ES2354792T3

ES2354792T3 - Fresa para fresado de superficies a alta velocidad.

Info

Publication number: ES2354792T3
Application number: ES07115044T
Authority: ES
Inventors: Gilles Festeau; Jean-Luc Dufour; David J. Wills; Daniel X. Fang
Original assignee: TDY Industries LLC
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2011-03-18
Anticipated expiration: 2024-10-05
Also published as: PT1689548E; HK1094556A1; CN1890044A; EP1689548A1; CZ299732B6; ATE381405T1; EP1897643A1; AU2004284049C1; US8162572B2; US20100284753A1; US7220083B2; AU2004284049A1; US7600952B2; US8444352B2; AU2004284049B2; ES2297510T3; WO2005039811A1; DK1897643T3; DE602004010844T2; EP1689548B1

Abstract

Una herramienta de fresa que comprende: un cuerpo de corte (41) incluyendo al menos un bolsillo de insertar el corte (42), y al menos un inserto de corte (10) colocado en el bolsillo de inserción de corte (42), el inserto de corte (10) que comprende una superficie superior (15) que comprende cuatro filos de corte convexa idénticos (12) y cuatro esquinas redondeadas idénticas (23) conectados los bordes de los cortes convexos (12), en donde cada arista convexa de corte (12) incluye una región de borde curva (25) y una región de primera ventaja sustancial de corte recto adyacente a la región de borde curvo (25), y en donde un radio de cada región del borde curvo de corte (25) es mayor o igual a dos veces el radio del círculo más grande que pueda ser inscrito en la superficie superior (15); una superficie inferior (17) que comprende un borde inferior (21), y cuatro superficies laterales idénticas (19), cada superficie lateral (19) se extiende entre un filo convexo de corte (12) y el borde inferior (21); caracterizado porque cada superficie lateral (19) incluye una superficie primaria cónica despejada (28) extendiéndose desde una región de borde curvo de corte (25) hacia el borde inferior (21), y una primera cara plana (33) se extiende desde una primera región de borde de corte sustancialmente recto hacia el borde inferior (21), y una superficie cónica secundaria despejada (26) se extiende desde cada esquina redondeada (23) hacia el borde inferior (21), en el cual cuando la pieza de corte (10) está montado en el bolsillo inserción de corte (42 ) de la fresa (41) una primera región borde de corte sustancialmente recto del inserto de corte (10) se extiende en una dirección prácticamente perpendicular a un eje de corte (46) del cuerpo de corte (41).

Description

Fresa para fresado de superficies a alta velocidad.

Campo del invento

La presente descripción está dirigida a una fresa de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. La fresa exhibe una combinación de fuerza favorable de filo cortador, y única geometría del filo cortador, permitiendo, así, operaciones de fresado a unos porcentajes de velocidad relativamente alta y pudiendo ser útil en fresado de superficies, fresado de ranuras, fresado de penetración, y operaciones de superficies inclinadas.

Descripción de los antecedentes de la invención

Métodos mecánicos tradicionales, que son el medio principal de eliminar el metal de las piezas de trabajo, incluye corte de viruta (tal como fresado, taladrado, torneado, brochado, escariado, y golpeado) y métodos de mecanización abrasiva (tales como chorrear con arena, rectificar, y pulido. Uno de estos procesos de corte de viruta, fresado de cara, puede ser útil para producir una superficie generalmente plana en una pieza de mecanizado. Una herramienta de fresado superficial o "fresado de cara" es llamada así porque la superficie plana de la pieza es producida por la acción de la cara de la herramienta, aunque el borde de corte del diámetro exterior o del bisel elimina la mayoría del material. En una aplicación típica, una herramienta de corte de fresado comprende un número de inserciones de corte puede ser accionada por un husillo en una posición perpendicular al eje al ser de la superficie fresada. Manual del ASM, volumen 16, "trabajando a máquina" (interno del ASM. 1989) p. 311.

Una fresa produce virutas con grosor de virutas variable. El grosor de la viruta puede ser utilizado en calcular la máxima carga por unidad de longitud ejercida en los cortes de una fresa. Un grosor medio de la viruta es típicamente utilizado en tales cálculos. El grosor medio de la viruta puede ser calculada y varía con el ángulo de incidencia de inserto de corte para la misma velocidad de alimentación del material. Por ejemplo una inserción con forma substancialmente cuadrada que tiene cuatro bordes de corte idénticos, un ángulo de incidencia más grande produce un grosor medio más grande de la viruta durante el mecanizado, mientras que un ángulo de incidencia más pequeño produce virutas de un espesor medio más pequeño. Un ejemplo de la variación del grosor medio de la viruta con el ángulo de incidencia de insertos mostrado en la figura 1. La figura 1 ilustra una comparación de un inserto mecanizado con forma cuadrada idéntico con los ángulos de 90 grados., 75 grados., y 45 grados. Como indicado en la figura 1, como los aumentos del ángulo de incidencia a partir de 45 grados en la figura 1 (a), a 75 grados en la figura 1 (b), a 90 grados en la figura 1 (c), la media del grosor de la viruta (hm) incrementa a partir de 0.71 veces la alimentación por el diente del soporte ("fz"), a 0.97 X (fz), al fz. Más generalmente, el grosor de la viruta para un inserto de corte con forma cuadrada, o cualquier otro inserto que tiene un borde de corte lineal utilizado en una herramienta de corte fresado, puede ser calculado usando la ecuación hm = fz x sin(K), donde hm es el grosor medio-viruta, y K es el ángulo de incidencia medido de la manera mostrada en la figura 1.

