ES2243629T3 - Inserto de fresa con extremo de nariz esferica dentada. - Google Patents

Abstract

Un inserto (10) de fresa con extremo de nariz esférica para ser fijado de forma liberable al cuerpo (20) de una herramienta que tiene una línea central de rotación (28), comprendiendo el inserto: un cuerpo de inserto que tiene una superficie de contacto (30) para acoplarse de forma coincidente con una superficie de montaje (27) del cuerpo de la herramienta; incluyendo el cuerpo del inserto una superficie de cara de corte curvada (112) que se extiende entre una superficie de cara de corte (11) que se dirige hacia adelante axialmente y una superficie de cara de corte lateral (212) que se dirige hacia atrás axialmente, incluyendo el cuerpo del inserto una superficie de parte plana curvada (14) que se extiende entre una superficie de parte plana (11) en la punta y una superficie de parte plana lateral sustancialmente perpendicular a la superficie de parte plana en la punta, caracterizado porque: la superficie de cara de corte curvada (112) del cuerpo del inserto está sustancialmente separada dela línea central de rotación (28) cuando el inserto está fijado en el cuerpo (20) de la herramienta; y porque el inserto comprende además una pluralidad de dientes en la cara formados a lo largo de la superficie de la cara de corte curvada, teniendo los dientes de la cara crestas (116) cada una de ellas elevada respecto de la superficie de contacto en una distancia mayor que la separación entre una base adyacente (216) de la cara y la superficie de contacto, teniendo cada cresta de la cara una línea central (52) de las crestas de la cara y teniendo cada base de la cara una línea central (54) de las bases de la cara, formando un filo de corte curvado dentado la intersección de la superficie de parte plana curvada (112) y la pluralidad de dientes de la cara a lo largo de la superficie de la cara de corte curvada; y porque el inserto está configurado de manera que, una vez fijado en el cuerpo de la herramienta, cada cresta de la cara en el filo de corte curvado está separado más lejos de la línea central de rotación (28) que la base adyacente de la cara, de modo que la cresta de la cara se acopla con una pieza de trabajo para reducir al mínimo el acoplamiento de las bases de la cara con la pieza de trabajo.

Description

Inserto de fresa con extremo de nariz esférica dentada.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a herramientas de mecanizado y fresado utilizadas para conformar o repasar superficies de material. Más particularmente, esta invención se refiere a insertos de fresas reemplazables, mejorados, soportados en el cuerpo de una herramienta de fresa con extremo de nariz esférica para efectuar un acoplamiento de corte rotacional con un material de una pieza de trabajo.

Antecedentes de la invención

Las fresas se utilizan normalmente en la industria del mecanizado para cortar o eliminar una porción indeseable de material de una pieza de trabajo, para fabricar o formar una configuración deseada en el material de la pieza de trabajo restante. Las fresas consisten habitualmente en una sola pieza con el cuerpo de la herramienta o bien utilizan insertos reemplazables montados en el cuerpo de la herramienta. Cuando se desgastan o se vuelven romas, las fresas de una sola pieza son afiladas o bien desechadas y pueden resultar más económicas las fresas de tamaño pequeño que las fresas de tipo inserto. Las fresas de tipo inserto son utilizadas generalmente en operaciones que implican largos periodos de producción o en asociación con herramientas de corte más grandes, conservando el cuerpo de la herramienta para su reutilización. Dichos insertos de fresas asumen una variedad de configuraciones y formas, tal como se requiera para producir un corte deseado en la pieza de trabajo. En función de su fabricación y uso, los insertos pueden ser desechables o pueden ser afilados de nuevo para su reutilización. Los insertos pueden ser fabricados a partir de aleaciones endurecidas, tales como carburo de tungsteno, aleación colada o acero rápido. En algunas modalidades, los insertos pueden incluir puntas de carburo o aleación colada.

Una fresa con extremo de nariz esférica es un tipo particular de fresa que tiene un filo de corte radialmente curvado definido por una cara de corte curvada que intersecta con una superficie de parte plana curvada. A partir de una punta del inserto que se extiende hacia adelante axialmente, la superficie de corte puede curvarse para realizar un acoplamiento tangencial con una o más superficies de corte rectas que salen hacia atrás axialmente y separadas del eje central de rotación del cuerpo de la herramienta y axialmente paralelas con dicho eje central. Las fresas con extremo de nariz esférica pueden crear inicialmente una fuerza dirigida axialmente sobre la pieza de trabajo, creando un taladro axial en la pieza de trabajo. A medida que el taladro es más profundo, las superficies de corte curvadas quedan expuestas al taladro que está aumentando de profundidad. Las fresas con extremo de nariz esférica se pueden emplear para configurar o conformar una cavidad o para realizar otros cortes que implican la eliminación de material en profundidad de acuerdo con el movimiento de penetración en el taladro y/o movimiento lateral de la fresa con extremo de nariz esférica rotativa con respecto a la pieza de trabajo.

