Una herramienta giratoria para mecanizado con arranque de viruta así como una pieza intercambiable de la misma.

Pieza intercambiable para herramientas giratorias para mecanizado con arranque de viruta,

que comprendeextremos frontal y posterior (9, 10) entre los cuales se extiende un eje central (C2), una espiga de centrado (20) quesobresale axialmente hacia atrás desde el extremo posterior (10) de la pieza intercambiable y dos superficies decontacto laterales (26, 26; 36, 36) en lados opuestos de la pieza intercambiable para cooperación con elementos dearrastre incluidas en un cuerpo de herramienta, caracterizada porque la espiga de centrado (20) comprende dossuperficies (29, 33) opuestas diametralmente, una primera (29) de las cuales se extiende tangencialmente entre dosgeneratrices límite (31a, 31b) que discurren axialmente, las cuales están situadas a lo largo de un círculo circunscritoimaginario (S1), el centro del cual coincide con el eje central (C2), y entre las cuales el ángulo del arco (α) es menorde 180º, transformándose la primera superficie (29), por vía de dichas generatrices límite (31a, 31b), en unasegunda superficie (33) la cual está separada hacia dentro desde el círculo circunscrito (S1) e incluye una superficiede apoyo (32c), la cual está bordeada por dos superficies de huelgo (32a, 32b) que se extienden desde lasgeneratrices límite (31a, 31b), y porque, axialmente por detrás de la superficie de apoyo (32c), está presente unasuperficie biselada (37), la cual es inclinada en relación con la superficie de apoyo (32c).

Una herramienta giratoria para mecanizado con arranque de viruta así como una pieza intercambiable de la misma.

Campo técnico de la Invención En un primer aspecto, esta invención se refiere a una pieza intercambiable de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

En otro aspecto, la invención se refiere también a una herramienta giratoria de acuerdo con la reivindicación 3.

Herramientas del tipo en cuestión son conocidas, por ejemplo, del documento de patente japonesa JP 11197923A y son adecuadas para mecanizado con corte o arranque de viruta de piezas de metal, tales como acero, hierro colado, aluminio, titanio, metales amarillos, etc. Las herramientas pueden, también, ser usadas para el mecanizado de materiales compuestos de diferentes tipos.

Antecedentes de la Invención Durante más de una década, las herramientas de taladrado y las herramientas de fresado han sido desarrolladas, por ejemplo, en forma de fresas de mango, que, al contrario de las herramientas enterizas, están compuestas por dos partes, a saber, un cuerpo base y una cabeza que es conectada de forma desmontable con la misma y que, por ello, es reemplazable, y en cuya cabeza están incluidos los bordes de corte de rigor. De esta manera, la mayor parte de la herramienta puede ser fabricada de un material comparativamente barato que tiene un módulo de elasticidad moderado, tal como acero, mientras que la parte más pequeña, a saber, la cabeza, puede ser fabricada de un material más duro y más caro, tal como un carburo cementado, cermet, cerámica y otros similares, los cuales dan a los bordes de corte una buena capacidad de arranque de viruta, una buena precisión de mecanizado y una vida de servicio prolongada. En otras palabras, la cabeza forma una parte de desgaste que puede ser desechada después del desgaste, mientras que el cuerpo base puede ser reutilizado varias veces (por ejemplo, 10 a 20 reemplazos) . Una denominación ahora reconocida de tales cabezas portadoras de bordes de corte es “herramientas intercambiables”, la cual se usará en adelante en este documento.

En herramientas giratorias del tipo pieza intercambiable, se establecen una pluralidad de requerimientos, uno de los cuales es que la pieza intercambiable debe ser mantenida centrada de una manera exacta y fiable en relación con el cuerpo base. De acuerdo con esto, cada excentricidad no intencionada entre el eje central de la pieza intercambiable y el eje central del cuerpo base no debe ser más de 0, 01 mm. Lo más preferible es que debe ser menor que 0, 005 mm a menos que pueda obtenerse la centricidad exacta. Otro requerimiento, o deseo desde el lado del usuario, es que la pieza intercambiable se pueda montar y desmontar de manera rápida y cómoda sin que el cuerpo base tenga que ser quitado necesariamente de la máquina de accionamiento.

