Uniones atornilladas para herramientas de corte.

Uniones atornilladas (1) con tornillos (2) y taladros roscados correspondientes sobre herramientas de mecanización por arranque de virutas

(6), caracterizadas por que los tornillos (2) presentan al menos en la zona de su rosca (3) a través de recubrimiento una superficie lisa, en el recubrimiento están contenidas partículas de PTFE, con preferencia con un tamaño de las partículas entre 100 nm y 300 nm, y la unión atornillada (1) o bien los tornillos y los taladros roscados que forman los dos participantes roscados están lubricados con cantidades pequeñas de una grasa resistente al calor con partículas de cerámica en polvo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/055197.

Solicitante: CERAMTEC GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: CeramTec-Platz 1-9 73207 Plochingen ALEMANIA.

Inventor/es: ZITZLAFF,WOLFGANG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > TORNEADO; TALADRADO (usando un electrodo en lugar... > Herramientas para máquinas de tornear o de escariar... > B23B27/16 (con elementos cortantes intercambiables, p. ej. capaces de ser fijados por medio de bridas)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > DISPOSITIVOS PARA UNIR O BLOQUEAR LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS... > Características comunes a los bulones y a las tuercas... > F16B33/06 (Tratamiento de la superficie de las partes donde se encuentra realizado el roscado, para impedir el gripado)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > Composiciones lubricantes caracterizadas porque el... > C10M103/06 (Compuestos metálicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento químico por descomposición ya sea... > C23C18/16 (por reducción o por sustitución, p. ej. deposición sin corriente eléctrica (C23C 18/54 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento químico por descomposición ya sea... > C23C18/32 (Revestimiento con uno de los metales hierro, cobalto o níquel; Revestimiento con mezclas de fósforo o de boro con uno de estos metales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS... > COMPOSICIONES LUBRICANTES (composiciones para la... > Composiciones lubricantes caracterizadas porque el... > C10M113/08 (Compuestos metálicos)

PDF original: ES-2500925_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Uniones atornilladas para herramientas de corte La invención se refiere a una mejora de determinadas propiedades de uniones atornilladas con tornillos y taladros roscados correspondientes en herramientas de mecanización por arranque de virutas, que sirven para la mecanización por arranque de virutas de la mayoría de los materiales metálicos.

El documento DE 10 2008 001 857 A1 describe una herramienta de mecanización por arranque de virutas para el alojamiento de placas de corte para la mecanización por arranque de virutas de piezas de trabajo metálicas, con una escotadura configurada como asiento de las placas con paredes de asiento de las placas y con un fondo de asiento de las palcas para el alojamiento de la placa de corte, en la que la placa de corte presenta superficies laterales, que están dispuestas en el estado de montaje de la placa de corte sobre la herramienta de mecanización por arranque de virutas paralelamente a las paredes de las placas y la placa de corte está fijada a través de medios de fijación en el asiento de las placas. Sobre el fondo de asiento de las placas está fijada una base de apoyo del cuerpo de corte por medio de un tornillo. Para la prolongación de la duración de vida útil de la herramienta de mecanización por arranque de virutas se propone que entre la pared de asiento de las placas y una superficie lateral de la placa de corte esté dispuesta una pieza de inserción sustituible. Esta pieza de inserción está fijada en una forma de realización con tornillos en la herramienta de mecanización por arranque de virutas. Los medios de fijación de la placa de corte en el asiento de las placas comprenden una mordaza de fijación, que está fijada por medio de un tornillo de fijación en la herramienta de mecanización por arranque de virutas. En las herramientas de mecanización por arranque de virutas se utilizan, por lo tanto diferentes uniones atornilladas.