La figura 1 también indica que la longitud del borde de corte acoplado al usar 90 grados del ángulo de incidencia es el más corto entre esos escenarios mostrados en la figura 1, mientras que la longitud del borde de corte acoplado es el más largo cuando el ángulo de incidencia es 45 grados. Esto significa que la cara de fresado usando un ángulo de incidencia de 90 grados produce más carga, es decir, mayores esfuerzos, en el borde de corte por la unidad de longitud comparada con el fresado usando 45 grados. ángulo de incidencia, para la misma profundidad de corte. Una ventaja de reducir la carga en el borde de corte por unidad de longitud es que la carga reducida permite emplear una velocidad de alimentación más alta por el diente en la operación de fresado y mejora la vida de la herramienta. Así, para reducir los esfuerzos de carga medios en el borde de corte acoplado, es claramente una ventaja el uso del ángulo de incidencia más pequeño.

Los insertos de corte de forma cuadrada son de uso general en fresado de cara y de profundidad porque son fuerte, indexable y tienen múltiples bordes de corte. Teniendo los insertos una forma substancialmente cuadrada o que incluyen de otra manera cuatro bordes de corte son divulgadas en, por ejemplo, Patente USA No. 5.951.212 y 5.454.670, La solicitud publicada núm. US2002/0098049, la referencia japonesa Número. 08174327, y la publicación de PCT núm. WO96/35538A. Una característica común de los insertos divulgados en estas referencias es la combinación de cuatro bordes de corte rectos y ya sea un plana o un bisel de la holgura plana (o relieve) la superficie debajo de cada borde de corte.

Es bien sabido que los insertos de forma redonda, sin embargo, tienen el borde de corte más fuerte. Además, los insertos de forma redonda proporcionan una combinación favorable de resistencia máxima de esquina, de buena capacidad de la eliminación del material, de resistencia al choque mecánico, y de distribución térmica. Como tales, los insertos de fresado de cara con forma redonda son frecuentemente usados para las aplicaciones maquinarias más exigentes, tales como ésos que implican los materiales de tipo de corte difícil, los materiales duros, los materiales resistentes al calor, el titanio, etc. El inserto cortador de forma redonda usando la cara de fresado, el ángulo de incidencia y la extensión del borde de corte acoplado variaran con la profundidad de corte, según las indicaciones de la figura 2. El grosor medio de la viruta producido por un inserto de forma redonda puede ser aproximadamente calculado por la siguiente ecuación (I):

1

Donde hm es el grosor medio de la viruta, el fz es la alimentación por el diente de una fresa, R es el radio de inserto de corte de la forma redonda, y el doc es la profundidad de corte. La ecuación antes dicha indica que cuando el corte con un inserto de forma redonda, el grosor de la viruta varía con la profundidad de corte. En cambio, cuando el corte usando un inserto de forma cuadrada o cualquier inserto que tiene un borde de corte lineal, el grosor de la viruta no cambia con los cambios en la profundidad de corte si el ángulo de incidencia permanece el mismo (véase la figura 1).

Además, para la misma profundidad de corte, una radio más grande del inserto de forma redonda corresponde siempre a una porción más grande del borde de corte que acopla la pieza de trabajo, según lo ilustrado en la figura 3, así, reduciendo la carga media del esfuerzo por la unidad de longitud en el borde de corte. Esto, por otra parte, permite el uso de velocidades de alimentación más altas durante la cara del fresado sin una pérdida de la calidad. Sin embargo, una limitación de un inserto de corte de forma redonda se extiende en ésta cuanto más largo es el radio, más grande es el inserto. Es difícil utilizar completamente las ventajas proporcionadas por los insertos de forma redonda de incrementar el radio cada vez más grande en las aplicaciones convencionales de mecanizado debido a su tamaño.

Una herramienta de corte de fresado de acuerdo al preámbulo de la reivindicación 1 es revelado en WO 02/18083 A2.

Por consiguiente, superar los problemas de la carga del borde de corte que pueden ser encontrados en la cara de fresado con los grandes ángulos de incidencia, es el objetivo para suministrar un diseño mejorado del inserto de corte que permita porcentajes de alimentación significativamente incrementados durante las operaciones de fresado de cara mientras se mantiene la vida de la herramienta la misma o más larga de los insertos de corte. También, hay una necesidad para un inserto de corte nuevo que sea similar a un inserto de forma redonda en que exhibe una resistencia del borde de corte favorable, pero también sea similar a un inserto de forma cuadrada en que incluya múltiples bordes de corte, sea indexable, y también permita una velocidad de alimentación alta y propiedades favorables del desgaste.

El objeto es resuelto por una herramienta de corte de fresado que tenga las características de la reivindicación 1. Además desarrollos de la invención son definidos en las reivindicaciones dependientes.

Resumen

Para conseguir las necesidades anteriores, la presente descripción proporciona una herramienta de corte de fresado para las operaciones de fresado, por ejemplo, el fresado de superficies, fresado de ranuras, fresado de penetración, y operaciones de superficies inclinadas. La herramienta exhibe una combinación de resistencia favorable del borde de corte, y la única geometría del borde de corte, permitiendo, así operaciones de fresado en las velocidades de alimentación relativamente altas. Inserto de corte incluye por lo menos cuatro bordes de corte convexos. Determinadas representaciones de las inserciones de corte del cuadrado tendrán cuatro bordes de corte convexos que se puedan conectar por extremos redondeados. El borde de corte convexo puede comprender por lo menos una de un arco circular, de una porción de una elipse, de una porción de una parábola, de una curva de la estría del multi-segmento, de una línea recta, o de combinaciones de éstos. En donde el borde de corte convexo comprende un arco circular, el arco circular puede tener un radio mayor que o igual a dos veces un radio del círculo más grande que puede ser inscrito en la superficie superior.

