FRESA CAPAZ DE UTILIZAR INSERTOS DE DIVERSAS FORMAS GEOMÉTRICAS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una fresa que utiliza insertos graduables. Más particularmente, la presente invención se refiere a una fresa con un cuerpo de fresa con cavidades que son capaces de asegurar de manera removible los insertos graduables de varias formas geométricas . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los insertos de corte graduable se encuentran disponibles en varias formas. Una de los insertos más comunes es cuadrado e incluye cuatro bordes cortantes. Tal inserto es especialmente útil en casos en donde es necesario fresar un cuadrado o un reborde de 90 grados en la pieza de trabajo que se está cortando. Los insertos octagonales con ocho bordes cortantes también se utilizan ampliamente. Los bordes cortantes adyacentes de tal inserto se extienden en un ángulo de 45 grados (comúnmente llamado ángulo de avance) con relación entre si. Los insertos octagonales son particularmente ventajosos ya que un solo inserto posee un número relativamente grande de bordes cortantes alternativamente utilizables . También se conocen los insertos redondos. Tal inserto puede graduarse infinitamente debido a que la forma circular del inserto elimina el requerimiento para graduar el inserto a través de un ángulo particular. Además, de los insertos redondos convencionales, existen los asi llamados insertos redondos de vaciado con muela. La cara cortante de un inserto de vaciado con muela se abomba o rebaja a fin de producir un borde cortante extremadamente agudo en el inserto . Otros insertos que se utilizan menos ampliamente son insertos irregularmente conformados que tienen cuatro bordes cortantes que se encuentran separados uno de otro por bordes no cortantes. Los bordes cortantes de un inserto dado pueden localizarse en un ángulo de avance particular tal como un ángulo de avance de 15 grados o un ángulo de avance de 30 grados . Los soportes de herramienta convencionales son capaces de graduar un inserto con una geometría de corte particular. Como resultado, se requiere un tipo diferente de cuerpo de herramienta para graduar un tipo diferente de inserto. Tal práctica de requerir un tipo diferente de cuerpo de herramienta para un tipo diferente de inserto es tanto cara como impráctica. Asi, seria deseable proporcionar un soporte de herramienta capaz de graduar insertos de varias formas geométricas.
SUMARIO DE LA INVENCION Un objetivo de la invención es proporcionar un soporte de herramienta capaz de graduar insertos de varias formas geométricas. En un aspecto de la invención, una fresa comprende una pluralidad de cavidades colocadas alrededor de una periferia externa de dicha fresa, un inserto de corte graduable colocado dentro de cada una de dichas cavidades y medios para asegurar cada inserto en su respectiva cavidad. Cada cavidad incluye una parte inferior, un primer reborde que se extiende generalmente de manera radial y un segunda reborde que se extiende generalmente de manera axial. Cada inserto incluye una cara frontal y una cara posterior generalmente paralela. La cara frontal define una geometría de corte poligonal y la cara posterior define una geometría de fijación substancialmente diferente, tal como una geometría de fijación redonda. Una cara cortante orientada en avance y circunferencialmente y una pluralidad de caras de separación se extienden entre las caras frontal y posterior. Los bordes cortantes de cada inserto se definen como una intersección de una de la pluralidad de caras de separación con la cara cortante. Cada inserto incluye además una cara de transición generalmente frustocónica que se extiende entre las caras de separación y la cara posterior para proporcionar un área de transición entre la geometría de corte poligonal y la geometría de fijación del inserto. Los medios de aseguramiento permiten la graduación de manera selectiva de cada inserto en su respectiva cavidad para llevar al seleccionado de los bordes cortantes hacia una posición de corte activa. La cara posterior del inserto se fija contra la parte inferior de su cavidad respectiva y dos caras de separación ortogonales del inserto embragan los rebordes de su respectiva cavidad cuando el inserto se coloca dentro de su respectiva cavidad. En otro aspecto de la invención, una fresa comprende una