ES2939355T3

ES2939355T3 - Sistema de herramienta

Info

Publication number: ES2939355T3
Application number: ES20159135T
Authority: ES
Inventors: Uwe Henzler; Michael Nitsche
Original assignee: Ceramtec GmbH
Current assignee: Ceramtec GmbH
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2038-05-29
Also published as: EP3575022A1; DK3575022T3; IL266878B; MX2019006222A; HRP20230192T1; KR20190135942A; HUE061879T2; RS64015B1; FI3693110T3; CN110539008A; CN210587223U; EP3575022B1; US11253930B2; IL266878A; US20190366444A1; HUE049322T2; PL3693110T3; JP7330760B2; EP3693110B1; PT3693110T

Abstract

Sistema de herramientas 1 con un portaherramientas 2, que presenta un asiento de plaquita 17 para alojar una plaquita de corte 6, con un elemento de sujeción 4 que presenta una abertura 26 para alojar un medio de sujeción 15, estando dispuesta una interfaz 30 entre el portaherramientas 2 y el elemento de sujeción 4 y en el portaherramientas 2 y el elemento de sujeción 4 están dispuestos canales para refrigeración por medio de un fluido y en el área de la interfaz 30 está dispuesto un sellador 31. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de herramienta

La invención se refiere a un sistema de herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1, con un portaherramientas que tiene un asiento de placa para recibir una placa de corte y una superficie de tope alejada de este asiento de placa, con un elemento de sujeción que tiene una abertura para recibir un medio de sujeción y una superficie de tope, donde las dos superficies de tope forman una interfaz entre el portaherramientas y el elemento de sujeción, donde el portaherramientas y el elemento de sujeción tienen al menos un canal de fluido para refrigeración, y donde un medio sellante está dispuesto en la región de la interfaz entre el portaherramientas y el elemento de sujeción para la conexión estanca a la presión de los canales de fluido.

Un sistema de herramienta de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento JP H07227702 A.

Para el mecanizado con un proceso optimizado de materiales difíciles de cortar (difficult-to-cutmaterials, o DTC), como las aleaciones con base de níquel, las denominadas superaleaciones y las aleaciones de titanio, en lo sucesivo materiales ISO-S o materiales DTC, que se utilizan principalmente en los sectores aeroespacial y de generación de energía, es necesario que la zona de mecanizado se refrigere mediante un medio. Es posible influir en la generación de virutas y en su dirección mediante los fluidos que llegan a su destino a alta presión. El enfriamiento dirigido en la zona de cizallamiento de la formación de viruta en el rango de 800 a 1100° puede aumentar la vida útil de la herramienta del material de corte o de la placa de corte y, al mismo tiempo, aumentar los parámetros de mecanizado.

El estado de la técnica incluye varias divulgaciones de canales de refrigeración con los que se suministra refrigerante a la zona de mecanizado.

Por ejemplo, en el documento US 9,873,154 se describe una herramienta de corte que tiene un cuerpo base para recibir una placa de corte y una garra para sujetar la placa de corte a la herramienta base, donde la garra y el cuerpo base comprenden canales de fluido. Entre la garra y el cuerpo base de la herramienta de corte está dispuesta una junta. En caso de que la placa de corte esté desgastada, al sustituirla también se debe cambiar la junta. Solo así se garantiza la estanqueidad de la herramienta de corte.

En el documento WO 2014/076689 se describe un portaherramientas que tiene un cuerpo base y una garra que sujeta una placa de corte al cuerpo base, donde el cuerpo base y la garra tienen un canal de refrigerante. Entre el cuerpo base y la garra se dispone un tapón de refrigerante que conecta el canal de refrigerante del cuerpo base con el canal de refrigerante de la garra. El tapón refrigerante está hecho de un material comprimible, tal como un polímero, un elastómero de poliuretano o similar, de modo que este puede comprimirse cuando se sujeta la placa de corte.

A partir del estado de la técnica, la invención tiene por objeto mejorar un sistema de herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1 de tal manera que los parámetros del proceso puedan optimizarse manteniendo o mejorando la calidad y reduciendo así los costes de fabricación.

Según la invención, este objeto se resuelve mediante un sistema de herramienta con las características de la reivindicación 1.

Para el mecanizado con un proceso optimizado de materiales difíciles de cortar (difficult-to-cutmaterials, o DTC), como las aleaciones con base de níquel, las denominadas superaleaciones y las aleaciones de titanio, en lo sucesivo materiales ISO-S o materiales DTC, que se utilizan principalmente en los sectores aeroespacial y de generación de energía, es necesario que la zona de mecanizado se refrigere mediante un medio. A este respecto, es posible influir en la generación de virutas y en su dirección mediante los fluidos, que llegan a su destino a una presión elevada de hasta 120 bares. El enfriamiento dirigido en la zona de cizallamiento de la formación de viruta en el rango de 800 a 1100° puede aumentar la vida útil de la herramienta del material de corte o de la placa de corte y, al mismo tiempo, aumentar los parámetros de mecanizado. Cuanto mayor sea la calidad del enfriamiento en la zona de cizallamiento de la formación de viruta, más altos podrán fijarse los parámetros del proceso, como la velocidad de avance y la profundidad de corte. Esto puede reducir los costes de fabricación.

La invención se refiere a un sistema de herramienta para el mecanizado de piezas de trabajo con arranque de virutas, que comprende un portaherramientas con un elemento de sujeción con una nariz de elemento de sujeción y con una placa de corte, donde la placa de corte puede tener una cavidad en la cara superior de la placa de corte. Si la placa de corte tiene una cavidad, esta contiene preferiblemente un fondo de cavidad que se convierte en la cara superior de la placa de corte a través de una superficie anular. En una realización particular, se puede disponer en la cavidad una elevación, cuya punta termina a una distancia de la superficie de la placa de corte. Una nariz o adaptador, dispuesta en el primer extremo de un elemento de sujeción, encaja en la cavidad de la placa de corte en el estado sujetado y, de este modo, la sujeta en el portaherramientas, el cuerpo base del sistema de herramienta. La nariz puede tener una superficie anular que coincide con la superficie anular de la cavidad. La nariz también puede estar dispuesta sobre una placa de presión dispuesta en el elemento de sujeción. En el estado sujetado del sistema de herramienta, se aplica una fuerza a través del elemento de sujeción y la superficie anular de la nariz en la cavidad de la placa de corte por medio de un dispositivo de sujeción. La fuerza se aplica en toda la superficie anular de la nariz del elemento de sujeción a la superficie anular de la cavidad de la placa de corte. Gracias a la fuerza aplicada en toda la superficie anular (360 o), es posible fijar con seguridad y en la posición correcta la placa de corte en el sistema de herramienta.