Técnica anterior Las herramientas de taladrado y las herramientas de fresado (fresas con mango) del tipo pieza intercambiable son ampliamente conocidas y pueden ser divididas en varias categorías diferentes dependiendo de las ideas sobre las cuales se han basado los diseñadores. De acuerdo con esto, ciertas herramientas usan herramientas intercambiables que tienen espigas de centrado posteriores que total o parcialmente (junto con otros detalles de acoplamiento) cumplen el propósito de centrar la pieza intercambiable en relación con el cuerpo base. A esta categoría de herramientas pertenece entre otras, el documento de patente de EE.UU. US 6012881, el cual describe una pieza intercambiable para broca en la cual una parte de acoplamiento posterior de la pieza intercambiable se inserta axialmente en una mordaza entre dos elementos de arrastre no deformables, cuyas partes internas incluyen aristas salientes para transferencia de par motor que discurren axialmente y que se traban con los correspondientes entrantes en la parte de acoplamiento de la pieza intercambiable, aparte de lo cual una espiga de centrado que sobresale hacia atrás desde la pieza intercambiable se inserta en un agujero central que se abre en el fondo de la mordaza. Con la espiga, coopera un tornillo montado en un agujero radial en el cuerpo base con el propósito de bloquear la pieza intercambiable con respecto al cuerpo base. A este respecto, la espiga de centrado es cilíndrica y se puede insertar con un encaje ajustado (encaje de forma) en un agujero central cilíndrico de forma similar, con el fin de, junto con superficies de contacto cóncava y convexa de los elementos de arrastre y la parte de acoplamiento, respectivamente, cumplen el propósito de centrar la pieza intercambiable. Los requerimientos simultáneos de encaje no sólo entre la espiga de centrado y el agujero, sino también entre los elementos de arrastre y la parte de acoplamiento, imponen requerimientos extremos, por no decir prácticamente inalcanzables, de precisión de fabricación y, si por ventura se alcanzara una elevada exactitud, el montaje y desmontaje de la pieza intercambiable se volverán particularmente incómodos.

Objetos y características de la Invención La presente invención se enfoca a obviar las desventajas mencionadas arriba de la herramienta de acuerdo con el documento de patente japonesa JP 11197923A y a proporcionar una herramienta con pieza intercambiable mejorada. Por lo tanto, un objeto principal de la invención es proporcionar un herramienta con pieza intercambiable del tipo mencionado inicialmente, en la cual la pieza intercambiable puede ser centrada de una manera meticulosamente exacta con respecto al cuerpo base, así como ser montada y desmontada de una manera simple y

suave. Otro objeto es proporcionar una herramienta que tiene una pieza intercambiable, cuya espiga de centrado puede ser utilizada no sólo para el centrado exacto, sino también para, directa o indirectamente ! en cooperación con el tornillo radial ! proporcionar un bloqueo axial simple y suave de la pieza intercambiable. Con más precisión, la pieza intercambiable debería ser capaz de resistir fuerzas axiales negativas tales que pretenden tirar de la pieza intercambiable axialmente hacia fuera de la mordaza, sobre todo en relación con una broca de la que se está tirando para sacarla de un agujero taladrado.

De acuerdo con la invención, estros objetos son alcanzados mediante las particularidades definidas en la reivindicación 1. Realizaciones preferidas de pieza intercambiable de acuerdo con la invención están definidas además en la reivindicación 2 dependiente.

En un segundo aspecto, la invención también se refiere a una herramienta giratoria que comprende una pieza intercambiable de ese tipo. Las particularidades esenciales de esta herramienta se ven en la reivindicación 3, aparte de la cual las realizaciones preferidas de la misma están definidas en las reivindicaciones dependientes 4 a 5.

Breve descripción de los dibujos anexos En los dibujos:

la figura 1 es una vista en perspectiva en sección parcial de una herramienta con pieza intercambiable en forma de broca, el cuerpo base y la pieza intercambiable de la cual se muestran en un estado compuesto operativo, la figura 2 es vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra la pieza intercambiable separada del cuerpo base, la figura 3 es una vista en despiece ordenado agrandada que muestra una mordaza incluida en el cuerpo base en una vista en perspectiva desde arriba y la pieza intercambiable en un vista en perspectiva desde abajo, la figura 4 es una vista lateral parcial que muestra una parte frontal del cuerpo base, la figura 5 es la sección A-A de la figura 4, que muestra un tornillo separado del cuerpo base, la figura 6 es la sección A-A de la figura 4, que muestra el mismo tornillo insertado en un agujero radial del cuerpo base, la figura 7 es una representación esquemática y agrandada que ilustra el diseño geométrico de una espiga de centrado incluida en la pieza intercambiable, la figura 8 es una representación análoga que muestra una realización alternativa de la espiga, la figura 9 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra una realización alternativa de una pieza intercambiable de acuerdo con la invención, la figura 10 es una vista lateral de la pieza intercambiable de acuerdo con la figura 9 según se ve a lo largo de un lado largo, la figura 11 es una vista lateral de la pieza intercambiable según se ve en un ángulo de 90º a la vista de acuerdo con la figura 10, y la figura 12 es una sección transversal a través del cuerpo base en un nivel con el tornillo radial del mismo.