Las representaciones de la herramienta de corte de fresado según la presente descripción se pueden producir bajo la forma de, por ejemplo, insertos de fresado de cara. Concerniente a los insertos de corte convencionales que tienen bordes de corte lineal, las representaciones de la herramienta de corte según la presente invención pueden permitir velocidades de alimentación perceptiblemente crecientes, fuerzas de corte radiales reducidas, aumento de velocidad de eliminación de material e incremento de vida de inserto de corte. Las representaciones de la herramienta de corte pueden ser robustamente diseñada para el uso en distintas operaciones de fresado, tales como ramping, hundimiento, y ranurar. Además, determinadas representaciones de un cuerpo cortador, divulgado aquí, son diseñados para incluir las bolsas del inserto que aceptara diferentes inserciones de corte con los bordes de corte convexos.

Esta y otras ventajas serán evidentes sobre la consideración de la siguiente descripción de determinadas representaciones.

Breve descripción de las figuras

Las representaciones de la presente invención serán comprendidas por la referencia a las siguientes figuras, en donde:

Las figuras 1 (a), 1 (b), y 1 (c) ilustran variaciones en el grosor medio de la viruta para los ángulos de incidencia de 45º, 75º, y 90º de un inserto de corte substancialmente de forma cuadrada con un borde de corte lineal en una operación de fresado típica, en donde el ángulo de incidencia se mide de la dirección de desplazamiento de la inserción al borde de corte del inserto;

La figura 2 ilustra la variación en el ángulo medio de incidencia para las diferentes profundidades de corte para la aplicación de un inserto de corte substancialmente de forma redonda en una operación de fresado típica;

La figura 3 ilustra la diferencia en la extensión del borde de corte acoplado entre un inserto de corte substancialmente de forma redonda con un diámetro de 80 milímetros y un inserto de corte substancialmente de forma redonda con un diámetro de 20 milímetros para una operación de fresado con una profundidad de corte de 5 milímetros;

Las figuras 4 (a)-(c) ilustran diferentes vistas de una representación de un inserto de corte con los bordes de corte convexos según la presente descripción;

Las figuras 5 (a)-(d) ilustran distintos posibles diseños convexos del borde de corte de inserciones de corte según la presente descripción;

La figura 6 (a)-(d) representa etapas en el método de la presente invención para preparar una representación de la herramienta de corte de la presente invención comprendiendo por lo menos cuatro bordes de corte convexos;

La figura 7 es una vista en perspectiva de una herramienta de corte de fresado comprendiendo a un cuerpo cortador que mantiene una pluralidad de inserciones de corte;

La figura 8 incluye una ampliación de una bolsa de un cuerpo cortador comprendiendo un inserto de corte y representa la relación entre el borde de corte de una representación de inserto de corte de la presente invención y el eje del cuerpo cortador y también representa el movimiento lineal de inserto de corte concerniente a la pieza para el fresado de cara, el fresado de profundidad, el fresado de hendidura, y ramping;

Las figuras 9 (a) es una vista en planta superior y vista lateral de una representación de inserto de corte de la presente invención comprendiendo un borde de corte convexo parcialmente definido por un arco circular con una radio de 22.5 milímetros y figuras 9 (b) es la vista en planta superior y la vista lateral de una representación de inserto de corte de la presente invención comprendiendo un borde de corte convexo parcialmente definido por un arco circular con una radio de 55 milímetros; y

La figura 10 es una vista superior y lateral de otra representación de inserto de corte de la presente invención comprendiendo una geometría de la ruptura del viruta en la superficie superior.

Descripción de representaciones

Debe ser comprendido que determinadas descripciones de la presente invención adjunta se han simplificado para ilustrar solamente esos elementos y limitaciones que son relevantes para una comprensión clara de la presente invención, mientras que elimina, con objeto de claridad, otros elementos. Los de los conocimientos ordinarios en la técnica, sobre consideraciones la presente descripción de la invención, se reconocerán que otros elementos y/o las limitaciones pueden ser deseables para implementar la presente invención. Sin embargo, porque tales otros elementos y/o limitaciones se pueden determinar fácilmente por uno de conocimientos ordinarios sobre consideraciones de la presente descripción de la invención, y no son necesarios para una comprensión completa de la presente invención, una discusión de tales elementos y las limitaciones no se proporciona adjunta. Por ejemplo, como discutido de aquí en adelante, las representaciones de las inserciones de corte de la presente descripción se pueden producir bajo la forma de insertos de fresado de cara y distintos insertos para la corte de los materiales. Las maneras en las cuales las inserciones de corte serán fabricadas es comprendido generalmente por los que tienen los conocimientos ordinarios en la técnica y, por consiguiente, no son descritos detalladamente de aquí en adelante. Además, todas las formas geométricas deben ser consideradas para ser modificado por el término "substancialmente" en donde el término "substancialmente" significa que la forma es formada dentro de diseño típico y de tolerancias de fabricación para las inserciones de
corte.

Además, determinadas representaciones de la invención de acuerdo a la presente descripción son divulgadas bajo la forma de inserciones de corte del fresado de cara. Sera comprendido, sin embargo, que la presente invención se puede ser materializada en formas y aplicar a los usos finales que no son específicamente y expresamente descritos de aquí en adelante. Por ejemplo, una persona cualificada apreciara que las representaciones de la presente invención puedan ser fabricadas como inserciones de corte para los distintos métodos de eliminar el metal de piezas de trabajo.