pluralidad de cavidades colocadas alrededor de un periferia externa de dicha fresa, un inserto de corte graduable colocado dentro de cada una de dichas cavidades y medios para asegurar cada inserto en su respectiva cavidad. Cada cavidad incluye una parte inferior, un primer reborde que se extiende generalmente de manera radial y un segunda reborde que se extiende generalmente de manera axial. Cada inserto incluye una cara frontal y una cara posterior generalmente paralela. La cara frontal define una geometría de corte redondo y la cara posterior define una geometría de fijación substancialmente redonda. Una cara cortante orientada en avance y circunferencialmente y una pluralidad de caras de separación extendidas entre las caras frontal y posterior. Los bordes cortantes de cada inserto se definen como una intersección de una de la pluralidad de caras de separación con la cara cortante. Cada inserto incluye además una pluralidad de caras en faceta y una cara de transición generalmente frustocónica que se extiende entre la pluralidad de caras en faceta y la cara posterior para proporcionar un área de transición entre las caras en faceta y la geometría de fijación redonda del inserto. Los medios de aseguramiento permiten la graduación de manera selectiva del inserto en su respectiva cavidad para llevar al seleccionado de los bordes cortantes hacia una posición de corte activa. La cara posterior del inserto se fija contra la parte inferior de su cavidad respectiva y dos caras en faceta ortogonales del inserto embragan los rebordes de su respectiva cavidad cuando el inserto se coloca dentro de su respectiva cavidad. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Aunque se ilustran varias modalidades de la invención, las modalidades particulares mostradas no deben considerarse para limitar las reivindicaciones. Se anticipa que pueden hacerse varios cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de esta invención. La Figura 1 es una vista en perspectiva de una fresa de acuerdo con la invención. La Figura 2 es una vista en perspectiva de la fresa de la Figura 1 sin los insertos. La Figura 3 es una vista parcial, agrandada de la cavidad de la fresa de la Figura 2 que recibe el inserto.
La Figura 4 es una vista en perspectiva de un inserto octagonal que tiene una geometría de fijación redonda para utilizarse en la fresa de la invención. La Figura 5 es una vista en planta superior del inserto de la Figura 4. La Figura 6 es una vista elevacional lateral del inserto de la Figura . La Figura 7 es una vista en perspectiva de un inserto en faceta cuadrado que tiene una geometría de fijación redonda para utilizarse en la fresa de la invención. La Figura 8 es una vista en planta superior del inserto de la Figura 7. La Figura 9 es una vista elevacional lateral del inserto de la Figura 7. La Figura 10 es una vista en perspectiva de un inserto redondo que tiene una geometría de fijación redonda para utilizarse en la fresa de la invención. La Figura 11 es una vista en planta superior del inserto de la Figura 10. La Figura 12 es una vista elevacional lateral del inserto de la Figura 10. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se muestra en la Figura 1, una modalidad de una fresa 10 capaz de utilizar insertos de varias geometrías de corte. La fresa 10 incluye un cuerpo 12 generalmente cilindrico hecho de acero y que tiene un eje central A, alrededor del cual el cuerpo 12 se adapta para girarse. Una perforación 14 se forma en la porción central del cuerpo 12 para recibir un mango de herramienta adaptado para acoplarse a un eje girado por energía de una fresadora (no mostrada) . Se entenderá que la invención no se limita por la fresa 20 y que la invención puede practicarse utilizando cualquier fresa adecuada, tal como un molino Bridgeport para fresar la superficie de una pieza de trabajo a fin de retirar el material de la pieza de trabajo para formar la superficie de la pieza de trabajo en un tamaño y forma deseados. El cuerpo 12 incluye un extremo inferior 16 de la pieza de trabajo que se orienta hacia abajo hacia la pieza de trabajo. Se forman varias cavidades 18 en y alrededor angularmente separadas de la periferia exterior de la porción de extremo inferior del cuerpo 12. Como se explica en mayor detalle abajo, cada cavidad 18 es capaz de recibir insertos graduables para