Debido a la disposición de la superficie anular en la cavidad de la placa de corte y de la superficie anular en la nariz del elemento de sujeción, así como de las superficies de tope en el elemento de sujeción y en el portaherramientas, al sujetar la placa de corte puede producirse una superficie de contacto entre la nariz del elemento de sujeción y la cavidad de la placa de corte. Esta zona de contacto se extiende completamente por toda la superficie anular, de modo que en la placa de corte se aplica una fuerza en un rango de 360 grados y la placa de corte se mantiene firmemente en su posición en el asiento de placa.

En una aplicación preferida, se puede utilizar una placa de corte con una superficie plana, sin cavidad. A continuación, el elemento de sujeción tiene una superficie de sujeción plana dispuesta frente a la superficie de la placa de corte. Esta superficie de sujeción también puede estar dispuesta en una placa de presión. La placa de presión puede estar dispuesta de forma móvil sobre el elemento de sujeción, entre el elemento de sujeción y la placa de corte. Esto permite compensar las tolerancias que surgen durante la fabricación del sistema de herramienta al sujetar la placa de corte y garantizar una sujeción segura de la placa con una superficie lisa en el portaherramientas.

El mecanismo de sujeción para sujetar la placa de corte tiene un medio de sujeción situado fuera del centro del elemento de sujeción. Durante el proceso de sujeción, una superficie de contacto dispuesta en un segundo extremo del elemento de sujeción, por ejemplo, una superficie deslizante, está en conexión operativa con una superficie de contacto dispuesta en el portaherramientas. La superficie de contacto del elemento de sujeción y la superficie de contacto del portaherramientas forman la interfaz entre el elemento de sujeción y el portaherramientas.

En una realización del sistema de herramienta según la invención, la interfaz está dispuesta en ángulo con respecto a la cara superior del portaherramientas o a la cara plana del elemento de sujeción. A este respecto, las superficies de contacto están dispuestas en ángulo con respecto a la dirección de sujeción del elemento de sujeción. De este modo, durante el proceso de sujeción, el elemento de sujeción se mueve en relación con el portaherramientas, que está estacionario en el sistema de herramienta, y sujeta la placa de corte en su posición correcta de forma repetible en el asiento de placa del portaherramientas. El movimiento relativo del elemento de sujeción con respecto al portaherramientas tiene un componente de movimiento dispuesto transversalmente a la dirección de sujeción. En otras palabras, durante el proceso de sujeción, el elemento de sujeción se mueve hacia la placa de corte (en la dirección del portaherramientas) para permitir una sujeción segura de la placa de corte y, al mismo tiempo, el elemento de sujeción se mueve transversalmente a la dirección de sujeción para posicionar la placa de corte exactamente en el asiento de placa.

El elemento de sujeción y el portaherramientas tienen cada uno al menos un canal previsto para el transporte de fluidos como refrigerante. Las características de un canal de fluido que se describen a continuación también se aplican a canales múltiples, si los hubiera. Las dimensiones (sección transversal, diámetro, etc.) de un canal de fluido pueden adaptarse a los fluidos. De este modo, es posible una sección transversal cilíndrica del canal, por ejemplo, en forma de orificio, o una sección transversal diferente de una forma cilindrica, por ejemplo, una sección transversal elíptica. El elemento de sujeción y el portaherramientas pueden tener, cada uno, uno o más canales de fluido. Los canales de fluido pueden disponerse en cualquier ángulo con respecto al eje longitudinal del sistema de herramienta. Los canales de fluido terminan en la zona de la placa de corte o del asiento de placa.

Por ejemplo, es posible que el canal de fluido del portaherramientas termine en la zona del asiento de placa en el que está dispuesta la placa de corte. En esta realización ilustrativa, el canal de fluido puede terminar por debajo de la placa de corte, en la zona frontal de la placa de corte, en la dirección de la pieza a mecanizar. A este respecto, el portaherramientas puede sobresalir ligeramente de la placa de corte en la dirección de la pieza.

El canal de fluido en el elemento de sujeción puede terminar por encima de la placa de corte en la primera zona extrema del elemento de sujeción. Esto permite dirigir el suministro de fluido específicamente a la zona de cizallamiento de la formación de viruta. Para ello, el canal de fluido en el elemento de sujeción y en el portaherramientas puede estar dispuesto transversalmente, es decir, en ángulo con respecto al eje longitudinal del sistema de herramienta.

Los fluidos pueden tener estado líquido y gaseoso.

En la zona del segundo extremo del elemento de sujeción, donde la superficie de contacto del elemento de sujeción interactúa con la superficie de contacto del portaherramientas del sistema de herramienta, se encuentra la interfaz entre el elemento de sujeción y el portaherramientas. El canal en el elemento de sujeción comienza en esta interfaz, en la superficie de contacto y termina en la zona del primer extremo del elemento de sujeción. La boca del canal está dispuesta de tal manera que el fluido que fluye a través del canal y sale por la boca puede dirigirse específicamente al punto que debe enfriarse. Este punto puede referirse tanto al área de la zona de cizallamiento durante la producción de viruta y/o a un área de la placa de corte. Para dirigir con precisión el chorro de fluido, la boca del canal de fluido puede disponerse en ángulo con respecto a la cara superior del elemento de sujeción. La boca del canal puede tener la misma forma que el canal en el interior del elemento de sujeción. La boca también puede ser distinta en su forma o diseño respecto a la forma del canal. La boca puede comprender varias salidas dispuestas una al lado de la otra o una encima de la otra. Un canal de fluido puede desembocar en varias salidas en la zona de la boca. Para permitir que el chorro de fluido se dirija específicamente a la zona de cizallamiento de la formación de viruta, la boca del canal de fluido también puede comprender, por ejemplo, una tobera. Mediante una tobera dispuesta en consecuencia, el chorro de fluido puede modificarse tanto en su forma como en su dirección. La tobera puede montarse de forma móvil.

