ES2218283T3 - Herramienta de arranque de virutas con un dispositivo para la refrigeracion indirecta de una placa reversible. - Google Patents

Abstract

Herramienta de arranque de viruta con al menos un corte (3) y un dispositivo para su refrigeración indirecta, caracterizada por una placa reversible, que es refrigerada mediante el dispositivo de refrigeración, como corte (3), en la que la herramienta presenta un vaciado o bien taladro (14) para un refrigerante, que está cerrado mediante la placa reversible o un porta-placa reversible.

Description

Herramienta de arranque de virutas con un dispositivo para la refrigeración indirecta de una placa reversible.

La invención se refiere a una herramienta de arranque de viruta con un dispositivo para su refrigeración indirecta. La invención se refiere en particular a una herramienta de tornear y a una fresa respectivamente.

En un mecanizado por arranque de viruta de piezas de trabajo se producen, en particular si se trabaja con elevadas velocidades de mecanizado, temperaturas comparativamente altas. Éstas pueden perjudicar al proceso de arranque de viruta y, debido a una dilatación térmica de la herramienta, conducir a una superación de las tolerancias admisibles.

Por este motivo, en procesos de mecanizado por arranque de viruta se emplea con frecuencia un refrigerante, que es aportado directamente el punto de arranque de viruta. Esto se puede efectuar por una parte mediante toberas independientes. Por otra parte, por ejemplo el documento DE 82 22 702 U propone prever en la propia herramienta un canal para refrigerante, que desemboca en una tobera de la herramienta orientada hacia la pieza de trabajo.

El refrigerante aportado de esta manera al punto de arranque de viruta es evacuado entonces junto con las virutas. A continuación, la mezcla de virutas y refrigerante debe ser, bien eliminada de modo costoso o separada también costosamente y alimentada - en su caso - a un proceso de reciclado.

Además, según el documento EP 0 186 067 A1, que describe el estado actual de la técnica más reciente, es conocida una herramienta para mecanizado por arranque de viruta, que presenta un taladro de alimentación y un taladro de evacuación para un refrigerante. Estos taladros desembocan en un canal de entrada y en un canal de salida de una placa de corte, de modo que el taladro de alimentación y el taladro de evacuación conducen finalmente a un recinto interior de la placa de corte. Es sin embargo inconveniente aquí, que la placa de corte sólo puede ser adosada a la herramienta de modo que tanto taladro de alimentación y canal de entrada como taladro de evacuación y canal de salida deben estar alineados entre sí. Esto limita extremadamente el empleo de la placa de corte aquí publicada. Además, la fabricación de una placa de corte de este tipo con un recinto interior es muy intensiva en coste, por lo que la herramienta aquí descrita es en conjunto muy antieconómica.

Es problema de la invención evitar este inconveniente.

La invención propone como solución una herramienta de arranque de viruta según la reivindicación 1.

Mediante una disposición de este tipo es posible, por una parte, refrigerar una herramienta directamente o bien ponerla en contacto con un refrigerante, sin que este refrigerante llegue a la pieza de trabajo a mecanizar y por tanto se pierda o haya de ser reciclado costosamente.

En la presente relación, el término refrigeración indirecta designa por tanto cualquier proceso en el cual un refrigerante o similar no entra en contacto con el punto de arranque de viruta o bien el filo de un corte o de una placa reversible.

Una refrigeración indirecta de este tipo es efectivamente conocida en sí misma, porque hay ya en el mercado revólveres de herramientas y respectivamente porta-herramientas con canales para refrigerante. Las disposiciones conocidas cooperan sin embargo con herramientas convencionales, tales como herramientas de tornear o fresas. Se generan por tanto comparativamente muchas transiciones de material o componentes respectivamente, que conducen a gradientes de temperatura muy elevados entre el punto de arranque de viruta y el sistema de refrigeración propiamente dicho. Las herramientas convencionales no presentan en sí mismas medios directos para la refrigeración indirecta, tales como los que se proponen por la presente invención.

En las herramientas según la invención, los medios para refrigeración indirecta, que pueden ser en particular taladros o bien canales, a través de los cuales es conducido un refrigerante en la herramienta, por ejemplo un herramienta de tornear o una fresa, permiten reducir notablemente el números de transiciones de material o de subconjuntos respectivamente, y garantizar una refrigeración sustancialmente mejor del punto de arranque de viruta.