realizar la operación de corte sobre la pieza de trabajo. Para propósitos únicamente ilustrativos, el cuerpo 12 de la fresa 10 incluye 7 cavidades. Se entenderá que la invención no se limita por el número de cavidades 18 y que la invención puede practicarse con cualquier número deseado de cavidades. Típicamente, el número de cavidades 18 es una función del diámetro del cuerpo 12. Por ejemplo, una fresa con un diámetro de 2" puede incluir 3 cavidades, mientras una fresa con un diámetro de 6" puede incluir 8 cavidades. Un espacio entre dientes 20 se forma en el cuerpo 12 adyacente a cada cavidad 18 para permitir que el corte de fragmentos de la pieza de trabajo fluya lejos de las cavidades 18 y se despejen del cuerpo 12. Un aspecto de la invención es que las cavidades 18 del cuerpo 12 son capaces de aceptar de manera universal los insertos graduables de varias formas geométricas, evitando mediante esto la necesidad de un taller de máquinas para almacenar un gran número de diferentes tipos de cuerpos de fresa para diferentes tipos de insertos. Además, la fresa 10 es capaz de retirar el metal a una velocidad significativamente más rápida que las fresas convencionales, incrementando significativamente mediante esto la eficacia en comparación con las fresas convencionales. Refiriéndose ahora a las Figuras 2 y 3, cada cavidad 18 incluye una parte inferior o plataforma plana 22 que se orienta generalmente de manera circunferencial en la dirección de rotación de la fresa 10. Una primera superficie o reborde 24 que se extiende generalmente de manera radial se forma en el extremo inferior de la cavidad 18. Una segunda superficie o reborde 26 que se extiende generalmente de manera axial se forma adyacente al lado externo de la cavidad 18. Un agujero roscado 28 se forma aproximadamente en el centro de la plataforma 18 y se extiende en ángulos rectos hacia el mismo. Refiriéndose ahora a las Figuras 4-6, la plataforma plana 22 de la fresa 10 es capaz de acomodar, por ejemplo, un inserto octagonal 30 gue tiene una geometría de fijación redonda y una geometría de corte octagonal. El inserto octagonal 30 incluye ocho bordes cortantes 32 angularmente separados de longitud substancialmente igual. El inserto 30 incluye una cara frontal 34 y una cara posterior 36 generalmente paralela. La cara frontal 34 define una geometría de corte substancialmente octagonal y la cara posterior 36 define una geometría de fijación substancialmente redonda. Un agujero 38 se extiende entre las caras frontal y posterior 34, 36 y a través del centro del inserto 30. El agujero 38 se dimensiona para recibir el mango de un tornillo de apriete 40 (Figura 1) gue tiene una cabeza frustocónica . El tornillo 40 se adapta para roscarse en el agujero roscado 28 en la plataforma 22 para asegurar el inserto 30 en la cavidad 18. Preferentemente, una broca de avellanar frustocónica 42 se forma en la cara frontal 34 del inserto 30 alrededor del agujero 38 para permitir a la cabeza del tornillo de apriete 40 nivelarse con la cara frontal 34 del inserto 30 para evitar que la cabeza del tornillo 40 interfiera con el flujo de fragmentos provenientes de la pieza de trabajo cuando se asegura el inserto 30 en la cavidad 18.
Además de las caras frontal y posterior 34, 36 relativamente amplias el inserto 30 incluye ocho superficies de borde 44 comparativamente angostas que se extienden entre las caras frontal y posterior 34, 36 y que definen las caras de separación. Las caras de separación 44 no son perpendiculares a las caras frontal y posterior 34, 36 sino se encuentran inclinadas en un ángulo de separación positivo, , mayor de 0 grados (es decir, el ángulo formado entre cada cara de separación lateral 44 y un plano orientado en paralelo hacia el eje central A, del inserto 30, como se muestra en la Figura 4) . Cada borde cortante 32 del inserto 30 se define como la intersección de una de las caras de separación 44 con una cara cortante 46. La cara cortante 46 puede ser de cualquier forma deseada, tal como frustocónica, plana y lo similar. Una cara de transición generalmente frustocónica 48 se extiende entre las caras de separación 44 y la cara posterior 36 del inserto 30 para proporcionar un área de transición entre la geometría de corte en octágono de las caras de separación 44 y la geometría de fijación generalmente redonda de la