El canal en el portaherramientas del sistema de herramienta se extiende desde un punto de conexión, donde se acopla el suministro de fluido, hasta la interfaz, la superficie de contacto del portaherramientas. El suministro de fluido en el punto de conexión se realiza con acoplamientos conocidos per se. En el portaherramientas, el canal de fluido puede dividirse de forma que una primera sección del canal llegue hasta la interfaz y una segunda sección del canal llegue hasta la zona del asiento de placa. La boca del canal en la zona del asiento de placa está dispuesta y diseñada de forma que sea posible una refrigeración óptima de la placa de corte y/o del punto de cizallamiento de la formación de viruta. La boca del canal en la zona del asiento de placa puede tener la misma forma que el canal en el interior del cuerpo base. La boca puede comprender varias salidas dispuestas una al lado de la otra o una encima de la otra. Un canal de fluido puede desembocar en varias salidas en la zona de la boca. Para permitir que el chorro de fluido se dirija específicamente a la zona de cizallamiento de la formación de viruta, la boca del chorro de fluido puede comprender una tobera. Mediante la tobera correspondiente, el chorro de fluido puede modificarse tanto en su forma como en su dirección. La tobera puede montarse de forma móvil. También es posible que el portaherramientas del sistema de herramienta tenga un saliente en la zona del asiento de placa y se extienda así más allá del asiento de placa en la dirección de la pieza a mecanizar. La boca del canal puede situarse en este saliente. Una placa de corte colocada en el asiento de placa puede terminar antes de este saliente. En esta realización ilustrativa, es necesario que el sistema de herramienta esté inclinado en ángulo con respecto a la pieza de trabajo durante su uso. El ángulo se elige de forma que la distancia del filo de corte de la placa a la pieza sea menor que la distancia del saliente a la pieza. No obstante, la placa de corte puede enfriarse mediante el chorro de fluido que emerge en el saliente situado antes de la placa de corte. El chorro de fluido puede dirigirse a su destino, por ejemplo, la placa de corte o el punto de cizallamiento de la formación de viruta.

Con el fin de formar herméticamente en la interfaz la transición del canal del cuerpo base al canal del elemento de sujeción, se proporciona un elemento sellante según la invención, también denominado medio sellante en las reivindicaciones. El elemento sellante puede tener la forma de un elemento cilíndrico con una superficie. En este caso, el elemento sellante corresponde a un cuerpo cilíndrico aplanado en sentido longitudinal. El elemento sellante tiene al menos una abertura que conecta el canal del portaherramientas con el canal del elemento de sujeción. La forma de la abertura corresponde preferentemente a la forma de los canales, al menos en la zona de la interfaz. La abertura se extiende a través del elemento sellante desde la superficie lateral hasta la cara plana. Además, el elemento sellante puede tener un rebaje en forma de orificio oblongo. En este rebaje se inserta un elemento de fijación mediante el cual el elemento sellante y el elemento de sujeción quedan bloqueados en sentido transversal. Por sentido transversal se entiende una dirección que forma un ángulo con el eje longitudinal del portaherramientas o del elemento de sujeción.

El elemento de fijación tiene una sección de fijación en un primer extremo, por ejemplo, en forma de rosca exterior, y se fija positivamente en una zona receptora, por ejemplo, una rosca interior en el portaherramientas. También son posibles otros tipos conocidos de fijación, por ejemplo, un ajuste prensado. Adyacente a la sección de fijación, el medio de fijación tiene una sección de guía. La sección de guía interactúa con el rebaje, el orificio oblongo, del elemento sellante. Así, en el estado instalado del elemento sellante en el portaherramientas, el elemento sellante está dispuesto de forma cautiva. El elemento sellante está montado de forma móvil; puede girar alrededor de su eje longitudinal. Además, está dispuesto axialmente de forma cautiva en la dirección de su eje longitudinal.

El elemento de fijación sobresale con su sección de guía del elemento sellante y encaja en una ranura del elemento de sujeción. Esto permite bloquear el elemento de sujeción en sentido transversal. La anchura de la ranura del elemento de fijación está adaptada al diámetro o anchura de la sección de guía del elemento de fijación en esta zona, de modo que la sección de guía puede encajar en la ranura. Para ello, el elemento de fijación sobresale de la superficie de contacto del portaherramientas y de la cara plana del elemento sellante.

El rebaje en el elemento sellante, en el cual encaja el elemento de fijación, está diseñado de tal manera que es posible una disposición móvil en dirección radial, alrededor del eje longitudinal, del elemento sellante. En la dirección axial, que corresponde a la dirección transversal descrita anteriormente, el elemento sellante está dispuesto de forma cautiva.

En una realización alternativa según la invención, la disposición de forma cautiva del elemento sellante en la dirección transversal está asegurada mediante un medio de fijación en forma de una pieza de empuje elástica conocida per se. Para ello, el elemento sellante dispone en su circunferencia de un rebaje en forma de acanaladura en el que encaja la bola del medio de fijación en el estado montado. Esto garantiza la movilidad del elemento sellante alrededor de su eje longitudinal y, además, el elemento sellante se mantiene cautivo en la dirección transversal. La disposición móvil en arrastre de forma del elemento sellante en su circunferencia exterior mediante la bola de la pieza de empuje elástica se utiliza preferentemente cuando el elemento sellante tiene una extensión pequeña en dirección longitudinal y, por lo tanto, no hay espacio suficiente junto a la abertura para conectar las secciones de conducto para proporcionar un rebaje que pueda alojar un medio de fijación. En esta realización, se prevé que el bloqueo del elemento de sujeción en dirección transversal sea independiente de los medios de fijación. Para ello, el elemento de sujeción puede tener una ranura en la que se engancha, por ejemplo, un medio de sujeción en forma de medio de bloqueo con forma de pasador, que está dispuesto de manera fija en el portaherramientas.

