ES2952999T3 - Inserto de corte positivo indexable de cuatro caras unilateral y fresa de inserción de los mismos - Google Patents

Abstract

Un inserto de corte indexable de cuatro direcciones de un solo lado (14) incluye una forma básica positiva, una superficie de inclinación (24), una superficie periférica (28) que incluye cuatro superficies de tope laterales (38A, 38B, 38C, 38D), una base de soporte superficie (26) y un orificio para tornillo (30) que conecta las superficies de soporte del rastrillo y la base (24, 26). El inserto (14) tiene un tronco cuadrado imaginario que define una base cuadrada que contiene la superficie de soporte de base (26) del inserto de corte, y define además cuatro superficies laterales de trapezoide isósceles (54A, 54B, 54C, 54D) que contienen respectivamente el inserto de corte (14).) cuatro superficies de tope laterales (38A, 38B, 38C, 38D). Un volumen de material VF del inserto de corte (14) y un volumen vacío VS del inserto (14) cumplen la condición VS/VF >= 0,25. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Inserto de corte positivo indexable de cuatro caras unilateral y fresa de inserción de los mismos

Campo de la invención

El objeto de la presente invención se refiere a insertos de corte positivos indexables de cuatro caras unilaterales (en adelante también "insertos") y fresa de inserción de los mismos. Más particularmente, se refiere a insertos relativamente pequeños y portaherramientas configurados para operaciones de fresado de escalón a 90°.

Antecedentes de la invención

A los efectos de la presente invención, las fresas de extremo pueden ser teóricamente divididas en dos grupos generales, a saber, fresas de inserción intercambiables y fresas de extremo sólidas.

Las fresas de inserción son herramientas de fresado que comprenden portaherramientas con bolsillos e insertos reemplazables, típicamente indexables, configurados para ser montados en los bolsillos. Una ventaja de las fresas de inserción es que los insertos reemplazables, que están hechos de material comparativamente caro y más duro, constituyen una parte relativamente pequeña de la herramienta de fresado. Los portaherramientas comprenden un vástago que es sujetado de forma segura por una pinza o mandril durante el fresado.

A diferencia de las fresas de inserción que regularmente requieren el reemplazo de pequeñas insertos y menos frecuentemente requieren el reemplazo del portaherramientas, las fresas de extremo sólido están formadas integralmente por dientes y se reemplaza toda la fresa de extremo sólido después de que se desgasta. Las fresas de extremo sólido también comprenden un vástago formado integralmente que se sujeta de forma segura mediante un portabrocas o mandril durante el fresado. En consecuencia, las fresas de extremo sólido utilizan mucho más material comparativamente caro que las fresas de inserción intercambiables. A pesar del costo comparativamente más alto, una de las ventajas de las fresas de extremo sólido sobre las fresas de inserción es que el cuerpo único y formado integralmente de la fresa de extremo sólido se puede fabricar con un diámetro comparativamente más pequeño (normalmente inferior a 20 mm de diámetro, siendo los diámetros más pequeños más populares, por ejemplo, alrededor de 12 mm de diámetro), lo que permite el fresado en ubicaciones relativamente más pequeñas que no son posibles o prácticas con las fresas de inserción.

Si bien se conocen insertos muy pequeños, las fresas de extremo sólido todavía son comúnmente preferidas en diámetros relativamente más pequeños por diversas razones.

En consecuencia, la presente invención se dirige a insertos y fresas de inserción que tienen una variedad de características de diseño que los hacen funcional y económicamente competitivos con las fresas de extremo sólido en diámetros de corte de 20 mm o menos, especialmente en el rango de 9 a 16 mm, preferiblemente de 9 a 12 mm.

Una publicación de interés es el documento EP 3050655, que describe insertos indexables de dos caras para portaherramientas de diámetro pequeño de un solo lado, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una nueva y mejorada inserto de corte y su portaherramientas correspondiente. Insertos de corte especialmente diseñados para aplicaciones de pequeño diámetro y que pueden ser utilizados en un portaherramientas común. Un objeto separado es la provisión de una construcción antirrotación.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un inserto de corte indexable de cuatro caras para operaciones de fresado de escalón a 90° en un solo lado para portaherramientas de diámetro pequeño. Normalmente se prefieren cuatro posiciones indexables en lugar de las dos posiciones indexables reveladas en el documento EP 3050655, sin embargo, el diseño elegido en el documento EP 3050655 fue deliberadamente seleccionado para tener solo dos posiciones indexables, presumiblemente porque este era el diseño óptimo concebido por los inventores para portaherramientas de diámetro pequeño.

La presente invención concibe que incluso a diámetros tan pequeños se puede proporcionar un inserto indexable de cuatro caras, por ejemplo, de forma cuadrada básica. Tradicionalmente, durante las operaciones de fresado de escalón a 90° para insertos intercambiables de cuatro caras, se utilizan simultáneamente dos bordes de corte adyacentes del inserto, un borde de corte ubicado radialmente para el mecanizado lateral y otro borde de corte ubicado axialmente para proporcionar una función de limpieza en el extremo axial de la fresa de inserción. Dado que el borde de corte que proporciona la función de limpiador ya sufre desgaste, se creía que no estaban disponibles cuatro posiciones indexables, y tales insertos eran desventajosos en comparación con el tipo indexable bidireccional alargado mostrado en el documento EP 3050655, que puede proporcionar un borde de corte más largo.

Se observará que se conocen insertos de corte que tienen más de cuatro bordes de corte en un lado, sin embargo, estas insertos no son conocidas para diámetros tan pequeños. Esto se debe a que, para compensar el desgaste mencionado anteriormente en un borde de corte utilizado como limpiador, el borde de corte típicamente no es recto, sino que comprende una pequeña parte de limpiador y una parte de borde de corte aliviada más grande. Por lo tanto, se reduce la longitud total del borde de corte de un inserto ya pequeña.

De manera similar, se conocen insertos de doble cara con incluso más de cuatro bordes, pero poder proporcionar espacio libre para dichos insertos de corte en portaherramientas de diámetro extremadamente pequeño es problemático.

Por lo tanto, el presente inventor ha descubierto que la función de limpieza no ha causado un desgaste significativo y que es posible utilizar toda el borde de corte, incluso después de haber sido utilizada en una posición de limpieza, como posición principal del borde de corte para portaherramientas de diámetro pequeño.

Además, se han incorporado varias características ventajosas, cada una de las cuales está diseñada para permitir una producción económica con el fin de que una fresa de inserción de pequeño diámetro sea competitivo frente a fresas de extremo sólido de diámetro similar, como se describirá a continuación.

Según un primer aspecto de la presente invención se proporciona un inserto de corte indexable de cuatro caras unilateral, que tiene una forma básica positiva y comprende: una superficie de inclinación; una superficie de apoyo de base ubicada opuesta a la superficie de inclinación; un eje del inserto (Aⁱ) que se extiende perpendicular a la superficie de apoyo de base y a través del centro del inserto, el eje del inserto define: una dirección ascendente desde la superficie de apoyo de base hacia la superficie de inclinación, una dirección descendente opuesta a la dirección ascendente, y una dirección perpendicular hacia fuera a las direcciones ascendente y descendente y que se extiende alejándose del eje del inserto; una altura del inserto de corte Hⁱ medible paralela al eje del inserto, desde la superficie de apoyo de base hasta el punto más alto de la superficie de inclinación; una superficie periférica que conecta la superficie de inclinación y la superficie de apoyo de base, la superficie periférica comprende: una subsuperficie inferior no rectificada que se extiende hacia arriba y hacia fuera desde la superficie de apoyo de base, la subsuperficie inferior comprende primera, segunda, tercera y cuarta superficies de tope lateral; y una subsuperficie superior que conecta la subsuperficie inferior y la superficie de inclinación, la subsuperficie superior comienza en la dirección ascendente en una altura mínima de superficie superior H^u por encima de la superficie de apoyo de base; un borde de corte formado en la intersección de la superficie periférica y la superficie de inclinación; un agujero roscado que se abre hacia las superficies de corte y de apoyo de base, el agujero roscado tiene un volumen vacío V^s; en donde: el inserto tiene un tronco cuadrado imaginario definido por: una base cuadrada que contiene la superficie de apoyo de base; cuatro superficies laterales de trapezoide isósceles, cada una de las cuales se extiende hacia arriba y hacia fuera desde la base cuadrada en un ángulo de relieve de superficie de tope e que cumple la condición 1° ≤ e ≤ 15°, y cada una contiene una respectiva de las primera, segunda, tercera y cuarta superficies de tope lateral; y una parte superior cuadrada que conecta las cuatro superficies laterales de trapezoide isósceles y se encuentra a una distancia igual a la altura del inserto de corte Hⁱ desde la base cuadrada; la subsuperficie superior comprende al menos una parte sobresaliente, que se extiende hacia fuera desde una de las superficies laterales de trapezoide adyacentes y tiene un punto más bajo en dicha altura mínima de la subsuperficie superior H^u; en una vista paralela al eje del inserto (Aⁱ), un diámetro del círculo inscrito Ic de los bordes de corte cumple la condición Ic ≤ 10 mm; y una relación de volumen VsNf del volumen vacío V^s y un volumen de material V^f del inserto de corte cumple la condición V^s N ^{f s} 0,25.

