Herramienta giratoria destinada a mecanizado por arranque de viruta, así como pieza extrema desmontable y cuerpo básico para la misma.

Herramienta giratoria para mecanizar por arranque de viruta, que comprende,

por un lado, un cuerpo básico (1) que tiene extremos delantero y trasero (4, 5) entre los que extiende un primer eje central (C1) geométrico alrededor del que puede girar el cuerpo básico en una dirección predeterminada de rotación (R) y, por otro lado, una pieza extrema desmontable (2) que incluye extremos delantero y trasero (11, 12) entre los que se extiende un segundo eje central (C2) geométrico, comprendiendo el extremo delantero (4) del cuerpo básico (1) una mordaza (15), que está delimitada por dos elementos accionadores (16a, 16b) y una parte inferior intermedia (17) y en la que está recibida una parte de la pieza extrema desmontable (2), y un pasador de centrado (30) que sobresale axialmente hacia atrás de la pieza extrema desmontable que se introduce en un agujero central axial (18), que desemboca en la parte inferior (17) de la mordaza (15) y en el que desemboca un agujero roscado (19) para un tornillo (22) que coopera con el pasador central, incluyendo el agujero central (18) una superficie de soporte (33) cilíndrica, que es concéntrica con el eje central (C1) del cuerpo básico y contra la que el pasador de centrado (30) de la pieza extrema desmontable (2) es presionado mediante el tornillo (22), e incluyendo el pasador de centrado (30) de la pieza extrema desmontable dos superficies externas (38, 39) diametralmente opuestas, que tienen individualmente una prolongación axial, así como una periférica, y de las que una primera superficie (38) forma una superficie de contacto que está presionada contra la superficie de soporte (33) del agujero central (18) y se extiende tangencialmente entre dos generatrices de contorno (40a, 40b) que se extienden axialmente, situadas a lo largo de un círculo circunscrito (S2) imaginario que tiene un centro (MP2) coincidente con el eje central (C2) de la pieza extrema desmontable (2), y entre los que un ángulo de arco (ß) es menor que 180º, mientras que la segunda superficie forma una superficie externa con holgura (39) que carece de contacto con el interior del agujero central (18) como consecuencia de que el área en sección transversal del pasador de centrado (30) es menor que el área en sección transversal del agujero central, caracterizada porque el círculo circunscrito (S2) tiene un radio (r2) que es igual de grande que el radio (r1) de un círculo inscrito (S1) a lo largo de la superficie de soporte (33) cilíndrica del agujero central (18), y porque la máxima distancia radial (RD2) entre el eje central (C2) de la pieza extrema desmontable y un punto sobre la superficie con holgura (43) del pasador de centrado (30) es mayor que el radio (r2) del círculo circunscrito (S2), pero menor que la distancia (RD1) correspondiente entre el eje central (C1) del cuerpo básico (1) y una superficie con holgura (35) situada en el agujero central y opuesta a la superficie de soporte (33), con más precisión, con el fin de hacer que la introducción del pasador de centrado (30) en el agujero central (18) no sea posible más que de un único modo.

Herramienta giratoria destinada a mecanizado por arranque de viruta, así como pieza extrema desmontable y cuerpo básico para la misma Campo técnico de la invención En un primer aspecto, esta invención se refiere a una herramienta giratoria destinada a mecanizado por arranque de viruta y del tipo que está definido en el preámbulo de la reivindicación independiente 1 que sigue.

En aspectos adicionales, la invención se refiere asimismo a una pieza extrema desmontable, según el preámbulo de la reivindicación independiente 8, destinada al tipo de herramienta en cuestión, así como a un cuerpo básico, según el preámbulo de la reivindicación independiente 12. Dicha herramienta, dicha pieza extrema desmontable y dicho cuerpo básico son conocidos por el documento US 6012881.

Las herramientas de la clase en cuestión son adecuadas para mecanizar por arranque de viruta o corte piezas a trabajar de metal, tal como acero, hierro fundido, aluminio, titanio, latón, etc. Las herramientas pueden utilizarse asimismo para el mecanizado de material compuesto de diferentes tipos.

Antecedentes de la invención Recientemente, se han desarrollado herramientas de taladrado, así como herramientas de fresado, que están compuestas, contrariamente a herramientas macizas integrales, por dos partes, a saber, un cuerpo básico y un cabezal conectado de modo desmontable con el mismo y siendo por ello reemplazable, en cuyo cabezal están incluidos los bordes de corte requeridos. De este modo, la mayor parte de la herramienta puede estar fabricada a partir de un material relativamente económico que tiene un módulo moderado de elasticidad, tal como acero, mientras que una parte más pequeña, a saber, el cabezal, puede estar fabricada a partir de un material más duro y más caro, tal como carburo cementado, cerametal, cerámica y similar, que proporciona a los bordes de corte una buena capacidad de arranque de viruta, una buena precisión de mecanizado y una larga vida útil. En otras palabras, el cabezal forma una parte de desgaste que puede ser descartada después de desgastarse, mientras que el cuerpo básico puede reutilizarse varias veces. Una denominación actualmente reconocida de dichos cabezales que llevan bordes de corte es “piezas extremas desmontables”, que se utilizará en lo sucesivo en esta memoria junto con el concepto de “herramientas con pieza extrema desmontable”.