El área de recepción del elemento sellante en el portaherramientas del sistema de herramienta está diseñada de acuerdo con la forma exterior del elemento sellante. Si el elemento sellante tiene una forma esencialmente cilíndrica, esta zona de recepción en el portaherramientas corresponde a un orificio cilíndrico, o a una zona parcial de un orificio cilíndrico. Esto garantiza la movilidad rotacional del elemento sellante.

En una realización especial de un sistema de herramienta según la invención, el elemento sellante también puede estar dispuesto en o sobre el elemento de sujeción. La zona de recepción del elemento sellante está dispuesta en el elemento de sujeción y corresponde a la forma exterior del elemento sellante.

Cuando una placa de corte es sujetada por el elemento de sujeción, el elemento sellante se adapta en arrastre de forma tanto al elemento de sujeción como al portaherramientas debido a que el elemento sellante está dispuesto de forma móvil en el portaherramientas del sistema de herramienta. Se crean conexiones estancas bajo presión entre la superficie de la zona receptora del portaherramientas y la superficie exterior cilíndrica del elemento sellante y entre la superficie de contacto del elemento de sujeción y la superficie plana del elemento sellante.

Si varios canales de fluido terminan en la zona de la interfaz entre el elemento de sujeción y el cuerpo base, el elemento sellante puede tener varias aberturas para conectar los múltiples canales de fluido. También es posible conectar canales individuales con elementos sellantes que tengan aberturas en distintas posiciones. Por ejemplo, el uso de un elemento sellante con una abertura en una primera posición puede garantizar la conexión de un canal de fluido en una primera posición. Si este elemento sellante se sustituye por otro elemento sellante que tiene una abertura en una segunda posición, puede establecerse así la conexión de un canal en una segunda posición. Si se utiliza un elemento sellante que tiene una abertura en la primera y en la segunda posición, se puede establecer una conexión de dos canales. Por supuesto, esto requiere que haya al menos dos canales, o canales de fluido, tanto en el portaherramientas como en el elemento de sujeción.

La cantidad de superficie del medio sellante puede ser mayor que la cantidad de superficie de contacto del elemento de sujeción. Como resultado, en el estado sujetado del sistema de herramienta, la superficie de contacto del elemento de sujeción está dispuesta completamente dentro de la superficie del medio sellante. La superficie del medio sellante sobresale entonces por toda la circunferencia de la superficie de contacto del elemento de sujeción. Además, es posible que en el estado sujetado del sistema de herramienta, la superficie del medio sellante esté dispuesta a una distancia de la superficie de contacto del portaherramientas. Esta distancia puede ser de unas centésimas de milímetro a aproximadamente 1,5 mm.

Los elementos sellantes utilizados tienen en común que, mediante su disposición móvil, la interfaz entre el elemento de sujeción y el cuerpo base del sistema de herramienta puede hacerse estanca a los fluidos. El elemento sellante puede estar hecho de un material metálico o de cerámica u otro material adecuado no elástico. En este contexto, un metal se considera no elástico.

Según la invención, se propone un sistema de herramienta con una interfaz que tiene superficies de contacto y un elemento sellante. El elemento sellante conecta secciones de conducto de un sistema de fluido entre un portaherramientas y un elemento de sujeción de forma estanca a los fluidos. El elemento sellante está dispuesto en o sobre el portaherramientas o alternativamente en o sobre el elemento de sujeción. Sistema de herramienta con un portaherramientas que tiene un asiento de placa para recibir una placa de corte, con un elemento de sujeción que tiene una abertura para recibir un medio de sujeción, donde una interfaz está dispuesta entre el portaherramientas y el elemento de sujeción y en el portaherramientas y el elemento de sujeción están dispuestos canales para la refrigeración por medio de un fluido y donde en la región de la interfaz está dispuesto un medio sellante.

Lista de referencias

1 Sistema de herramienta

2 Portaherramientas

4 Elemento de sujeción

5 Adaptador, saliente, nariz de 4

6 Placa de corte

7 Cavidad de 6

10 Cara superior de 6

15 Dispositivo de sujeción

17 Asiento de placa

18 Primer extremo de 4

19 Segundo extremo de 4

20 Superficie de contacto de 4

21 ,21‘ Cara plana de 4

22 Superficie de contacto de 2

23 Sección de fijación de 15

24 Sección de sujeción de 15

25 Sección de guía de 15

26 Abertura, orificio

27 Tope, pared de 26

28 Superficie de contacto de 4, medio de tope

30, 30‘ Interfaz

31 Elemento, elemento sellante, medio sellante

32 Superficie sellante, superficie

33, 34 Cara plana estrecha de 4

36 Superficie lateral

38 Sistema de canal

39, 40, 41 Sección de conducto de 2

42 Sección de conducto de 4

43 Medios para conectar canales

44 Dirección longitudinal, movilidad horizontal

45 Entrada de 38

46 Salida

47 Salida

48 Superficie de 2

49 Acoplamiento

50 Abertura

51 Rebaje

52 Medios de sujeción

53 Eje longitudinal de 31

54 Dirección del movimiento

56 Tapones de cierre

57 Sección de fijación de 52

58 Sección de guía de 52

59 Ranura de 4

60 Superficie de contacto

61 Placa de presión

63 Rebaje

H Altura de 31

D Diámetro de 31

Y Ángulo

a Ángulo

La invención se explica a continuación a partir de las figuras. Estas muestran:

Figural: una sección transversal del sistema de herramienta, que comprende un portaherramientas, una placa de corte, un elemento de sujeción y un elemento sellante, en extractos y en representación esquemática;

Figura 2: una representación esquemática de un elemento sellante según la Figura 1;

Figura 3: una representación esquemática de otra realización de un elemento sellante según la Figura 1;

Figura 4: una sección A-A a través del portaherramientas según la Figura 1 y el elemento sellante según la Figura 3;

Figura 5: un medio de fijación;

Figura 6: una sección transversal de una realización alternativa de un sistema de herramienta y

Figura 7: un elemento sellante en una realización alternativa.

Todas las figuras contienen representaciones parciales y esquemáticas de la invención y se utilizan a modo de ejemplo para explicar la invención. Las realizaciones especiales de la invención pueden diferir de estas figuras.

