FRESA DE ROSCAR CON RANURAS HELICOIDALES.

Una herramienta de fresado de roscas (10) para producir roscas cónicas en al menos una parte de un agujero en una pieza de trabajo que comprende:

una parte proximal de caña (14); una parte distal de corte (12) comprendiendo un extremo terminal (24) y una pluralidad de dientes de corte de rosca (16) teniendo una cresta y definiendo un ángulo de conicidad (32), el ángulo de conicidad estando definido por una reducción sucesiva en la distancia entre un eje central (22) de la herramienta (10) y la cresta de dientes individuales de corte de rosca a medida que los dientes de corte de rosca (16) se aproximan al extremo terminal (24), caracterizada porque dicho ángulo de conicidad (32) es mayor que 0º hasta 5º y porque dicha herramienta de fresado de roscas comprende además al menos una ranura orientada helicoidalmente (20) definida en dicha parte de corte (12), en donde dicha ranura helicoidal está definida por un ángulo de hélice de al menos 20º

CAMPO TÉCNICO Y APLICABILIDAD INDUSTRIAL DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a herramientas de corte según el preámbulo de la reivindicación 1, para fresar 5 roscas internas cónicas en piezas de trabajo metálicas o piezas de trabajo construidas en otros materiales. La presente invención se refiere más en particular a herramientas de fresado de roscas que tienen una o más ranuras helicoidales en una parte de corte de las herramientas. La presente invención puede llevarse a la práctica en herramientas de fresado de roscas para fresar roscas cónicas. Una herramienta de corte tal se conoce del documento US-A-5 098 232.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 10

Se conocen herramientas de corte de rosca para cortar sea roscas internas en agujeros pretaladrados en una pieza de trabajo o roscas externas en un perímetro de una pieza de trabajo. Estas herramientas de fresado de roscas se conocen normalmente como “fresas de roscar”. Una fresa de roscar normal tiene una parte de caña y una parte de corte de rosca. Las fresas de roscar producen generalmente piezas de trabajo roscadas de alta calidad cuando se comparan a otras herramientas de roscar, tales como terrajas. 15

La parte de corte de rosca de una fresa de roscar puede incluir dientes de fresado de rosca y ranuras. Una fresa de roscar normal puede tener entre dos y cuatro ranuras pero puede incluir más de cuatro ranuras para ciertos tamaños y aplicaciones de fresado. Pueden proveerse ranuras en fresas de roscar para proporcionar bordes de corte y para canalizar las virutas producidas durante la operación de fresado hacia fuera de un agujero que se está roscando. Las ranuras definidas en roscas pueden ser rectas u orientadas según un modelo espiral o helicoidal que tenga una dirección 20 a derechas o izquierdas. Las ranuras rectas son en general paralelas al eje longitudinal de la fresa de roscar extendiéndose desde el extremo de la parte de corte y a lo largo de la parte de corte. Las ranuras espirales o helicoidales pueden estar definidas por un ángulo de hélice y rodean la superficie externa de la fresa de roscar. Como aquí se usa, el ángulo de hélice es el ángulo constante entre y el eje central de la herramienta de corte o cualquier línea paralela al eje central. Los expertos en la materia comprenderán y pueden determinar fácilmente el ángulo de hélice para 25 una particular herramienta de corte.

Las ranuras helicoidales definidas en la parte de corte de una fresa de roscar pueden producir un efecto de subida sobre las virutas producidas durante la operación de roscado. El efecto de subida tiende a obligar a las virutas a lo largo de la ranura y hacia fuera del agujero que está siendo roscado. Las ranuras helicoidales pueden ser también ventajosas, por ejemplo, cuando se roscan agujeros que tienen chaveteros u otras interrupciones. La disposición 30 helicoidal de la ranura hace que los dientes de corte encuentren la interrupción progresivamente, cortando así más suavemente y estando menos sujetos a golpe.

Los dientes de corte de rosca de fresas de roscar pueden estar configurados para formar roscas definidas por normas ISO o NPT o pueden tener cualquier otra forma de rosca. Los dientes de corte de rosca pueden tener una configuración complementaria a la de las roscas a formar en la superficie interior del agujero o la superficie exterior de la 35 pieza de trabajo. Las filas de dientes de corte están separadas por las ranuras definidas en la parte de corte de la fresa de roscar.

La parte de caña de la fresa de roscar puede estar montada, por ejemplo, sobre el eje de una fresadora, centro de mecanizado o fresadora de control numérico. Las fresas de roscar se usan generalmente en máquinas que permiten el movimiento en tres ejes, lo que permite a la fresa de roscar moverse en la trayectoria helicoidal requerida a la fresa de 40 roscar en operación. La fresa de roscar gira respecto a su eje longitudinal, gira alrededor del centro del perímetro de la pieza de trabajo a roscar, y también se mueve en una dirección axial respecto a la pieza de trabajo.

