Método y dispositivo para fabricar una preforma para una herramienta redonda.

Método para fabricar una preforma (23) para una herramienta redonda,

comprendiendo la preforma (23) una parte (1) de caña y una parte acanalada (2), comprendiendo el método las etapas de:

- disponer un material (21) de suministro,

- suministrar el material (21) de suministro a través de una matriz (6), conformando de este modo por extrusión un material extruído (22) con acanaladuras (4) para virutas definidas por una superficie (7) de conformación de acanaladuras interior de la matriz (6),

- permitir que el material extruído (22) avance en una dirección (E) de extrusión hasta un primer extremo (12) de un manguito (10), estando cerrado el manguito por un segundo extremo (13) por un elemento extremo (14) que comprende un saliente (15) que sobresale en el interior del manguito (10), y llenar el manguito (10), conformando de este modo la parte (1) de caña con una forma definida por una superficie (11) de conformación de caña interior del manguito (10) y el elemento extremo (14),

- liberar el elemento extremo (14) para permitir que la parte (1) de caña se mueva a lo largo de la dirección (E) de extrusión conjuntamente con el elemento extremo (14) mientras continúa el suministro del material (21) de suministro a través de la matriz (6), conformando de este modo la parte acanalada (2), y

- cortar el material extruído (22) en la matriz (6) para conformar la preforma.

Método y dispositivo para fabricar una preforma para una herramienta redonda

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para fabricar una preforma para una herramienta redonda.

Antecedentes Herramienta redonda es un término usado en el campo de herramientas de corte y se refiere a herramientas de corte para mecanizado con formación de virutas tales como taladros, fresas, taladros con rosca, etc. De forma típica, a diferencia de los insertos de corte, las herramientas redondas son alargadas y están realizadas en una pieza con una parte de caña y una parte que comprende uno o más filos de corte. Normalmente, esta última comprende acanaladuras para virutas para una extracción eficaz de las virutas durante el mecanizado y, por lo tanto, en la presente memoria se hará referencia a esta parte como parte acanalada. Normalmente, las herramientas redondas están hechas de carburo cementado o de acero de alta velocidad, pero también pueden estar hechas de cerámica o de cermets.

La fabricación de herramientas redondas se lleva a cabo normalmente mediante metalurgia de polvo, que comprende prensar materiales en polvo para formar preformas con una forma lo más parecida en la práctica a la forma del producto final, sinterizarlas y afilarlas para obtener la forma del producto final. En las técnicas de fabricación convencionales, esto significa que la preforma es esencialmente un cuerpo cilíndrico que requiere un afilado sustancial para formar la geometría básica, las acanaladuras para virutas y los filos de corte. Este afilado consume tiempo y es costoso, siendo deseable reducir su uso.

En muchas herramientas redondas se conforman canales de refrigeración internos. Esto puede llevarse a cabo mediante presión isostática en un molde que comprende un cable enrollado hecho de cera o similares alrededor de un elemento de núcleo cilíndrico, llenando el molde y presionándolo para conformar la preforma, sinterizándola y afilándola para obtener la forma del producto final. De forma típica, esta técnica de fabricación requiere al menos cierta mecanización del cuerpo prensado también antes de su sinterizado.

Las técnicas de fabricación más modernas, tal como moldeo por inyección o extrusión, permiten obtener preformas con formas más parecidas a las formas del producto final.

El documento US 7.101.167 describe un método para fabricar una herramienta redonda que comprende extruir una mezcla de polvo hasta formar una preforma de herramienta redonda con una forma muy parecida a la forma del producto final. Este método permite conformar una parte de caña, las acanaladuras para virutas y, opcionalmente, los canales de refrigeración internos en un proceso continuo. La mezcla de polvo es extruída a través de una matriz para formar una superficie exterior cilíndrica de la mezcla de polvo extruída, quedando sujeta a continuación la superficie exterior cilíndrica de la mezcla de polvo extruída progresivamente a una estructura de conformación de acanaladuras dispuesta en serie y corriente abajo con respecto a la matriz, mediante la que se conforman las acanaladuras para virutas a lo largo de una primera sección longitudinal de la superficie exterior cilíndrica a efectos de definir una parte acanalada de la preforma. Cuando se obtiene una longitud deseada de la parte acanalada, la estructura de conformación de acanaladuras se aleja de la superficie exterior cilíndrica para finalizar la conformación de las acanaladuras para virutas y la extrusión a través de la matriz continúa hasta que se obtiene una segunda sección con una superficie exterior cilíndrica que define una parte de caña de la preforma de herramienta redonda. También es posible conformar los canales de refrigeración internos en la matriz y, haciendo girar la mezcla de polvo en movimiento, los canales de refrigeración internos seguirán las acanaladuras para virutas. No obstante, la conformación de las acanaladuras puede deformar el canal de refrigeración interno. Dicha deformación de los canales de refrigeración puede provocar el rechazo de la preforma de herramienta redonda conformada.