La Figura 1 muestra un sistema 1 de herramienta en representación esquemática, que comprende un portaherramientas 2, una placa 6 de corte, que tiene una cavidad 7 en su cara superior 10, y un elemento 4 de sujeción con una nariz 5, que encaja en la cavidad 7 de la placa 6 de corte en el estado sujetado del sistema 1 de herramienta. El elemento 4 de sujeción, que corresponde esencialmente a la forma de un cuboide, con dos caras planas 21, 21' anchas y dos caras planas 33, 34 estrechas, se fija al portaherramientas 2 mediante un medio 15 de sujeción. Preferiblemente, la placa 6 de corte también está diseñada como una placa cortante reversible y puede colocarse en el asiento 17 de placa del portaherramientas 2 girándola 180 grados durante su uso. La nariz 5 está dispuesta en el primer extremo 18 del elemento 4 de sujeción. En el segundo extremo 19, el elemento 4 de sujeción tiene una superficie 20 dispuesta en ángulo. Preferentemente, esta superficie 20 forma un ángulo obtuso Y comprendido entre 120 y 170 grados, más preferentemente entre 145 y 165 grados, con la cara plana 21' de la cara superior del elemento 4 de sujeción.

En la zona de la superficie 20 del elemento 4 de sujeción, el portaherramientas 2 tiene una superficie 22 que coincide con la superficie 20. La superficie 22 está dispuesta en un ángulo a con respecto a la superficie 48 del portaherramientas 2. Si las superficies 21' y 48 se disponen paralelas entre sí, la magnitud de ambos ángulos a y Y es idéntica, es decir, tienen las mismas dimensiones. Las superficies 20 y 22 forman un plano inclinado. El portaherramientas 2 se mantiene fijo en el sistema de herramienta. Durante el proceso de fijación del elemento 4 de sujeción al portaherramientas 2, es decir, al generar un par de apriete al girar (apretar) el medio 15 de sujeción, la superficie 20 del elemento 4 de sujeción puede deslizarse sobre la superficie 22 del portaherramientas 2 (en la Figura 1 hacia la derecha y hacia abajo). Mediante este mecanismo de sujeción, el elemento 4 de sujeción se mueve con respecto al portaherramientas 2 y, a través de la conexión del saliente 5 con la cavidad 7 de la placa 6 de corte, tira de esta última y la sujeta en el asiento 17 de placa. La calidad de las superficies 20 y 22 es tal que soporta el deslizamiento de estas superficies entre sí. Una interfaz 30 entre el elemento 4 de sujeción y el portaherramientas 2 está formada por las superficies 20 y 22, también llamadas superficies de contacto.

En la realización ilustrativa de la Figura 1, el medio 15 de sujeción es un tornillo, también llamado tornillo de sujeción. El tornillo 15 tiene una sección 23 de fijación en forma de cabeza y una sección 24 de sujeción y de guía 25 sustancialmente cilíndricas. La sección 24 de sujeción puede estar formada como una rosca, por ejemplo, una rosca exterior, que interactúa con una contrapieza en el portaherramientas 2, por ejemplo, una rosca interior, un medio de fijación. La sección 25 de guía del tornillo 15 puede actuar como tope para limitar la movilidad lineal, en la Figura 1 la movilidad horizontal 44 del elemento 4 de sujeción. Esta movilidad está limitada por la interacción de la sección 25 de guía del tornillo 15 con el tope, la pared 27 de la abertura 26 del elemento 4 de sujeción, a través de la cual el tornillo 15 encaja para fijar el elemento 4 de sujeción al portaherramientas 2. Esta limitación evita que la placa 6 de corte se dañe por un par de apriete excesivo durante la sujeción. La abertura 26 del elemento 4 de sujeción puede, por ejemplo, estar diseñada como un orificio circular. También son posibles otras formas de esta abertura 26 como, por ejemplo, aberturas en forma de hendidura u ovaladas. Todas las formas de la abertura 26 tienen un medio 28 de tope y una pared 27. El medio 28 de tope puede tener la forma de una superficie de contacto e interactúa con el medio 23 de fijación del tornillo 15. La pared 27 de la abertura 26 interactúa con la sección 25 de guía del medio 15 de sujeción. La holgura existente entre la rosca exterior de la sección 24 de sujeción y la rosca interior del portaherramientas 2 puede utilizarse para compensar las tolerancias de fabricación. Esta holgura permite preferiblemente que el elemento 4 de sujeción se mueva, en relación con el portaherramientas 2, en un rango de 0,1 a 0,2 mm en todas las direcciones.

La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema 38 de canales que se extiende a través del portaherramientas 2 y el elemento 4 de sujeción. El sistema 38 de canales comprende secciones 39, 40, 41 de conducto dispuestas en el portaherramientas 2 y secciones 42 de conducto dispuestas en el elemento 4 de sujeción. Estas secciones 41, 39 y 40 de conducto están conectadas a través de un medio 43. Este medio 43 de conexión puede ser una abertura en forma de orificio dispuesta transversalmente a la dirección longitudinal 44 del sistema de herramienta, que se cierra de forma estanca a la presión en sus dos aberturas mediante medios sellantes conocidos per se en forma de tapones 56 de cierre (Figura 4).

Como se muestra en la Figura 1, el medio 43 conecta tres (3) secciones 39, 40, 41 de conducto. También es posible conectar más de tres secciones de conducto entre sí a través de un medio 43. En función del ámbito de aplicación, pueden ser necesarias secciones de conducto en distinto número (de 2 a 10 o más de 10). Todas las secciones de conducto existentes en el portaherramientas 2 pueden conectarse entre sí a través de uno o varios medios 43. En una realización ilustrativa particular, el elemento 4 de sujeción también puede tener una pluralidad de secciones 42 de conducto. Estas múltiples secciones 42 de conducto pueden estar dispuestas separadamente unas de otras en el elemento 4 de sujeción o también pueden estar interconectadas por medios similares al medio 34.

