ES2329290T3

ES2329290T3 - Portaherramientas de bajo nivel de vibraciones.

Info

Publication number: ES2329290T3
Application number: ES06791981T
Authority: ES
Inventors: Franz Haimer
Original assignee: Franz Haimer Maschinenbau KG
Current assignee: Franz Haimer Maschinenbau KG
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2009-11-24
Anticipated expiration: 2026-09-11
Also published as: JP5015936B2; CN101267905B; RU2400330C2; US8286972B2; CN101267905A; RU2008114310A; EP1924377A1; ATE437714T1; WO2007031256A1; JP2009507652A; DE502006004397D1; EP1924377B1; US20080290613A1; DE102005043626A1

Abstract

Portaherramientas (1) para herramientas, en particular para herramientas de mandrinar, tornear, fresar, escariar o rectificar, con un cuerpo base de portaherramientas (2, 3, 4, 6), que comprende un mango (2) para acoplar el portaherramientas (1) a una máquina herramienta, un mandril (4), en particular un mandril de expansión o un mandril de contracción, con una cabeza de mandril (6) y un alojamiento (7) para fijar la herramienta a prueba de un par de torsión, y una pieza central (3), situada entre el mango de acoplamiento (2) y el mandril (4), y con un sistema de arriostramiento (5) situado entre el mango de acoplamiento (2) y la cabeza del mandril (6), y que ejerce por lo menos durante el funcionamiento del portaherramientas (1) una fuerza de arriostramiento en un tramo de arriostramiento axial del portaherramientas (1), con un componente de fuerza de arriostramiento que ejerce su fuerza de arriostramiento en dirección axial, caracterizado porque el sistema de arriostramiento (5) presenta por lo menos en un lado (9) relativo al eje longitudinal del portaherramientas (A), uno o varios tramos de superficie de apoyo que se apoyan arriostrados radialmente contra uno o varios tramos de superficies contrarias del cuerpo base del portaherramientas (2, 3, 4, 6), asentando para ello los tramos de las superficies de apoyo de modo desplazable en los tramos de las superficies contrarias.

Description

Portaherramientas de bajo nivel de vibraciones.

La invención se refiere a un portaherramientas para herramientas, en particular para herramientas de mandrinar, tornear, fresar, escariar o rectificar, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Esta clase de portaherramientas son conocidos en formas diversas. Por ejemplo con mandriles de expansión, tambores tensores, mandriles de contracción para herramientas que tengan preferentemente mango cilíndrico, pero conociéndose también portaherramientas que no soportan el mango de la herramienta centrado axialmente sino que éste va fijado lateralmente, por ejemplo atornillado.

Debido al giro que esta clase de portaherramientas realizan alrededor de su eje longitudinal y/o al efecto que sobre la herramienta tiene la pieza que se ha de mecanizar, que por ejemplo está girando, y por lo tanto al efecto sobre el portaherramientas y similares, se puede excitar el portaherramientas con vibraciones, por ejemplo en forma de un movimiento de precesión alrededor de su eje de giro ideal y/o a vibraciones transversales en un plano que contiene el eje de giro, pudiendo imaginarse también formas mixtas de esta clase de vibraciones. Estas vibraciones se oponen a obtener una alta precisión y por lo tanto exactitud y reproductibilidad en el mecanizado de piezas.

En el documento DE 10 2004 019 869 A1 (véase p.ej. la forma de realización representada en la Figura 1), del que parte la presente invención se ha propuesto para amortiguar las vibraciones de tales portaherramientas el hecho de situar un sistema de arriostramiento en el portaherramientas, que a través de un tramo de arriostramiento axial ejerce una fuerza de arriostramiento en dirección axial sobre el portaherramientas. La tensión axial aportada al portaherramientas por medio del sistema de arriostramiento modifica las características elásticas del portaherramientas, en particular su rigidez elástica, en el tramo axial arriostrado, y por lo tanto en el conjunto del portaherramientas, en comparación con un estado mecánico no arriostrado, con lo cual, al ajustar adecuadamente las características elásticas del portaherramientas se pueden modificar de forma selectiva las formas de vibración que se pueden excitar y las correspondientes frecuencias de resonancia del portaherramientas.