En las herramientas giratorias del tipo de pieza extrema desmontable, se tienen varios requisitos, uno de los cuales es que la pieza extrema desmontable debería mantenerse centrada de modo exacto y fiable con relación al cuerpo básico. En consecuencia, cada excentricidad involuntaria entre el eje central de la pieza extrema desmontable y el eje central del cuerpo básico no debería ser más de 0, 01 mm. Otro requisito o deseo por parte del usuario es que la pieza extrema desmontable debería poderse montar y desmontar de modo rápido y conveniente, sin correr el riesgo de un montaje incorrecto. Más preferentemente, debería ser posible llevar a cabo el montaje y desmontaje, sin que el cuerpo básico tenga que ser necesariamente retirado de la máquina de accionamiento.

Técnica anterior

Las herramientas de taladrado, así como las herramientas de fresado (fresas de extremo con cuerpo) , del tipo de pieza extrema desmontable se han descrito ampliamente en la literatura de patentes y pueden dividirse en varias categorías diferentes dependiendo de las ideas en las que están basados los diseños. De esta manera, ciertas herramientas utilizan piezas extremas desmontables que tienen pasadores traseros que cumplen completa o parcialmente (junto con otros detalles de acoplamiento) la tarea de centrar la pieza extrema desmontable con relación al cuerpo básico. A esta categoría pertenece, entre otras, la herramienta descrita en el documento US 6012881, que da a conocer una broca con pieza extrema desmontable, en la que una parte de acoplamiento trasera de la pieza extrema desmontable está introducida axialmente en una mordaza entre dos elementos accionadores no elásticos, cuyas partes interiores incluyen crestas de transferencia de par, que se extienden axialmente, y que se aplican a las rampas correspondientes en una parte de acoplamiento incluida en la pieza extrema desmontable, además de las cuales un pasador centrado que sobresale hacia atrás de la mencionada en último lugar está introducido en un agujero central que desemboca en la parte inferior de la mordaza. Un tornillo montado en un agujero roscado radial en el cuerpo básico, que tiene el fin de bloquear la pieza extrema desmontable con relación a dicho cuerpo básico, coopera con el pasador. A este respecto, el pasador central es cilíndrico y puede insertarse en un ajuste cerrado (ajuste de forma) en un agujero central igualmente cilíndrico, para cumplir, junto con superficies de contacto cóncavas y convexas de los elementos accionadores y la parte de acoplamiento, respectivamente, el fin de centrar la pieza extrema desmontable. No obstante, los requisitos simultáneos de ajuste no solamente entre el pasador central y el agujero, sino también entre los elementos accionadores y la parte de acoplamiento, imponen requisitos extremos, por no decir inalcanzables, de precisión en la fabricación. Además, surgiría un problema incompatible si quizá se consiguiera una buena precisión, a saber, que llegue a ser difícil llevar a cabo el montaje y desmontaje de la pieza extrema desmontable como consecuencia de que el pasador de centrado requiere una gran fuerza para ser introducido por empuje y extraído por tracción hacia dentro y hacia fuera, respectivamente, del agujero.

Con el fin de obviar las desventajas anteriormente mencionadas de la herramienta según el documento US 6012881, se ha propuesto en los documentos EP 2266736 y EP 2266734 formar el pasador de centrado de la pieza extrema desmontable, por un lado, con una superficie de contacto esencialmente semicilíndrica concéntrica con el eje central de la pieza extrema desmontable y, por otro lado, con una superficie con holgura diametralmente opuesta, de las que la mencionada en primer lugar puede ser presionada –por medio del tornillo de la herramienta- contra el interior de un agujero de centrado cilíndrico en el cuerpo básico. De este modo, puede darse al pasador de centrado un área en sección transversal que es menor que el área en sección transversal del agujero, facilitándose el montaje y desmontaje de la pieza extrema desmontable, sin poner en peligro el centrado exacto de la pieza extrema desmontable. No obstante, en este caso, surge el riesgo de un 50% de montaje incorrecto de la pieza extrema desmontable en relación con el pasador de centrado al introducirse en el agujero, porque la superficie de contacto del pasador se puede hacer girar hacia cualquier mitad de la pared interna del agujero cilíndrico.