Además del descubrimiento mencionado anteriormente sobre la superficie del limpiador, al utilizar un pequeño inserto, es decir, con un diámetro del círculo inscrito Ic menor o igual a 10 mm, se ha encontrado que dichos pequeños insertos experimentan una distorsión relativamente pequeña (normalmente una protuberancia convexa) en el proceso de sinterización. Esta distorsión se trata tradicionalmente mediante la provisión de una superficie de tope lateral del bolsillo con una separación (para asegurar que la superficie de tope convexa del inserto entre en contacto de manera segura con la superficie de tope lateral en ambos lados de la separación), o mediante la provisión de un rebaje prediseñado en la superficie lateral del inserto de corte, o mediante un costoso rectificado del lateral del inserto de corte.

Dado que el inserto de corte de la presente invención es pequeña, la distorsión se encuentra dentro de tolerancias razonables y se puede evitar la modificación mencionada anteriormente del bolsillo y el rectificado periférico del inserto de corte. Por lo tanto, el inserto se define como tener una subsuperficie inferior no rectificada. Como se sabe en el arte, las superficies de tierra pueden ser identificadas por líneas de rectificado y líneas de discontinuidad donde una superficie de rectificación plana termina y comienza una superficie sin rectificar.

Además, dicho diseño de bolsillo también es útil para insertos circulares indexables de cuatro caras de tamaño pequeño, los cuales típicamente no pueden ser montados en el mismo bolsillo ya que entran en contacto con el centro de la superficie de tope lateral (y por lo tanto entrarían en contacto con una brecha en la superficie de tope lateral tradicional). Además, otros tipos de insertos como los insertos de alimentación indexables de cuatro caras también podrían ser utilizados con tales portaherramientas, lo que hace que los portaherramientas de la presente invención sean más versátiles y, por lo tanto, más económicos.

En consecuencia, existe una característica adicional ventajosa de al menos una parte sobresaliente, que separa la parte periférica del inserto para su montaje en el bolsillo del inserto (es decir, la subsuperficie inferior) y la parte de corte del inserto (es decir, el borde de corte). Así, al producir diferentes tipos de bordes de corte (90° o circular, etc.), se puede utilizar la misma inserto básica, o al menos el mismo bolsillo.

Tener una forma básica positiva, es decir, permitir un proceso de prensado con la menor cantidad de mecanizado posible, como se describe en el documento EP 3050655B1 (párr. [0034]), también contribuye a la ventaja económica del presente diseño. Se observará que el término "forma básica positiva" significa más específicamente que las áreas transversales cercanas a una superficie de apoyo de base del inserto son más pequeñas que las áreas transversales más alejadas de ella, pero no requiere que todas las superficies periféricas estén inclinadas de manera continua. Por ejemplo, en ciertas secciones del inserto, las superficies pueden extenderse de forma paralela con un eje del inserto.

Finalmente, la cantidad de material del propio inserto puede ser minimizada. Se ha encontrado que la relación de volumen VsNf definida anteriormente ha tenido un buen desempeño. Naturalmente, minimizar la cantidad de material y proporcionar cuatro posiciones indexables puede proporcionar una ventaja económica.

Si bien cada una de las cuatro características principales de diseño mencionadas anteriormente (a saber, cuatro posiciones indexables, subsuperficie inferior no rectificada debido a su pequeño tamaño, al menos una parte sobresaliente y material que minimiza el volumen) son ventajosas individualmente, se cree que la combinación de los cuatro elementos en el presente aspecto proporciona un inserto de corte con múltiples ventajas.

Además, aunque el uso previsto del inserto principal de la presente invención es para operaciones de fresado de escalón a 90°, dichos insertos son extremadamente pequeños y versátiles, por lo que podrían utilizarse para otras operaciones como el chaflanado (mediante la rotación de la orientación del bolsillo) o el taladrado, etc.

Según un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un fresa de inserción que comprende: un portaherramientas; y un inserto de corte según el aspecto anterior.

En tal fresa de inserción, el portaherramientas puede comprender: una parte de vástago; una parte de corte conectada a la parte de vástago y que comprende una bolsillo; y un eje de rotación que se extiende a través del centro del portaherramientas y define una dirección hacia adelante que se extiende desde la parte de vástago en dirección a la parte de corte; siendo que la bolsillo comprende: una superficie de tope de asiento; un agujero de bolsillo roscado que se abre hacia la superficie de tope de asiento y define un círculo inscrito mínimo del agujero de bolsillo Ip y un diámetro mínimo asociado del agujero de bolsillo D^p; y primera y segunda superficies de tope lateral orientadas en ángulo recto entre sí en una vista en planta de la superficie de tope de asiento; y en donde: cada una de las primera y segunda superficies de tope lateral tiene una forma continua alargada, siendo las primera y segunda superficies de tope lateral las únicas superficies de tope del bolsillo aparte de la superficie de tope de asiento; y el inserto de corte se monta en la bolsillo con la superficie de apoyo de base del inserto topa con la superficie de tope de asiento del bolsillo y dos de las superficies de tope lateral adyacentes del inserto en contacto con las primera y segunda superficies de tope lateral del bolsillo.

Cabe destacar que el "ángulo recto" definido anteriormente no se refiere exactamente a 90°, sino dentro de las tolerancias de fabricación, es decir, aproximadamente 90° ± 3°, preferiblemente 90° ± 1°.

Como se mencionó anteriormente, un inserto indexable de cuatro caras con una subsuperficie inferior no rectificada y un bolsillo como se define anteriormente permite una producción sencilla del bolsillo y versatilidad en el sentido de que el bolsillo también puede acomodar otros tipos de insertos indexables de cuatro caras.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un portaherramientas según se define en el segundo aspecto.

Según un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un inserto de corte indexable de cuatro caras que tiene un borde de corte circular y exactamente cuatro superficies de tope lateral igualmente espaciadas.

Según un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona un inserto de corte indexable de cuatro caras que tiene una relación de volumen de VsNf s 0,30.

Se entenderá que una mayor relación de volumen utiliza menos material. Por lo tanto, se prefiere que la relación de volumen cumpla con la condición: VsNf s 0,30, o incluso VsNf s 0,35. Una relación de volumen máximo aproximado para condiciones de corte modernas aceptables se cree, teóricamente, que cumple la condición: V^s N ^f á 0,55. Esta relación de volumen máximo es particularmente relevante para un inserto de tipo circular que tiene muy poco material según la presente invención. En cuanto a las insertos de bordes cuadrados, es probable que una relación de volumen máximo aproximado de V^s N ^f á 0,40 sea la relación de volumen máximo aproximada.

Se entenderá que aunque el diámetro del círculo inscrito Ic definido anteriormente permite que la subsuperficie inferior no sea rectificada, tamaños aún más pequeños permitirán utilizar portaherramientas de diámetro más pequeño y/o tener insertos adicionales. Por lo tanto, se prefiere que el diámetro del círculo inscrito Ic cumpla la condición: Ic á 8 mm, o incluso Ic á 6,5 mm, y preferiblemente Ic á 5 mm. Se cree que un tamaño mínimo aproximado factible cumple la condición: Ic s 3,5 mm.

Se entenderá que una altura mínima de la subsuperficie superior Hu más grande permite una mayor altura de la subsuperficie inferior. La subsuperficie inferior proporciona una función de apoyo y, por lo tanto, una altura maximizada de la misma proporciona una mayor estabilidad al inserto cuando se monta en el bolsillo. Por el contrario, se necesita un tamaño suficiente de la subsuperficie superior para la función de corte. En consecuencia, se prefiere que la altura mínima de la subsuperficie superior Hu cumpla con la condición: 0,60 Hi á Hu á 0,90Hi, o incluso 0,60 Hi á Hu á 0,80 Hi, y preferiblemente 0,63 Hi á Hu á 0,73 Hi.

Al menos una parte sobresaliente puede ser una única parte sobresaliente continua que se extiende a lo largo de toda la circunferencia del inserto o puede ser una pluralidad de partes sobresalientes espaciadas circunferencialmente, como se prefiere en algunas modalidades, como el inserto de borde circular, como se explica a continuación.

El inserto de corte puede ser preferiblemente simétrica en rotación de 90° con respecto al eje del inserto. Dicho de otra manera, el inserto de corte puede tener cuatro lados idénticos.

El inserto de corte puede comprender cuatro esquinas idénticas y cuatro bordes rectos idénticos que conectan las esquinas. Se entenderá que esto proporciona una forma económica y sencilla, libre de geometrías complejas. Dicho de otra manera, el inserto puede tener un borde de forma cuadrada básica con esquinas redondeadas. Esta forma puede ser la forma más preferida que tiene bordes largos y rectos para cortar.