Las fresas de roscar multi-ranuradas trabajan de forma similar a las terrajas de roscar, pero su diseño y operación difieren en muchos aspectos. Una terraja opera principalmente como un escariador que puede hundirse muy rápidamente en la pieza de trabajo para formar roscas. El perfil de forma de rosca en el diámetro exterior de la terraja 45 está conformado con un modelo espiral que iguala el paso del modelo de rosca resultante deseado en la pieza de trabajo. Así, la terraja es literalmente tirada hacia delante mientras es torsionada en la pieza de trabajo y, por ello, la dirección rotacional de alimentación debe ser invertida a fin de retirar la terraja de un agujero roscado ciego. Normalmente, deben usarse dos o tres terrajas para producir una rosca completa. Las fresas de roscar, sin embargo, son herramientas de fresado, y pueden retirar material viruta a viruta a medida que las roscas son fresadas en la pieza 50 de trabajo. Las fresas de roscar tienen usualmente menores diámetros que un agujero a roscar en una pieza de trabajo. Aunque el perfil de rosca está también conformado en el diámetro exterior de las fresas de roscar, de forma similar a las terrajas, las roscas están en línea entre sí y no están orientadas helicoidalmente. En consecuencia, una fresa de roscar debe estar interpolada helicoidalmente en la pieza de trabajo para formar los filetes helicoidales resultantes deseados. Las fresas de roscar tienen bordes de corte en cada diente de corte de rosca formado con un ángulo de ataque en la 55 parte de corte de la herramienta de fresado de roscas.

Ejemplos de herramientas de fresado de roscas incluyen las herramientas de perforación y roscado combinados descritas en las Patentes US Nº 5,413,438 y 4,761,844. Se provee una herramienta de perforación y roscado combinados con un cuerpo recto alargado que tiene una caña en un extremo, y una parte de taladrado de agujero y una parte de formación de rosca a lo largo de una parte de trabajo de la herramienta. La parte de formación de rosca de la 60 herramienta tiene un diámetro máximo igual al diámetro máximo del elemento de taladrado de agujero de forma que la

parte de formación de rosca puede entrar en el agujero sin interferencia mientras se está taladrando el agujero. La parte de formación de rosca de la herramienta puede tener ranuras rectas o dispuestas helicoidalmente. El taladro es formado por la parte de taladrado de agujero y se rosca después usando la parte de formación de rosca por combinación de movimiento rotativo, axial y orbital simultáneos. El movimiento orbital de la herramienta es un movimiento del eje de la herramienta alrededor de el eje central del agujero, concretamente, a lo largo de un círculo cuyo centro está en un eje 5 central del agujero. Los movimientos combinados rotativo, axial y orbital de la herramienta combinada corta una rosca interna en la superficie interior del agujero.

La Patente US Nº 5,733,078 proporciona una herramienta de taladrar y fresar en la que la parte de corte de la herramienta incluye dientes de fresado en una superficie circunferencial más externa y también incluye uno o más bordes de corte de extremos en una cara distal de la herramienta. Cada borde de corte de extremos tiene un diámetro 10 máximo que es intermedio en magnitud entre un diámetro menor y un diámetro mayor de los dientes de fresado en la misma herramienta. Esta herramienta de taladrado y fresado permite la formación de un agujero roscado cerca de un borde de una pieza de trabajo reduciendo el espesor de pared mínimo requerido entre el diámetro mayor de la rosca que se crea y el borde de la pieza de trabajo.

A fin de que las herramientas de trabajo operen eficientemente, las virutas generadas durante el roscado deben 15 ser eficientemente retiradas cuando se está roscando una pieza de trabajo. El atrapamiento de viruta o la retirada ineficiente de viruta es una causa principal de mayor consumo de energía, calidad reducida de las roscas fresadas y desgaste de herramienta. Las fresas de roscar usadas para roscar agujeros ciegos se diseñan normalmente con ranuras de forma que las virutas son elevadas fuera del agujero o, si se puede proporcionar holgura suficiente en el fondo del agujero, las virutas son empujadas por delante de la herramienta de corte. Cuando el diseño de la ranura de la 20 herramienta de corte es tal que las virutas son elevadas fuera del agujero por la acción de elevación de las ranuras, puede ser también útil dirigir un chorro de fluido de corte adentro del agujero a través de un paso... [Seguir leyendo]

1. Una herramienta de fresado de roscas (10) para producir roscas cónicas en al menos una parte de un agujero en una pieza de trabajo que comprende: 5

una parte proximal de caña (14);

una parte distal de corte (12) comprendiendo un extremo terminal (24) y una pluralidad de dientes de corte de rosca (16) teniendo una cresta y definiendo un ángulo de conicidad (32), el ángulo de conicidad estando definido por una reducción sucesiva en la distancia entre un eje central (22) de la herramienta (10) y la cresta de dientes individuales de corte de rosca a medida que los dientes de corte 10 de rosca (16) se aproximan al extremo terminal (24), caracterizada porque dicho ángulo de conicidad (32) es mayor que 0º hasta 5º y porque dicha herramienta de fresado de roscas comprende además al menos una ranura orientada helicoidalmente (20) definida en dicha parte de corte (12), en donde dicha ranura helicoidal está definida por un ángulo de hélice de al menos 20º.

2. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 1 en la que dicha parte de caña puede unirse a un 15 dispositivo para trasladar la herramienta de fresado de roscas para formar roscas en una pieza de trabajo.

3. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 2 en la que los dientes de fresado de roscas tienen una forma de rosca que produce roscas en la pieza de trabajo que cumplen las normas National Pipe Thread.

4. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 1 en la que no más de seis ranuras helicoidales están definidas en dicha parte de corte. 20

5. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 1 en la que dicha ranura helicoidal está definida por un ángulo de hélice menor de 40º.

6. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 1 que comprende además una perforación a través de dicha parte de caña y dicha parte de corte para dirigir un flujo de refrigerante a dicha parte de corte.

7. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 1 en la que dicha ranura helicoidal está definida por un 25 ángulo de hélice de 30º.

8. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 1 en la que dicha parte de caña comprende una caña Weldon.

9. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 1 en la que dicha parte de caña comprende una ranura de posicionamiento. 30

10. La herramienta de fresado de roscas de la reivindicación 2 en la que el dispositivo es una máquina informatizada de control numérico.