Los insertos de fresas se pueden fijar de forma liberable dentro de un extremo de corte de un cuerpo de una herramienta de fresa con extremo de nariz esférica mediante un elemento de sujeción convencional, tal como un perno. Los insertos de fresas con extremo de nariz esférica pueden ser insertos de caras planas situadas en lados opuestos del eje central de rotación. Otros insertos de un solo cuerpo presentan una superficie de corte en la punta o superficie de corte delantera, situada sustancialmente en el eje central de rotación y tienen superficies de corte curvadas que se extienden desde la superficie de corte en la punta hacia los respectivos lados del cuerpo de la herramienta. Tanto la modalidad de insertos múltiples como la modalidad de un solo inserto proporcionan preferentemente dos filos de corte curvados. Cada filo de corte puede residir sustancialmente dentro de un plano, creando lo que se conoce normalmente en la industria como una superficie de corte de "estrías rectas", en contraposición con otras formas, tales como "estrías helicoidales". Los primordios de configuración helicoidal no son prácticos para fresas con extremo de nariz esférica de tipo inserto debido a que el tamaño relativamente pequeño del cuerpo de la fresa con nariz esférica no proporciona material suficiente para soportar de manera adecuada un inserto de fresa helicoidal. Con tamaños más grandes, resulta difícil formar y soportar el propio inserto en el cuerpo de la herramienta. Una fresa con extremo de nariz esférica con un par de insertos de fresa reemplazables se describe en la Patente US No. 6.102.630.

Los insertos para fresas con extremo de nariz esférica y superficies de caras de corte planas proporcionan una pobre acción de corte debido a que el filo de corte y la cara plana del inserto se acoplan con la pieza de trabajo de un modo romo, en lugar de hacerlo a lo largo de un filo de corte. Con ello, prácticamente no existe ángulo de salida axial o radial (ángulo de cizalla) entre el filo de corte del inserto y la pieza de trabajo. La fresa puede tender a "castañear" o vibrar a medida que gira en acoplamiento con la pieza de trabajo, lo cual puede ser grave. El castañeo puede conducir a un mayor tiempo de fresado, a una vida más corta de la herramienta y a fallos en la máquina-herramienta. Dicha vibración puede causar también cortes groseros, desiguales, en la pieza de trabajo. Una fresa con extremo de nariz esférica rotativa puede ser dirigida para moverse axialmente a lo largo del eje central de rotación, de manera que la punta delantera del inserto situado en el eje central de rotación se acople con la pieza de trabajo. A medida que la fresa continúa moviéndose axialmente, el inserto puede taladrar en la pieza de trabajo. A medida que la fresa continúa taladrando en la pieza de trabajo, la carga sobre el inserto se puede distribuir radialmente hacia el exterior a lo largo del filo de corte hasta que el inserto se acopla con la pieza de trabajo de un lado a otro de todo el diámetro de rotación. Si la fresa se mueve lateralmente a través de la pieza de trabajo, la fresa puede experimentar una carga lateral sobre el inserto. Las combinaciones de movimiento axial y lateral crean diversas condiciones de carga sobre el inserto. Para un inserto rotativo con cara de corte plana, cualquiera de tales movimientos se traduce indeseablemente en un acoplamiento romo con la pieza de trabajo, sin el beneficio de ángulos de cizalla radiales o axiales.

En US 5.772.365 se describe un inserto de fresa con extremo de nariz esférica empleada como una herramienta de acabado. El inserto tiene una pared lateral arqueada y un filo de corte arqueado para efectuar un corte redondeado en la pieza de trabajo. Las paredes laterales del filo de corte incluyen una pluralidad de ondulaciones sinusoidales para reducir las fuerzas de corte. El filo de corte no corta la pieza de trabajo a lo largo de la misma línea simultáneamente.

En JP 2000 11 75 13 (resumen) se describe una fresa con extremo esférico de tipo desechable. El respectivo filo de corte tiene muescas para suprimir la aparición de vibraciones por castañeo.

Los inconvenientes del estado de la técnica son solucionados por la presente invención y, de este modo, se describe a continuación un inserto mejorado de fresa con un extremo de nariz esférica.

Resumen de la invención

El inserto de fresa de la presente invención mejora la eficacia de corte de la fresa con extremo de nariz esférica al proporcionar, en el inserto, un filo de corte ondulado o dentado. El filo dentado puede proporcionar un ángulo de salida axial y radial con respecto al filo de corte en un inserto de fresa. Según una modalidad, la superficie dentada está configurada con un diseño sinusoidal u ondulado, presentando una pluralidad recurrente de crestas y bases a lo largo de la cara de la fresa. El cuerpo de la herramienta que retiene al inserto de fresa gira la cara de corte alrededor de un eje central de rotación. Cada segmento o porción de la cara de corte radialmente hacia el exterior desde el eje central de rotación gira a lo largo de un recorrido circular. A excepción de las crestas y bases de los dientes, el diseño sinusoidal del filo de corte sitúa a cada segmento finito del filo de corte en un ángulo con respecto a la dirección de movimiento rotacional del respectivo segmento del filo. Con ello, se puede proporcionar una pluralidad de ángulos de cizalla en una porción sustancial del filo de corte (durante el movimiento rotacional de la cara de corte) en contraposición con el acoplamiento romo que puede ocurrir sustancialmente solo en puntos coincidentes con el eje de la cresta del pico del diente y el eje de la base del diente. La pluralidad de ángulos de cizalla y/o ángulos de salida se traduce en un corte o cizallamiento mejorado a lo largo del filo de corte.