Según un ejemplo preferido, cada borde recto tiene una longitud de borde L^e que cumple la condición: 0,65 I^c < L^e < 0,95 I^c. Preferiblemente, la longitud de borde L^e cumple la condición: 0,75 I^c < L^e < 0,90 I^c. Así, para una inserción extremadamente pequeña, todo el borde recto de un lado del inserto puede servir como borde de corte principal, y todo el borde recto en un lado adyacente puede servir como limpiador. Es importante destacar que, dado que el inserto es tan pequeño, todo el borde constituye un limpiador relativamente grande (lo que plantea la preocupación anterior sobre el desgaste al usarlo como limpiador). En muchos diseños conocidos, esto se supera mediante un borde no recto, es decir, un pequeño limpiador adyacente a una esquina seguido de una parte de borde aliviado que sigue una dirección diferente. En la presente invención, sin embargo, cada borde recto puede tener una geometría más simple, sirviendo como un limpiador más grande cuando se encuentra en una posición indexada, y luego funcionando como un borde de corte principal después de la indexación del inserto. Es importante destacar que un limpiador grande puede proporcionar un mejor acabado en una pieza de trabajo mecanizada.

Alternativamente, la forma básica del inserto puede tener un borde recto muy pequeño y un radio de esquina muy grande para operaciones de fresado de escalón que no sean de 90° (similar a la operación de un inserto circular). En tal modalidad, la longitud de borde L^e cumple la condición: 0,10 I^c < L^e < 0,50 I^c, preferiblemente 0,15 I^c < L^e < 0,35 Ic.

Todavía de manera alternativa, el borde de corte puede ser, por ejemplo, circular.

Preferiblemente, la superficie de apoyo de base se rectifica. En una modalidad preferida, solo se rectifica la superficie de apoyo de base del inserto de corte. Esta es la producción más económica del inserto.

En algunas aplicaciones, es necesario realizar una operación adicional de rectificado de la superficie de inclinación. En tal modalidad, la superficie de apoyo de base y todo el borde de corte están rectificados y el borde de corte está contenido dentro de la parte superior cuadrada. Dicho de otra manera, la operación de rectificado no se realiza en toda la superficie periférica, sino solo en la parte superior del inserto y, por lo tanto, todo el borde está contenido dentro de un plano, en este caso descrito como contenido dentro de la parte superior cuadrada. Se entenderá que este rectificado superior del inserto permite rectificar una multitud de insertos en un solo paso. Si bien esto es desventajoso en algunos aspectos, puede compensarse mediante el bolsillo inclinado para proporcionar una posición de corte positiva adecuada.

Para algunas aplicaciones, también es posible producir un borde de corte contenido dentro de la parte superior cuadrada dentro de las tolerancias deseadas y sin la necesidad de una operación de rectificado, lo cual, por supuesto, es preferible ya que es más económico.

Para una mayor estabilidad, el ángulo de relieve de superficie de tope e cumple preferiblemente la condición de 2°.á e á 8°, y preferiblemente 4° á e á 7°.

Para proporcionar un rendimiento adecuado, un ancho de tierra de corte W^l medible perpendicular al eje del inserto tomado en cualquier posición a lo largo del borde de corte cumple la condición: Wl 0,14 mm. Preferiblemente, el ancho de la tierra W^l cumple la condición: 0,02 mm á W^l á 0,14 mm, o aún más preferiblemente 0,03 mm á W^l á 0,11 mm, y preferentemente 0,04 mm á Wl á 0,08 mm.

El bolsillo está preferiblemente inclinado con respecto al eje de rotación del portaherramientas para compensar que el borde de corte sea plano, es decir, contenido en el cuadrado superior.

El agujero de bolsillo puede ser igualmente grande en sección transversal en comparación con la distancia a las superficies de tope lateral. Esto se puede observar a partir del diámetro del agujero de bolsillo y las distancias a las superficies laterales.

Las superficies laterales están preferiblemente orientadas típicamente al mismo ángulo que las superficies de tope del inserto.

El eje del tornillo puede estar preferiblemente desplazado desde el centro de la superficie de tope de asiento, es decir, ligeramente más cercano a donde las superficies laterales están más cerca una de la otra, de modo que un tornillo que sujeta el inserto de corte al bolsillo inclinará el inserto de corte hacia las superficies laterales.

La aplicación más ventajosa para un inserto de acuerdo con la presente invención se cree que son las fresas de inserción para cortar diámetros pequeños, especialmente para los rangos de diámetro estándar de 9,7 mm a 16 mm. Aunque se puede utilizar una fresa de inserción de tamaño estándar de 6 mm con una sola inserto de corte, e incluso se pueden utilizar fresas de inserción de diámetros aún mayores, se cree que son menos eficientes que otros portaherramientas en esos tamaños. Para el inserto de tamaño pequeño ejemplificado (Ic = 4 mm), son factibles fresas de inserción de 9,7 mm de diámetro con dos insertos, de 12 mm de diámetro con dos o incluso tres insertos, de 14 mm de diámetro con cuatro insertos y de 16 mm de diámetro con cinco insertos. Se observará que la presente invención es más ventajosa en el extremo inferior del rango de diámetro mencionado, especialmente en fresas de inserción de 9,7 mm y 12 mm. El beneficio de esto se puede notar al multiplicar el número de insertos mencionados por cuatro (es decir, el número de posiciones indexables disponibles para cada inserto).

Según un sexto aspecto, se proporciona un inserto de corte que comprende una superficie de inclinación, una superficie de apoyo de base generalmente plana, una superficie periférica que conecta la superficie de inclinación y la superficie de apoyo de base, un agujero roscado con un eje central y un borde de corte formado en la intersección de la superficie periférica y la superficie de inclinación; el inserto es indexable alrededor del eje central; la superficie periférica comprende una primera superficie de tope lateral, una primera superficie de no tope adyacente a una primera superficie de tope lateral, una segunda superficie de tope lateral, una segunda superficie de no tope adyacente a una segunda superficie de tope lateral; la primera superficie de tope lateral y la primera superficie de no tope lateral se encuentran entre esquinas adyacentes primera y segunda; la segunda superficie de tope lateral y la segunda superficie de no tope lateral se encuentran entre dicha segunda esquina y una tercera esquina adyacente a la segunda esquina; las primera y segunda superficies no de tope lateral están espaciadas más lejos del eje central que las primera y segunda superficies de tope lateral.

Como se desprenderá de la descripción a continuación, no solo el aspecto presente sino cualquiera de los aspectos anteriores también podría comprender la característica descrita en el sexto aspecto o como se describe en las Figuras 15 a 18B a continuación (dicho de otra manera, la característica es, en resumen, un par de superficies de tope lateral adyacentes y superficies de no tope laterales, cada superficie de no tope lateral está espaciada más lejos de un eje central que cada superficie de tope lateral). La ventaja de esto es especialmente notable cuando las partes de un borde de corte entre dos esquinas adyacentes tienen geometrías diferentes (es decir, funciones de corte diferentes).

Por ejemplo, la característica, cuando, por ejemplo, se define para un inserto indexable de cuatro caras, podría definirse como: la superficie periférica además comprende una primera superficie de no tope lateral adyacente a la primera superficie de tope lateral, una segunda superficie de no tope lateral adyacente a la segunda superficie de tope lateral, una tercera superficie de no tope lateral adyacente a la tercera superficie de tope lateral y una cuarta superficie de no tope lateral adyacente a la cuarta superficie de tope lateral; en donde cada una de las primera, segunda, tercera y cuarta superficies de no tope están más alejadas del eje central que las primera, segunda, tercera y cuarta superficies de tope.

Dicho de otra manera, una primera longitud L1 se puede medir desde un eje central A i hasta cada superficie de tope lateral 38”', y una segunda longitud L2 se puede medir desde el eje central A i hasta cada superficie de no tope lateral 39”'; y la primera longitud L1 es menor que la segunda longitud L2. En términos matemáticos, esta relación puede expresarse como: L2 = L1 A (donde A es la diferencia entre la primera longitud L1 y la segunda longitud L2). La segunda longitud L2 puede definirse preferiblemente con la siguiente condición: 0,04 mm < A < 0,5 mm, más preferiblemente 0,06 mm < A < 0,2 mm, y preferiblemente 0,06 mm < A < 0,1 mm.

Preferiblemente, el inserto es un inserto de corte indexable de cuatro caras. Preferiblemente, los bordes de corte son idénticos para cada posición indexada.

Preferiblemente, el inserto es un inserto de alimentación con una rampa adyacente y bordes de corte de alimentación entre dos esquinas adyacentes. Preferiblemente, cada superficie de no tope lateral' se encuentra generalmente debajo del borde de corte de alimentación y cada superficies de tope lateral se encuentra generalmente debajo del borde de corte de rampa.

Preferiblemente, las superficies de no tope lateral están orientadas al mismo ángulo que las primera y segunda superficies de tope lateral del bolsillo.

Preferiblemente, las superficies de no tope lateral están orientadas al mismo ángulo de índice que las superficies de tope lateral.