Ciertas representaciones de la presente invención son dirigidas a las inserciones de corte que proporcionaban una combinación de ventajas exhibidas por las inserciones de corte de forma redonda que tenían un radio muy grande, y los insertos de forma cuadrada de tamaños convencionales adaptados para el uso convencional en una variedad aplicaciones de máquina. Otras ciertas representaciones de la presente invención son dirigidas a una herramienta de corte de fresado que incluye representaciones de las inserciones de corte única de la presente invención.

Estas características son proporcionadas por una representación de la presente invención de un inserto de corte que tenía un borde de corte relativamente grande definido por un arco del radio de la curvatura. El inserto de corte mantiene los tamaños globales del inserto según lo medido por el diámetro de un círculo inscrito. Además, las representación de la presente invención pueden comprender las inserciones de corte con la forma general de cualquier inserto de corte estándar que tiene cuatro o más lados, tales como un cuadrado, un rombo, o distintas formas de insertos de corte. En la forma más simple el borde de corte convexo está bajo la forma de arco de círculo que tiene relativamente un gran radio cuando está comparado con el radio de un círculo inscrito en la cara superior del inserto. El arco del círculo se considera ser relativamente grande cuando el radio del arco es mayor o igual que dos veces el radio del círculo más grande que puede ser inscrito en la superficie superior del inserto de corte. En determinadas representaciones, el radio del arco puede ser mayor que o igual que 5 veces el radio del círculo más grande que puede ser inscrito en la superficie superior del inserto de corte, para determinadas aplicaciones, los resultados pueden ser mejorados si el radio del arco es mayor o igual que 10 veces el radio del círculo más grande que puede ser inscrito en la superficie superior del inserto de corte. El borde de corte convexo ha sido descrito inicialmente como comprendiendo un arco circular, sin embargo, el borde de corte convexo puede también comprender porciones de una elipse, porciones de una parábola, curvas de una línea multi-segmento, líneas rectas, y combinaciones de éstas.

Consecuentemente, las representaciones del inserto de corte de la presente invención pueden tener un borde de corte convexo, tal como un radio de curvatura relativamente grande en un borde de corte curvado, y genera un corte relativamente suave y virutas relativamente delgadas. Un inserto de corte que tiene un borde de corte convexo permite una longitud más grande de roce para el borde de corte que un inserto de corte convencional similar con un borde de corte lineal para la misma profundidad de corte. Esto reduce el esfuerzo por la unidad de longitud del borde de corte y puede, alternadamente, posibilitar el uso de velocidades de alimentación relativamente altas o de una vida más larga del inserto en comparación con los insertos de corte convencionales empleados en operaciones de fresado de cara. El borde de corte convexo puede ser formado en uno o más bordes de corte de inserto de corte. Preferiblemente, todas las superficies de corte tienen bordes convexos de modo que la herramienta sea completamente indexable.

Otra ventaja proporcionada por determinadas representaciones de inserto de corte de la presente invención dibuja unas características de un inserto de forma cuadrada, que típicamente son relativamente robusto diseñado tales que el mismo inserto de corte pueda ser utilizado para la profundidad, la hendidura, y las aplicaciones ramping del fresado, además de aplicaciones del fresado de cara de alta velocidad. También, un cuerpo cortador según determinadas representaciones de la presente invención puede ser diseñado tal que en la misma bolsa del inserto pueda recibir las inserciones de corte de diferentes bordes de corte convexos. Por consiguiente, las representaciones de inserto de corte de la presente descripción realizan en una manera similar a inserto de corte de forma redonda que tiene un radio relativamente grande pero son mucho más versátiles.

Las representaciones de la presente invención incluyen un inserto de corte generalmente de forma cuadrada con cuatro bordes de corte convexos. Los cuatro bordes de corte pueden o no pueden ser idénticos. Además, cada uno de los bordes de corte convexos puede incluir las distintas regiones. Por ejemplo, una primera región puede incluir una porción curvada del borde de corte que tiene un radio relativamente grande de la curvatura. Una o más distintas regiones de cada borde de corte convexo incluyen un borde de corte substancialmente recto o lineal como visto de una porción superior de inserto de corte. La primera región de la porción convexa del borde de corte de inserto de corte puede formar una superficie o espacio generalmente cónica (o relieve) en una superficie lateral del inserto de corte. Basado en combinación de características de un inserto forma redonda relativamente grande y de un inserto de forma cuadrada de los tamaños convencionales, un método se ha desarrollado, discutido abajo, que puede ser utilizado como guía del diseño de los bordes de corte de determinadas representaciones de inserto de corte de la presente invención.

Determinadas aplicaciones de mecanizado requieren una acción de corte relativamente positiva. Por lo tanto, una característica del rompe virutas se puede ser también opcionalmente incluido en las representaciones de las inserciones de corte de la presente descripción. Un rompe virutas es típicamente una característica incorporada en la porción superior de un inserto de corte de fresado. Un rompe virutas es a menudo caracterizado por cierto parámetro básico, tal como profundidad de la ranura, ángulo de rastrillado, espacio de la pared trasera y anchura de la ranura para proporcionar acciones de corte positivas con una potencia más baja de corte en las operaciones de fresado de
cara.