cara posterior 36. En los insertos convencionales, la geometría de corte y la geometría de fijación ambas son generalmente octagonales, a diferencia de la invención que incluye la geometría de corte octagonal y la geometría de fijación generalmente redonda. Refiriéndose ahora a la Figura 1, la cara posterior 36 del inserto octagonal 30 se acepta y se asienta contra la plataforma plana o parte inferior 22 de la cavidad 18 que recibe el inserto. Cuando el inserto 30 se asienta, su borde cortante más inferior 32 se localiza en la posición activa de corte y define el borde cortante activo del inserto 30. En la posición instalada, la cara posterior 36 se sujeta contra la plataforma 22 de la cavidad 18 mediante el tornillo 40 mientras la cara de separación 44 que se encuentra diametralmente opuesta al borde de corte activo 32 se encuentra en embrague a tope con el reborde 24 de la cavidad 18 que se extiende radialmente. La cara de separación 44 radialmente más interna del inserto 30 se fuerza contra y se apoya por el reborde 26 que se extiende axialmente de la cavidad 18 (Figura 1) . Asi las dos caras de separación ortogonales 44 del inserto 30 de sujetan contra los rebordes 24, 26 de la cavidad 18 que recibe el inserto cuando el inserto 30 se instala en el cuerpo 12. Cuando se asienta, el borde cortante 32 que define el borde cortante activo preferentemente se extiende por arriba de los rebordes 24, 26 a una altura HCE, de aproximadamente 0.100 pulgadas por una cara de separación 44 que tiene una altura HCF/ de aproximadamente 0.180 pulgadas y el inserto 30 que tiene una altura total, HX, de aproximadamente 0.250 pulgadas (Figura 6) . En otras palabras, la cara de transición 48 tiene una altura HT , de aproximadamente 0.010 pulgadas. Se apreciará que la invención no se limita por las dimensiones del inserto 30 y que la invención puede practicarse con cualquier dimensión deseada para optimizar el desempeño de corte del inserto 30. Se entenderá que la invención no se encuentra limitada por el número de caras de separación 44 del inserto 30 que se sujetan contra los rebordes 24, 26 de la cavidad 18. Por ejemplo, el cuerpo 12 puede incluir una cavidad de forma triangular que tiene tres rebordes, en lugar de los dos rebordes 24, 26 de la cavidad 18 ilustrada. En este ejemplo, cada reborde 24, 26 de la cavidad 18 seria de aproximadamente 135 grados con respecto uno con otro para embragar las tres caras de separación del inserto, en lugar de las dos caras de separación ortogonales 44 de la modalidad ilustrada. Como se muestra en la Figura 1, la plataforma 22 de cada cavidad 18 se inclina verticalmente con relación a un eje, Ac, de la fresa 10 a fin de hacer que el borde de corte activo 32 de cada inserto 30 ser colocado en un ángulo de incidencia axial positivo ß, mayor de 0o. En otras palabras, el ángulo ß hace que la cara frontal 34 del inserto 30 se localice en un plano que se encuentra atrás y se inclina posteriormente desde un plano que contiene el borde cortante activo 32 y se coloca paralelo al eje Ac, de la fresa 10. La plataforma 22 también se desplaza o inclina con relación a un radio del cuerpo 12 a fin de hacer que el borde cortante activo se coloque en un ángulo de incidencia radial negativo ?. En otras palabras, el borde cortante 32 se coloca delante de la linea radial 50 que se extiende paralela al borde cortante activo 32 (Figura 3) . La magnitud del ángulo de incidencia radial negativo ? depende del radio del cuerpo 12. Por ejemplo, el ángulo de incidencia radial ?, puede ser de aproximadamente 5 a 6 grados en una fresa con un diámetro efectivo de aproximadamente 4 pulgadas. Durante el corte, la cara de separación inferior inclinada 44 del borde cortante activo 32 progresa lejos del extremo de trabajo 16 del cuerpo 12 a medida que la cara de separación procede desde la cara frontal 34 hacia la cara posterior 36 del inserto 30 en el ángulo de separación positivo, a mayor de 0 grados. Esto evita que la cara de separación inferior 44 se frote contra la superficie que se orienta hacia arriba de la pieza de trabajo. La cara de separación 44 del borde cortante adyacente 32 en una dirección hacia fuera también se evita del frotamiento contra el reborde de la pieza de trabajo en virtud del ángulo de separación, a. En operación, el tornillo 40 puede retirarse y el inserto