El sistema 38 de canales se extiende desde una entrada 45 hasta las salidas 46 y 47. En la entrada 45, el sistema 38 de canales puede conectarse mediante un acoplamiento 49, conocido per se, a un dispositivo de transporte a presión (no mostrado) que puede generar hasta 120 bares de presión. El medio 43 puede estar situado entre la entrada 45 y la salida 46 del portaherramientas. Según la invención, entre la entrada 45 y la salida 47 del elemento de sujeción está dispuesto un elemento sellante 31 en la interfaz 30. Por medio de este elemento sellante 31 puede establecerse una conexión estanca a los fluidos entre la sección 41 de conducto en el portaherramientas 2, que termina en una superficie 60 de contacto, y la sección 42 de conducto en el elemento 4 de sujeción.

La Figura 2 muestra el elemento sellante 31 en una representación esquemática en perspectiva. El elemento sellante 31 es metálico y tiene una superficie lateral 36 cilíndrica y una superficie sellante 32. El elemento sellante 31 también puede estar hecho de otro material como cerámica, metal duro o plástico. Sin embargo, el plástico no debe ser elástico. En la realización ilustrativa, la superficie lateral 36 cilíndrica tiene forma de semicírculo y está delimitada en las caras extremas por superficies extremas dispuestas transversalmente al eje longitudinal 53 del elemento sellante 31. La forma del elemento sellante 31 corresponde esencialmente a un cuerpo cilíndrico aplanado, un cilindro, que tiene una superficie 32. La superficie 32 puede estar dispuesta a lo largo del eje central del cilindro. En la realización ilustrativa de la Figura 2, la sección transversal corresponde a un semicírculo. La superficie 32 también puede estar dispuesta por debajo o por encima del eje central. Si la superficie está situada por debajo del eje central, la altura H del elemento sellante puede estar comprendida entre 1/5 y / del diámetro D, preferiblemente 1/3. En una realización preferida, la superficie 32 está dispuesta por encima del eje central del elemento sellante 31. A continuación, la altura H del elemento sellante 31 se dispone en un intervalo de 1/2 hasta 4/5 del diámetro D, preferentemente 3/5.

El elemento sellante 31 está dispuesto en el portaherramientas 2 de forma cautiva y transversal a su eje longitudinal 53 si la superficie 32 del elemento sellante está dispuesta por encima del eje central del elemento sellante y el elemento sellante 31 se mantiene de forma móvil en un rebaje cilíndrico del portaherramientas 2. Para ello, es necesario que el eje central del rebaje cilíndrico en el que está montado el elemento sellante 31 esté dispuesto a una distancia de la superficie 22. Preferiblemente, el eje central del rebaje cilíndrico está situado en el interior del portaherramientas 2. En esta realización ilustrativa (no mostrada), el elemento sellante puede introducirse exclusivamente en dirección longitudinal 53 en la abertura que presenta la superficie de contacto 60 en el portaherramientas 2. Transversalmente al eje longitudinal 53, el elemento sellante 31 está dispuesto de forma cautiva gracias a la disposición de la abertura (eje central dentro del portaherramientas). En dirección longitudinal, el elemento sellante 31 se mantiene cautivo mediante el medio 52 de fijación (Figura 4).

El elemento sellante 31 según la Figura 2 tiene un rebaje 51, por ejemplo, en forma de orificio oblongo. El rebaje 51 se extiende desde la superficie sellante 32 hasta la superficie lateral 36, a través del elemento sellante. Se trata de un rebaje continuo. La anchura del rebaje 51, medida en la dirección longitudinal 53 del elemento sellante 31, es inferior a la anchura medida en la dirección transversal del elemento sellante 31. La amplitud del rebaje 51 medida en la dirección longitudinal 53 del elemento 31 de presión se denomina anchura, y la amplitud del rebaje 51 medida en la dirección transversal del elemento 31 de presión se denomina longitud del rebaje 51. Mediante un medio 52 de fijación (Figura 4) dispuesto en el rebaje 51 del elemento sellante 31, el elemento sellante puede fijarse en el portaherramientas 2 en sentido transversal. El medio 52 de fijación se mantiene fijo en el portaherramientas 2. El elemento sellante 31 está dispuesto de forma pendular y desplazable radialmente. La movilidad del elemento sellante 31 se indica mediante la flecha 54 en la Figura 2. El elemento sellante 31 desplazable radialmente puede orientarse y alinearse durante el proceso de sujeción de la placa 6 de corte, de manera que la superficie sellante 32 del elemento sellante 31 se adapta a la superficie 20 del elemento 4 de sujeción.

El elemento sellante 31 incluye una abertura 50, que está dispuesta a cierta distancia del rebaje 51. La abertura 50 se extiende desde la superficie 32 hasta la superficie lateral 36 a través del elemento sellante 31. En la zona de la superficie 32, la sección transversal de la abertura 50 puede tener la misma sección transversal que la sección 42 de conducto del elemento 4 de sujeción en la zona de la superficie 20. La sección transversal de la abertura 50 en la zona de la superficie lateral 36 puede tener la misma sección transversal que la sección 41 de conducto en la zona de la superficie 36 de contacto en el portaherramientas 2.

La Figura 3 muestra otra realización del elemento sellante 31. Este elemento sellante tiene dos aberturas 50. Esto hace posible conectar dos canales 41 de fluido en el portaherramientas 2 con dos canales de fluido 42 en el elemento 4 de sujeción a través del elemento sellante 31. Por lo demás, se aplican en consecuencia los mismos signos de referencia y la descripción anterior para las mismas características.

La Figura 4 muestra la disposición móvil del elemento sellante 31 en el portaherramientas 2, así como la conexión de las secciones 39 y 41 de conducto con el medio 43. El medio 43 puede ser una abertura, por ejemplo un orificio, dispuesta paralelamente al eje longitudinal 53 del elemento sellante 31. Esta abertura 43 está sellada a presión en ambos extremos mediante tapones 56 de cierre. Las secciones 39, 40 (no mostradas) y 41 de conducto están conectadas a los medios 43. Un fluido, que se introduce, por ejemplo, en el portaherramientas a través de la sección 39 de conducto, se divide en el centro 43 y fluye a través de las secciones 41,40 de conducto hasta su destino.