Preferiblemente, en una vista transversal perpendicular a un eje central, el ancho de la superficie de tope lateral es mayor que el ancho de la superficie de no tope lateral.

Preferiblemente, la superficie periférica comprende una subsuperficie de relieve adyacente a la superficie de apoyo de base. Para elaborar, la subsuperficie de relieve está ubicada más hacia el interior que la superficie que la cubre. Preferiblemente, la subsuperficie de relieve se encuentra debajo de la superficie de no tope lateral. Además, es preferible que la subsuperficie de relieve también pueda ubicarse debajo de la superficie de tope lateral. Preferiblemente, la subsuperficie de relieve puede ubicarse debajo tanto de la superficie de tope lateral como de la superficie de no tope lateral. En la modalidad más preferida, la subsuperficie de relieve puede extenderse alrededor de toda la superficie periférica del inserto. Preferiblemente, la subsuperficie de relieve es curvada convexamente.

Preferiblemente, la superficie de inclinación puede incluir una tierra negativa.

Preferiblemente, la superficie de inclinación puede comprender una parte de superficie de inclinación curvada convexamente adyacente al borde de corte de rampa.

Breve descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión del objeto de la presente invención, y para mostrar cómo se puede llevar a cabo en la práctica, se hará referencia ahora a los dibujos adjuntos derivados de un modelo a escala, en los cuales:

La Figura 1A es una vista lateral de una fresa de inserción que comprende un portaherramientas y una pluralidad de inserciones de acuerdo con el objeto de la presente invención, girada para mostrar una vista frontal (es decir, axial) del inserto más a la izquierda;

La Figura 1B es una vista lateral del fresa de inserción en la Figura 1A, girada para mostrar una vista lateral del inserto más a la izquierda en la Figura 1A;

La Figura 1C es una vista lateral del fresa de inserción en las Figuras 1A y 1B;

La Figura 2 es una vista frontal de una fresa de inserción, similar a la fresa de inserción mostrada en las Figuras 1A a 1C, excepto que tiene dos insertos;

La Figura 3 es una vista frontal de una fresa de inserción, similar a la fresa de inserción mostrada en las Figuras 1A a 1C, excepto que tiene cinco insertos;

La Figura 4 es una vista en perspectiva del inserto más a la izquierda mostrado en la Figura 1A;

La Figura 5A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea VA-VA en la Figura 6C; La Figura 5B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea VB-VB en la Figura 6C; La Figura 5C es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea VC-VC en la Figura 6C; La Figura 6A es una vista lateral del inserto en la Figura 4;

La Figura 6B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea VIB-VIB en la Figura 6A;

La Figura 6C es una vista superior (es decir, axial) del inserto en la Figura 6A;

La Figura 7A es una vista superior de un tronco cuadrado imaginario, mostrando la parte superior cuadrada del mismo; La Figura 7B es una vista lateral del tronco de pirámide cuadrado en la Figura 7A, mostrando una superficie lateral de trapezoide isósceles del mismo;

La Figura 7C es una vista inferior del tronco cuadrado en la Figura 7A, mostrando las cuatro superficies laterales de trapezoide isósceles y la base cuadrada del mismo;

La Figura 7D es otra vista lateral del tronco cuadrado en la Figura 7A, rotado;

La Figura 7E es una vista lateral esquemática del inserto en la Figura 4, mostrado dentro del tronco cuadrado;

La Figura 7F es una vista en perspectiva del tronco cuadrado en la Figura 7A;

La Figura 7G es una vista esquemática en perspectiva del inserto en la Figura 4, mostrado dentro de una parte del tronco cuadrado y el sombreado esquemático indica dónde las superficies laterales de trapezoide del tronco cuadrado contienen las superficies de tope lateral del inserto de corte;

La Figura 8A es una vista en perspectiva de un bolsillo de cualquiera de las fresas insertables en las Figuras 1A a 3; La Figura 8B es una vista lateral del bolsillo en la Figura 8A;

La Figura 8C es una vista superior (es decir, axial) del bolsillo en la Figura 8A, y también constituye una vista en planta de la superficie de tope de asiento del bolsillo;

La Figura 9 es una vista en perspectiva de otro inserto y un sombreado que indica esquemáticamente dónde se encontrarían las superficies laterales de trapezoide de un tronco cuadrado (no mostrado) que contienen las superficies de tope lateral del inserto de corte;

La Figura 10A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XA-XA en la Figura 11C;

La Figura 10B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XB-XB en la Figura 11C;

La Figura 11A es una vista lateral del inserto en la Figura 9;

La Figura 11B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XIB-XIB en la Figura 11A;

La Figura 11C es una vista superior (es decir, axial) del inserto en la Figura 11A;

La Figura 11D es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XID-XID en la Figura 11A;

La Figura 12 es una vista en perspectiva de otro inserto y un sombreado que indica esquemáticamente dónde se encontrarían las superficies laterales de trapezoide de un tronco cuadrado (no mostrado) que contienen las superficies de tope lateral del inserto de corte;

La Figura 13A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XINA-XINA en la Figura 14C;

La Figura 13B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XINB-XNIB en la Figura 14C;

La Figura 13C es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XNIC-XNIC en la Figura 14C;

La Figura 14A es una vista lateral del inserto en la Figura 12;

La Figura 14B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XIVB-XIVB en la Figura 14A;

La Figura 14C es una vista superior (es decir, axial) del inserto en la Figura 14A;

La Figura 14D es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XIVD-XIVD en la Figura 14A;

La Figura 15 es una vista en perspectiva de otro inserto y un sombreado que indica esquemáticamente dónde se encontrarían las superficies laterales de trapezoide de un tronco cuadrado (no mostrado) que contienen las superficies de tope lateral del inserto de corte;

La Figura 16A es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XVIA-XVIA en la Figura 17C;

La Figura 16B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XVIB-XVIB en la Figura 17C;

La Figura 16C es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XVIC-XVIC en la Figura 17C;

La Figura 17A es una vista lateral del inserto en la Figura 15;

La Figura 17B es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XIIVB-XIIVB en la Figura 17A;

La Figura 17C es una vista superior (es decir, axial) del inserto en la Figura 17A; y

La Figura 17D es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea XIIVD-XIIVD en la Figura 17A; La Figura 18A es una vista superior de un bolsillo correspondiente al bolsillo en las Figuras 8A a 8C que comprende un inserto según las Figuras 15 a 17D pero solo mostrando una vista en sección transversal correspondiente a la Figura 17D, el inserto estando en una posición de montaje correcta; y

La Figura 18B es una vista similar a la Figura 18A, excepto que se muestra el inserto en una posición de montaje incorrecta.

Descripción detallada

Las Figuras 1A a 1C ilustra una fresa de inserción 10 configurada para operaciones de fresado de escalón a 90°.

El fresa de inserción 10 comprende un portaherramientas 12, insertos de corte 14 y tornillos 16 para asegurar los insertos de corte 14 al portaherramientas 12.

El fresa de inserción 10 está configurado para girar alrededor de un eje de rotación A^r que se extiende longitudinalmente a través de su centro.

El eje de rotación A^r define direcciones opuestas axialmente hacia adelante y hacia atrás D^f, D^r, y direcciones opuestas de corte y no corte rotacional Dc, Dn.

El portaherramientas 12 comprende una parte de vástago 18 y una parte de corte 20 que se extiende hacia adelante desde ella.

La parte de corte 20 comprende uno o más bolsillos 22.

En el ejemplo mostrado en las Figuras 1A-1C, hay tres bolsillos 22 (mostrados sin insertos en las Figuras 8A a 8C). Para portaherramientas de diámetro más pequeño, solo es posible proporcionar menos bolsillos, por ejemplo, se muestra una modalidad de dos bolsillos de una fresa de inserción 10' en la Figura 2. Para portaherramientas de mayor diámetro, se pueden proporcionar más compartimentos como se muestra en el portaherramientas de 10" en la Figura 3.

Los insertos de corte 14, los tornillos 16 y los bolsillos 22, en los ejemplos dados, son idénticos, por lo tanto, las características descritas con respecto a uno deben considerarse aplicables a todos.

El inserto de corte 14 se describirá ahora con referencia a las Figuras 4-6C.

El inserto de corte 14 es un inserto de corte indexable de cuatro caras unidireccional con una forma básica positiva. Comprende una superficie de inclinación 24, una superficie de apoyo de base generalmente plana 26, una superficie periférica 28, un agujero roscado 30 y un borde de corte 32.

Un eje del inserto A i (Figura 6A) se extiende perpendicular a la superficie de apoyo de base 26 y a través del centro del inserto 14. El eje del inserto A ⁱ se proporciona para ayudar a definir las direcciones y características del inserto de corte 14. En general, aunque es preferible que un agujero roscado de la presente invención esté ubicado en el centro de un inserto y sea perpendicular a una superficie de apoyo de base, lo que resulta en un eje del inserto que también se extiende a través del centro del agujero roscado, se entenderá que es posible que un agujero roscado esté inclinado o no esté perfectamente centrado en un inserto de corte, lo que resulta en un eje del agujero roscado (no mostrado) que no es coaxial con el eje del inserto A ⁱ (mientras que en el ejemplo preferido actual son coaxiales). Sin embargo, dado que la presente invención busca minimizar al máximo el uso de material, ciertamente para fines de resistencia estructural se prefiere el agujero roscado central y perpendicular ejemplificado.