A pesar de que gracias a esta medida ya se puede conseguir una notable amortiguación de las vibraciones del portaherramientas, esta forma de realización puede presentar sin embargo inconvenientes en determinadas circunstancias. Al utilizar para el sistema de arriostramiento un material que presente una menor dilatación térmica en comparación con el material del restante portaherramientas, existe el riesgo de que al producirse una dilatación térmica, por ejemplo debido al mecanizado de la pieza o a un amarre o desamarre térmico de un mango de herramientas, se modifique la fuerza tensora y con ello la amortiguación de vibraciones, se altere el centraje del sistema de arriostramiento con respecto al portaherramientas, o incluso se llegue a dañar el material del sistema de arriostramiento. Por este motivo pueden surgir a su vez vibraciones y también problemas de excentricidad de origen geométrico del portaherramientas, que pueden reducir la precisión del mecanizado de las piezas. El objetivo de la presente invención es por lo tanto facilitar un portaherramientas bajo en vibraciones, que no esté sujeto a los problemas antes citados o al menos lo esté en menor grado, debiendo ser un portaherramientas de fabricación especialmente sencilla.

Este objetivo se resuelve mediante un portaherramientas conforme a la reivindicación 1, mientras que unas realizaciones ventajosas constituyen el objeto de las reivindicaciones dependientes.

La presente invención se caracteriza porque en el portaherramientas está previsto un sistema de arriostramiento que además de una componente de fuerza tensora que actúe en dirección axial presenta también un componente de fuerza tensora radial mediante el cual el sistema de arriostramiento queda arriostrado radialmente con respecto al cuerpo base del portaherramientas, y por lo cual el sistema de arriostramiento presenta por lo menos en un lado relativo al eje longitudinal del portaherramientas, uno o varios tramos de superficies de apoyo que asientan contra una o varias tramos de superficie opuesta del cuerpo base del portaherramientas, pudiendo el sistema de arriostramiento reaccionar de modo flexible por ejemplo ante la dilatación de material de origen térmico, al deslizar los tramos de superficie de apoyo sobre los tramos de superficie opuesta. De este modo no puede aparecer holgura entre el sistema de arriostramiento y el cuerpo base del portaherramientas, que reduzca la tensión axial del portaherramientas o que pudiera dar lugar a problemas de excentricidad, ya que el centraje del sistema de arriostramiento respecto al cuerpo base del portaherramientas dejaría de estar garantizado si existiera tal holgura. Además, mediante este arriostrado flexible del sistema de arriostramiento respecto al cuerpo base del portaherramientas se evita de forma eficaz un daño del sistema de ensayo o del cuerpo base del portaherramientas.

En una forma de realización preferida, el sistema de arriostramiento está arriostrado radialmente respecto al cuerpo base del portaherramientas por ambos lados con respecto al eje longitudinal del portaherramientas. De este modo se incrementa la eficacia del arriostramiento radial con respecto a su flexibilidad de reacción. El cuerpo base del portaherramientas se compone esencialmente de un mango de herramientas, y el sistema de arriostramiento de un elemento de cerámica, de un metal pesado o de un metal duro o un material compuesto, ya que de este modo el sistema de arriostramiento puede tener mucha más rigidez que el mango de la herramienta y por lo tanto se puede influir notablemente en las características elásticas del portaherramientas. Dado que en el caso de una elección de materiales de esta clase el sistema de arriostramiento presenta un coeficiente de dilatación térmica menor que el del cuerpo base del portaherramientas, es ventajoso si el sistema de arriostramiento está arriostrado radialmente hacia el interior respecto al cuerpo base del portaherramientas, es decir el componente de fuerza de arriostramiento aplicado radialmente al cuerpo base del portaherramientas a través del sistema de arriostramiento actúe hacia el exterior, o dicho con otras palabras, que el sistema de arriostramiento esté situado al menos parcialmente más próximo el eje longitudinal del portaherramientas que el cuerpo base del portaherramientas, y que estas zonas del cuerpo base del portaherramientas situadas en el exterior fuercen al sistema de arriostramiento en sentido hacia el eje longitudinal del portaherramientas.

