Herramienta de eliminación de material con inserto de bloqueo lateral y método de montaje.

Una herramienta (200; 400; 500) de eliminación de material, que comprende:

un cuerpo

(202) con una pluralidad de cavidades (206; 300) de inserto en un primer extremo axial, incluyendo cada una de la pluralidad de cavidades de inserto una superficie (306) de soporte de pared, una superficie (308) de soporte de suelo y un agujero (310) roscado con un contrataladro (311), teniendo el agujero (310) roscado una línea (312) central orientada en un ángulo hacia la superficie de soporte de suelo;

un inserto (10; 100; 140; 210; 302; 402; 502) indexable que incluye una superficie (14; 104; 144) poligonal frontal, una superficie (16) poligonal posterior y una pluralidad de superficies (18) de bordes laterales que unen la superficie poligonal frontal y la superficie poligonal posterior, definiendo las intersecciones de las superficies de bordes laterales y las superficies poligonales los bordes (20; 120; 160) de línea del inserto y definiendo las intersecciones de las superficies de bordes laterales secuenciales los bordes (22) de esquina del inserto, y que incluye un receptor (24; 102; 142; 218; 320) para una zona de una cabeza (216) de un tornillo (110; 150; 212; 304) de bloqueo en la superficie poligonal frontal, asentándose el inserto indexable en la cavidad de inserto con la superficie poligonal posterior en contacto con la superficie de soporte de suelo, con una primera de la pluralidad de superficies de bordes laterales en contacto con la superficie de soporte de pared, y con una segunda de la pluralidad de superficies de bordes laterales sobresaliendo radialmente más allá de una superficie periférica externa del cuerpo; y

un tornillo de bloqueo para el agujero roscado, incluyendo el tornillo de bloqueo una parte (112; 152; 324) roscada, un reborde (114; 154; 326) concéntrico y un reborde (116; 156; 328) angular, estando el reborde angular entre la parte roscada y el reborde concéntrico,

caracterizado por que el receptor incluye una pluralidad de rebajes (26; 106; 146; 322), y por que el tornillo de bloqueo insertado en el agujero roscado acopla una primera zona del reborde concéntrico y una primera zona del reborde angular contra uno de la pluralidad de rebajes.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/009412.

Solicitante: VALENITE LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1675 EAST WHITCOMB MADISON HEIGHTS, MI 48071 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: NOGGLE,KENNETH G.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > OTROS PROCEDIMIENTOS MECANICOS PARA EL TRABAJO DEL... > Fabricación de objetos determinados por medio de... > B23P15/28 (de herramientas de corte (de sierras B23D 63/00, B23D 65/00; de limas o escofinas B23D 73/00))

PDF original: ES-2489642_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Herramienta de eliminación de material con inserto de bloqueo lateral y método de montaje CAMPO

La presente divulgación se refiere a una herramienta de eliminación de material de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, y a un método para montar un inserto indexable en una herramienta de eliminación de material de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 15. Una herramienta de eliminación de material y un método de este tipo se conocen a partir del documento US 5 22 795 A. Más especialmente, la presente divulgación se refiere a un inserto indexable, tal como un inserto de fresado, un inserto de torneado, un inserto de mandrilado, un inserto de ranurado o un inserto de escote, de cualquier forma y tanto positivo como negativo, que se fija a una herramienta y un método para fijar el inserto a la herramienta.

ANTECEDENTES

En el siguiente análisis de los antecedentes, se hace referencia a determinadas estructuras y/o métodos. Sin embargo, las siguientes referencias no deben interpretarse como un reconocimiento de que estas estructuras y/o métodos constituyen la técnica anterior.

Las herramientas conocidas que comprenden insertos reemplazables usan diversos medios para montar los insertos en el cuerpo de la herramienta. Algunos insertos conocidos se montan con un tornillo de bloqueo que pasa a través del centro del inserto y se fija en un agujero roscado en la superficie de asiento del inserto. El eje del agujero roscado puede ser perpendicular al inserto y puede sesgarse la superficie de asiento del inserto o el eje del agujero roscado. Sin embargo, la densidad de los insertos en la herramienta de fresado es limitada debido al huelgo requerido cuando se rosca el agujero del tornillo de bloqueo en la superficie de asiento del inserto, y por el uso de cuñas y/o abrazaderas. Además, el agujero en el propio inserto reduce la sección transversal del inserto, lo que puede reducir el rendimiento del inserto, tal como la resistencia, en particular para los insertos cerámicos tales como los insertos de nitruro de silicio (SiNi). Algunos insertos conocidos se montan con un tornillo de ajuste que desciende desde un lado de la superficie de asiento del inserto. La punta del tornillo de ajuste se inserta en y/o contacta con, por ejemplo, una depresión en la superficie del inserto para colocar el tornillo de ajuste en compresión y presionar el inserto contra la superficie de asiento del inserto. Sin embargo, el espacio para la viruta de este inserto y la herramienta puede no ser suficiente y puede ensuciar la herramienta durante el funcionamiento.