El eje del inserto A ⁱ define direcciones opuestas hacia arriba y hacia abajo D^u, D^d, y direcciones opuestas hacia adentro y hacia fuera Di, Do. La dirección hacia fuera Do no pretende definir una dirección específica, sino todas las posibles direcciones hacia fuera de 360° desde el eje del inserto A i, se ejemplifican tres de estas direcciones. Esto también es cierto, en la dirección opuesta, para la dirección interna Di.

Como se muestra, por ejemplo en las Figuras 4 y 5C, la superficie de inclinación 24 puede inclinarse preferiblemente hacia adentro y hacia abajo desde el borde de corte para formar un ángulo interno agudo a con fines de formación de virutas.

La superficie de apoyo de base 26 es generalmente plana como se muestra, pero se entenderá que esta definición no excluye la posible inclusión de un pequeño borde de transición redondeado entre la superficie periférica y la superficie de apoyo de base, como se muestra, por ejemplo, en la Figura 7 del documento EP 3050655.

Haciendo referencia a las Figuras 4 y 6A, la superficie periférica 28 comprende una subsuperficie inferior 34 y una subsuperficie superior 36. La subsuperficie inferior 34 no está rectificada y se extiende hacia arriba y hacia fuera desde la superficie de apoyo de base 26, y comprende las primera, segunda, tercera y cuarta superficies de tope lateral 38A, 38B, 38C, 38D. (En la Figura 4 solo se muestran 38A y 38B y las posiciones de 38C y 38D, que están ocultas, se identifican esquemáticamente; en adelante, las superficies de tope lateral idénticas se identificarán en general como "superficie(s) de tope lateral 38").

Haciendo referencia a las Figuras 6A y 6B, la forma básica positiva del inserto de corte 14 significa que la subsuperficie inferior 34 forma un ángulo interno obtuso p1 con la superficie de apoyo de base 26. Preferiblemente, aunque opcionalmente, la subsuperficie superior 36 forma un ángulo interno obtuso pi con la superficie de apoyo de base 26. Alternativamente, es posible que la subsuperficie superior 36 sea, por ejemplo, perpendicular a la superficie de apoyo de base 26.

Cada una de las superficies de tope lateral 38 es generalmente plana. Para elaborar, se muestra en la Figura 6C un abultamiento convexo esquemático exagerado 40. La protuberancia 40 generalmente se produce a partir de un proceso de sinterización. Dado que los insertos de la presente invención son pequeños, la distorsión resultante en forma de abultamiento 40 es lo suficientemente pequeña como para que no requieran rectificado. En términos generales, dicha convexidad o concavidad (no mostrada; que puede considerarse como un "abultamiento" hacia adentro para los fines de la descripción) se mide como la distancia máxima desde un plano que conecta las esquinas adyacentes de un inserto hasta dicho abultamiento.

Por lo tanto, se afirma que el inserto tiene una subsuperficie inferior no rectificada. Aunque en la Figura 4, por ejemplo, parece haber una línea de discontinuidad 42, esto es simplemente el resultado de esta ilustración en particular que muestra una línea de curvatura. Un producto real que no ha sido molido no tiene una línea discernible y transita suavemente desde la parte generalmente plana hasta el radio.

La subsuperficie superior 36 comprende al menos una parte sobresaliente 44, descrita más adelante en referencia a las Figuras 7A a 7G.

Refiriéndose a la Figura 6C, el inserto de corte 14 puede comprender cuatro esquinas idénticas 46A, 46B, 46C, 46D (en adelante referidas en general como "esquina(s) 46") y cuatro bordes rectos idénticos 48A, 48B, 48C, 48D (en adelante referidos en general como "borde(s) recto(s) 48") que conectan las esquinas.

Las dimensiones de varias características se muestran de la siguiente manera: cada esquina puede tener un radio R (Figura 6C); cada borde recto 48 puede tener una longitud de borde Le medida desde el punto de transición del radio de las esquinas (Figura 6C); se muestra un ancho del borde de corte Wl en la Figura 5B; y se muestra un círculo inscrito imaginario C, y su diámetro Ic en la Figura 6C.

Haciendo referencia a las Figuras 6B y 6C, se define un volumen vacío V^s del inserto de corte 14 por los límites del agujero roscado 30. Específicamente, se define una altura Hs del agujero roscado desde la superficie de apoyo de base 26 hasta el borde superior 49 del agujero roscado 30 (también designado en la Figura 4). Dicho de otra manera, el volumen vacío V^s se calcula como el volumen del vacío que se extiende desde el fondo del agujero roscado 30, definido en un plano inferior P^l perpendicular al eje del inserto A ⁱ y esencialmente coplanar con la superficie de apoyo de base 26, hasta la parte superior del agujero roscado 30, definido en un plano superior P^t perpendicular a la intersección del agujero roscado 30 y la superficie de inclinación 24, es decir, a la altura del borde superior 49. Más precisamente, como se muestra en la Figura 5A, el borde superior 49 es una intersección de una esquina curva 51 del agujero roscado 30 y la superficie de inclinación 24.

El volumen de material Vf es, como su nombre indica, el volumen del material real del cual está hecho el inserto de corte 14.

Refiriéndonos ahora a las figuras 7A a 7G se muestra un tronco cuadrado imaginario 50 que comprende una base cuadrada 52, cuatro superficies laterales de trapezoide isósceles idénticas 54A, 54B, 54C, 54D (señalando que en la figura 7F solo se muestran 54A y 54B y las posiciones de 54C y 54D, que están ocultas, se identifican esquemáticamente; en adelante se denominarán en general "superficie(s) lateral(es) trapezoidal(es) 54") y una parte superior cuadrada 56 que es más grande que la base cuadrada 52.

Cada superficie lateral de trapezoide 54 se extiende hacia arriba y hacia fuera desde la base cuadrada 52 (o, de manera equivalente, hacia abajo y hacia adentro desde la parte superior cuadrada 56) en un ángulo de relieve de superficie de tope e que cumple la condición 1° ≤ e ≤ 15° (Figura 7D).

El sombreado, designado esquemáticamente como 58A, 58B en la Figura 7G (teniendo en cuenta que no se muestra la altura completa del tronco cuadrado), muestra esquemáticamente dónde se encuentran respectivamente las primera y segunda superficies de tope lateral 38A, 38B dentro de las superficies laterales de trapezoide isósceles.

De manera similar, la base cuadrada 52 contiene la superficie de apoyo de base 26.

Como, en este ejemplo, el borde de corte 32 se encuentra a una altura única, es decir, a una altura del inserto de corte Hi desde la base cuadrada 52, la parte superior cuadrada 56 contiene el borde de corte 32.

La Figura 7E muestra, en una vista lateral, donde al menos una parte sobresaliente 44 se extiende aún más hacia fuera desde las superficies laterales de trapezoide isósceles 54. En este ejemplo, solo hay una única parte sobresaliente 44, que se extiende de manera continua alrededor de toda la circunferencia del inserto.

La subsuperficie superior 36 (Figura 6A) comienza, en dirección ascendente, a una altura mínima de la subsuperficie superior Hu por encima de la superficie de apoyo de base 26, siendo la altura mínima de la subsuperficie superior Hu medible en paralelo al eje del inserto Al. Al menos una parte sobresaliente 44 tiene un punto más bajo 60 en la altura mínima de la subsuperficie superior H^u por encima de la superficie de apoyo de base 26.

Refiriéndonos ahora a las Figuras 8A a la 8C, el bolsillo 22 comprende una superficie de tope de asiento 62, un agujero de bolsillo roscado 64 que se abre hacia la superficie de tope de asiento 62 y define un círculo inscrito mínimo del agujero de bolsillo Ip y un diámetro mínimo asociado del agujero de bolsillo Dp, primera y segunda superficies de tope lateral 66A, 66B orientadas en ángulo recto entre sí en una vista en planta (es decir, la vista en la Figura 8C) de la superficie de tope de asiento 62.

El agujero de bolsillo 64 puede ser igualmente grande en sección transversal en comparación con la distancia a las superficies de tope lateral. Esto se puede observar a partir del diámetro del agujero de bolsillo D^p y las distancias desde el agujero de bolsillo 64 hasta las superficies de tope lateral 66A, 66B.

Las primera y segunda superficies laterales 66A, 66B están preferiblemente orientadas típicamente al mismo ángulo interno obtuso p1 que las superficies de tope 38 del inserto.

Un eje de tornillo A^s puede estar preferiblemente desplazado desde el centro de la superficie de tope de asiento, es decir, ligeramente más cercano a donde las superficies laterales están más cerca una de la otra (es decir, el área generalmente designada como 68), de modo que un tornillo que sujeta el inserto de corte al bolsillo incline el inserto de corte hacia las superficies laterales.