En una forma de realización especialmente preferida el portaherramientas está realizado con carácter modular, en el sentido de que el sistema de arriostramiento se puede retirar sin destruirlo. De este modo se puede sustituir el sistema de arriostramiento en todo momento de forma sencilla, y por ejemplo al cambiar la herramienta se puede tener en cuenta el cambio de comportamiento de vibraciones del portaherramientas. La realización modular del portaherramientas se consigue preferentemente porque el mandril se pueda separar de la parte central y del mango de acoplamiento del portaherramientas, estando prevista especialmente una unión roscada. Para lograr una variabilidad y adaptabilidad aún mayor del portaherramientas a diferentes herramientas es ventajoso si el cabezal del mandril en el cual está situado el alojamiento de la herramienta se pueda soltar adicionalmente del mandril, en particular se pueda desatornillar.

En una forma de realización especialmente preferida el tramo de superficie de apoyo del sistema de arriostramiento presenta la forma de una superficie anular cónica y el sistema de arriostramiento encaja dentro del cuerpo base del portaherramientas al menos parcialmente en dirección axial. En una realización alternativa el tramo de superficie de apoyo tiene la forma de una garganta anular hemisférica, estando realizado el tramo de superficie opuesta por un saliente anular de forma hemisférica, o por unas bolas individuales dispuestas en el cuerpo base del portaherramientas. En otra realización alternativa el tramo de superficie opuesta puede estar realizado por un anillo de centraje que a su vez se apoya contra el cuerpo base del portaherramientas. Mediante un anillo de centraje de este tipo se puede ajustar con mucho tacto tanto la pretensión radial como también la axial. Por ejemplo, el anillo de centraje puede presentar una sección circular que actúa contra el tramo de superficie de apoyo que presenta la forma de una garganta anular de forma hemisférica.

Una realización cónica de esta clase podría conseguirse con un anillo de centraje por ejemplo porque el anillo de centraje presente una sección en forma de rombo, y el sistema de arriostramiento comprenda dos superficies de apoyo anulares cónicas de sentido opuesto. Mediante esta realización de las superficies de apoyo cónicas en sentido opuesto se guía el sistema de arriostramiento por ambas superficies de apoyo con lo cual se incrementa aún más la precisión de centraje. No obstante son también posibles anillos de centraje que ofrezcan solamente una superficie opuesta, por ejemplo cónica.

Entre el sistema de arriostramiento y el cuerpo base del portaherramientas existe ventajosamente al menos un asiento plano realizado ortogonalmente con relación al eje longitudinal del portaherramientas mediante unas superficies planas contiguas del sistema de arriostramiento y del cuerpo base del portaherramientas. Mediante esta configuración se pueden transmitir a través del sistema de arriostramiento al cuerpo base del portaherramientas unas fuerzas de arriostrado axiales máximas posibles. Para simplificar el diseño sin embargo también puede estar previsto que tanto los componentes de las fuerzas de arriostrado axiales como las radiales se obtengan a través de superficies anulares cónicas.

Especialmente en el caso de un sistema de arriostramiento situado radialmente en el exterior con relación al cuerpo base del portaherramientas existe de modo especialmente ventajoso una holgura al menos entre dos de las superficies del sistema de arriostramiento y del cuerpo base del portaherramientas enfrentadas entre sí, exceptuándose de esto las zonas de superficie en las que el sistema de arriostramiento está arriostrado en dirección axial o radial respecto al cuerpo base del portaherramientas. Mediante esta holgura se pueden compensar de forma especialmente sencilla las dilataciones de carácter térmico, por lo que no hay ningún riesgo de que el material sea dañado o destruido.

Para influir además positivamente en el comportamiento vibratorio del portaherramientas y conseguir de este modo un portaherramientas más bajo en vibraciones, se han previsto entre el sistema de arriostramiento y el cuerpo base del portaherramientas preferentemente uno o varios elementos amortiguadores que amortiguan las vibraciones axiales y/o radiales del portaherramientas o del cuerpo base del portaherramientas respecto al sistema de arriostramiento y viceversa.