Esta refrigeración extraordinariamente buena, que finalmente no pone el punto de arranque de viruta o bien la herramienta directamente en contacto con un refrigerante, permite las más diversas e inesperadas ventajas en el mecanizado por arranque de viruta. Así por ejemplo, se pueden mecanizar piezas de trabajo sensibles a la temperatura con velocidades esencialmente más altas que lo que ocurría hasta ahora. Se pueden utilizar también piezas de trabajo particularmente sensibles, que tienden a producir reacciones químicas con el refrigerante. El circuito cerrado de refrigerante permite por lo demás emplear líquidos que están diseñados especialmente para la refrigeración, por lo que la refrigeración se puede diseñar además de modo sustancialmente más eficiente. El control esencialmente mejor de la temperatura de la herramienta permite por tanto también un control esencialmente mejor de la dilatación térmica, de modo que se puede mejorar sustancialmente la exactitud de medida de la disposición en conjunto.

La herramienta según la invención permite por lo demás mejoras esenciales respecto a una carga directa de la pieza de trabajo con refrigerante, incluso en el caso de procesos de arranque de viruta ya conocidos. Para velocidades de mecanizado muy elevadas, el refrigerante tiende a ser impulsado alejándose de la pieza de trabajo. Esto ocurre por ejemplo debido a la fuerza centrífuga. Además, la elevada temperatura en el punto de arranque de viruta conduce a procesos de vaporización, que se oponen a una realimentación de refrigerante líquido. Todos estos inconvenientes no se presentan en el caso de la refrigeración indirecta según la invención. Mediante una elección adecuada del refrigerante, del caudal de refrigerante, así como del dispositivo de refrigeración, se puede controlar prácticamente a voluntad el punto de arranque de viruta. Por lo demás, la invención permite emplear para el mecanizado por arranque de viruta aceites de corte o similares, que debido a sus malas propiedades de refrigeración no eran en absoluto de aplicación hasta ahora.

La refrigeración es particularmente efectiva si el dispositivo de refrigeración está directamente en contacto con un corte de la herramienta de arranque de viruta. Se entiende que, en relación con esto, cada subconjunto de la herramienta, que actúa por arranque de viruta, se debe considerar como corte. Esto es válido en particular también para placas reversibles.

Preferentemente, en la herramienta está previsto un canal de refrigeración, a través del cual puede ser conducido un refrigerante. Este canal de refrigeración presenta una entrada de refrigerante y una salida de refrigerante. Para garantizar la refrigeración indirecta según la invención, la salida de refrigerante debería estar dirigida alejándose del corte de la herramienta. El refrigerante que abandona el canal de refrigeración puede entonces, según el caso de aplicación, ser evacuado junto con las virutas o ser recogido en un recipiente separado. Preferentemente, la salida de refrigerante presenta una conexión con el sistema de refrigeración, de modo que un refrigerante correspondiente puede ser recogido sin más y - en su caso - reutilizado.

Si también la entrada de refrigerante está provista de una conexión con el sistema de refrigeración, el refrigerante puede ser circulado sin más. Se entiende que puede estar previsto un sistema de refrigeración separado para la herramienta. Por otra parte es también posible, sin más, utilizar un sistema de refrigeración existente ya en una máquina correspondiente. En particular, el sistema de refrigeración de la herramienta puede estar unido mediante al menos una conexión con un sistema de refrigeración de un revólver de herramientas. Es posible entonces, por una parte, hacer circular un refrigerante solamente a través de la herramienta utilizada momentáneamente del revólver de herramientas. Ahora bien, por otra parte, se puede también hacer circular un refrigerante a través de todas las herramientas del revólver durante el servicio.

Para la fabricación de una herramienta según la invención es ventajoso preparar en primer lugar un cuerpo base con los taladros necesarios para el flujo de refrigerante. A continuación se pueden mecanizar las superficies libres del cuerpo base, de modo que éste obtenga la forma necesaria para la herramienta. Este proceso de mecanizado comprende preferentemente los costosos mecanizados por arranque de viruta y similares. A continuación se cierran los taladros en las posiciones necesarias y se proporcionan así el o los canales de refrigeración respectivamente. A continuación se puede efectuar un mecanizado posterior, por ejemplo un rectificado posterior.