Objetos y características de la invención La presente invención tiene por objetivo obviar no solamente las serias desventajas intrínsecas a la herramienta con pieza extrema desmontable según el documento US 6012881, sino también las molestias de montaje en la práctica que han resultado estar asociadas con las herramientas y las piezas extremas desmontables que son objeto de los documentos EP 2266736 y EP 2266734 y que están definidas en los preámbulos de las reivindicaciones independientes 1 y 7, respectivamente. Por lo tanto, un objeto principal de la invención es proporcionar una herramienta con pieza extrema desmontable, cuya pieza extrema desmontable puede, por un lado, estar centrada de modo preciso con relación al cuerpo básico de la herramienta y, por otro lado, estar montada de modo sencillo, sin correr el riesgo de un montaje incorrecto. En otras palabras, el operario debería, sin esfuerzo mental, ser capaz de montar, en un modo a prueba de empleo incorrecto, la pieza extrema desmontable solamente en una posición predeterminada. Un objeto adicional es proporcionar una herramienta con pieza extrema desmontable, cuyos dos componentes principales, es decir, el cuerpo básico y la pieza extrema desmontable, respectivamente, deberían poderse fabricar de modo eficaz y económico, al tiempo que se consigue la sencillez deseada del montaje. Además, la invención tiene por objetivo proporcionar una pieza extrema desmontable cuyo pasador de centrado es resistente y robusto.

Según la invención, al menos el objeto principal se consigue por medio de las características definidas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Las realizaciones preferentes de la herramienta según la invención están definidas además en las reivindicaciones dependientes 2-7.

En un segundo aspecto, la invención se refiere asimismo a una pieza extrema desmontable como tal. Las características... [Seguir leyendo]

1. Herramienta giratoria para mecanizar por arranque de viruta, que comprende, por un lado, un cuerpo básico (1) que tiene extremos delantero y trasero (4, 5) entre los que extiende un primer eje central (C1) geométrico alrededor del que puede girar el cuerpo básico en una dirección predeterminada de rotación (R) y, por otro lado, una pieza extrema desmontable (2) que incluye extremos delantero y trasero (11, 12) entre los que se extiende un segundo eje central (C2) geométrico, comprendiendo el extremo delantero (4) del cuerpo básico (1) una mordaza (15) , que está delimitada por dos elementos accionadores (16a, 16b) y una parte inferior intermedia (17) y en la que está recibida una parte de la pieza extrema desmontable (2) , y un pasador de centrado (30) que sobresale axialmente hacia atrás de la pieza extrema desmontable que se introduce en un agujero central axial (18) , que desemboca en la parte inferior (17) de la mordaza (15) y en el que desemboca un agujero roscado (19) para un tornillo (22) que coopera con el pasador central, incluyendo el agujero central (18) una superficie de soporte (33) cilíndrica, que es concéntrica con el eje central (C1) del cuerpo básico y contra la que el pasador de centrado (30) de la pieza extrema desmontable (2) es presionado mediante el tornillo (22) , e incluyendo el pasador de centrado (30) de la pieza extrema desmontable dos superficies externas (38, 39) diametralmente opuestas, que tienen individualmente una prolongación axial, así como una periférica, y de las que una primera superficie (38) forma una superficie de contacto que está presionada contra la superficie de soporte (33) del agujero central (18) y se extiende tangencialmente entre dos generatrices de contorno (40a, 40b) que se extienden axialmente, situadas a lo largo de un círculo circunscrito (S2) imaginario que tiene un centro (MP2) coincidente con el eje central (C2) de la pieza extrema desmontable (2) , y entre los que un ángulo de arco (β) es menor que 180º, mientras que la segunda superficie forma una superficie externa con holgura (39) que carece de contacto con el interior del agujero central

(18) como consecuencia de que el área en sección transversal del pasador de centrado (30) es menor que el área en sección transversal del agujero central, caracterizada porque el círculo circunscrito (S2) tiene un radio (r2) que es igual de grande que el radio (r1) de un círculo inscrito (S1) a lo largo de la superficie de soporte (33) cilíndrica del agujero central (18) , y porque la máxima distancia radial (RD2) entre el eje central (C2) de la pieza extrema desmontable y un punto sobre la superficie con holgura (43) del pasador de centrado (30) es mayor que el radio (r2) del círculo circunscrito (S2) , pero menor que la distancia (RD1) correspondiente entre el eje central (C1) del cuerpo básico (1) y una superficie con holgura (35) situada en el agujero central y opuesta a la superficie de soporte (33) , con más precisión, con el fin de hacer que la introducción del pasador de centrado (30) en el agujero central (18) no sea posible más que de un único modo.

2. Herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque la superficie de contacto (38) , así como la superficie con holgura (39) del pasador de centrado (30) , se extienden desde el extremo libre (31) del mismo para hacer imposible una introducción incorrecta del pasador de centrado en el agujero central (18) , incluso parcialmente.

3. Herramienta según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque en la superficie con holgura (39) del pasador de centrado (30) , existe embutido un asiento (44) que está separado del extremo libre (31) e incluye una superficie inferior (45) y una superficie de tope (46) situada axialmente por detrás del mismo y destinada al tornillo (22) .

4. Herramienta según la reivindicación 3, caracterizada porque la superficie inferior (45) y la superficie de tope (46) del asiento (44) son planas y forman un ángulo obtuso entre sí.

5. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el agujero central (18) en el cuerpo básico (1) tiene una forma en sección transversal similar a una gota por su superficie con holgura que incluye dos superficies parciales convergentes en forma de cuña.

6. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque el agujero central en el cuerpo básico tiene una forma de óvalo en sección transversal por la superficie con holgura que incluye dos superficies parciales que se extienden paralelas entre sí en la dirección desde la superficie de soporte hacia una superficie de transición común.

7. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizada porque el pasador de centrado (30) de la pieza extrema desmontable (2) tiene una forma en sección transversal similar a una gota por su superficie con holgura (39) que incluye dos superficies parciales (42) que convergen en la dirección desde la superficie de contacto

(38) hacia una superficie trasera (43) común.

8. Pieza extrema desmontable para herramientas giratorias de mecanizado por arranque de viruta, que comprende extremos delantero y trasero (11, 12) entre los que se extiende un eje central (C2) geométrico, así como un pasador de centrado (30) que sobresale axialmente hacia atrás, que incluye dos superficies externas (38, 39) diametralmente opuestas, que tienen individualmente una prolongación axial, así como una periférica, y de las que una primera superficie (38) forma una superficie de contacto que se extiende de modo periférico entre dos generatrices de contorno (40a, 40b) que se extienden axialmente, situadas a lo largo de un círculo circunscrito (S2) imaginario que tiene un centro (MP2) coincidente con el eje central (C2) , y entre los que un ángulo de arco (β) es menor que 180º, mientras que la segunda superficie forma una superficie con holgura (39) , caracterizada porque la máxima distancia radial (RD2) entre el eje central (C2) y un punto sobre la superficie con holgura (39) es mayor que el radio (r2) del círculo circunscrito (S2) , y porque en la superficie con holgura (39) del pasador de centrado (30) , existe embutido un

asiento (44) que está separado del extremo libre del pasador (31) y tiene una superficie inferior (45) y una superficie de tope (46) situada axialmente por detrás del mismo y destinada a un tornillo.

9. Pieza extrema desmontable según la reivindicación 8, caracterizada porque la superficie de contacto (38) , así

como la superficie con holgura (39) del pasador de centrado (30) , se extienden axialmente hacia delante desde un 5 extremo libre (31) del pasador.

10. Pieza extrema desmontable según la reivindicación 8, caracterizada porque la superficie inferior (45) y la superficie de tope (46) son planas y forman un ángulo obtuso entre sí.

11. Pieza extrema desmontable según cualquiera de las reivindicaciones 8-10, caracterizada porque el pasador de centrado (30) tiene una forma en sección transversal similar a una gota por la superficie con holgura (39) que incluye

dos superficies parciales (42) que convergen en la dirección desde la superficie de contacto (38) hacia una superficie trasera (43) común.

12. Cuerpo básico para herramientas giratorias de mecanizado por arranque de viruta, que comprende una superficie envolvente (6) , así como extremos delantero y trasero (4, 5) , entre los que se extiende un eje central (C1) geométrico, y cuyo extremo delantero (4) incluye una mordaza (15) delimitada por dos elementos accionadores (16a, 15 16b) y una parte inferior intermedia (17) en la que desemboca un agujero central (18) que se extiende axialmente, un agujero (19) para un tornillo (22) que se extiende entre el agujero central (18) y la superficie envolvente (6) , caracterizado porque el agujero central (18) está delimitado por una superficie de soporte (33) semicilíndrica, que es concéntrica con el eje central (C1) y a lo largo de la que está inscrito un círculo (S1) que tiene un cierto radio (r1) , así como por una superficie con holgura (35) opuesta situada en el exterior del círculo inscrito (S1) , que incluye dos superficies parciales (36b, 36c) y una superficie parcial (36a) semicilíndrica opuesta, en el que las dos superficies parciales (36b, 36c) se extienden paralelas entre sí desde la superficie de soporte (33) hacia la superficie parcial (36a) semicilíndrica opuesta, de manera que el agujero central (18) tiene una forma de óvalo en sección transversal.