Otras características y ventajas de la presente invención se manifiestan a continuación mediante la descripción realizada en combinación con las Figuras. Éstas muestran:

Fig. 1 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas, en una primera forma de realización preferida,

Fig. 2 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas de la Fig. 1 en una representación en despiece ordenado,

Fig. 3 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una segunda forma de realización preferida,

Fig. 4 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una tercera forma de realización preferida,

Fig. 5 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una cuarta forma de realización preferida,

Fig. 6 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una quinta forma de realización preferida,

Fig. 7 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una secta forma de realización preferida,

Fig. 8 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una séptima forma de realización preferida,

Fig. 9 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una octava forma de realización preferida,

Fig.10 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una novena forma de realización preferida, teniendo colocada una herramienta,

Fig.11 una sección longitudinal de un portaherramientas en una décima forma de realización preferida, teniendo colocada una herramienta,

Fig.12 una sección longitudinal de un portaherramientas en una undécima forma de realización preferida, teniendo colocada una herramienta,

Fig.13 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una duodécima forma de realización preferida,

Fig.14 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una décimo tercera forma de realización preferida, teniendo colocada una herramienta,

Fig.15 una vista en sección longitudinal de un portaherramientas en una décimo cuarta forma de realización preferida, teniendo colocada una herramienta.

En la Fig. 1 está representada una primera forma de realización preferida de la presente invención, en sección longitudinal. El portaherramientas 1 comprende un mango de acoplamiento en forma de un acoplamiento de eje hueco 2, una parte central 3 y un mandril 4, que forman el cuerpo base del portaherramientas, así como un sistema de arriostramiento 5. El mandril 4 comprende una cabeza de mandril 6 en la que está situado un alojamiento para herramientas 7, para la fijación por contracción de un mango de herramienta cilíndrico, y presenta un conducto central de refrigeración 8. El sistema de arriostramiento 5 que tiene esencialmente simetría de rotación presenta dos extremos laterales 9, 10, donde el extremo anterior 9 encaja axialmente dentro del mandril en la zona de la cabeza del mandril 6, y el extremo posterior 10 encaja axialmente en la parte central 3. En estos dos puntos de encaje se forman asientos 11, 12, 13, 14 en los que asientan zonas de superficies de apoyo del sistema de arriostramiento 5 en zonas de superficies opuestas de la parte central 3 o de la cabeza del mandril 6. Por una parte están realizados dos asientos planos 12, 13 que facilitan en su mayor parte la pretensión axial del sistema de arriostramiento 5 a compresión entre la parte central 3 y la cabeza del mandril 6. Estos asientos planos 11, 13 comprenden unas zonas de superficie lo mayor posible para que el portaherramientas 1 presente gran estabilidad, en particular estabilidad al vuelco y rigidez. En el ejemplo de la Fig. 1, el asiento 12 está realizado por dos superficies anulares cónicas, por lo que resulta aquí un arriostrado radial del sistema de arriostramiento 5, estando arriostrado o forzado hacia el interior radialmente el dispositivo de arriostrado 5 respecto a la cabeza del mandril 6. En el ejemplo de la Fig. 1, el asiento 14 está realizado con forma cilíndrica con respecto al eje longitudinal del portaherramientas A, concretamente sin holgura o como ajuste a presión, con lo cual se efectúa igualmente el centraje del dispositivo de arriostrado 5.

El arriostrado radial del sistema de arriostramiento 5 respecto a la cabeza del mandril 6 provoca un centraje automático que se conserva también en el caso de una dilatación térmica. En el presente caso de la Fig. 1, el sistema de arriostramiento 5 está fabricado en un material amortiguador de vibraciones, preferentemente metal duro, un metal pesado o un material cerámico, y presenta un coeficiente de dilatación menor con respecto al cuerpo base del portaherramientas, es decir el mango de acoplamiento 2, la parte central 3 y el mandril 4. Al producirse una dilatación térmica del mandril 4 se produce una descarga parcial de la pretensión axial entre los dos asientos planos 11, 13, pero el sistema de arriostramiento 5 desliza sobre el asiento 12 y debido a su pretensión radial conserva el centraje. Después de enfriarse el portaherramientas 1, el cuerpo base del portaherramientas y el sistema de arriostramiento 5 vuelven a contraerse de nuevo hasta sus medidas iniciales, donde nuevamente el asiento cónico 12 permite que las superficies deslicen entre sí conservando el centraje.