En la patente de Estados Unidos N° 493488 se ilustran ejemplos de fresas en las que los insertos se montan en el cuerpo de la herramienta usando tornillos. En la patente de Estados Unidos N° 3588977 se ilustran ejemplos de fresas en las que los insertos se sostienen en el cuerpo de la herramienta mediante abrazaderas liberables. El documento GB N° 129181 desvela una cuchilla con un inserto fijado en una ranura por uno o más tornillos.

Los insertos para las herramientas y la fabricación actúan en condiciones rigurosas durante las operaciones en los componentes de hierro. Habitualmente, los diferentes hierros tienen diferentes condiciones de funcionamiento y, por lo tanto, normalmente se usan diferentes insertos. Algunos hierros de interés incluyen los hierros grises, los hierros nodulares, los hierros de alta resistencia a la tracción y el hierro con grafito compactado (hierros CGI). Serla ventajoso un inserto que pudiera ser operativamente funcional con más de un tipo de hierro. Otras consideraciones para insertos incluyen el tipo de superficie provista (desbaste y acabado), la facilidad de indexación de los insertos y el tiempo de cambio de los insertos usados, un asiento seguro para minimizar los sobresaltos de los insertos bajo fuerzas centrífugas, la vida útil de la herramienta, los accesorios disponibles de manera sencilla y habitual, la compatibilidad con los equipos de fresado existentes y el hardware y los medios de seguridad que de manera fiable y repetible colocan los insertos en asientos seguros.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La herramienta de eliminación de material y el método de acuerdo con la invención se definen, respectivamente, en las reivindicaciones independientes 1 y 15. En las reivindicaciones dependientes se desvelan otras realizaciones ventajosas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La siguiente descripción detallada puede leerse en relación con los dibujos adjuntos en los que números similares designan elementos similares y en los que:

Las figuras 1-6 muestran ejemplos representativos de realizaciones de insertos indexables. Las figuras 1-3 ilustran insertos que son cuerpos sólidos y las figuras 4-6 ilustran insertos con una perforación a través del cuerpo.

La figura 7 ilustra la interacción entre un inserto indexable y un tornillo de bloqueo.

La figura 8 ilustra la interacción entre otro inserto indexable y un tornillo de bloqueo.

La figura 9 muestra una realización ejemplar de una herramienta de eliminación de material.

La figura 1 ilustra una vista despiezada de un inserto indexable, un tornillo de bloqueo y una cavidad de inserto. Las figuras 11-13 ilustran una cavidad de inserto en una herramienta de eliminación de material que muestra tanto un inserto indexable como un tornillo de bloqueo. En la vista de la figura 11, se muestran dos superficies de bordes laterales; en la vista de la figura 12, se muestra una vista en ángulo desde arriba; y en la vista de la figura 13, se muestra una vista transversal del inserto indexable y el tornillo de bloqueo completamente insertado.

Las figuras 14 y 15 ilustran realizaciones ejemplares de herramientas de eliminación de material y métodos de montaje de insertos indexables que se relacionan con estos insertos indexables de forma poligonal adicionales.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

Los insertos indexables de interés en el presente documento tienen unas superficies frontal y posterior de forma poligonal unidas por unos bordes laterales. Las intersecciones de las superficies de bordes laterales con las superficies poligonales definen los bordes de línea del inserto y las intersecciones de las superficies de bordes laterales secuenciales definen los bordes de esquina del inserto. Los bordes de línea pueden ser lineales o no lineales, como se conoce en la técnica; los bordes de esquina pueden ser geometrías redondas, truncadas o de otro tipo, como se conoce en la técnica. En general, las operaciones de mecanizado se realizan de manera que el corte se produce en una esquina del inserto formada por las intersecciones de los bordes de esquina en las esquinas de la superficie poligonal, o se realizan de manera que el corte, por ejemplo, el fresado, se produce en los bordes de línea del Inserto. En cada caso, puede atravesarse el inserto a lo largo de una superficie de la pieza a máquina a medida que gira la pieza a máquina o el Inserto puede ser estacionario a medida que se hace girar y se traslada la pieza a máquina. También pueden usarse otras combinaciones de movimiento relativo entre el inserto indexable y la pieza a máquina.

Los ejemplos de un inserto indexable comprenden un cuerpo y un receptor para una zona de una cabeza de un tornillo de bloqueo. Las figuras 1-6 muestran ejemplos de insertos indexables.