graduarse, por ejemplo, a 45 grados para llevar un borde sin desgaste hacia la posición de corte activo cuando el borde cortante activo 32 de cada inserto ortogonal 30 se gasta hasta el punto de la inefectividad. Con el inserto ortogonal 30 ilustrado, cada inserto puede graduarse a ocho diferentes posiciones (es decir, una posición diferente para cada borde cortante 32) antes del reemplazo del inserto si es necesario . Como se mencionó anteriormente, un aspecto de la invención es que el cuerpo 12 no se limita al uso con insertos ortogonales 30. Por ejemplo, cada cavidad 18 de la fresa 10 puede adaptar un inserto cuadrado 30', como se muestra en las Figuras 7-9. El inserto cuadrado 30' incluye cuatro bordes cortantes angularmente separados 32' de longitud substancialmente igual, una cara frontal 34' y una cara posterior 36' generalmente paralela. La cara frontal 34' define una geometría de corte substancialmente cuadrada y la cara posterior 36' define una geometría de asentamiento substancialmente redonda. Un agujero 38' se extiende entre las caras frontal y posterior 34' y 36' y a través del centro del inserto 30' . Similar al agujero 38 del inserto ortogonal 30, el agujero 38' es capaz de recibir el tornillo 40 para asegurar el inserto 30' al cuerpo 12. Preferentemente, una broca de avellanar frustocónica 42' se forma en la cara frontal 34' del inserto 30' para permitir a la cabeza del tornillo de apriete 40 nivelarse con la cara frontal 34' del inserto 30' . Para propósitos únicamente ilustrativos, el inserto cuadrado 30' puede incluir facetas 39' en la intersección de cada borde cortante 32' .
El inserto 30' también incluye cuatro superficies de borde 44' que se extienden entre las caras frontal y posterior 34', 36' y que definen las caras de separación. Las caras de separación 44' no son perpendiculares a las caras frontal y posterior 34' y 36' sino se inclinan a un ángulo de separación positivo, a mayor de 0 grados (es decir, el ángulo formado entre cada cara de separación lateral 44' y un plano orientado en paralelo al eje central RIr del inserto 30', como se muestra en la Figura 7) . Cada borde cortante 32' del inserto 30' se define como la intersección de una de las caras de separación 44' con una cara cortante 46' . La cara cortante 46' puede ser de cualquier forma deseada, tal como frustocónica, plana y lo similar. Similar al inserto ortogonal 30, una cara de transición 48' generalmente frustocónica se extiende entre las caras de separación 44' y la cara posterior 36' del inserto 30' para proporcionar un área de transición entre la geometría de corte cuadrada de las caras de separación 44' y la geometría de asentamiento generalmente redonda de la cara posterior 36' . Cuando la cara posterior 36' del inserto cuadrado
' se acepta y se asienta contra la plataforma plana o la parte inferior 20 de la cavidad 18 que recibe el inserto, dos caras de separación ortogonales 44' del inserto 30' se sujetan contra los rebordes 24, 26 de la cavidad 18 que recibe el inserto. Cuando se asienta, el borde cortante 32 que define el borde de corte activo preferentemente se extiende por arriba de los rebordes 24, 26 a una altura, HCE, de aproximadamente 0.100 pulgadas por una superficie de separación 44 ' que tiene una altura, HCF, de aproximadamente 0.180 pulgadas y el inserto 30' que tiene una altura total, Hj, de aproximadamente 0.250 pulgadas (Figura 9) . En otras palabras, la cara de transición 48' tiene una altura, HTF, de aproximadamente 0.010 pulgadas. Se apreciará que la invención no se limita por las dimensiones del inserto 30' y que la invención puede practicarse con cualquier dimensión deseada para optimizar el desempeño de corte del inserto 30' . Las Figuras 10-12 muestran un inserto redondo 30" que puede asentarse en las cavidades 18 de la fresa 10. El inserto 30" incluye un borde cortante 32", una cara frontal 34" y una cara posterior 36" generalmente paralela. La cara frontal 34" define una geometría de corte substancialmente redonda y la cara posterior 36" define una geometría de asentamiento substancialmente redonda. Un agujero 38" se extiende entre las caras frontal y posterior 34" y 36" y a través del centro del inserto 30". Similar al agujero 38 del inserto ortogonal 30, el agujero 38" es capaz de recibir el tornillo 40 para asegurar el inserto 30" al cuerpo 