Refiriéndonos ahora a las Figuras 1A a 1C, preferentemente se proporciona un rebaje de herramienta 70 para que una herramienta pueda acceder fácilmente a un tornillo 16 montado en el bolsillo 22.

Cuando se monta, el tornillo 16 asegura el inserto de corte 14 de manera que la superficie de apoyo de base 26 se apoya en la superficie de tope de asiento 62, la primera superficie de tope 38A se apoya en la primera superficie lateral 66A, y una superficie de tope adyacente 66 (en este ejemplo, la cuarta superficie de tope 38D, mostrada en la Figura 1C) se apoya en la segunda superficie lateral 66B. Se entenderá que el inserto de corte 14 puede ser indexada cuatro veces en la bolsillo 22 y que la designación exacta de qué superficies de tope específicas entran en contacto en un momento dado no es importante.

Más importante aún, se observa que la subsuperficie superior 36 no entra en contacto con el portaherramientas 12, por lo que se pueden montar insertos con diferentes bordes de corte en el mismo portaherramientas 12.

El bolsillo está preferiblemente inclinado en la dirección hacia adelante D^f y en la dirección de corte De con respecto al eje de rotación Ar, como se muestra por un ángulo de inclinación p. El ángulo de inclinación p puede cumplir preferiblemente la condición 2° ≤ p ≤ 5°.

En la Figura 1B, para el fresa de inserción 10 ejemplificado, uno de los bordes de corte rectos (por ejemplo, el tercer borde recto 48C) realiza una función de limpieza y solo sobresale una pequeña distancia de limpieza D^w desde el portaherramientas. Notablemente, su orientación es perpendicular al eje de rotación Ar. En este ejemplo, el segundo borde recto 48B es el borde de corte principal que proporciona una operación de fresado de escalón de 90°.

Refiriéndose a la Figura 1A, dado que todo el borde de corte 48 (ejemplificado como el segundo borde recto 48B) es recto y generalmente paralelo al eje de rotación Ar, se puede lograr una profundidad de corte Ap comparativamente grande para un inserto de corte comparativamente muy pequeño. Por la misma razón, esto también es cierto que todo el tercer borde recto 48C proporciona un limpiador comparativamente grande, generalmente perpendicular al eje de rotación AR.

Refiriéndonos ahora a las Figuras 9 a 11D, una modalidad del inserto diferente, es decir, un inserto circular 14', se muestra. Las primera y segunda superficies de tope lateral 66A, 66B del bolsillo no tienen espacio en el centro de las mismas, como suele proporcionarse para contrarrestar un abultamiento del inserto descrito anteriormente. Debido a que las primera y segunda superficies de tope lateral del bolsillo 66A, 66B carecen de una separación, se puede utilizar un inserto circular como el inserto de corte designado 14', que se apoyará en las partes centrales de las primera y segunda superficies de tope lateral 66A, 66B en el mismo bolsillo 22 exactamente como se describió anteriormente para el inserto 14.

El inserto circular 14' es un inserto de corte indexable de cuatro caras de un solo lado con una forma básica positiva. Aparte de las formas del borde de corte 32', las superficies de tope lateral 38' y las partes sobresalientes 54', se puede considerar que el inserto circular 14' es similar en todo lo demás al inserto 14 descrito anteriormente. En consecuencia, solo se detallarán las diferencias significativas.

Los números de referencia correspondientes a los utilizados en el inserto descrito anteriormente, pero con un apóstrofe (') al final, deben considerarse con función comparativa.

El borde de corte 32' es completamente circular y, por lo tanto, también corresponde al círculo inscrito imaginario C'.

Las superficies de tope lateral 38' pueden preferiblemente, pero opcionalmente, tener una inclinación en la dirección descendente Dd (Figura 11 A). Dicho de otra manera, pueden tener una forma de tronco de cono (señalando que no es una forma triangular ya que la parte sobresaliente no se incluye como parte de la superficie de tope lateral).

Mientras que la forma cónica se extiende desde el borde de corte 32' hasta la superficie de apoyo de base 26', se entenderá que el tope de las superficies de tope lateral 38' y las superficies de tope lateral del bolsillo solo se producirá con las partes sombreadas, dos de las cuales se muestran en la Figura 9.

Finalmente, se observará que al menos una parte sobresaliente 44' en realidad son cuatro partes sobresalientes separadas y espaciadas. Como se muestra en la Figura 10B, a diferencia de la Figura 10A, ciertas partes circunferenciales de la superficie periférica 28' carecen de cualquier parte sobresaliente 44'. La Figura 10A es una vista a través de una sección transversal a través del centro de la superficie de tope lateral 38' tal como se entiende a partir de las Figuras 11C y 11D. Al tener una pluralidad de partes sobresalientes espaciadas, se puede lograr un borde de corte completamente circular al mismo tiempo que se tienen cuatro superficies de tope lateral generalmente planas, separadas verticalmente del borde de corte, para proporcionar cuatro posiciones de indexación distintas.

Refiriéndonos ahora a las Figuras 12 a 14D se muestra una modalidad de inserción diferente, es decir, un inserto de alimentación 14".

El inserto de alimentación de 14" es similar a los insertos anteriores en la mayoría de los aspectos, excepto que el borde de corte ha sido diseñado para el fresado de alimentación (es decir, que comprende capacidad combinada de rampa y mecanizado de alimentación). En consecuencia, solo se detallarán las diferencias significativas.

Los números de referencia correspondientes a los utilizados en el inserto descrito anteriormente, pero con dos apóstrofos (”) al final, deben considerarse con función comparativa.

El inserto de alimentación de 14" simplemente ejemplifica que las superficies de tope lateral 38" pueden estar ubicadas en una posición distinta al centro de la superficie lateral del inserto. Dicho de otra manera, generalmente pueden ser planos solo adyacentes a las esquinas del inserto. Las partes sombreadas de las superficies de tope lateral 38" en la Figura 12 estarán contenidas de manera similar dentro de las superficies laterales de trapezoide isósceles descritas anteriormente. Por lo tanto, el mismo portaherramientas 12 también se puede utilizar para proporcionar una función de alimentación.

Refiriéndonos ahora a las Figuras 15 a 17D, se muestra un inserto diferente 14'”.

El inserto de alimentación 14'” es similar a los insertos anteriores y en particular al inserto designado como 14", ya que ambos tienen un borde de corte diseñado para el fresado de alimentación (es decir, que comprende bordes de corte de alimentación y rampa combinados adyacentes (o sub-bordes) adyacentes entre sí).

A menos que se especifique lo contrario, las características con números de referencia similares son similares o idénticas a las inserciones anteriores. Se detallan a continuación las diferencias significativas.

El inserto de corte 14”' es un inserto de corte indexable de cuatro caras unidireccional con una forma básica positiva. Comprende una superficie de inclinación 24”', una superficie de apoyo de base generalmente plana 26”', una superficie periférica 28'”, un agujero roscado 30'” y un borde de corte 32'”.

Un eje del inserto A i (Figura 6A) se extiende perpendicular a la superficie de apoyo de base 26'” y a través del centro del inserto 14'”.

Refiriéndose a la Figura 17A, se puede observar que la superficie periférica 28'" del inserto comprende una subsuperficie inferior 34'" y una subsuperficie superior 36'".

Dirigiendo la atención primero a la subsuperficie inferior 34'”, hay cuatro superficies de tope lateral idénticas 38'” correspondientes en función a las descritas anteriormente.

A diferencia de los insertos anteriores, se han diseñado partes de la superficie periférica 28'" ubicadas adyacentes a las superficies de tope lateral 38'" para una función especial y, en consecuencia, se les ha dado un nombre, a saber, superficies de no tope laterales 39'".

Más precisamente, entre cada superficie de tope lateral 38'” y una esquina no adyacente 41'” de la misma superficie de tope lateral, hay superficies de no tope laterales 39'”.

Por ejemplo, utilizando la Figura 15, se añaden números de referencia adicionales (es decir, además de 38'” y 39'”) solo con fines de explicación. Una primera superficie de tope lateral designada 100 (también generalmente designada como 38'”) se encuentra entre una esquina adyacente 102 y una esquina no adyacente 104. Entre la primera superficie de tope lateral 100 y la esquina no adyacente 104 se encuentra una superficie de no tope 106 (también designada generalmente como 39'"). Entre cada par de esquinas adyacentes hay superficies de tope lateral correspondientes y superficies de no tope lateral, sin embargo, como son idénticas, no se describirán.

Similar a los ejemplos anteriores, el sombreado mostrado para cada superficie de tope lateral 38'” muestra esquemáticamente dónde se encuentran respectivamente las superficies de tope lateral 38'” del inserto dentro de las superficies laterales de trapezoide isósceles descritas anteriormente, que también se ajusta a un bolsillo de una herramienta cuando se monta correctamente en ella.