Se puede obtener otra ventaja en el corte mediante un ángulo de incidencia formado a lo largo del filo de corte, en donde el plano del ángulo de incidencia intersecta a la pluralidad de picos de crestas y bases a lo largo de la cara de corte. Con ello, y como resultado del ángulo de incidencia y del diseño de cara dentada, cada uno de los picos sinusoidales puede ser un filo de fresa delantero radial y/o axial, mientras que las bases sinusoidales pueden ser un filo de fresa trasero. La pluralidad de filos de corte entre cada cresta y base adyacentes puede formar la correspondiente pluralidad de ángulos de salida axial con respecto a la dirección de rotación de movimiento del inserto. A lo largo de la longitud del filo de corte, la posición y orientación de las fuerzas de corte a lo largo de las crestas y bases cambian radialmente con respecto a la distancia en relación a la línea central de rotación, así como axialmente con respecto a la línea central de rotación, y en orientación angular. La pluralidad de ángulos y posiciones radiales a lo largo de la longitud del filo de corte se traduce en un cizallamiento mejorado de la pieza de trabajo a lo largo del filo de corte.

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar una fresa con extremo de nariz esférica, mejorada, que crea una pluralidad de ángulos de salida radial y/o axial en una fresa de estrías rectas. Se proporciona una pluralidad de ángulos a lo largo de una cara de la fresa conformando la cara de la fresa de manera que incluya una pluralidad de dientes o perfiles ondulados que presentan crestas y bases recurrentes a lo largo de la cara de la fresa y filo de la fresa.

Otro objeto de la presente invención consiste en proporcionar un inserto de fresa liberable que incluye el filo de corte dentado para una fresa con extremo de nariz esférica. Aunque el filo de corte dentado se puede formar en el extremo de corte de una herramienta de fresa de un solo cuerpo, una modalidad preferida proporciona insertos reemplazables que proporcionan el filo de corte dentado.

Una característica de la presente invención es que los insertos de fresas mejorados pueden ser formados para fijarse de manera liberable dentro de los cuerpos de herramienta de fresa con extremo de nariz esférica ahora existentes.

Otra característica de la invención es que el inserto de fresa mejorado puede proporcionarse con una superficie de contacto acanalada para realizar un acoplamiento fijo con un cuerpo de herramienta que posee en el mismo acanaladuras de acoplamiento coincidentes, para asegurar de manera rígida el inserto dentro del cuerpo de la herramienta.

Una característica más de la presente invención es que la fresa mejorada puede proporcionarse como un solo inserto que incluye filos de corte opuestos, como frecuentemente es conveniente para utilizarse en una fresa con extremo de nariz esférica rotativa. De este modo, los filos de corte se pueden proporcionar en cada lado de un inserto de fresa común.

Otra característica es que la fresa mejorada puede proporcionarse como dos o más insertos de fresa separados para realizar un acoplamiento simultáneo con el cuerpo de la herramienta.

Una ventaja de la presente invención es que los insertos de fresas pueden proporcionarse con una variedad de diseños y dimensiones de dientes seleccionados, incluyendo ángulos de incidencia y alturas de cresta a base, particulares.

Otra ventaja de esta invención es que las fresas pueden ser fabricadas a partir de carburo, aleación colada, materiales impregnados con diamante o materiales de acero rápido.

Estos y otros objetos, características y ventajas de la presente invención llegarán a ser evidentes y podrán entenderse y apreciarse de forma más completa a partir de las siguientes reivindicaciones y descripción detallada, en donde se hace referencia a las figuras de los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista desde la parte superior de un cuerpo de herramienta de fresa con extremo de nariz esférica que asegura un inserto de fresa liberable en forma de U dentro de un extremo de la fresa del cuerpo de la herramienta.

La figura 2 es una vista en alzado del cuerpo de la herramienta de fresa con extremo de nariz esférica ilustrado en la figura 1, con el inserto de fresa retirado para mostrar el perfil del inserto para recibir el inserto de fresa.

La figura 3 es una vista desde la parte superior de un inserto de fresa situado dentro de un extremo de fresa de un cuerpo de herramienta, ilustrando una cara de corte dentada u ondulada en el inserto de fresa.

La figura 4 es una vista en alzado en sección transversal a lo largo de las líneas 2-2 que ilustra una porción del inserto de fresa mostrado en la figura 3. También se ilustra una pluralidad de acanaladuras para acoplarse con una superficie de contacto coincidente del cuerpo de la herramienta.