El documento US 7.296.497 describe una realización diferente que comprende conformar inicialmente las acanaladuras para virutas y conformar posteriormente la parte de caña. Esto se consigue extruyendo una mezcla de polvo a través de una matriz mediante la que se conforman las acanaladuras para virutas. Los canales de refrigeración son conformados simultáneamente con respecto a las acanaladuras para virutas mediante unos filamentos dispuestos en la matriz. A continuación, la mezcla de polvo extruída en movimiento entra en un manguito cilíndrico conectado a la matriz y sobresale en última instancia por un extremo libre del manguito. La parte que sobresale de la mezcla de polvo extruída es cortada por una tapa que cierra el extremo libre del manguito. Mientras la extrusión continúa, la mezcla de polvo extruída en movimiento llena el manguito y las acanaladuras para virutas conformadas previamente se llenan y los canales de refrigeración conformados previamente se deforman debido a la deformación de la mezcla de polvo extruída en el interior del manguito. Cuando la presión en el manguito ha alcanzado un nivel determinado, la tapa se abre y la parte deformada es empujada y extraída del manguito de manera no giratoria debido al rozamiento contra las paredes del manguito. Debido al movimiento no giratorio continuo en el interior del manguito, los filamentos quedan dispuestos finalmente de forma rectilínea en el interior del manguito y la parte deformada que sobresale del manguito se corta. A continuación, la extrusión continúa hasta que se ha obtenido la longitud deseada de la parte de caña.

Aunque se obtiene una forma muy parecida a la forma del producto final, la conformación de acanaladuras según los métodos descritos anteriormente provoca una pérdida sustancial de material en polvo.

El documento WO 2010/125555 describe una herramienta de corte que tiene una estructura monolítica. Esta herramienta incluye una caña moldeada por inyección y una parte acanalada extruída que se extiende hacia delante desde la caña, teniendo la caña y la parte acanalada una estructura monolítica. El proceso para producir la herramienta de corte incluye conformar un cuerpo en crudo de la herramienta de corte moldeando por inyección una caña del cuerpo en crudo y extruir una parte acanalada del cuerpo en crudo de modo que la caña y la parte acanalada presentan una estructura monolítica; y sinterizar posteriormente el cuerpo en crudo de la herramienta de corte. De este modo, en este proceso, el material es extruído en el interior de un manguito cerrado que comprende un eje, aunque para extraer del aparato la preforma conformada la preforma debe ser retirada del manguito en una dirección opuesta con respecto a la dirección de extrusión, lo que provoca una breve interrupción del proceso.

Resumen Un objetivo de la invención consiste en reducir la pérdida de material durante la fabricación de herramientas redondas. Este objetivo se consigue mediante una preforma para una herramienta redonda y un método y un dispositivo para fabricar la misma según las reivindicaciones independientes.

Una preforma para una herramienta redonda según la invención comprende una parte de caña, una parte acanalada y un orificio que se extiende en la parte de caña coaxialmente con respecto a su eje longitudinal. La preforma también puede comprender canales de refrigeración interiores. Preferiblemente, la preforma tiene una forma parecida a la forma de la herramienta redonda a conformar. De este modo, las consideraciones geométricas con respecto a la preforma de la presente memoria también son aplicables a una herramienta redonda conformada a partir de la preforma, y viceversa. La transformación de una preforma a una herramienta redonda incluye al menos sinterizar la preforma y, opcionalmente, otro proceso posterior, tal como secado, mecanizado, afilado, pulido, recubrimiento, etc. La herramienta redonda sirve para cortar metal mediante mecanizado con formación de virutas y, por lo tanto, está hecha de materiales adecuados, tal como carburo cementado, acero de alta velocidad, cermets o cerámica. La preforma puede tener una composición de materiales diferente, p. ej., la misma puede comprender componentes adicionales, tal como un aglutinante, y la estructura y la fase pueden cambiar durante el sinterizado.

El orificio se extiende al menos parcialmente en la parte de caña, preferiblemente en un eje central longitudinal de la preforma, a lo largo de más de la mitad de la longitud de la parte de caña, incluso más preferiblemente, a lo largo de más del 75% de la parte de caña.