12. Preferentemente, una broca de avellanar frustocónica 42" se forma en la cara frontal 34" del inserto 30" para permitir a la cabeza del tornillo de apriete 40 nivelarse con la cara frontal 34" del inserto 30". El inserto 30" también incluye una superficie de borde redondo 44' que se extiende entre las caras frontal y posterior 34", 36" y que define una cara de separación. Similar a los insertos 30, 30' , la superficie de separación 44" no es perpendicular a las caras frontal y posterior 34", 36" sino se inclina a un ángulo de separación positivo, , mayor de 0 grados (es decir, el ángulo formado entre cada cara de separación lateral 44" y un plano orientado paralelo al eje central, AIr del inserto 30", como se muestra en la Figura 10) . El borde cortante 32" del inserto 30" se define como la intersección de la cara de separación 44" con una cara cortante 46". La cara cortante 46" puede ser de cualquier forma deseada, tal como frustocónica, plana y lo similar. El inserto 30" también incluye una pluralidad de caras en faceta 47" para graduar el inserto 30" en la cavidad 18 de la fresa 10. Similar a los insertos 30, 30', una cara de transición 48" generalmente frustocónica se extiende entre las caras en faceta 47" y la cara posterior 36" del inserto 30" para proporcionar un área de transición entre las caras de graduación en faceta 47" y la geometría de asentamiento generalmente redonda proporcionada por la cara posterior 36". Aún aunque la invención no se limita por el número de caras en faceta 47", es deseable que la invención se practique con un gran número de caras en faceta 47" para permitir al inserto 30" graduarse a un número mayor de posiciones. A media que el número de caras en faceta 47" se enfoca de manera infinita, el inserto 30" puede graduarse infinitamente a través de cualquier ángulo deseado y no se limita a graduarse a través de un ángulo finito a diferencia del inserto octagonal 30 y el inserto cuadrado 30' . Cuando la cara posterior 36" del inserto redondo 30" se acepta y se asienta contra la plataforma plana o la parte inferior 20 de la cavidad 18 que recibe el inserto, dos caras en faceta ortogonales 47" del inserto 30" se sujetan contra los rebordes 24, 26 de la cavidad 18 que recibe el inserto. Cuando se asienta, el borde cortante 32" que define el borde cortante activo se extiende preferentemente por arriba de los rebordes 24, 26 a una altura, HCE, de aproximadamente 0.100 pulgadas, una cara en faceta 47" que tiene una altura, H F, de aproximadamente 0.180 pulgadas y una cara de separación 44" que tiene una altura H F, de aproximadamente 0.240 pulgadas para un inserto 30' que tiene una altura total RIR de aproximadamente 0.250 pulgadas (Figura 12) . En otras palabras, la cara de transición 48" tiene una altura, HTF, de aproximadamente 0.010 pulgadas. Se apreciará que la invención no se limita por las dimensiones del inserto 30' y que la invención puede practicarse con cualquier dimensión deseada para optimizar el desempeño de corte del inserto 30 ' . Como se describió anteriormente, la fresa 10 de la invención es capaz de utilizar insertos de varias formas geométricas al proporcionar una geometria de asentamiento redonda para las diversas geometrías de corte. Se debe entender que el corte puede practicarse al proporcionar un inserto con cualquier geometria de asentamiento, es decir, consistente entre las diversas geometrías de corte del inserto. Por ejemplo, la fresa puede utilizarse para insertos de varias geometrías de corte que tienen una geometría de asiento poligonal, tal como triangular, cuadrada y lo similar, en lugar de una geometría de asentamiento redonda. En este ejemplo, la cara de transición del inserto proporcionaría un área de transición entre las diversas geometrías de corte y la geometría de asentamiento poligonal. Se ha mostrado gue la fresa es altamente eficiente y proporciona una acción cortante extremadamente libre y el flujo libre de fragmentos a lo largo de las caras frontales de los insertos debido a la ausencia de sujetadores u otras obstrucciones en el frente de los insertos. Las patentes y publicaciones referidas en la presente se incorporan aquí mediante la referencia. Habiendo descrito las modalidades actualmente preferidas, la invención puede incorporarse de otra manera dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.