Terminología En la descripción y las reivindicaciones que siguen, se describirán varios pares de superficies cooperantes del cuerpo base y la pieza intercambiable, respectivamente. Cuando estas superficies están presentes en el cuerpo base, las mismas... [Seguir leyendo]

1. Pieza intercambiable para herramientas giratorias para mecanizado con arranque de viruta, que comprende extremos frontal y posterior (9, 10) entre los cuales se extiende un eje central (C2) , una espiga de centrado (20) que sobresale axialmente hacia atrás desde el extremo posterior (10) de la pieza intercambiable y dos superficies de contacto laterales (26, 26; 36, 36) en lados opuestos de la pieza intercambiable para cooperación con elementos de arrastre incluidas en un cuerpo de herramienta, caracterizada porque la espiga de centrado (20) comprende dos superficies (29, 33) opuestas diametralmente, una primera (29) de las cuales se extiende tangencialmente entre dos generatrices límite (31a, 31b) que discurren axialmente, las cuales están situadas a lo largo de un círculo circunscrito imaginario (S1) , el centro del cual coincide con el eje central (C2) , y entre las cuales el ángulo del arco (∀) es menor de 180º, transformándose la primera superficie (29) , por vía de dichas generatrices límite (31a, 31b) , en una segunda superficie (33) la cual está separada hacia dentro desde el círculo circunscrito (S1) e incluye una superficie de apoyo (32c) , la cual está bordeada por dos superficies de huelgo (32a, 32b) que se extienden desde las generatrices límite (31a, 31b) , y porque, axialmente por detrás de la superficie de apoyo (32c) , está presente una superficie biselada (37) , la cual es inclinada en relación con la superficie de apoyo (32c) .

2. Pieza intercambiable de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la segunda superficie (33) tiene una forma básicamente cilíndrica que está definida por un segundo círculo (S2) , el centro (M) del cual es excéntrico en relación con el eje central (C2) , coincidiendo dichas superficies de huelgo (32a, 32b) con el segundo círculo.

3. Herramienta giratoria para mecanizado con arranque de viruta, que comprende, por un lado, una cuerpo base (1) que tiene extremos frontal y posterior (4, 5) entre los cuales se extiende un primer eje central (C1) alrededor del cual el cuerpo base puede rotar y, por otro lado, una pieza intercambiable (2) que incluye extremos frontal y posterior (9, 10) entre los cuales se extiende un segundo eje central (C2) :

el extremo frontal del cuerpo base (1) que comprende una mordaza (16) , la cual está delimitada por dos elementos de arrastre (17a, 17b) que transfieren par motor y por un fondo (18) intermedio y en el cual se puede recibir una parte de la pieza intercambiable (2) , y dicho extremo frontal del cuerpo base (1) comprende, además, un agujero central (19) en el cual se puede insertar una espiga (20) de centrado que sobresale axialmente hacia atrás desde la pieza intercambiable, en la cual dicho agujero central (19) se abre en el fondo (18) de la mordaza (16) y tiene una pared de agujero cilíndrica la cual se extiende axialmente hacia dentro del cuerpo base y en la cual se abre un agujero roscado (22) para un tornillo (23) que coopera con la espiga (20) de centrado y en el que la espiga (20) de centrado tiene un área en sección transversal que es menor que el área en sección transversal del agujero central (19) , caracterizada porque la pieza intercambiable (2) es según se define en la reivindicación 1, y porque el tornillo (23) está dispuesto para aplicar una fuerza de giro a la espiga (20) con el fin de obligar a las dos superficies laterales (26, 26; 36, 36) opuestas de la pieza intercambiable contra los elementos de arrastre (17a, 17b) .

4. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el tornillo (23) está dispuesto en un agujero roscado (22) que tiene el eje central (C3) del mismo dirigido radialmente hacia el eje central (C) de la herramienta y porque la pieza intercambiable (2) , en una posición inicial entre los elementos de arrastre (17a, 17b) , tiene la espiga (20) de la misma ajustada de tal manera que la superficie de apoyo (32c) plana forma un ángulo obtuso (#) con el eje central (C3) del agujero roscado (22) .

5. Herramienta de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizada porque la segunda superficie (33) , en la cual las dos superficies de huelgo (32a, 32b) de la espiga de la pieza intercambiable están incluidas, tiene un forma básicamente cilíndrica que está definida por un segundo círculo (S2) imaginario, el centro (M) del cual es excéntrico en relación con el eje central (C) de la herramienta.