Para compensar una dilatación térmica radial mayor del cuerpo base del portaherramientas con respecto al sistema de arriostramiento 5 se ha previsto entre el cuerpo base del portaherramientas y el sistema de arriostramiento 5 un intersticio anular axial 15. En este intersticio anular 15 está previsto adicionalmente un elemento amortiguador 16 de forma anular que amortigua las vibraciones radiales entre el mandril 4 y el sistema de arriostramiento 5.

La fuerza de la tensión inicial axial y radial entre el sistema de arriostramiento 5 y el cuerpo base del portaherramientas se ajusta mediante la aproximación del mandril 4 respecto a la parte central 3, tal como se describirá a continuación con relación a la Fig. 2. Allí está representado el portaherramientas 1 de la Fig. 1 en una representación en despiece ordenado. Se observa que el portaherramientas 1 tiene una estructura modular, concretamente a base de una primera parte 17, que comprende el mango de acoplamiento 2 y la parte central 3, una segunda parte 18 que comprende el mandril 4 con la cabeza de mandril 6, el dispositivo de arriostrado 5 y el elemento amortiguador 16. Para unir estas partes de forma liberable para formar el portaherramientas 1, la primera parte 17 presenta una rosca interior 19 y la segunda parte 18 la correspondiente rosca exterior 20. Después de situar el elemento amortiguador 16 en una ranura anular 21 prevista para ello, en la segunda parte 18, se desliza el elemento de arriostrado 5 de forma concéntrica sobre la segunda parte 18, y se atornilla la segunda parte 18 con la primera parte 17. Mediante esta unión atornillada se fija el sistema de arriostramiento 5 entre la parte central 3 y la cabeza del mandril 6, donde según la profundidad de enroscado de la segunda parte 18 en la primera parte 17 se ajusta por medio de los asientos planos 11, 13 y el asiento cónico 12 un determinado arriostramiento axial y radial del elemento de arriostrado 5 respecto al cuerpo base del portaherramientas. Para mantener este grado de arriostrado, especialmente también durante el funcionamiento del portaherramientas 1, se ha previsto un tornillo prisionero 21 que rosca en la correspondiente rosca interior 22 de la primera parte 17 y al asentar contra la segunda parte 18 inmoviliza ésta respecto a la primera parte 17, a prueba de torsión.

A diferencia del portaherramientas 1 representado en las Fig. 1 y 2 podría estar también previsto que el asiento 12 esté realizado como asiento cilíndrico axial, y el asiento 12 como asiento cónico, o para intensificar la tensión inicial radial podría estar previsto que tanto el asiento 12 como también el asiento 14 estén realizados como asientos cónicos.

En la Fig. 3 está representada con el portaherramientas 30 una realización alternativa en la que el cuerpo base del portaherramientas se corresponde en principio con el cuerpo base del portaherramientas 1. Por ese motivo, en lo sucesivo y también en las demás formas de realización, solamente se tratará de los detalles de diseño cuando éstos difieran de modo esencial de los del portaherramientas 1. En el portaherramientas 30, el mandril 31 no lleva ninguna ranura para alojamiento del elemento amortiguador 32, y el sistema de arriostramiento 33 presenta un tramo de pared 34 que no transcurre paralelo al tramo de pared 35 del mandril 31, de modo que en esta zona se forma un intersticio anular en forma de cuña 36. Eligiendo la geometría del elemento amortiguador 32 que preferentemente también es cónico, se puede pretensar de modo selectivo con lo cual se pueden ajustar de modo selectivo sus características de amortiguación.

En lugar del elemento amortiguador cónico 32, el intersticio anular 36 también puede estar llenado completamente con un fluido amortiguador introducido con sobrepresión o con un plástico amortiguador, tal como un polímero.

Adicionalmente pueden estar previstos medios mediante los cuales se puede influir de forma selectiva en las características de amortiguación del elemento amortiguador 32 o de un fluido amortiguador o plástico amortiguador citado. En el caso de un elemento amortiguador 32 tal como el de la Fig. 3 estos medios podrían estar realizados por ejemplo por una o varias arandelas de compensación que rellenan el tramo del intersticio anular 37 y de este modo fuerzan el elemento amortiguador 32 dentro del intersticio anular 36 en sentido hacia la cabeza del mandril 38, modificando sus características de amortiguación de este modo mediante la compresión.