La figura 5 es una vista en alzado de un lateral del inserto de fresa ilustrado en la figura 3, mostrando además un filo de corte dentado de configuración sinusoidal a lo largo de la cara de corte.

Breve descripción de modalidades preferidas

La fresa con extremo de nariz esférica 10 de acuerdo con la presente invención incluye una cara de corte 12 que proporciona una pluralidad de perfiles de crestas 52 y bases 54 alternantes, dispuestas unas con respecto a las otras al objeto de proporcionar un filo de corte dentado 16 en la fresa. La invención puede resultar particularmente adecuada para operaciones de corte que pueden beneficiarse de una acción de corte relativamente más agresiva en comparación con las fresas de caras planas. Aunque las ventajas de esta invención pueden incorporarse en fresas de un solo cuerpo con extremo de nariz esférica en donde la fresa ha sido fabricada en el cuerpo de la herramienta, se ilustran modalidades preferidas que proporcionan insertos de fresas reemplazables fijados de forma liberable en el cuerpo de la herramienta 20.

La figura 1 ilustra un cuerpo de herramienta de fresa con extremo de nariz esférica 20 que asegura un inserto de fresa en forma de U liberable 10 dentro de un extremo de la fresa del cuerpo de la herramienta 20, y que incluye una superficie de chaveta plana 42 en un extremo del plato para el cuerpo de la herramienta para efectuar un acoplamiento rotacional con una máquina fresadora. Un mecanismo de unión, tal como un perno 25, puede asegurar el inserto de fresa dentro del cuerpo de la herramienta.

La figura 2 es una vista en alzado del cuerpo de la herramienta ilustrado en la figura 1 y muestra el cuerpo de la herramienta 20 pero sin el inserto de fresa 10 y mecanismo de unión 25. En esta figura se ilustra una cavidad 22 receptora del inserto para situar el inserto de fresa en la misma, junto con un taladro roscado 24 para recibir en el mismo un mecanismo de unión de perno avellanado 25. Se proporciona una cavidad de desahogo 26 para permitir que el lado destalonado de la cavidad receptora 22 pueda flexionar y acoplarse con el inserto cuando se aprieta el mecanismo de unión 25. El cuerpo de la herramienta 20 puede incluir una línea central de rotación 28, alrededor de la cual giran el cuerpo de la herramienta 20 y el inserto 10.

La figura 3 es una vista desde la parte superior de un inserto de fresa 10 situado dentro del extremo de la fresa del cuerpo de la herramienta 20, y en donde se ilustra una cara de corte dentada u ondulada 12 prevista en el inserto de fresa 10. Se proporciona un taladro pasante 124 en el inserto para recibir en el mismo el mecanismo de unión 25. La modalidad de fresa ilustrada tiene en general forma de U, incluyendo una punta de fresa 11 en un extremo de punta o delantero de la fresa 10 que se dirige hacia delante axialmente, incluyendo además una cara de corte curvada 112, ilustrada por el arco 60, que se extiende entre la punta 11 y una superficie de cara de corte lateral que se dirige hacia atrás axialmente 212. En la modalidad ilustrada en forma de U, la superficie de corte lateral 212 incluye dos porciones rectas 70. Además, una superficie de corte lateral puede incluir una porción de la superficie de corte curvada 112, radialmente hacia el exterior desde la línea central de rotación. Una superficie de corte lateral se puede definir en términos amplios para abarcar prácticamente cualquier superficie de corte separada radialmente hacia el exterior desde la línea central de rotación 28 y que se dirige hacia atrás axialmente de la punta 11. Por ejemplo, las modalidades de insertos de fresa que incluyen formas de fresa circulares u ovaladas no tienen la porción recta 70. No obstante, estos insertos pueden incluir una superficie de cara de corte lateral prácticamente en cualquier punto alrededor de la superficie de corte que se extiende hacia el exterior desde la línea central de rotación 28, y que se dirige hacia atrás de la punta 11. La figura 3 ilustra las superficies laterales de corte rectas 212 en cada lado del cuerpo del inserto, intersectando tangencialmente a las respectivas superficies de corte curvadas 112 en un punto a cada lado del inserto del fresa 10, con lo que una línea a través de estos dos puntos pasa también a través o cerca del centro axial del taladro pasante 124. Dicha modalidad se ofrece solo con fines ilustrativos y no ha de ser considerada como limitativa.

Con referencia a la figura 3, la modalidad de fresa ilustrada incluye una primera superficie de cara de corte dentada 12 en un primer lado del inserto de fresa 10, tal como se ilustra en el lado derecho de la línea central 28, y una segunda superficie de cara de corte dentada en el segundo lado opuesto del inserto de fresa 10, tal como se ilustra en el lado izquierdo de la línea central 28.