Una representación de inserto de corte, referenciada como 10, es mostrada en la figura 4. Inserto de corte 10 se puede hacer de cualquiera de los diferentes materiales adaptados para las aplicaciones de corte. Tales materiales incluyen materiales resistentes al desgaste, tales como acero, carburos metálicos, materiales composites, tales como óxido de aluminio y carburos metálicos, carburos de tungsteno, cerámica, cermets así como los distintos materiales conocidos en la técnica. El material puede además ser revestido para mejorar las propiedades de inserto de corte en determinadas aplicaciones. Como muestra la figura 4 (a), una representación de inserto de corte 10 define una agujero central 13, una cara superior 15, una cara inferior 17, y cuatro bordes de corte idénticos 12 formados alrededor de la periferia de la cara superior 15. La figura 4 (b) es una vista superior de inserto de corte 10, mirado en la parte superior de la superficie descendente 15, y con el borde inferior 21 y los distintos bordes formados en cada superficie lateral 19 indicados en líneas de trazos. La figura 4 (c) es una vista en alzado lateral de inserto de corte 10 en la dirección de la flecha A-A en la figura 4 (a). Como mejor se muestra en las figuras 4 (a) y 4 (c), cada superficie lateral 19 del inserto 10 incluye varias superficies de la holgura formadas entre el borde de corte 12 y el borde inferior 21, formado alrededor de la periferia de la cara inferior 17. En esta representación, cada uno de los cuatro bordes de corte convexos 12 consiste en varias regiones, incluyendo una región curvada del borde de corte 25 con un gran radio de curvatura, y dos regiones substancialmente rectas del borde de corte (es decir, lineal) 27 y 29. Los cuatro bordes de corte convexos 12 del inserto de corte 10 son conectados por las esquinas redondeadas 23.

Aunque los bordes de corte 12 de inserto de corte 10 incluyen estas distintas regiones, las representaciones alternativas del inserto de corte de la presente descripción pueden incluir cuatro bordes de corte idénticos que incluyen solamente una radio redondeada y una porción curvada del borde de corte con un gran arco del radio de la curvatura, tal como regiones del borde de corte 23 y 25 del inserto de corte 10 en donde el gran arco de radio de curvatura se extiende desde la esquina redondeada 23 a una esquina redondeada adyacente 23. Por consiguiente, tales representaciones no incluyen una o más regiones substancialmente rectas del borde de corte (es decir, del lineal) 10, como incluye en el inserto de corte 10 como las regiones 27 y 29.

Volviendo otra vez al inserto de corte 10 de la figura 4, cada una de las regiones del borde de corte 12 de inserto de corte 10 forman una superficie de holgura característica en una superficie lateral 19 del inserto 10. Cada superficie de holgura se extiende descendente desde el borde de corte 12 del inserto 10 al borde inferior 21. Por ejemplo, como mejor se muestra en las figuras 4 (a) y (c), la superficie cónica de la holgura 26 se extiende descendente desde el radio redondeado 23, la superficie cónica de la holgura 28 se extiende descendente desde el borde de corte curvado 25, la superficie plana de la holgura 31 se extiende descendente desde el borde de corte recto 27, y la superficie plana de la holgura 33 se extiende descendente del borde de corte recto 29. Inserto de corte 10 también incluye la superficie plana secundaria de la holgura 35, que extiende las superficies de la holgura 28, 31, y 33 al borde inferior 21 del inserto 10.

Según la representación de la figura 4, un inserto de corte substancialmente de forma cuadrada 10 incluye cuatro bordes de corte convexos 12, y la región curvada del borde de corte 25 del borde de corte 12 tiene una radio relativamente grande de la curvatura como visto desde la superficie superior 15 del inserto de corte 10. Este gran radio de curvatura es preferiblemente perceptiblemente más grande que el radio nominal del círculo inscrito del inserto. Las formas curvadas de la región del borde de corte 25 entonces forma la superficie cónica de la holgura 28 en la superficie lateral 19 del inserto de corte 10.

Por consiguiente, será comprendido que las diferentes representaciones del inserto de corte de la presente descripción pueden incluir diferentes combinaciones de regiones características del borde de corte. Por ejemplo, la figura 5 ilustra los diferentes diseños de los bordes de corte de los insertos de la presente descripción. La figura 5 (a) representa un inserción de corte substancialmente de forma cuadrada 110 que incluye cuatro bordes de corte idénticos 112, inserción de corte 110 incluye una región de radio redondeado 114 y una región convexa del borde de corte 116. Los bordes de corte 112 de las inserciones 110 falta regiones lineales. La figura 5 (b) representa un inserto de corte substancialmente de forma cuadrada 120 que incluye cuatro bordes de corte convexos idénticos 122, inserción de corte 120 incluye una región de radio redondeada 124, una región del borde de corte substancialmente lineal 126, y una región curvada del borde de corte 128 que tiene un radio relativamente grande de curvatura. La figura 5 (c) representa un inserto de corte substancialmente de forma cuadrada 130 que incluye cuatro bordes de corte idénticos 132, inserción de corte 130 incluye una región de radio redondeada 134, dos regiones adyacentes del borde de corte substancialmente lineal 135 y 136, y una región curvada del borde de corte 138 que tiene un radio relativamente grande de la curvatura. La figura 5 (d) representa un inserto de corte substancialmente de forma cuadrada 140 que incluye cuatro bordes de corte idénticos 142, inserción de corte 140 incluye una región de radio redondeada 143, tres regiones adyacentes de borde de corte substancialmente lineal 144, 145, y 146, y una región de borde de corte curvada 148 que tiene una radio relativamente grande de la curvatura.