La unión atornillada más importante en herramientas de mecanización por arranque de virutas es el tornillo de fijación de la mordaza de fijación, que sujeta el inserto de corte de mecanización por arranque de virutas, el cuerpo de corte o placa de corte. Durante la mecanización por arranque de virutas, por ejemplo, de materiales de hierro fundido, sin la utilización de lubricantes de refrigeración, se genera durante la separación del material muchísimo calor, que no se disipa totalmente a través de las virutas, sino que se disipa a través del cuerpo de corte en la herramienta de soporte o herramienta de mecanización por arranque de virutas y en la mordaza de fijación y otros medios de fijación. Después de un tiempo prolongado de empleo, se calientan los componentes muy fuertemente, la grasa lubricante se ablanda, se puede licuar y se anula la acción lubricante. El polvo de fundición y las virutas son recibidos, además, por esta grasa líquida. Toda la unión se contamina en el transcurso del tiempo y tiende finalmente a resinificarse y adherirse. Además, después de un cierto tiempo de mecanización por arranque de virutas, es necesario un cambio del cuerpo de corte, que se realiza a través del aflojamiento de la unión atornillada de las mordazas de fijación, la sustitución o la rotación del cuerpo de corte y nuevo cierre de la unión atornillada. En este caso también la mayoría de las veces no se puede evitar que forzosamente también llegue suciedad a la unión atornillada. Esto conduce a que la facilidad de marcha de la unión atornillada cese en el transcurso del tiempo o falle totalmente.

La invención tiene el cometido de mejorar las uniones atornilladas de tal forma que la unión después de empleo a largo plazo en la mecanización por arranque de virutas en condiciones de empleo extremas con suciedad, calor extremo, humedad, oxidación o cargas alternativas se puedan aflojar de nuevo sin problemas y sin gasto de fuerza sobreproporcional.

De acuerdo con la invención, este cometido se soluciona por medio de las características de las uniones atornilladas según la reivindicación 1 así como de la utilización según la reivindicación 9 como también del procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7.

Esto se realiza a través de la combinación y utilización de acuerdo con la invención de tornillos recubiertos, con preferencia niquelados químicamente, y por que la unión atornillada o bien los dos participantes roscados (tornillos y taladros roscados) están lubricados con pequeña cantidades de una grasa resistente al calor con partículas de cerámica en polvo. Los tornillos utilizados están niquelados en este caso con preferencia químicamente para la consecución de resistencia a la corrosión y propiedades de lubricación en seco y como particularidad se incrustan en el recubrimiento, por ejemplo, en la capa de níquel adicionalmente partículas de PTFE (politetrafluoretileno) . PTFE es un polímero totalmente fluorado, que se conoce, en general, bajo el nombre de producto Teflon de la Firma DuPont.

La incrustación de partículas de PTFE tiene la ventaja de que a diferencia de los lubricantes aplicados encima, mantiene el coeficiente de fricción bajo en torno a 0, 1 gracias a las partículas de PTFE insertadas muy homogéneas, por ejemplo, sobre toda la capa de níquel. Incluso en el caso de fricción pequeña a nivel microscópico aparecen siempre partículas nuevas de PTFE en la superficie y de esta manera garantizan las propiedades lubricantes durante toda la vida útil de la capa.

Este recubrimiento con níquel bajo la incrustación de partículas de PTFE se designa también como capa de dispersión de níquel-PTFE, que tiene incrustado de 20 â?" 30 % en volumen de partículas finísimas de PTFE en la

matriz de níquel.

La ayuda de una grasa resistente al calor con ingredientes de cerámica en polvo no tóxicos como propiedades de resbalamiento de emergencia optimiza a través de los coeficientes de fricción reducidos, además, esta unión atornillada y ofrece, además de la facilidad de desprendimiento, una propiedad repelente a la suciedad, que incrementa la duración de vida útil y la facilidad de montaje de la unión atornillada. Las consecuencias son una alta fiabilidad de los componentes empleados y una satisfacción del cliente implicada con ello.