En los ejemplos de las figuras 1-6, el inserto 1 Indexable comprende un cuerpo 12 que incluye una superficie 14 poligonal frontal, una superficie 16 poligonal posterior y una pluralidad de superficies 18 de bordes laterales que unen la superficie 14 poligonal frontal y la superficie 16 poligonal posterior. Las Intersecciones de las superficies 18 de bordes laterales y las superficies poligonales definen los bordes 2 de línea del... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material, que comprende:

un cuerpo (22) con una pluralidad de cavidades (26; 3) de inserto en un primer extremo axial, Incluyendo cada una de la pluralidad de cavidades de inserto una superficie (36) de soporte de pared, una superficie (38) de soporte de suelo y un agujero (31) roscado con un contrataladro (311), teniendo el agujero (31) roscado una línea (312) central orientada en un ángulo hacia la superficie de soporte de suelo;

un inserto (1; 1; 14; 21; 32; 42; 52) indexable que incluye una superficie (14; 14; 144) poligonal frontal, una superficie (16) poligonal posterior y una pluralidad de superficies (18) de bordes laterales que unen la superficie poligonal frontal y la superficie poligonal posterior, definiendo las intersecciones de las superficies de bordes laterales y las superficies poligonales los bordes (2; 12; 16) de línea del inserto y definiendo las intersecciones de las superficies de bordes laterales secuenciales los bordes (22) de esquina del inserto, y que Incluye un receptor (24; 12; 142; 218; 32) para una zona de una cabeza (216) de un tornillo (11; 15; 212; 34) de bloqueo en la superficie poligonal frontal, asentándose el inserto indexable en la cavidad de inserto con la superficie poligonal posterior en contacto con la superficie de soporte de suelo, con una primera de la pluralidad de superficies de bordes laterales en contacto con la superficie de soporte de pared, y con una segunda de la pluralidad de superficies de bordes laterales sobresaliendo radialmente más allá de una superficie periférica externa del cuerpo; y

un tornillo de bloqueo para el agujero roscado, incluyendo el tornillo de bloqueo una parte (112; 152; 324) roscada, un reborde (114; 154; 326) concéntrico y un reborde (116; 156; 328) angular, estando el reborde angular entre la parte roscada y el reborde concéntrico,

caracterizado por que el receptor Incluye una pluralidad de rebajes (26; 16; 146; 322), y por que el tornillo de bloqueo insertado en el agujero roscado acopla una primera zona del reborde concéntrico y una primera zona del reborde angular contra uno de la pluralidad de rebajes.

2. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de la reivindicación 1, en la que el tornillo (11; 15; 212; 34) de bloqueo insertado en el agujero (31) roscado acopla una segunda zona del reborde (114; 154; 326) concéntrico contra una superficie del contrataladro (311) del agujero roscado.

3. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de la reivindicación 2, en la que la primera zona del reborde (114; 154; 326) concéntrico y la primera zona del reborde (116; 156; 328) angular se acoplan contra uno de la pluralidad de rebajes (26; 16; 146; 322) y la segunda zona del reborde (114; 154; 326) concéntrico que se acopla contra la superficie del contrataladro (311) produce una fuerza de bloqueo lateral contra las paredes laterales de la cavidad (26; 3) de inserto y produce una fuerza de sujeción contra la superficie (38) de soporte de suelo de la cavidad de inserto.

4. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de la reivindicación 2, en la que el tornillo (11; 15; 212; 34) de bloqueo insertado en el agujero (31) roscado para acoplar la primera zona del reborde (114; 154; 326) concéntrico y la primera zona del reborde (116; 156; 328) angular contra uno de la pluralidad de rebajes (26; 16; 146; 322) y para acoplar la segunda zona del reborde (114; 154; 326) concéntrico contra la superficie del contrataladro (311) ejerce una fuerza contra el inserto (1; 1; 14; 21; 32; 42; 52) indexable en una dirección tangencial, una dirección axial y una dirección radial.

5. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la primera zona del reborde (114; 154) concéntrico y la primera zona del reborde (116; 156) angular tienen una convexidad que se corresponde con una concavidad del uno de la pluralidad de rebajes (16; 146).

6. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la primera zona del reborde concéntrico y la primera zona del reborde angular tienen una concavidad que se corresponde con una convexidad del uno de la pluralidad de rebajes.

7. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la primera zona del reborde concéntrico y la primera zona del reborde angular son planas en correspondencia con una planitud del uno de la pluralidad de rebajes.

8. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el rebaje (16) del receptor (12) que está en contacto con la zona de la cabeza del tornillo (11) de bloqueo es el rebaje que está más cerca de un elemento de eliminación de material del inserto (1) indexable.

9. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el rebaje (16) del receptor (142) que está en contacto con la zona de la cabeza del tornillo (15) de bloqueo es el rebaje que está más lejos de un elemento de eliminación de material del inserto (14) indexable.

1. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el receptor (24) está en un centro radial del inserto (1) indexable.

11. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1, que incluye una perforación (3) a través del cuerpo (12) de inserto, orientándose la perforación axialmente en el centro radial y disponiéndose la pluralidad de rebajes (26) del receptor alrededor de una periferia de la perforación.

12. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que el cuerpo se forma a partir de carburo cementado.

13. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que la herramienta de eliminación de material es una de entre una herramienta de fresado, una herramienta de torneado, una herramienta de ranurado y una herramienta de escote y el Inserto ¡ndexable es uno de entre un inserto de fresado, un inserto de torneado, un inserto de mandrilado, un Inserto de ranurado y un Inserto de escote.

14. La herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende un cuerpo (22) de herramienta que incluye un cabeza con una pluralidad de cavidades (26; 3) de inserto en un primer extremo y una parte que se extiende axialmente en un segundo extremo, teniendo la cabeza un

diámetro;

y la herramienta comprende una pluralidad de insertos (1; 1; 14; 21; 32; 42; 52) indexables, asentándose cada uno de la pluralidad de insertos indexables en una de la pluralidad de cavidades de inserto, y disponiéndose la pluralidad de insertos indexables en la cabeza en una densidad mayor de 3 a aproximadamente 4,5 insertos por 25,4 mm (1 pulgada) de diámetro de cabeza, preferentemente mayor de aproximadamente 4 insertos por 25,4 mm (1 pulgada) de diámetro de cabeza.

15. Un método para montar un inserto (1; 1; 14; 21; 32; 42; 52) indexable en una herramienta (2; 4; 5) de eliminación de material, incluyendo el Inserto ¡ndexable un cuerpo (12) que tiene una superficie (14; 14; 144) poligonal frontal, una superficie (16) poligonal posterior y una pluralidad de superficies (18) de bordes laterales que unen la superficie poligonal frontal y la superficie poligonal posterior, definiendo las intersecciones de las superficies de bordes laterales y las superficies poligonales los bordes (2; 12; 16) de línea del Inserto y definiendo las intersecciones de las superficies de bordes laterales secuenciales los bordes (22) de esquina del inserto, e incluyendo un receptor (24; 12; 142; 218; 32) en la superficie poligonal frontal, comprendiendo el método:

colocar el inserto indexable en una superficie de asiento de una cavidad (26; 3) de inserto de la herramienta de eliminación de material;

caracterizado por que el receptor Incluye una pluralidad de rebajes (26; 16; 146; 322), y por que el método comprende la etapa adicional de: enroscar un tornillo (11; 15; 212; 34) de bloqueo que incluye un reborde (116; 156; 328) angular y un reborde (114; 154; 326) concéntrico en un agujero (31) roscado para acoplar una zona de una cabeza (216) del tornillo de bloqueo con uno de la pluralidad de rebajes,

en la que la zona de la cabeza del tornillo de bloqueo es una primera parte de un reborde angular y una primera parte de un reborde concéntrico del tornillo de bloqueo, y en la que el acoplamiento de la primera parte del reborde angular y la primera parte del reborde concéntrico con la superficie del rebaje y el acoplamiento de una segunda parte del reborde concéntrico con una superficie de un contrataladro (311) del agujero roscado proporciona fuerzas de bloqueo laterales y proporciona fuerzas de sujeción.

16. El método de la reivindicación 15, en el que el rebaje (16; 146) tiene una superficie que se corresponde con una superficie de la zona de la cabeza del tornillo (11; 15) de bloqueo.

17. El método de la reivindicación 16, en el que la superficie del rebaje (16; 146) tiene una concavidad correspondiente a una convexidad de la primera parte del reborde (116; 156) angular y la primera parte del reborde (114; 154) concéntrico.

18. El método de la reivindicación 16, en el que la superficie del rebaje tiene una convexidad correspondiente a una concavidad de la primera parte del reborde angular y la primera parte del reborde concéntrico.

19. El método de la reivindicación 16, en el que la superficie del rebaje es plana en correspondencia con una planitud de la primera parte del reborde angular y la primera parte del reborde concéntrico.

2. El método de la reivindicación 15, en el que el acoplamiento de la zona de la cabeza del tornillo (34) de bloqueo con uno de la pluralidad de rebajes (322) ejerce una fuerza contra el inserto (32) indexable en una dirección tangencial, una dirección axial y una dirección radial.