Determinadas representaciones de inserciones de corte según la presente descripción pueden ser generalmente descritas matemáticamente. Como ejemplo, la referencia se hace la figura 6. Según lo conocido en la técnica, el diámetro del círculo inscrito, A, (es decir: el círculo del accesorio de radio más grande dentro del perímetro de la superficie del inserto) representa generalmente los tamaños de un inserto de corte. Con Referencia a la figura 6 (a), se asume que el origen (es decir, punto (0.0)) del sistema de coordenadas cartesiano X-Y está en el centro, CP, del círculo inscrito A dentro de inserto de corte representada por el cuadrado 210: La ecuación del círculo inscrito A puede ser descrita siendo la siguiente ecuación (II):

2

donde R es el radio del círculo inscrito A. Una característica única de determinadas representaciones de inserciones de corte según la presente descripción es la combinación de determinadas ventajas de un inserto de forma redonda relativamente grande y de determinadas ventajas de un inserto de forma cuadrada de los tamaños convencionales. Cada uno de los cuatro bordes de corte 212 del inserto substancialmente de forma cuadrada serán tangente al círculo inscrito A en sus puntos de contacto, P1, P2, P3, y P4 lo cuales pueden ser determinados por la ecuación antedicha, y puede ser representados por un grupo de ecuaciones tangenciales del círculo inscrito como sigue:

3

donde Pix y Piy son X y Y coordenadas de los puntos tangentes y i = 1, ..., 4. El inserto cuadrado es fijado por un ángulo de incidencia \alpha, que se relaciona directamente a la máxima profundidad de corte M para ser utilizado cuando se corte con un inserto de forma redonda. Asumido el lado inferior del cuadrado 210 en la figura 6 (a) es tangente al círculo inscrito A en el punto P1 (P1x, P1y). En ese caso, P1x = R* (sin \alpha) y P1y = - R* (cos \alpha). Substituyendo el punto (P1x, P1y) en la ecuación antedicha, obtenemos la siguiente ecuación (IV) para el lado inferior del cuadrado 210 en la figura 6:

4

donde \alpha es el ángulo de incidencia. Las ecuaciones que definen los tres lados que permanecen del cuadrado 210 en la figura 6 se pueden derivar en una manera similar, dando por resultado el siguiente conjunto de ecuaciones (V) - (VIII), una representa cada lado del cuadrado:

5

El grupo antedicho de ecuaciones está basado en el ángulo de incidencia que corresponde a la profundidad de corte máxima. Cada uno de los cuatro bordes de corte del inserto, incluyendo la región curvada del borde de corte que tiene radio relativamente grande de la curvatura, serán confinados por el cuadrado 210 formado por las ecuaciones (V)-(VIII).

Una vez se han generado las ecuaciones antedichas (V)-(VIII), un arco de una longitud idéntica con un radio mayor que el círculo inscrito A se proporcionan en cada lado del cuadrado 210, tangente al cuadrado 210 en cada uno de los puntos P1 con P4. Los cuatro arcos posicionados idénticamente son mostrados en la figura 6 (a) como arcos B1 hasta B4. En determinadas representaciones del inserto de corte, una cuerda de cada uno de los cuatro arcos B1-B4 que son paralelos al lado adyacente concreto del cuadrado 210 define la región curvada del borde de corte. Así, referente a la figura 6 (a), el arco B1 tiene radio de curvatura mayor que el radio del círculo inscrito A. La línea de puntos Z es paralela al lado de la tangente del cuadrado 210 al arco B1 e intersecciona el arco B1 en los puntos z' y z''. La cuerda C1 del arco B1 de los puntos intermedios z' y z'' definidos en la región curvada del borde de corte 220 del inserto de corte. El radio relativamente grande de curvatura de la región curvada del borde de corte 220 es indicada por los segmentos R1 y R2 de la línea de puntos, que extienden de la región curvada del borde de corte 220 hacia el punto central del radio de curvatura del arco B1. Si se extiende la distancia del radio de curvatura del arco B1, los segmentos lineales R1 y R2 se encontraran en un punto por debajo del punto central CP del circulo A.

Puesto que en esta representación, la cuerda C1 del arco B1 es paralela al lado adyacente del cuadrado 210, la región curvada definida del borde de corte con el gran radio de la curvatura, tiene el mismo ángulo de incidencia que visto en el grupo antes dicho de ecuaciones. En situaciones donde inserto de corte proporcionada en la presente descripción es para ser utilizada sobre todo para el fresado de la cara, la línea tangencial en un punto final más bajo Z 1 del arco B1 a ser perpendicular al eje del cuerpo cortador, tal superficie bien acabada puede ser asegurada en la superficie mecanizada que es perpendicular al eje del cuerpo cortador. Entonces según la relación geométrica mostrada en la figura 6, la longitud de la cuerda, C1, puede ser representada en función de la profundidad de corte máxima y del ángulo de incidencia \alpha según las indicaciones de la siguiente ecuación (IX):

6

En tal caso, el radio de la curvatura Rb de la región curvada del borde de corte es determinado por la siguiente fórmula:

7

Donde \theta es el ángulo del centro del arco.