La figura 4 es un diagrama en alzado y en sección transversal de una porción del inserto de fresa ilustrado en la figura 3. El inserto de fresa 10 puede incluir un cuerpo de inserto de fresa 18, que tiene preferentemente superficies planas opuestas 30 para acoplarse con los lados de la cavidad del inserto 22 en el cuerpo de la fresa 20. Para aportar resistencia al inserto, una porción radialmente hacia el interior del inserto de fresa 10 puede ser relativamente más gruesa que las porciones radialmente hacia el exterior del inserto que presentan la cara de corte dentada 12 y el filo de corte 16. El filo 17 ilustrado en las figuras 3 y 4 muestra una transición en el filo 17 desde una porción relativamente más gruesa del inserto 10 a una porción relativamente más delgada que incluye la cara de corte 12. La figura 4 ilustra además una pluralidad de acanaladuras 32 en la superficie 30 para acoplarse con una superficie de contacto coincidente 27 en un lateral de la cavidad 22 del inserto para el cuerpo de la herramienta.

La figura 5 ilustra una vista en alzado del inserto de fresa mostrado en la figura 3, mirando hacia un lateral del inserto. Esta vista ilustra el filo de corte dentado y, para simplificar, ilustra un segmento recto de dientes que tienen un filo de fresa que puede residir dentro de un plano que es sustancialmente paralelo a la línea central de rotación 28. La fresa incluye también una porción curvada, tal como se ilustra en la figura 3. Además de ilustrar un filo de corte dentado de configuración sinuidal u ondulada, la figura 5 ilustra una superficie de parte plana 14 entre el filo de corte 16 y un borde periférico de la parte posterior 30 del inserto. El filo de corte 16 está formado a lo largo sustancialmente de la línea curvada de intersección en donde la superficie de la cara de corte 12 intersecta con la superficie de la parte plana 14. La superficie de la parte plana 14 puede estar situada en un ángulo, ilustrado en la figura 4 como el ángulo 15, que es ligeramente menor que el ángulo recto con respecto a un plano de la cresta situado en la pluralidad de crestas 116 sobre la superficie de la cara 12. Este ángulo 15 puede ser referido como el ángulo de incidencia y puede impedir que la superficie del lomo o parte plana 14 se acople con la pieza de trabajo a medida que el inserto gira alrededor de la línea central de rotación. Los ángulos de incidencia 15 del filo de corte pueden ser normalmente de 3 a 6 grados para materiales duros o tenaces, de 4 a 7 grados para materiales de dureza media y de 6 a 12 grados para materiales relativamente blandos que son relativamente fáciles de fresar.

Con referencia de nuevo a la figura 4, cada uno de la pluralidad de picos de los dientes 116 pueden incluir un eje de la cresta 52, mientras que cada una de la pluralidad de bases de los dientes 216 puede incluir un eje de la base 54. Cada una de las líneas centrales 52 de las crestas de la cara y cada una de las líneas centrales 54 de las bases de la cara son con preferencia en general perpendiculares a la respectiva intersección de la respectiva línea central 52 o 54 con una tangente al filo de corte curvado. Cada uno de los ejes 52 de las crestas pueden estar situados normalmente dentro de un plano 152 de las crestas, mientras que cada uno de los ejes de las bases pueden estar situados normalmente dentro de un plano 154 de las bases. El plano 152 de las crestas puede ser preferentemente paralelo al plano 154 de las bases o, alternativamente, puede estar situado en un ligero ángulo con respecto al plano 154 de las bases.

El plano 152 de las crestas o el eje 52 de las crestas puede pasar a través de la línea central de rotación 28. Dicha configuración puede ser descrita como la porción del eje de las crestas de la cara de la fresa 12 que tiene un "ángulo de salida neutro". El ángulo de salida puede ser definido como el ángulo en grados en el que un plano a lo largo de la cara de la fresa, incluyendo el filo de corte 16, se desvía de una línea radial desde la línea central de rotación al filo de corte 16. El eje 52 a lo largo de la cara de la fresa 12 puede estar angulado con respecto a la línea central axial de rotación 28, teniendo con ello un ángulo de salida axial. Un plano a lo largo de la cara de la fresa angulado con respecto a la línea radial que va desde la línea central de rotación al filo de corte 16 puede proporcionar un ángulo de salida radial. Cada uno de los ángulos de salida radial y axial en el inserto 10 puede ser positivo, neutro o negativo.

Cada uno de la pluralidad de ejes 52 de las crestas pueden ser no paralelos con los ejes 54 de las bases adyacentes, de manera que ambos ejes 52 y 54 intersectan la línea central de rotación 28. En dicha configuración, la superficie de corte 12 puede tener un ángulo de salida neutro sustancialmente a lo largo de toda la longitud del filo de corte 16. Cuando el eje 52 de las crestas está situado de manera que pasa por detrás de la línea central de rotación 28, con respecto a la dirección de rotación del filo de corte, la superficie de corte 12 puede ser definida como presentando un ángulo de salida positivo. Por el contrario, cuando el eje 52 de las crestas está situado de manera que el respectivo eje 52 de las crestas pasa frente a la línea central de rotación 28, con respecto a la dirección de rotación del filo de corte, la superficie de corte 12 puede ser definida como presentando un ángulo de salida negativo.