Al estado de la técnica pertenece la utilización de tornillos bruñidos químicamente o hechos resistentes a la corrosión con otros procedimientos. El niquelado químico de tornillos, pasadores roscados y otros componentes de construcción es un estado de la técnica conocido en sí, cuya utilización no se conocen, sin embargo, en herramientas de soporte para la mecanización por arranque de virutas o bien en herramientas de mecanización por arranque de virutas. La utilización de tornillos, en los que están incrustadas adicionalmente todavía partículas de PTFE en la capa de níquel, no se conoce tampoco en herramientas de soporte para la mecanización por arranque de virutas. El procedimiento de acuerdo con la invención ofrece, además de la resistencia a la corrosión, también todavía propiedades deslizantes mejoradas de las uniones mecánicas.

Al estado de la técnica en el caso de uniones atornilladas sobre herramientas de mecanización por arranque de virutas pertenece, además, la utilización de grasas resistentes al calor, que deben ofrecer a través de la incrustación la mayoría de las veces de partículas de cobre una propiedad de resbalamiento de emergencia. Estas grasas que contienen cobre son muy resistentes al calor. Las partículas de cobre ofrecen propiedades de resbalamiento de emergencia, que aparecen cuando debido a altas temperaturas de funcionamiento de 100º a 400º cede la propiedad lubricante de la grasa en la unión atornillada o bien ya no existe. Estas grasas encuentran aplicación, por ejemplo,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Uniones atornilladas (1) con tornillos (2) y taladros roscados correspondientes sobre herramientas de mecanización por arranque de virutas (6) , caracterizadas por que los tornillos (2) presentan al menos en la zona de su rosca (3) a través de recubrimiento una superficie lisa, en el recubrimiento están contenidas partículas de PTFE, con preferencia con un tamaño de las partículas entre 100 nm y 300 nm, y la unión atornillada (1) o bien los tornillos y los taladros roscados que forman los dos participantes roscados están lubricados con cantidades pequeñas de una grasa resistente al calor con partículas de cerámica en polvo.

2. Uniones atornilladas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizadas por que el espesor del recubrimiento es inferior a 25 μm, con preferencia inferior a 100 μm y de manera especialmente preferida está entre 3 μmy7 μm.

3. Uniones atornilladas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizadas por que los coeficientes de fricción de deslizamiento de los tornillos en la zona recubierta está entre 0, 05 y 0, 07.

4. Uniones atornilladas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas por que las partículas de PTFE ocupan entre 20 y 30 por ciento en volumen, con preferencia 25 por ciento en volumen en el recubrimiento.

5. Uniones atornilladas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas por que la superficie lisa de los tornillos (2) está generada por medio de niquelado químico bajo la incorporación simultánea de partículas de PTFE en la capa de níquel.

6. Uniones atornilladas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas por que en el recubrimiento está contenido fósforo, con preferencia 1 por ciento en peso.

7. Procedimiento para la mejora de las uniones atornilladas (1) con tornillos (2) y taladros roscados correspondientes sobre herramientas de mecanización por arranque de virutas (6) , caracterizado por que los tornillos (2) están recubiertos al menos en la zona de su rosca (3) para recibir una superficie lisa, en el recubrimiento están contenidas partículas de PTFE, con preferencia con un tamaño de las partículas entre 100 nm y 300 nm, y la unión atornillada (1) o bien los tornillos y los taladros roscados que forman los dos participantes roscados están lubricados con cantidades pequeñas de una grasa resistente al calor con partículas de cerámica en polvo.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que los tornillos (2) utilizados son niquelados químicamente para el recubrimiento bajo la incorporación simultánea de partículas de PTFE en la capa de níquel.

9. Utilización de tornillos (2) recubiertos al menos en la zona de la rosca, que presentan partículas en el recubrimiento de PTFE y están recubiertos con cantidades pequeñas de una grasa resistente al calor con partículas de cerámica en polvo, en uniones atornilladas (1) sobre herramienta de mecanización por arranque de virutas (6) .

10. Utilización de cuerpo con la reivindicación 9, caracterizada por que se utilizan tornillos niquelados químicamente, que presenta partículas de PTFE en la capa de níquel.

11. Utilización de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizada por que para la lubricación de las uniones atornilladas (1) se utiliza grasa resistente al calor con componentes de cerámica en polvo.