El medio sellante 31 está dispuesto con el medio 52 de fijación, por ejemplo, un pasador roscado en el portaherramientas 2. El medio 52 de fijación tiene varias zonas (Figura 5). En una sección 57 de fijación pueden disponerse medios de arrastre de forma, por ejemplo, una rosca. En una sección 58 de guía pueden disponerse medios de guía, por ejemplo, en forma de muelle o pasador. El portaherramientas 2 tiene una zona en la que se fija positivamente el medio 52 de fijación, por ejemplo, atornillado. Para ello, la sección 57 de fijación del elemento 52 de fijación encaja completamente en el portaherramientas 2. La sección 58 de guía del medio 52 de fijación, que tiene una sección cilíndrica en forma de pasador, forma un medio de bloqueo con la anchura del rebaje 51 del elemento sellante 31. Esto fija el elemento sellante 31 en la dirección del eje longitudinal 53 del elemento sellante 31. La longitud del rebaje 51 es mayor que el diámetro de la sección 58 de guía del medio 52 de fijación. Como resultado, el medio sellante 31 está montado de modo que puede moverse transversalmente al eje longitudinal 53. De este modo, se pueden compensar las tolerancias que surgen durante la fabricación del sistema de herramienta. El medio sellante 31 dispuesto de forma móvil permite que la superficie sellante 32 se adapte a la posición de la superficie 20 del elemento 4 de sujeción. El proceso de sujeción del elemento 4 de sujeción mediante el medio 15 de sujeción crea una interfaz estanca a la presión, una continuación exacta y estanca de la sección 41 de conducto desde el portaherramientas 2 a través del medio sellante 31 hasta la sección 42 de conducto en el elemento 4 de sujeción.

La sección 58 de guía del elemento 52 de fijación sobresale del medio sellante 31 y encaja en una ranura 59 del elemento 4 de sujeción. La sección 58 de guía del elemento 52 de fijación forma un bloqueo con la ranura del elemento 4 de sujeción. Esto asegura una fijación posicionalmente precisa del elemento 4 de sujeción en la zona del segundo extremo 19. Esto garantiza una interfaz estanca a los fluidos entre el medio sellante 31 y el elemento 4 de sujeción. La sección 41 de conducto del portaherramientas 2 se transforma mediante el medio sellante 31 de forma estanca a los fluidos en la sección 42 de conducto del elemento 2 de sujeción.

La superficie 20 del elemento 4 de sujeción, así como la superficie lateral 36, y la superficie 32 del elemento sellante tienen una rugosidad media Ra de 1,6 pm como máximo y una profundidad media de rugosidad Rz de 6,3 pm. Esto está dentro del rango de calidad para las superficies sellantes, lo que permite una conexión estanca a los fluidos.

El sistema 1 de herramienta puede constar de elementos 2, 4, 31,15, que están hechos de material sólido, por ejemplo. También es posible fabricar cada uno de estos elementos, por ejemplo, el elemento 4 de sujeción, mediante procesos de fabricación aditiva. De este modo, la posición, la dirección, el guiado y la sección transversal de las secciones 42 de conducto pueden disponerse de forma casi arbitraria y adaptarse a las condiciones del proceso.

En otra realización ilustrativa (no mostrada), el sistema de herramienta tiene adicionalmente una placa de soporte dispuesta debajo de la placa de corte en el portaherramientas. Esta placa de soporte también puede incluir canales de fluido a través de los cuales se dirige el medio refrigerante a su destino. La placa de soporte puede fabricarse mediante un proceso aditivo u otro proceso de fabricación, por ejemplo un proceso de sinterización. Esta puede ser de metal, metal duro o cerámica.

En una realización ilustrativa del sistema 1 de herramienta según la invención, la superficie sellante 32 del elemento sellante 31 puede estar dispuesta a una distancia de la superficie 22 de contacto del portaherramientas 2. La distancia entre la superficie 22 de contacto y la superficie sellante 32 es positiva (véanse las Figuras 1 y 6). En esta realización ilustrativa, el elemento 4 de sujeción se mueve hacia el portaherramientas 2 durante el proceso de sujeción, de manera que la superficie 20 de contacto del elemento 4 de sujeción se desliza sobre la superficie sellante 32 del elemento sellante 31. El movimiento del elemento 4 de sujeción en la dirección longitudinal 44 está limitado por el tope 27 de la abertura 26 cuando la sección 25 de guía del medio 15 de sujeción se apoya contra este tope. La distancia entre la pared 27 y las bocas de las secciones 41,42 de conducto y las aberturas 50 es tal que, en estado tensado, los ejes centrales de las secciones 41,42 de conducto y de las aberturas 50 del medio sellante 31 son concéntricos entre sí. Esto, junto con el soporte móvil del medio sellante 31, garantiza una transferencia de un medio estanca a los fluidos.

La Figura 6 muestra otra realización ilustrativa de un sistema 1 de herramienta según la invención. La interfaz 30 está formada de nuevo por la superficie 20 de contacto del elemento 4 de sujeción y la superficie 22 de contacto del portaherramientas 2. Las superficies 20 y 22 de contacto están dispuestas transversalmente, por ejemplo, en un ángulo de 90 grados, con respecto a la dirección longitudinal 44. El elemento sellante 31 está dispuesto en la zona de la interfaz 30 y garantiza una conexión estanca a los fluidos entre la sección 41 de conducto y la sección 42 de conducto. En el proceso de sujeción según la realización ilustrativa de la Figura 6, el movimiento relativo del elemento 4 de sujeción se realiza mediante la sección 25 de guía con forma cónica del medio 15 de sujeción, en cooperación con un tope 27 de forma cónica de la abertura 26 del elemento 4 de sujeción. Para ello, es necesario que la distancia del eje central del tope cónico 27 de la abertura 26 en el elemento 4 de sujeción respecto al medio sellante 31 sea mayor en esta realización ilustrativa que la distancia del eje central de los medios de fijación (por ejemplo, la rosca interior) en el portaherramientas 2 en el que está fijada la sección 24 de fijación del medio 15 de sujeción. Entonces, la línea central o eje central de la abertura 26 en el elemento 4 de sujeción tiene una distancia menor a la placa 6 de corte que la línea central del medio de fijación en el portaherramientas 2 (Figura 6). La placa 6 de corte en la realización ilustrativa según la Figura 6 tiene una cara superior 10 lisa sin cavidad. La placa 6 de corte está fijada por el elemento 4 de sujeción por medio de una placa 61 de presión que se mantiene de forma móvil en el elemento 4 de sujeción. La placa 61 de presión tiene una superficie de sujeción lisa dispuesta frente a la cara superior 10.

