutas según una de las reivindicación 1 a 3, caracterizada porque el generador de frío (2) se hace funcionar con aire.