En la Fig. 4 está representado otro ejemplo de realización de la presente invención. El portaherramientas 40 se corresponde esencialmente con los portaherramientas 1 y 30, salvo las siguientes diferencias. Por una parte, en el extremo anterior 41 del sistema de arriostramiento 42, entre el sistema de arriostramiento 42 y el cabezal del mandril 43 no hay ningún asiento plano sino únicamente un asiento cónico 44 mediante el cual se establece simultáneamente una pretensión axial y también radial del sistema de arriostramiento 42 con respecto al cuerpo base del portaherramientas. Esta forma de realización resulta especialmente sencilla en cuanto a diseño. Por otra parte, el intersticio anular 45 está realizado considerablemente más delgado, lo cual sin embargo es totalmente suficiente ya que las diferencias de dilatación térmica entre el material del sistema de arriostramiento 42 y el material del cuerpo base del portaherramientas son muy escasas. En consecuencia también se puede realizar el elemento amortiguador 46 con dimensiones
menores.

La Fig. 5 muestra un portaherramientas 50 que esencialmente está realizado igual que el portaherramientas 40 de la Fig. 4, pero entre el sistema de arriostramiento 51 y la cabeza del mandril 52 hay dos asientos cónicos 53, 54, estando formado el primer asiento cónico por unas superficies anulares cónicas que están dispuestas en sentido opuesto respecto a las superficies anulares cónicas que forman el asiento cónico 54. Mediante este doble asiento cónico 53, 54 se consigue un centraje especialmente exacto del sistema de arriostramiento 51 con respecto al eje longitudinal del portaherramientas B, que es también muy estable en caso de dilatación térmica.

Las Fig. 6 a Fig. 9 muestran unas realizaciones similares a las de las Fig. 4 y 5, estando en cada caso únicamente diseñada de forma diferente la zona de unión entre el sistema de arriostramiento y la cabeza del mandril.

En la Fig. 6, tanto el sistema de arriostramiento 61 como la cabeza del mandril 62 presentan unas ranuras anulares semicirculares 63, 64 orientadas perpendicularmente al eje longitudinal del portaherramientas C y enfrentadas entre sí, que se encuentran en ajuste positivo con un centraje 65 que puede estar realizado como centraje continuo o tener la forma de bolas individuales. Las zonas de las superficies de unión 66, 67 entre el sistema de arriostramiento 61 y la cabeza del mandril 62 pueden estar realizadas de tal modo que se obtenga o bien un asiento plano o una holgura plana.

La zona de unión del portaherramientas 70 en la Fig. 7 se corresponde esencialmente con la zona de unión del portaherramientas 60, estando el centraje 65 del portaherramientas 60 en cierto modo incluido en la cabeza del mandril 71, en el portaherramientas 70. Dicho con mayor precisión, el sistema de arriostramiento 72 vuelve a presentar una ranura anular semicircular 73 en la que encaja con ajuste positivo un resalte anular semicircular 74 de la cabeza del mandril 71. Las zonas de las superficies de unión 75, 76 pueden estar realizadas nuevamente con asiento plano o con holgura plana.

La zona de unión del portaherramientas 80 representado en la Fig. 8 presenta entre el sistema de arriostramiento 81 y la cabeza del mandril 82 un anillo de centraje 83 en forma de rombo, que encaja con un ajuste positivo en las correspondientes superficies anulares cónicas 84, 85, 86, 87 del sistema de arriostramiento 81 y de la cabeza del mandril 82. También en este caso las zonas de las superficies de unión 88, 89 pueden estar realizadas con asiento plano o con holgura plana. En las zonas 90, 91 está prevista entre el sistema de arriostramiento 81 y el anillo de centraje 83 o entre el anillo de centraje 83 y la cabeza de mandril 82 una holgura que es adecuada para compensar la dilatación térmica y evitar que se acuñe el anillo de centraje 83 entre las superficies anulares cónicas de sentido opuesto 84, 85, 86, 87 del sistema de arriostramiento 81 o de la cabeza del mandril 82 respectivamente.

Por último, el portaherramientas 100 representado en la Fig. 9 presenta entre el sistema de arriostramiento 101 y la cabeza del mandril 102 un centraje 103, que ofrece un asiento plano 104, 105, tanto con respecto al sistema de arriostramiento 101 como también respecto a la cabeza de mandril 102, y además también en cada caso un asiento cónico 106, 107.