Una segunda etapa dentro del procedimiento diseñado de determinadas representaciones de los insertos de corte según la presente descripción puede ser para añadir una segunda región al borde de corte, como en este ejemplo, una región del borde de corte del lineal que sea perpendicular al eje y a la tangente de inserto de corte al punto final más bajo de la izquierda del arco que forma la región curvada del borde de corte de inserto de corte. Esta segunda etapa es ilustrada por Figure 6 (b), en donde una primera región del borde de corte lineal 214 de longitud similar se añade al extremo de cada región curvada del borde de corte 220. La siguiente etapa puede ser para añadir una segunda región del borde de corte lineal al extremo de la primera región del borde de corte lineal 214 en cada borde de corte. La segunda región del borde de corte lineal 216 puede ser fijada en un relativamente pequeño ángulo concerniente a la primera región del borde de corte lineal. Esta etapa se ilustra en la figura 6 (c), en donde la segunda región del borde de corte lineal 216 es añadida en cada borde de corte al extremo de la primera región del borde de corte lineal 214. Otra etapa adicional puede ser añadir esquinas redondeada inserto de corte. En esta representación, las esquinas redondeada218 por cada uno tienen un radio idéntico que conecte suavemente y es tangente a la segunda región del borde de corte lineal 216 y a la región curvada del borde de corte 220 que cada esquina redondeada218 conecta. Esta etapa se ilustra en la figura 6 (d), en donde cuatro esquinas idénticas redondeada218 completan el perfil de inserto de corte 220.

Una vez el borde de corte convexo completo 214, 216, y 220 mostrados en la figura 6 (d) es definidos, todas las superficies de la holgura (es decir, facetas) en las superficies laterales de inserto de corte puede ser formado. En la representación mostrada en la figura 4, la superficie cónica de la holgura (o relieve) 28 puede ser formada debajo de la porción de borde curvada 25 que hace una gran radio de la curvatura, entonces conectado por una cara plana de la holgura 35 que se extienda al borde inferior 21 de inserto de corte 10. El gran radio de la curvatura en cada borde de corte curvado del inserto descrito antes es mucho más grande que el radio redondeada 23 en cada esquina del inserto, por ejemplo, un radio de la curvatura de 55 mm en la porción curvada del borde de corte del borde de corte convexo se compara al radio de la nariz de 0.8 mm en la esquina del inserto. La faceta plana 33 está formada debajo de la porción del borde recto 29 y la faceta plana 31 está formada debajo de la porción de borde recto 27, ambos en cada uno de cuatro superficies laterales de inserto de corte 10. Las funciones de la faceta 33 como una faceta de la corte para producir el superficies perpendicular mecanizado a los ejes de corte mientras la faceta 31 como un ángulo de la aproximación para el fresado de la profundidad a lo largo de la dirección de corte. Y finalmente la superficie cónica de la holgura 26 está formada debajo de la esquina de la nariz 23.

Una pluralidad de las inserciones de corte, tales como la representación del inserto de corte 10, puede ser ensamblada dentro de un cuerpo de corte 41 según las indicaciones de la figura 7 y situada con seguridad en la bolsa 42 por un torno 43 a través del agujero central 13 en el inserto de corte 10. La fresa puede también incluir una flauta 44 que ayuda a evacuar los virutas producidas durante el trabajo de la máquina.

En determinadas aplicaciones del fresado de cara según las indicaciones de la figura 8, el borde de corte recto 29 puede ser perpendicular al eje de corte 46 para garantizar la superficie bien acabada en la superficie mecanizada. El cuerpo cortador 41 es diseñado de modo que la misma bolsa recibe el inserto de corte que tiene los mismos tamaños con todos los bordes diferentes de corte convexo, y mantiene la relación perpendicular entre el borde de corte recto 29 del inserto 10 y el eje de la fresa 46. La figura 9 muestra un ejemplo del mismo tamaño de la inserción de corte que tiene 12.7 mm en diámetro o 6.35 milímetros en el radio del círculo inscrito del inserto con dos diferentes radios de gran curvatura en el borde de corte convexo, es decir, el inserto de corte 48 tiene una curva de radio de 22.5 mm como parte del borde de corte convexo, y el inserto de corte 49 tiene curva de la radio de 55 mm como parte del borde de corte convexo.

La fresa 41 según las indicaciones de la figura 8 puede también ser diseñado en un modo que permita usar con el mismo inserto que se sienta en la misma bolsa para realizar múltiples funciones del fresado (recubrimiento, ranurando, ramping, y allanar) como ya mostrado en la figura 8. Esto significa que si la acción de corte sigue a una dirección a lo largo de la superficie mecanizada que es perpendicular al eje de fresado 46, los insertos que realiza de cara u operaciones de fresado de allanamiento; y si la acción de corte sigue a una dirección que sea paralela al eje de la fresa 46, las inserciones de corte realizan una operación de fresado de profundidad; y además si la acción de corte sigue a un pequeño ángulo para la superficie de la pieza de trabajo para ser mecanizada según las indicaciones de la figura 8, las inserciones de corte realizan una operación ramping.

Las inserciones de corte proporcionadas en esta invención no están limitadas a él inserto de corte con una superficie de la parte superior plana sino también a las inserciones de corte con un rompe virutas en el parte superior de la superficie del inserto. Mostrado en la figura 10 es un diseño del inserto de corte 61 proporcionada en esta invención que tiene un rompe virutas en la superficie superior 61. Tal rompe virutas puede ser caracterizado por lo menos por cinco parámetros básicos como la profundidad de la ranura 62, el ángulo de ataque 63, el backwall 64, la tierra 65 y la anchura de la ranura 66 así como las distintas características del rompe viruta conocidas en la técnica. La función del rompe virutas que puede ser construido en las representaciones, las inserciones de corte de la presente invención permite inserto de corte y la fresa asociada que se adaptarán al uso en trabajar a máquina una variedad de materiales de trabajo.