La selección del ángulo de salida puede variar de acuerdo con la dureza o composición del material de la pieza de trabajo. Los ángulos de salida positivos más elevados, tal como de 6 a 12 grados, pueden ser preferibles para insertos de fresas de acero rápido y para cortar materiales de piezas de trabajo relativamente blandos. Los ángulos de salida positivos más bajos, neutros y negativos pueden ser preferibles para insertos de fresas de carburo o para materiales de piezas de trabajo más duros, más tenaces o más abrasivos, en donde ha de tenerse en cuenta la resistencia a la vibración o impacto, o cuando de otro modo es conveniente proporcionar material adicional por detrás del filo de corte 16 para una mayor resistencia a la carga de choque.

Cada uno de los picos sinusoidales puede proporcionar un filo de fresa 116 que se dirige hacia adelante radial y/o axialmente, mientras que las bases sinusoidales proporcionan un filo de fresa 216 que se dirige hacia atrás. La pluralidad de filos de corte entre las crestas y las bases pueden incluir cada uno de ellos la correspondiente pluralidad de ángulos de salida. Debido al ángulo de incidencia 15, a medida que el filo de corte 16 oscila entre crestas y bases a lo largo de la longitud del filo de corte, la distancia radial desde un respectivo segmento del filo de corte a la línea central de rotación puede variar con respecto a la distancia radial desde un segmento adyacente del filo de corte. Además, los ángulos de salida radial y axial pueden variar también a medida que la orientación del filo de corte cambia a lo largo de la longitud del filo de corte. La pluralidad de ángulos y posiciones radiales a lo largo de la longitud del filo de corte se traduce en un cizallamiento mejorado de la pieza de trabajo a lo largo del filo de corte.

En una modalidad, las líneas centrales 52 de las crestas pueden estar anguladas para proporcionar un ángulo de salida positivo, mientras que las líneas centrales de las bases pueden proporcionar un ángulo de salida neutro. En otras configuraciones, las crestas pueden tener un ángulo de salida positivo mientras que las bases tienen un ángulo de salida neutro o positivo. Las crestas de cualquiera de tales modalidades pueden asemejarse a una tienda de campaña sustentada en uno de los extremos con el poste de la tienda eliminado del extremo opuesto.

Por otro lado, la figura 5 ilustra una vista en alzado de una reducción del grosor del inserto en dirección a la periferia radialmente hacia el exterior del inserto 10 en comparación con las porciones radialmente hacia el interior del inserto. La reducción de grosor se ilustra también en la figura 4, apareciendo entre el filo 17 y una porción radialmente hacia el interior de la cara 12 de la fresa.

Una modalidad de un inserto 10 de fresa con extremo de nariz esférica para unirse de forma liberable a un cuerpo de herramienta 20, puede incluir un cuerpo 18 del inserto que tiene una superficie de contacto 30 para acoplarse de forma coincidente con una superficie de montaje 27 del cuerpo de la herramienta. La superficie de contacto 30 del cuerpo del inserto puede incluir una pluralidad de acanaladuras 32 para efectuar un acoplamiento coincidente con las correspondientes acanaladuras de la superficie de montaje 27 del cuerpo de la herramienta. El cuerpo 18 del inserto puede incluir una superficie de la cara de corte curvada 12 que se extiende entre una superficie de la cara de corte en la punta que se dirige hacia adelante axialmente 11 y una superficie de la cara de corte en el lateral que se dirige hacia atrás axialmente 112 o 212, sustancialmente separadas de la línea central de rotación 28. El cuerpo 18 del inserto puede incluir una superficie de parte plana curvada 14 adyacente a la superficie de la cara de corte curvada, de manera que la intersección de la superficie de la cara de corte curvada 12 y la superficie de la parte plana curvada 14 forma un filo de corte curvado 16. Puede estar formada una pluralidad de dientes en la cara a lo largo de la superficie de la cara de corte curvada 12, teniendo los dientes de la cara crestas 116 cada una de ellas en posición elevada respecto de la superficie de contacto 30 en una distancia mayor que la separación existente entre una base adyacente 216 de la cara y la superficie de contacto 30. Cada cresta 116 de la cara puede tener una línea central 52 de la cresta de la cara y cada base 216 de la cara puede tener una línea central 54 de la base de la cara, y la pluralidad de dientes de la cara pueden formar un filo de corte curvado dentado 16. El filo de corte curvado dentado 16 puede estar curvado ya que el filo de corte 16 se extiende axialmente a lo largo de la línea central de rotación 28 desde una punta de corte 11, axialmente hacia atrás en dirección al extremo del plato del cuerpo de la herramienta. Las crestas 116 de la cara y las bases 216 de la cara residen cada una de ellas sustancialmente dentro del respectivo plano 152 de las crestas y plano 154 de las bases.