La Figura 7 muestra un elemento sellante 31 con extensión reducida en sentido longitudinal. Esta longitud acortada solo permite aberturas 50 para conectar las secciones 41,42 de conducto de los canales de fluido. Un rebaje en forma de orificio oblongo como el descrito anteriormente para la disposición de forma cautiva del medio sellante no es posible. Por lo tanto, el elemento sellante 31 tiene un rebaje 63 en forma de ranura redondeada en su superficie lateral. En esta ranura 63 encaja un arrastrador, por ejemplo, una bola de un medio 52 de fijación, también conocido como pieza de empuje elástica. El medio 52 de fijación se mantiene fijo. Si el elemento sellante 31 está dispuesto en o sobre el portaherramientas 2, el medio 52 de fijación se fija en el portaherramientas 2. Si el elemento sellante 31 está dispuesto sobre o en el elemento 4 de sujeción, el medio 52 de fijación está fijado en el elemento 4 de sujeción. Por lo demás, se aplican en consecuencia los mismos signos de referencia y la descripción anterior para las mismas características.

Las realizaciones ilustrativas según la Figura 1 y la Figura 6 difieren en que la interfaz 30 está dispuesta en una posición diferente, en la realización del movimiento relativo del elemento 4 de sujeción por medios dispuestos fuera de la interfaz y en el uso de una placa de corte con una superficie lisa. Por lo demás, se aplican en consecuencia los mismos signos de referencia y la descripción anterior para las mismas características.

También es posible disponer de realizaciones ilustrativas que incluyan diversas combinaciones de las realizaciones anteriores (posición y diseño de la interfaz, realización de la movilidad relativa del elemento de sujeción, placa de corte con o sin cavidad).

Sistema 1 de herramienta con un portaherramientas 2, que tiene un asiento 17 de placa para recibir una placa 6 de corte, con un elemento 4 de sujeción que tiene una abertura 26 para recibir un medio 15 de sujeción, donde una interfaz 30 está dispuesta entre el portaherramientas 2 y el elemento 4 de sujeción y canales de refrigeración por medio de un fluido están dispuestos en el portaherramientas 2 y el elemento 4 de sujeción y donde un medio sellante 31 está dispuesto en la región de la interfaz 30.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Sistema (1) de herramienta con un portaherramientas (2), que tiene un asiento (17) de placa para recibir una placa (6) de corte y una primera superficie (22) de contacto alejada de dicho asiento (17) de placa, con un elemento (4) de sujeción que tiene una abertura (26) con un tope (27) para recibir un medio (15) de sujeción y una segunda superficie (20) de contacto, donde la primera superficie (22) de contacto y la segunda superficie (20) de contacto forman una interfaz (30) entre el portaherramientas (2) y el elemento (4) de sujeción, y donde tanto el portaherramientas (2) como el elemento (4) de sujeción tienen secciones (39, 40, 41,42) de conducto de un sistema de fluido y la interfaz (30) comprende un medio sellante (31), donde el medio sellante (31) está previsto para conectar las secciones (39, 40, 41,42) de conducto entre el portaherramientas (2) y el elemento (4) de sujeción entre sí de forma estanca a los fluidos, caracterizado por que el medio sellante (31) está dispuesto en o sobre el portaherramientas (2) o en o sobre el elemento (4) de sujeción en el estado sujetado y no sujetado del sistema de herramienta con un medio (52) de fijación y el material del medio sellante (31) no es elástico.
2. Sistema de herramienta según la reivindicación 1, caracterizado por que el medio sellante (31) en el estado no sujetado del sistema de herramienta está dispuesto de forma cautiva en la dirección axial (53), es decir, en la dirección longitudinal del medio sellante.
3. Sistema de herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que el medio sellante (31) está dispuesto de forma giratoria en el estado no sujetado del sistema de herramienta.
4. Sistema de herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el medio sellante (31) tiene al menos una abertura (50) con la que, en el estado sujetado del sistema de herramienta, es posible una conexión entre una sección (41) de conducto en el portaherramientas (2) y una sección (42) de conducto en el elemento (4) de sujeción.
5. Sistema de herramienta según la reivindicación 4, caracterizado por que la conexión es una conexión estanca a los fluidos.
6. Sistema de herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el medio sellante (31) es de metal.
7. Sistema de herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el medio sellante (31) es de cerámica.
8. Sistema de herramienta según la reivindicación 1, caracterizado por que el elemento (4) de sujeción se fabrica mediante un proceso de fabricación aditiva.
9. Sistema de herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el elemento (4) de sujeción tiene una cara plana (21, 21') en el estado sujetado y no sujetado del sistema de herramienta y el portaherramientas (2) tiene una superficie (48), y por que la interfaz (30) está dispuesta en un ángulo (Y, a) con respecto a la cara plana (21,21') y a la superficie (48).
10. Sistema de herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 9 con una placa (6) de corte, caracterizado por que el elemento (4) de sujeción tiene una nariz (5) con una superficie anular y por que la placa (6) de corte tiene una cavidad (7) con una superficie anular, donde en el estado sujetado del sistema de herramienta la nariz (6) del elemento (4) de sujeción encaja en la cavidad (7) de la placa (6) de corte y, con ello, la placa (6) de corte se sujeta en el asiento (17) de placa del portaherramientas (2).
11. Sistema de herramienta según la reivindicación 10, caracterizado por que la fuerza se aplica mediante el medio (15) de sujeción a través del elemento (4) de sujeción y la nariz (5) y su superficie anular sobre la superficie anular de la cavidad (7).
12. Sistema de herramienta según la reivindicación 11, caracterizado por que la fuerza se aplica a la superficie anular de la cavidad (7) en un rango de 360° de la superficie anular del elemento (4) de sujeción.