Como se mencionó anteriormente, el bolsillo de la presente invención puede acomodar diferentes insertos, y a diferencia de los diseños típicos del estado de la técnica, no está configurado de manera diferente para cada tipo diferente de inserto indexable de cuatro caras.

Durante las pruebas, se encontró inesperadamente que era posible montar el inserto de alimentación 14" en la Figura 14 incorrectamente en el bolsillo de la presente invención, es decir, en una posición girada respecto a la posición correcta. Esto se deriva de dos circunstancias inusuales.

Una primera circunstancia fue que las superficies de no tope adyacentes ubicadas entre las superficies de tope 38" estaban orientadas básicamente al mismo ángulo de índice que las primera y segunda superficies de tope lateral 66A, 66B del bolsillo (en este ejemplo 90°; es decir, el mismo ángulo de índice que las superficies de tope adyacentes 38" previstas), lo que permite al operador la posibilidad de asegurar erróneamente el inserto utilizando superficies de no tope adyacentes.

Una segunda circunstancia en la que el inserto tiene dos sub-bordes de funcionamiento diferentes adyacentes entre sí (es decir, entre esquinas adyacentes). En consecuencia, si bien este montaje incorrecto no sería problemático con un inserto que tenga todos los bordes simétricos, en el caso de un inserto de alimentación rápida o cualquier otro tipo de inserto con bordes adyacentes de funcionamiento no idénticos, este montaje incorrecto es inaceptable.

Para reducir la probabilidad, y preferiblemente eliminar, dicho montaje incorrecto, las superficies de no tope laterales 39"' se espaciaron del eje central A i del inserto 14"' a una distancia mayor que las superficies de tope 38"'.

Para elaborar con un ejemplo, refiriéndonos a la Figura 17D, una primera longitud L1 medida desde el eje central A ⁱ (es decir, el centro del inserto) hasta la superficie de tope lateral 38'” (la superficie de tope lateral ejemplificada también se designa como 100) es menor que una segunda longitud L2 medida desde el eje central A ⁱ (es decir, el centro del inserto) hasta la superficie de no tope lateral 39'” (también designada como 106). En términos matemáticos, esta relación puede expresarse como: L2 = L1 A (donde A es la diferencia).

Es importante destacar que, a partir del dibujo, es difícil ver la diferencia de longitud ya que es muy pequeña. En el ejemplo dado, L1 = 1,9 mm y L2 = 1,98 mm. Teniendo en cuenta que un círculo inscrito del inserto 14"' mide dentro de las superficies de tope lateral 38'", por lo tanto, es el doble de la magnitud de L1, es decir, 3,8 mm (es decir, 3,8 mm es un diámetro inscrito de las superficies de tope 38'").

Dicho de otra manera, la diferencia mencionada anteriormente A es de 0,08 mm o aproximadamente el 2% del diámetro inscrito de las superficies de tope. Se estima que el valor mínimo de trabajo de la diferencia A sea de aproximadamente 0,04 mm (es decir, por debajo del cual el efecto deseado de evitar un montaje incorrecto puede no ser efectivo) y se estima que el valor máximo de trabajo sea de aproximadamente 0,5 mm. En consecuencia, se prefiere que una segunda longitud L2 desde el eje central A ⁱ hasta una superficie de no tope sea de 0,04 mm ≤ A ≤ 0,5 mm, más preferiblemente de 0,06 mm ≤ A ≤ 0,2 mm, y preferiblemente de 0,06 mm ≤ A ≤ 0,1 mm.

Refiriéndonos ahora a las Figuras 18A y 18B, se muestra el efecto de la característica anterior en un bolsillo 22 y es idéntico al descrito anteriormente.

Para reiterar las características relevantes de este ejemplo, el bolsillo 22 comprende un agujero de bolsillo roscado 64, primera y segunda superficies de tope lateral 66A, 66B y un eje de tornillo As que se extiende a través del centro del agujero de bolsillo roscado 64.

En la posición de montaje correcta en la Figura 18A, dos superficies de tope lateral adyacentes 38'” colindan con las primera y segunda superficies de tope lateral 66A, 66B y como resultado, el eje central A i del inserto y el eje del tornillo del agujero de bolsillo As están separados una tercera longitud L3 relativamente pequeña entre sí. En consecuencia, un tornillo (no mostrado) puede ser insertado a través del agujero roscado del inserto 30'” y el agujero de bolsillo 64 para asegurar el inserto 14'” al bolsillo 22.

En cambio, en la posición de montaje incorrecta en la Figura 18B, las superficies de no tope lateral 39'” adyacentes colindan con las primera y segunda superficies de tope lateral 66A, 66B y como resultado, el eje central A ⁱ del inserto y el eje del tornillo del agujero de bolsillo As están separados por una cuarta longitud L4 relativamente mayor entre sí (es decir, la cuarta longitud L4 es relativamente mayor que la longitud L3). En consecuencia, se impide que un tornillo (no mostrado) se inserte a través del agujero roscado del inserto 30'” debido a que parte del borde 108 del agujero de bolsillo 64 sobresale en su camino.

Se ha observado que las superficies de no tope adyacentes 39'” pueden hacer que el inserto 14'” se ajuste automáticamente o gire a la posición de montaje correcta, como se muestra en la Figura 18A, cuando un operador está asegurando el inserto 14'” al agujero de bolsillo 64.

La presente modalidad es una inserto de alimentación rápida, sin embargo, debido al interesante descubrimiento de tener dos superficies de tope posibles diferentes (es decir, una superficie de tope adyacente a una superficie de no tope, ambas de las cuales podrían usarse para montar una inserción en un bolsillo), se señala que dicha característica (aumentar la longitud de una de las superficies de tope más que la otra para evitar un montaje incorrecto) también podría ser invertida. Esto podría ser, por ejemplo, si el borde de corte no estuviera configurado como un borde de corte de alimentación rápido, sino si, por ejemplo, los bordes de esquina adyacentes del inserto pudieran ser funcionales para proporcionar un inserto de fresado típico.

Dicho de otra manera, refiriéndose a la Figura 15, para un inserto de alimentación rápido (no necesariamente el inserto de alimentación rápido ejemplificada 14'” que se utiliza solo con fines explicativos), las superficies de no tope (39'”, 106; que se encuentran más alejadas del eje central A i que las superficies de tope previstas) se posicionan por debajo de los bordes de corte principales 110 y no por debajo de los bordes de rampa 112, y las superficies de tope (38'”, 100) se posicionan por debajo de los bordes de corte de rampa 112.

Como se muestra en la Figura 17D, un primer ancho W1 de la superficie de tope lateral es mayor que un segundo ancho W2 de la superficie de no tope lateral. Se entenderá que esta fue una forma preferida pero no limitante de empujar la superficie de no tope lateral 39'” más lejos del eje central A i. Se entenderá que dicha modificación también afecta la superficie de tope lateral conectada 38'”.

Si bien el concepto principal del presente ejemplo se ha descrito anteriormente, que en sí mismo constituye incluso un aspecto separado patentable, a continuación se presentan algunas características preferidas para dicho concepto.

Como resultado de las superficies de no tope laterales 39”' que están espaciadas más lejos que la superficie de tope lateral 38” desde el eje central A ⁱ, la superficie periférica del inserto 28'” se forma adicionalmente con una subsuperficie de relieve 114 adyacente a la superficie de apoyo de base 26'”.

Se ha incluido el subsuperficie de relieve 114 debido a que, durante el movimiento de translación del inserto 14'” durante el fresado, existe una mayor probabilidad de que la superficie periférica 28'” del inserto entre en contacto indeseado con una pieza de trabajo (no mostrada).

Una adición más importante de la subsuperficie de relieve 114 se encuentra debajo de la superficie de no tope 39'” (designada como 114A), que es la más probable de entrar en contacto con una pieza de trabajo (no mostrada) ya que sobresale más desde el centro del inserto 14'”. Sin embargo, también existe una mayor probabilidad de que el área debajo de la superficie de tope 38'" entre en contacto con una pieza de trabajo, por lo que también se añade una subsuperficie de relieve 114 debajo de la superficie de tope del inserto 38'" (designada como 114B). Para facilitar la producción, la subsuperficie de relieve 114 se extiende alrededor de toda la superficie periférica del inserto 28'".

Es importante destacar que agregar dicha subsuperficie de relieve 114 debajo de la superficie de tope del inserto 38'” es algo desventajoso ya que reduce la estabilidad (debido a un área de tope más pequeña), pero se cree que es beneficioso en general. En consecuencia, tal adición del subsuperficie de relieve 114 a lo largo de cualquier parte de la superficie periférica del inserto 28'" es una opción preferida pero no limitante.

En este ejemplo preferido pero no limitante, la subsuperficie de relieve 114 está curvada convexamente.