Cada uno de los planos 152 de las crestas y planos 154 de las bases pueden ser sustancialmente paralelos a la línea central de rotación. Como se ha expuesto anteriormente, en función del ángulo de salida, cada plano 152 de las crestas y plano 154 de las bases pueden o no intersectar a la línea central de rotación 28. Como se ilustra en las figuras 3 y 5, la superficie de la cara curvada puede incluir también una primera superficie de cara de corte, tal como la superficie 12, que reside dentro de un primer plano y situada en uno de los lados de la línea central de rotación 28 del cuerpo de la herramienta, y una segunda superficie de cara de corte, tal como la superficie 112, puede residir dentro de un segundo plano sustancialmente paralelo al primer plano y en un lado opuesto de la línea central de rotación 28 del cuerpo de la herramienta. Por ejemplo, y observando un cuerpo de inserto no rotativo, la primera superficie de la cara de corte puede estar situada a la derecha de la línea central de rotación, mientras que la segunda superficie de la cara de corte puede estar situada a la izquierda de la línea central de rotación y en un lado opuesto del inserto de fresa. La superficie de la cara de corte 12 puede incluir también la superficie sustancialmente sinusoidal entre e incluyendo la pluralidad de los picos de las crestas y la pluralidad de las bases de las
crestas.

La pluralidad de dientes de las caras pueden presentar perfiles de crestas y bases con una configuración sustancialmente sinusoidal y sustancialmente idénticos a lo largo de cada una de las caras de corte, dado que los perfiles sinusoidales se repiten sustancialmente a lo largo de la cara de corte. El perfil sinusoidal de las crestas y bases no queda limitado a perfiles de dientes que tienen solo superficies curvadas. Cada uno de la pluralidad de dientes de las caras pueden incluir una porción curvada, tal como un perfil de crestas, flanqueada a cada lado por una porción recta que conecta o se une con una porción curvada adyacente o posterior, tal como perfiles de bases. Algunas modalidades pueden incluir también perfiles de crestas y bases que incluyen todos ellos porciones curvadas, sin porciones rectas de interconexión entre las crestas y las bases. Todavía, otras modalidades pueden incluir curvas muy pequeñas en las crestas y bases, conectadas por porciones rectas entre las crestas y bases, proporcionando con ello un filo de corte más dentado. De este modo, se pueden proporcionar otros diseños generalmente ondulados o dentados en la superficie de la cara de corte, aunque en general se prefiere un diseño de configuración
sinusoidal.

Como se ilustra en la figura 3, las modalidades de insertos pueden incluir un filo de corte lateral 16 formado por la superficie de la cara de corte lateral 212 y una superficie de parte plana lateral 14. El filo de corte lateral 16 puede ser una porción recta, tal como se ilustra por el segmento de inserto 70, que es paralela a la línea central de rotación 20, e incluye otra pluralidad de dientes formados a lo largo de la superficie de la cara de corte lateral 212 formando el filo de corte lateral dentado.

En una modalidad, cada una de la pluralidad de crestas de la cara en una primera cara de corte, en un primer lado de la línea central de rotación, están situadas en la respectiva posición axial a lo largo de la línea central de rotación. La correspondiente base de la cara está situada en cada posición axial respectiva a lo largo de la línea central de rotación en una segunda cara de corte en un segundo lado de la línea central de rotación. De este modo, a medida que la fresa gira sin movimiento axial a lo largo de la línea central de rotación, en donde un primer lado de la fresa se acopla con una pluralidad de porciones del material objeto con una pluralidad de respectivas bases, el segundo lado de la fresa se puede acoplar con la misma pluralidad respectiva de porciones de material con la respectiva pluralidad de crestas, a medida que gira la fresa. De este modo, se puede efectuar un corte relativamente más uniforme en el material objeto que aquel que puede ser realizado con una fresa en donde la pluralidad de crestas en uno de los lados de la fresa están axialmente alineadas con la correspondiente pluralidad de crestas del lado
opuesto.

Otra ventaja de esta invención es que los insertos de fresas pueden ser conformados en diversas configuraciones que incorporan el filo de corte dentado. Los insertos de fresas pueden tener en general forma de U, como se ilustra en la figura 3, o bien los insertos pueden estar conformados de un modo sustancialmente circular, ovalado, rectangular, incluyendo una porción inferior plana. Todavía, otras modalidades pueden tener forma de cola de milano o mostrar lados ahusados. Independientemente de la configuración, una fresa con extremo de nariz esférica tiene una superficie curvada que se extiende entre una cara de corte en la punta que se dirige hacia adelante axialmente y una superficie de corte lateral que se dirige hacia atrás axialmente, sustancialmente separadas de la línea central de rotación.

El inserto de fresa de esta invención se utilizará normalmente en una primera fase del mecanizado de una pieza para separar una masa importante de material a una velocidad relativamente rápida con menos tensión sobre la herramienta y la máquina. A continuación, en la segunda fase del mecanizado, se puede emplear una herramienta de acabado con un filo de corte recto para cortar la superficie acabada.

Aunque se han ilustrado con detalle modalidades preferidas de la presente invención, resultará evidente para los expertos en la materia que podrán efectuarse modificaciones y adaptaciones de las modalidades preferidas. Sin embargo, ha de entenderse de manera expresa que tales modificaciones y adaptaciones se encuentran dentro del alcance de la presente invención tal y como queda recogido en las siguientes reivindicaciones.