Las Fig. 10 a 15 muestran diversos portaherramientas conforme a la presente invención, en parte llevando fijadas unas herramientas.

En el portaherramientas 110 representado en la Fig. 10 se aloja una fresa 111, que va fijada en el alojamiento de herramienta 112 de la cabeza del mandril 113 por medio de una unión atornillada 114, y que con respecto a la cabeza del mandril 113 presenta un asiento de ajuste cilíndrico 115.

En la Fig. 11 está representado un portaherramientas 120 en el cual va fijado por medio de una unión roscada 124 una herramienta de fresado 121 de configuración diferente, en el alojamiento de herramienta 122 de la cabeza del mandril 123. En este caso la herramienta de fresado 121 presenta frente a la cabeza del mandril 123 un asiento de ajuste cónico 125.

En la Fig. 12 está representado un portaherramientas 130 en cuyo alojamiento de herramienta 131 de la cabeza del mandril 132 está alojada una herramienta de fresado 133 que va fijada por medio de una unión roscada 134. De forma similar a lo que sucede en el interfaz de arriostramiento 135 entre el sistema de arriostramiento 136 y la cabeza del mandril 132, hay también un interfaz de arriostramiento 137 entre la anillo de centraje y la herramienta de fresado 133, que presenta un asiento plano 138 y un asiento cónico 139. Para conseguir diversos arriostramientos, el interfaz de arriostramiento 137 puede presentar un asiento cónico 139, bien cóncavo o convexo.

En la Fig. 13 está representada otra forma de realización de un portaherramientas 140, en el que está previsto un intersticio anular 143 relativamente grande entre el mandril 141 y el sistema de arriostramiento 142, que forma una cámara de presión que eventualmente puede estar llena de un medio de presión fluido o deformable plásticamente. El portaherramientas 140 es adecuado para recibir herramientas de todas las formas y tipos, tal como por ejemplo un cabezal de cuchillas o una fresa postiza.

En la Fig. 14 está representado otro portaherramientas similar 150 que igual que el portaherramientas 140 presenta entre el mandril 151 y el sistema de arriostramiento 152 un intersticio anular 153 relativamente grande. En el portaherramientas 150 van fijadas con simetría de rotación dos herramientas de corte intercambiables 154a, 154b, directamente en la cabeza del mandril 155.

Por último la Fig. 15 muestra un portaherramientas 160 en cuya cabeza de mandril 161 va fijado directamente un portaherramientas de tornear 162, y en el portaherramientas de tornear 162 está situada una herramienta de tornear 163.

De lo anterior ha quedado claro que un portaherramientas 1, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 110, 120, 140, 150, 160 conforme a la presente invención no solamente es considerablemente más pobre en vibraciones que los portaherramientas conocidos, sino que también garantiza una concentricidad considerablemente mayor durante el funcionamiento, y en particular en el caso de que se produzcan dilataciones de material de origen térmico, ya que el sistema de arriostramiento integrado en el portaherramientas 1, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 110, 120, 140, 150, 160, 5, 33, 42, 51, 61, 71, 81, 101, 136, 142, 152 está permanentemente centrado con respecto al cuerpo base del portaherramientas. Además ha quedado claro de que un portaherramientas de esta clase 1, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 110, 120, 140, 150, 160, en particular en una versión modular, se puede adaptar con gran flexibilidad a diferentes clases de herramientas 111, 121, 133, 154a, 154b, 163 y procesos de mecanizado de piezas.

Claims

1. Portaherramientas (1) para herramientas, en particular para herramientas de mandrinar, tornear, fresar, escariar o rectificar,

con un cuerpo base de portaherramientas (2, 3, 4, 6), que comprende

un mango (2) para acoplar el portaherramientas (1) a una máquina herramienta,

un mandril (4), en particular un mandril de expansión o un mandril de contracción, con una cabeza de mandril (6) y un alojamiento (7) para fijar la herramienta a prueba de un par de torsión, y

una pieza central (3), situada entre el mango de acoplamiento (2) y el mandril (4),