Tales herramientas están hechas por lo general de materiales muy valiosos y comparativamente duros. Por tanto, la formación de los taladros ocupa comparativamente mucho tiempo. Por este motivo se propone que el cuerpo base de la herramienta conste de al menos dos cuerpos base normalizados, que están o bien son unidos fijamente entre sí. Al menos uno de estos cuerpos base normalizados puede presentar ya un taladro prefabricado, por lo que durante la fabricación propiamente dicha de la herramienta se puede prescindir del costoso proceso de taladrado. En particular, un cuerpo base normalizado de este tipo se puede preparar a partir de un producto semielaborado de metal, por ejemplo con sección transversal rectangular, a lo largo de cuya dirección longitudinal se extiende un taladro. Cuanto más precisa sea la configuración de la herramienta, sólo será necesario elaborar ya taladros más pequeños.

Los cuerpos base normalizados pueden ser unidos por ejemplo mediante soldadura para dar lugar al cuerpo base. Una unión de este tipo es comparativamente fácil de fabricar y ha resultado de funcionamiento seguro en servicio.

En caso de configuraciones complejas de canales de refrigeración, se pueden configurar también en el cuerpo base correspondiente vaciados correspondientes, por los que debe tener lugar a continuación un flujo de refrigerante. Estos vaciados se pueden cerrar posteriormente mediante aplicación de una placa de cierre o mediante medidas similares.

Es particularmente ventajoso un cierre mediante la inserción de una placa reversible, porque así la placa reversible entra en contacto directamente con el refrigerante, y con la inserción del corte se puede ahorrar una etapa de mecanizado adicional del cierre, necesaria en caso contrario.

La herramienta de arranque de viruta según la invención permite una conducción del proceso en seco para el mecanizado de muchos materiales. Esto es importante particularmente desde el punto de vista ecológico, porque las virutas que se desprenden durante el proceso de arranque de viruta están exentas de refrigerante. Por tanto, no sólo se ahorran costes durante la eliminación de estas virutas, sino que también se ahorra en la preparación de refrigerante, porque éste se halla preferentemente en un circuito de refrigeración cerrado y se puede utilizar por tanto durante largo tiempo, sin que se pierda por ello.

Otros objetivos, ventajas y propiedades de la presente invención se explican con ayuda de la descripción de los dibujos adjuntos, en los que se representan a título de ejemplo dos herramientas de tornear según la invención, una fresa según la invención, así como una disposición según la invención formada por una herramienta de tornear y un revólver de herramientas. En los dibujos muestran:

Figura 1 una vista en alzado lateral esquemática de un herramienta de tornear según la invención,

Figura 2 una herramienta de tornear según Fig. 1, en vista en alzado frontal,

Figura 3 una herramienta de tornear según Fig. 1 y 2, en corte,

Figura 4 una fresa según la invención, en representación esquemática, y

Figura 5 una disposición según la invención formada por una herramienta de tornear según la invención y un revólver de herramientas, en representación esquemática.

La herramienta representada en Fig. 1 es una herramienta de tornear 1, que consta esencialmente de un cuerpo base 2 y de una placa de corte 3. El cuerpo base 2 presenta dos taladros principales 4 y 5, que se extienden esencialmente paralelos entre sí en la dirección de extensión longitudinal del cuerpo base. Los dos taladros principales 4 y 5 son respectivamente taladros centrales de dos cuerpos normalizados 10 y 11, que están ensamblados por medio de dos costuras de soldadura 12 y 13 para formar el cuerpo base 2.

El cuerpo base 2 presenta además los taladros 6 y 7, así como un taladro 14 que alcanza hasta por debajo de la placa de corte 3 y que está abierto hacia el vaciado que mantiene la placa de corte.

Los taladros 4, 5 y 14 están cerrados en sus salidas 8, 9 y 15 a 17. De esta manera se obtiene un canal para refrigerante, que llega desde el taladro 6 como entrada de refrigerante, a través de los taladros 4 y 14 hasta la placa de corte 3, y a través del taladro 5 hasta el taladro 7 como salida de refrigerante.