Claims (11)

1. Un inserto (10) de fresa con extremo de nariz esférica para ser fijado de forma liberable al cuerpo (20) de una herramienta que tiene una línea central de rotación (28), comprendiendo el inserto:

un cuerpo de inserto que tiene una superficie de contacto (30) para acoplarse de forma coincidente con una superficie de montaje (27) del cuerpo de la herramienta;

incluyendo el cuerpo del inserto una superficie de cara de corte curvada (112) que se extiende entre una superficie de cara de corte (11) que se dirige hacia adelante axialmente y una superficie de cara de corte lateral (212) que se dirige hacia atrás axialmente, incluyendo el cuerpo del inserto una superficie de parte plana curvada (14) que se extiende entre una superficie de parte plana (11) en la punta y una superficie de parte plana lateral sustancialmente perpendicular a la superficie de parte plana en la punta,

caracterizado porque:

la superficie de cara de corte curvada (112) del cuerpo del inserto está sustancialmente separada de la línea central de rotación (28) cuando el inserto está fijado en el cuerpo (20) de la herramienta; y porque

el inserto comprende además una pluralidad de dientes en la cara formados a lo largo de la superficie de la cara de corte curvada, teniendo los dientes de la cara crestas (116) cada una de ellas elevada respecto de la superficie de contacto en una distancia mayor que la separación entre una base adyacente (216) de la cara y la superficie de contacto, teniendo cada cresta de la cara una línea central (52) de las crestas de la cara y teniendo cada base de la cara una línea central (54) de las bases de la cara, formando un filo de corte curvado dentado la intersección de la superficie de parte plana curvada (112) y la pluralidad de dientes de la cara a lo largo de la superficie de la cara de corte curvada; y porque

el inserto está configurado de manera que, una vez fijado en el cuerpo de la herramienta, cada cresta de la cara en el filo de corte curvado está separado más lejos de la línea central de rotación (28) que la base adyacente de la cara, de modo que la cresta de la cara se acopla con una pieza de trabajo para reducir al mínimo el acoplamiento de las bases de la cara con la pieza de trabajo.

2. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto comprende además: un filo de corte lateral (212) formado por la superficie de la cara de corte lateral (112) que tiene crestas en la cara y bases en la cara y la superficie de parte plana lateral (14), siendo el filo de corte lateral paralelo a la línea central de rotación (28) cuando el inserto se fija en el cuerpo (20) de la herramienta, e incluyendo otra pluralidad de dientes formados a lo largo de la superficie de la cara de corte lateral formando un filo de corte lateral dentado con la superficie de parte plana lateral, estando más separada cada cresta de la cara en el filo de corte lateral de la línea central de rotación que la base de la cara adyacente cuando el inserto se fija en el cuerpo (20) de la herramienta.

3. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada una de las líneas centrales (52) de las crestas y las líneas centrales (54) de las bases son en general perpendiculares a la respectiva intersección de la respectiva línea central y una tangente al filo de corte curvado.

4. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo del inserto está formado de un material de carburo.

5. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cuando el inserto se fija en el cuerpo (20) de la herramienta, cada una de la pluralidad de crestas de la cara (116) sobre una primera cara de corte en un primer lado de la línea central de rotación están situadas en la respectiva posición axial a lo largo de la línea central de rotación, y la correspondiente base de la cara (216) está situada en cada respectiva posición axial a lo largo de la línea central de rotación sobre una segunda cara de corte en un segundo lado de la línea central de rotación.

6. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende además: una abertura de montaje (124) que se extiende a través del cuerpo del inserto para recibir un mecanismo de unión (25) para asegurar el cuerpo del inserto en la superficie de montaje del cuerpo de la herramienta.

7. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la superficie de contacto del cuerpo del inserto incluye una pluralidad de acanaladuras (32) para acoplarse de forma coincidente con las correspondientes acanaladuras de la superficie de montaje (27) del cuerpo de la herramienta.

8. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las crestas de la cara y las bases de la cara residen cada una de ellas sustancialmente dentro del respectivo plano (152) de las crestas y plano (154) de las bases.

9. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada uno del plano (152) de las crestas y del plano (154) de las bases son sustancialmente paralelos a la línea central de rotación (28) cuando el inserto se fija en el cuerpo (20) de la herramienta.

10. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie de la cara de corte curvada comprende: una primera superficie de cara de corte que reside dentro de un primer plano y situada en uno de los lados de la línea central de rotación (28) del cuerpo de la herramienta y una segunda superficie de cara de corte que reside dentro de un segundo plano sustancialmente paralelo al primer plano y situada en el lado opuesto de la línea central de rotación del cuerpo de la herramienta cuando el inserto se fija en el cuerpo (20) de la herramienta.

11. Un inserto de fresa con extremo de nariz esférica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pluralidad de dientes de la cara tienen perfiles de crestas y bases de configuración sinusoidal, prácticamente idénticos.