y con un sistema de arriostramiento (5) situado entre el mango de acoplamiento (2) y la cabeza del mandril (6), y que ejerce por lo menos durante el funcionamiento del portaherramientas (1) una fuerza de arriostramiento en un tramo de arriostramiento axial del portaherramientas (1), con un componente de fuerza de arriostramiento que ejerce su fuerza de arriostramiento en dirección axial,

caracterizado porque

el sistema de arriostramiento (5) presenta por lo menos en un lado (9) relativo al eje longitudinal del portaherramientas (A), uno o varios tramos de superficie de apoyo que se apoyan arriostrados radialmente contra uno o varios tramos de superficies contrarias del cuerpo base del portaherramientas (2, 3, 4, 6), asentando para ello los tramos de las superficies de apoyo de modo desplazable en los tramos de las superficies contrarias.

2. Portaherramientas (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de arriostramiento (5) está arriostrado radialmente por ambos lados (9, 10) con relación al eje longitudinal del portaherramientas (A).

3. Portaherramientas (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el sistema de arriostramiento (5) está arriostrado radialmente hacia el interior con relación al cuerpo base del portaherramientas (2, 3, 4, 6).

4. Portaherramientas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el portaherramientas (1) está realizado con carácter modular en el sentido de que el sistema de arriostramiento (5) se puede retirar sin destruirlo.

5. Portaherramientas (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque el mandril (4) se puede liberar de la parte central (3) y del mango de acoplamiento (2), en especial se puede desatornillar.

6. Portaherramientas (1) según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el mandril (4) presenta una cabeza de mandril (6) liberable, en particular desatornillable.

7. Portaherramientas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tramo de superficie de apoyo tiene la forma de una superficie anular cónica y porque el sistema de arriostramiento (5) encaja al menos parcialmente en dirección axial en el cuerpo base del portaherramientas (6).

8. Portaherramientas (60, 70) según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el tramo de superficie de apoyo tiene la forma de una garganta anular de forma hemisférica (63, 73) y el tramo de superficie opuesta está realizado por un resalte anular (74) de forma semiesférica o por esferas (65) individuales dispuestas en el cuerpo base del portaherramientas (62).

9. Portaherramientas (60, 80, 100) conforme a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tramo de superficie opuesta esta realizado por un anillo de centraje (65, 83, 103), que a su vez va alojado en el cuerpo base del portaherramientas (62, 82, 102).

10. Portaherramientas (60) según la reivindicación 9, caracterizado porque el anillo de centraje (65) presenta sección circular y el tramo de superficie de apoyo tiene la forma de una ranura anular (63) de forma hemisférica.

11. Portaherramientas (80) según la reivindicación 9, caracterizado porque el anillo de centraje (83) presenta una sección en forma de rombo, y porque el sistema de arriostramiento (81) comprende dos superficies de apoyo anulares cónicas de sentido opuesto (84, 85).

12. Portaherramientas (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el sistema de arriostramiento (5) y el cuerpo base del portaherramientas (3, 6) existe por lo menos un asiento plano (11, 13), que está formado por unas superficies que asientan planas entre sí ortogonales con relación al eje longitudinal (A) del portaherramientas, del sistema de arriostramiento (5) y del cuerpo base del portaherramientas (3, 6).

13. Portaherramientas (30) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos entre dos superficies (34, 35) enfrentadas entre sí del sistema de arriostramiento (33) y del cuerpo base del portaherramientas (31), hay una holgura (36), con excepción de las zonas en las que el sistema de arriostramiento está arriostrado en dirección axial o radial contra el cuerpo base del portaherramientas.

14. Portaherramientas (1; 30) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre el sistema de arriostramiento (5, 33) y el cuerpo base del portaherramientas (4; 31) están dispuestos uno o varios elementos amortiguadores (16; 32) para amortiguar las vibraciones axiales y/o radiales.

15. Portaherramientas (1; 30) según la reivindicación 14, caracterizado porque el o los diversos elementos amortiguadores (16; 32) están situados en el intersticio anular (15; 36), y lo llenan totalmente, preferentemente como medio de presión sometido a presión, en particular un fluido amortiguador o un plástico amortiguador.

16. Portaherramientas (1; 30) según la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque están previstos además unos medios para ajustar las propiedades de amortiguación del o de los elementos amortiguadores (5; 32), en particular unas arandelas de compensación.