Otra característica preferida pero opcional, mostrada mejor en la Figura 16A, es una tierra neutral o incluso negativa 116. Como se describe anteriormente, es preferible que una superficie de inclinación se incline hacia adentro y hacia abajo desde el borde de corte para formar un ángulo interno agudo a con fines de formación de virutas. Sin embargo, similar a lo mencionado anteriormente, debido a la mayor probabilidad de contacto con una pieza de trabajo debido a que la superficie de no tope está espaciada hacia fuera, se prefiere reforzar el borde de corte, incluso a expensas de la eficiencia de corte. Tal refuerzo incluso se agrega en forma de una parte de superficie de inclinación convexamente curvada 116 adyacente al borde de corte de rampa 112.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un inserto de corte indexable de cuatro caras unilateral (14) que tiene una forma básica positiva y que comprende: una superficie de inclinación (24); una superficie de apoyo de base (26) ubicada opuesta a la superficie de inclinación (24); un eje del inserto A i que se extiende perpendicular a la superficie de apoyo de base (26) y a través del centro del inserto (14), el eje del inserto A ⁱ define: una dirección ascendente D^u desde la superficie de apoyo de base (26) hacia la superficie de inclinación (24), una dirección descendente Dd opuesta a la dirección ascendente Du, y una dirección hacia fuera Do perpendicular a las direcciones ascendente y descendente Du, Dd y que se extiende alejándose del eje del inserto A i; una altura del inserto de corte Hi medible paralela al eje del inserto A i, desde la superficie de apoyo de base (26) hasta el punto más alto de la superficie de inclinación (24); una superficie periférica (28) que conecta la superficie de inclinación (24) y la superficie de apoyo de base (26), la superficie periférica (28) que comprende: una subsuperficie inferior no rectificada (34) que se extiende hacia arriba y hacia fuera desde la superficie de apoyo de base (26), la subsuperficie inferior (34) comprende la primera, segunda, tercera y cuarta superficies de tope lateral (38A, 38B, 38C, 38D); y una subsuperficie superior (36) que conecta la subsuperficie inferior (34) y la superficie de inclinación (24), la subsuperficie superior (36) comienza en la dirección ascendente Du a una altura mínima de superficie superior H^u por encima de la superficie de apoyo de base (26); un borde de corte (32) formado en la intersección de la superficie periférica (28) y la superficie de inclinación (24); un agujero roscado (30) que se abre hacia las superficies de corte y de apoyo de base (24, 26), el agujero roscado (30) tiene un volumen vacío V^s; en donde: el inserto (14) tiene un tronco cuadrado imaginario (50) definido por: una base cuadrada (52) que contiene la superficie de apoyo de base (26); cuatro superficies laterales de trapezoide isósceles (54, 54A, 54B, 54C, 54D), cada una se extiende hacia arriba y hacia fuera desde la base cuadrada (52) en un ángulo de relieve de superficie de tope e que cumple la condición 1° ≤ e ≤ 15°, y cada una contiene una respectiva de las primera, segunda, tercera y cuarta superficies de tope lateral (38A, 38B, 38C, 38D); y una parte superior cuadrada (56) que conecta las cuatro superficies laterales de trapezoide isósceles (54, 54A, 54B, 54C, 54D) y se encuentra a una distancia igual a la altura del inserto de corte Hi desde la base cuadrada (52); la subsuperficie superior (36) comprende al menos una parte sobresaliente (44), que se extiende hacia fuera desde una de las superficies laterales de trapezoide (54, 54A, 54B, 54C, 54D) y tiene un punto más bajo (60) en dicha altura mínima de subsuperficie superior H^u; caracterizado porque en una vista paralela al eje del inserto A ⁱ, un diámetro del círculo inscrito I^c de los bordes de corte cumple la condición I^c ≤ 10 mm; y una relación de volumen V^s N ^f del volumen vacío V^s y el volumen de material V^f del inserto de corte (14) cumple la condición V^s N ^f > 0,25.

2. El inserto de corte (14) según la reivindicación 1, en donde la relación de volumen cumple la condición: 0,60 >VsNf > 0,30.

3. El inserto de corte (14) según la reivindicación 1 o 2, en donde el diámetro del círculo inscrito Ic cumple la condición: Ic ≤ 6,5 mm, preferiblemente 3,5 mm ≤ Ic ≤ 5 mm.

4. El inserto de corte (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la altura mínima de la subsuperficie superior H^u cumple la condición: 0,60 Hⁱ ≤ H^u ≤ 0,90 Hⁱ, preferiblemente 0,63 Hⁱ ≤ H^u ≤ 0,73 Hⁱ.

5. El inserto de corte (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el borde de corte (32) comprende cuatro esquinas idénticas (46, 46A, 46B, 46C, 46D) y cuatro bordes rectos idénticos (48, 48A, 48B, 48C, 48D) que conectan las esquinas.

6. El inserto de corte (14) según la reivindicación 5, en donde cada borde recto (48, 48A, 48B, 48C, 48D) tiene una longitud de borde Le que cumple la condición: 0,65 Ic < Le < 0,95 le, preferiblemente 0,75 Ic < Le < 0,90 le.

7. El inserto de corte (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde o bien solo se rectifica la superficie de apoyo de base (26) del inserto de corte (14) y preferiblemente el borde de corte (32) está contenido dentro de la parte superior cuadrada (56); o bien se rectifica tanto la superficie de apoyo de base (26) como todo el borde de corte (32) y el borde de corte (32) está contenido dentro de la parte superior cuadrada (56).

8. El inserto de corte (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el borde de corte (32) es circular.

9. El inserto de corte (14"') según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la superficie periférica (28) además comprende una primera superficie de no tope lateral (39"') adyacente a la primera superficie de tope lateral (38"'), una segunda superficie de no tope lateral (39"') adyacente a la segunda superficie de tope lateral (38"'), una tercera superficie de no tope lateral (39"') adyacente a la tercera superficie de tope lateral (38"') y una cuarta superficie de no tope lateral (39"') adyacente a la cuarta superficie de tope lateral (38"'); en donde cada una de las primera, segunda, tercera y cuarta superficies de no tope (39"') están más alejadas del eje central A ⁱ que las primera, segunda, tercera y cuarta superficies de tope (38"').

10. El inserto de corte (14"') según la reivindicación 9, en donde una primera longitud L1 se puede medir desde el eje central A i hasta cada superficie de tope lateral (38"'), y una segunda longitud L2 se puede medir desde el eje central A i hasta cada superficie de no tope lateral (39"'); la primera longitud L1 es menor que la segunda longitud L2 y una diferencia A entre ellas cumple la condición: L2 = L1 A.

11. El inserto de corte (14'”) según la reivindicación 10, en donde la diferencia A cumple la condición: 0,04 mm < A < 0,5 mm, preferiblemente 0,06 mm < A < 0,2 mm y de preferencia 0,06 mm < A < 0,1 mm.

12. El inserto de corte (14'”) según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde el inserto es un inserto de alimentación (14'”) con bordes de corte de alimentación (112, 110) adyacentes entre cada par de esquinas adyacentes, y preferiblemente cada superficie de no tope (39'”) se encuentra generalmente debajo de uno de los bordes de corte de alimentación (110) y cada superficie de tope (38'”) se encuentra generalmente debajo de uno de los bordes de corte de rampa (112).

13. El inserto de corte (14'”) según la reivindicación 12, en donde la superficie periférica (28) comprende una subsuperficie de relieve (114) adyacente a la superficie de apoyo de base (26'”) y preferiblemente la subsuperficie de relieve (114) está curvada convexamente.

14. El inserto de corte (14'”) según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en donde un primer ancho W1 de la superficie de tope lateral (38'”) es mayor que un segundo ancho W2 de la superficie de no tope lateral (39'”).

15. Un fresa de inserción (10) que comprende:

un portaherramientas (12); y

un inserto de corte (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, asentada en el portaherramientas (12); el portaherramientas (12) que comprende:

una parte de vástago (18);

una parte de corte (20) conectada a la parte de vástago (18) y que comprende un bolsillo (22); y un eje de rotación Ar que se extiende a través del centro del portaherramientas (12) y define una dirección hacia adelante Df que se extiende desde la parte de vástago (18) en dirección a la parte de corte (20);

el bolsillo (22) comprende:

una superficie de tope de asiento (62);

un agujero de bolsillo roscado (64) que se abre hacia la superficie de tope de asiento (62) y define un círculo inscrito mínimo del agujero de bolsillo I^p y un diámetro mínimo asociado del agujero de bolsillo D^p; y primera y segunda superficies de tope lateral (66A, 66B) orientadas en ángulo recto entre sí en una vista en planta de la superficie de tope de asiento (62);

cada una de las primera y segunda superficies de tope lateral (66A, 66B) tiene una forma continua alargada, las primera y segunda superficies de tope lateral (66A, 66B) son las únicas superficies de tope del bolsillo (22) aparte de la superficie de tope de asiento (62); y

el inserto de corte (14) se monta en el bolsillo (22) con la superficie de apoyo de base del inserto (26) en contacto con la superficie de tope de asiento del bolsillo (62), y dos de las superficies de tope lateral adyacentes del inserto (38A, 38B, 38C, 38D) en contacto con las primera y segunda superficies de tope lateral del bolsillo (66A, 66B).