Sera comprendido que la presente descripción ilustra esos aspectos de la invención relevantes a una clara comprensión de la invención. Determinados aspectos de la invención que serían evidentes a los conocimientos de los técnicos en la materia y que, por lo tanto, no facilitarían una mejor comprensión de la invención no han sido presentados para simplificar la presente descripción. Aunque las representaciones de la presente invención han sido descritas, un técnico en la materia, sobre consideraciones de la descripción anterior, reconocerá que numerosas modificaciones y variaciones de la invención pueden ser empleadas. Toda las dichas variaciones y modificaciones de la invención se intentan cubrir por la descripción anterior y las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Una herramienta de fresa que comprende:

un cuerpo de corte (41) incluyendo al menos un bolsillo de insertar el corte (42), y al menos un inserto de corte (10) colocado en el bolsillo de inserción de corte (42), el inserto de corte (10) que comprende una superficie superior (15) que comprende cuatro filos de corte convexa idénticos (12) y cuatro esquinas redondeadas idénticas (23) conectados los bordes de los cortes convexos (12), en donde cada arista convexa de corte (12) incluye una región de borde curva (25) y una región de primera ventaja sustancial de corte recto adyacente a la región de borde curvo (25), y en donde un radio de cada región del borde curvo de corte (25) es mayor o igual a dos veces el radio del círculo más grande que pueda ser inscrito en la superficie superior (15);

una superficie inferior (17) que comprende un borde inferior (21), y cuatro superficies laterales idénticas (19), cada superficie lateral (19) se extiende entre un filo convexo de corte (12) y el borde inferior (21); caracterizado
porque

cada superficie lateral (19) incluye una superficie primaria cónica despejada (28) extendiéndose desde una región de borde curvo de corte (25) hacia el borde inferior (21), y una primera cara plana (33) se extiende desde una primera región de borde de corte sustancialmente recto hacia el borde inferior (21), y una superficie cónica secundaria despejada (26) se extiende desde cada esquina redondeada (23) hacia el borde inferior (21), en el cual cuando la pieza de corte (10) está montado en el bolsillo inserción de corte (42 ) de la fresa (41) una primera región borde de corte sustancialmente recto del inserto de corte (10) se extiende en una dirección prácticamente perpendicular a un eje de corte (46) del cuerpo de corte (41).

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2. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde un perímetro de la superficie inferior (17) es menor que un perímetro de la superficie superior (15).

3. La herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde cada una de las esquinas redondeada(23) comprende por lo menos uno de un arco circular, una serie de arcos circulares, y de una curva de la estría multi-segmento.

4. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde cada superficie primaria cónica despejada (28) se extiende desde la región de borde de corte curvada (25) al borde inferior (21).

5. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde el radio de cada región del borde de corte curvado (25) es mayor que o igual que cinco veces un radio de mayor circulo que puede ser inscrito en la superficie superior (15).

6. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde cada lado de superficie (19) además comprende una superficie plana despejada (35) extendiéndose desde la región curvada del borde de corte hacia el borde inferior (21), la superficie plana despejada (35) extendiéndose desde la primera cara plana (33) hasta el borde inferior (21).

7. Una herramienta de fresa de la reivindicación 6, en donde un perímetro de la superficie inferior (17) es menor que un perímetro de la superficie superior (15).

8. Una herramienta de fresa de la reivindicación 7, en donde el radio de cada región de borde de corte curvado (25) es mayor que o igual que cinco veces un radio del mayor circulo que puede ser inscrito en la superficie superior
(15).

9. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1 en donde cada borde de corte convexo (12) comprende además una segunda región de borde de corte substancialmente recta (27) entre la primera región de borde de corte substancialmente recta (29) y una esquina redondeada (23); y la superficie de cada lado (19) además comprende una segunda cara plana (31) extendiéndose desde la segunda región de borde de corte substancialmente recta (27) hacia el borde inferior (21).

10. Una herramienta de fresa de la reivindicación 9, en donde la superficie de cada lado (19) además comprende una superficie despejada plana (35) extendiéndose desde la región adyacente de borde de corte curvo (25) hacia el borde inferior (21), y una superficie despejada plana (35), extendiéndose por lo menos en la primera cara plana (33) y la segunda cara plana (31) hacia el borde inferior (21).

11. Una herramienta de fresa de la reivindicación 8, en donde cada borde de corte convexo (12) comprende además una tercera región de borde de corte substancialmente recto (144) entre la segunda región de borde de corte substancialmente recto (145) y la esquina redondeada (143); y cada superficie del lado (19) además comprende una tercera cara plana extendiéndose desde una tercera región de borde de corte substancialmente recta (144) hacia el borde inferior (21).

\newpage

12. Una herramienta de fresa de la reivindicación 11, en donde cada lado de superficie (19) además comprende una superficie despejada plana (35) extendiéndose desde la región adyacente de borde de corte curvo (25) hacia el borde inferior (21), y una superficie despejada plana (35) extendiéndose al menos una de la primera cara plana (33), la segunda cara plana (31), y una tercera cara plana hacia el borde inferior (21).

13. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde cada borde de corte convexo (12) comprende además al menos una porción de una elipse, una porción de una parábola, y una curva lineal multisegmento.

14. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, comprende además una disposición rompe virutas en la superficie superior (15).

15. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde cada borde de corte convexo (12), es paralelo a la superficie inferior (17).

16. Una herramienta de fresa de la reivindicación 1, en donde el cuerpo de corte (41) incluye una pluralidad de bolsillos de inserciones de corte (42) y un inserto de corte (10) asegurados en cada bolsillo de inserto de corte (42).