En una realización... [Seguir leyendo]

1. Método para fabricar una preforma (23) para una herramienta redonda, comprendiendo la preforma (23) una parte (1) de caña y una parte acanalada (2) , comprendiendo el método las etapas de:

- disponer un material (21) de suministro,

- suministrar el material (21) de suministro a través de una matriz (6) , conformando de este modo por extrusión un material extruído (22) con acanaladuras (4) para virutas definidas por una superficie (7) de conformación de acanaladuras interior de la matriz (6) ,

- permitir que el material extruído (22) avance en una dirección (E) de extrusión hasta un primer extremo (12) de un manguito (10) , estando cerrado el manguito por un segundo extremo (13) por un elemento extremo (14) que comprende un saliente (15) que sobresale en el interior del manguito (10) , y llenar el manguito (10) , conformando de este modo la parte (1) de caña con una forma definida por una superficie (11) de conformación de caña interior del manguito (10) y el elemento extremo (14) ,

- liberar el elemento extremo (14) para permitir que la parte (1) de caña se mueva a lo largo de la dirección (E) de extrusión conjuntamente con el elemento extremo (14) mientras continúa el suministro del material (21) de suministro a través de la matriz (6) , conformando de este modo la parte acanalada (2) , y

- cortar el material extruído (22) en la matriz (6) para conformar la preforma.

2. Método según la reivindicación 1, que comprende además conformar uno o más canales (3) de refrigeración internos en el material extruído (22) usando un filamento (16) dispuesto en la matriz (6) para cada canal (3) de refrigeración interno.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, en el que el material extruído se corta mediante un movimiento relativo de la matriz (6) y del manguito (10) en una dirección transversal (T) perpendicular con respecto a la dirección (E) de extrusión.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende además separar al menos parte del manguito (10) de la parte (1) de caña al liberar el elemento extremo (14) .

5. Método para fabricar una herramienta redonda que comprende las etapas del método para fabricar una preforma

(23) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que comprende además sinterizar la preforma (23) .

6. Dispositivo para fabricar una preforma (23) para una herramienta redonda, comprendiendo la preforma (23) una parte (1) de caña y una parte acanalada (2) , en el que el dispositivo comprende una matriz (6) para comprimir por extrusión una superficie (7) de conformación de acanaladuras interior entre una entrada (8) y una salida (9) de la matriz (6) , un manguito (10) que comprende una superficie (11) de conformación de caña interior entre un primer extremo (12) y un segundo extremo (13) del manguito (10) y un elemento extremo (14) que tiene una posición cerrada para cerrar el manguito (10) por el segundo extremo (13) del manguito (10) y que tiene una posición liberada en la que el elemento extremo está separado del manguito (10) , en el que la matriz (6) está adaptada para su conexión a medios de suministro para suministrar material (21) de suministro a la entrada de la matriz (6) , estando adaptado el manguito (10) para su conexión a la matriz (6) con el primer extremo (12) enfrentado a la salida (9) de la matriz (6) y alineado con una dirección (E) de extrusión de la matriz (6) , y estando adaptado el dispositivo para mantener el elemento extremo (14) en la posición cerrada, caracterizado por que el elemento extremo (14) comprende un saliente (15) dispuesto para sobresalir en el interior del manguito (10) cuando el manguito (10) está cerrado por el elemento extremo (14) y el elemento extremo está dispuesto para ser móvil en la dirección (E) de extrusión en alejamiento con respecto al manguito (10) al ser liberado de la posición cerrada.

7. Dispositivo según la reivindicación 6, que comprende además uno o más filamentos (16) dispuestos en la matriz (6) , estando dispuesto cada filamento para conformar un canal (3) de refrigeración interno en el material extruído

(22) conformado por la matriz (6) .

8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el que cada filamento (16) está dispuesto para su solapamiento con respecto al saliente (15) en la posición cerrada cuando el material extruído (22) llena el manguito (10) y el saliente (15) comprende en una parte extrema del mismo, para cada filamento (16) , al menos una estructura (17) para recibir el filamento (16) .

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 6-8, en el que al menos la matriz (6) o el manguito (10) son móviles entre sí en una dirección transversal (T) perpendicular con respecto a la dirección (E) de extrusión.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 6-9, que comprende además un cuerpo (18) al menos con una ranura longitudinal (19) que se extiende desde una parte extrema del cuerpo (18) y al menos una parte (20) de manguito móvil para cada ranura longitudinal (19) , en el que el cuerpo (18) está dispuesto con la parte extrema de la ranura longitudinal (19) enfrentada a la matriz (6) y en paralelo con respecto a la dirección (E) de extrusión y la parte

(20) de manguito móvil está dispuesta en la ranura longitudinal (19) y puede separarse del cuerpo (18) , de modo que

una parte extrema de la ranura longitudinal (19) y la parte (20) de manguito móvil forman conjuntamente el manguito

(10) cuando la parte (20) de manguito móvil está en una posición cerrada y la parte (20) de manguito móvil está separada del cuerpo (18) en una posición abierta.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, en el que la parte (20) de manguito móvil está dispuesta para mantener el

elemento extremo (14) en la posición cerrada y para liberar el elemento extremo (14) cuando está separada del cuerpo (18) .

12. Dispositivo según la reivindicación 10 o 11, en el que el cuerpo (18) es cilíndrico, con una pluralidad de ranuras longitudinales dispuestas de forma adyacente alrededor de un eje (R) de giro y dispuestas para quedar dispuestas alineadas de una en una con la matriz.