La herramienta representada en Fig. 4 es una fresa 18, que en su alojamiento 19 de la herramienta presenta taladros 4 a 7. Estos taladros conducen desde la entrada de refrigerante 6 y la entrada de refrigerante 7 respectivamente a un cabezal 20 de cuchillas y desembocan en un vaciado 21 en forma de ranura del mismo. El cabezal 20 de cuchillas está unido fijamente con el alojamiento 19 de la herramienta y obturado mediante una junta 22. De esta manera se obtiene entre el cabezal 20 de cuchillas y el alojamiento 19 de la herramienta un canal anular casi completamente de revolución, uno de cuyos extremos conduce al canal 4 y el otro de cuyos extremos conduce al canal 5.

El cabezal de cuchillas está provisto por lo demás, de manera conocida, de varias placas de corte 3.

La herramienta de tornear 1 representada en Fig. 5 corresponde esencialmente a la herramienta de tornear según las Fig. 1 a 3. Sin embargo, en la herramienta de tornear 1 representada en Fig. 5 los taladros 5 y 14 están practicados en el cuerpo base 2 a partir del vaciado para la placa de corte 3. De esta manera, estos taladros no precisan ser cerrados adicionalmente. El cierre se produce con la colocación de la placa de corte 3. Solamente el taladro 4, que está dispuesto algo desplazado respecto a la salida de refrigerante 7, está cerrado por su extremo posterior 9.

En la representación según Fig. 5, la herramienta de tornear 1 se aplica con su placa de corte 3 a una pieza de trabajo 23 en un punto 24 de arranque de viruta, y está mantenida para ello por un porta-herramienta 25, que coopera con un revólver 26. La entrada de refrigerante 6 y la salida de refrigerante 7 están unidas mediante conexiones 27 con un sistema de refrigeración 28 del revólver 26. Para ello, un revólver conocido en sí mismo está provisto de taladros adicionales 29.

Se entiende que la posición y disposición exactas de los canales para refrigerante y de los taladros, vaciados y conexiones que condicionan estos canales para refrigerante respectivamente se eligen apropiadamente según el caso de utilización concreto.

Claims (12)

1. Herramienta de arranque de viruta con al menos un corte (3) y un dispositivo para su refrigeración indirecta, caracterizada por una placa reversible, que es refrigerada mediante el dispositivo de refrigeración, como corte (3), en la que la herramienta presenta un vaciado o bien taladro (14) para un refrigerante, que está cerrado mediante la placa reversible o un porta-placa reversible.

2. Herramienta según la reivindicación 1, caracterizada porque la placa reversible está directamente en contacto con el dispositivo de refrigeración.

3. Herramienta según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por un canal de refrigeración (4, 5, 6, 7) con una entrada de refrigerante (6) y una salida de refrigerante (7) dirigida alejándose del corte (3).

4. Herramienta según la reivindicación 3, caracterizada porque la salida de refrigerante (7) está provista de una conexión (27) con el sistema de refrigeración.

5. Herramienta según la reivindicación 3 o 4, caracterizada porque la entrada de refrigerante (6) está provista de una conexión (27) con el sistema de refrigeración.

6. Herramienta de tornear (1) con las características de una de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Herramienta de tornear (1) según la reivindicación 6, caracterizada porque la herramienta de tornear (1) consta de al menos dos cuerpos base normalizados (10, 11), que están unidos fijamente entre sí, presentando al menos uno de los cuerpos base normalizados (10, 11) un taladro (4, 5, 6, 7, 14).

8. Herramienta de tornear (1) según la reivindicación 7, caracterizada porque el taladro (4, 5, 6, 7, 14) está cerrado en un ángulo libre de la herramienta de tornear, en una superficie libre del corte de la herramienta de tornear y/o en un dorso de la herramienta de tornear.

9. Fresa (18) con las características de una de las reivindicaciones 1 a 5.

10. Disposición formada por una herramienta (1) con las características de una de las reivindicaciones 1 a 9 y un revólver (26) portador de la herramienta, caracterizada porque la herramienta presenta al menos un sistema de refrigeración (4, 5, 6, 7, 14, 21) para su refrigeración indirecta, que está unido mediante al menos una conexión (27) con un sistema de refrigeración (28) del revólver (26).

11. Disposición según la reivindicación 10, caracterizada porque una primera conexión (27) está unida con una entrada de refrigerante (6) y una segunda conexión (27) con una salida de refrigerante (7) de la herramienta (1).

12. Disposición según una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizada porque una primera conexión (27) está unida con un primer taladro (29) del revólver (26) y una segunda conexión (27) con un segundo taladro (29) del revólver (26).