ES2247536T3 - Metodo para producir un conglomerado de metal pulverizado. - Google Patents
Metodo para producir un conglomerado de metal pulverizado.Info
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Abstract
Un método para producir un conglomerado de metal pulverizado (52) en un conjunto (62) de troquel y matriz, teniendo el conglomerado de metal pulverizado (52) un taladro (22), al menos un entrante (54) y al menos una abertura (38) que comunica el taladro (22) con el al menos un entrante (54), comprendiendo el método los pasos de: (i) disposición de un troquel superior (64) que tiene un extremo delantero (80) con al menos un primer miembro saliente (82); (ii) disposición de un troquel inferior (66) que tiene un extremo delantero (70) con al menos un segundo miembro saliente (72); (iii) posicionamiento de los troqueles superior e inferior (64, 66) en una matriz (68) con el extremo delantero (80) del troquel superior (64) frente al extremo delantero (70) del troquel inferior (66) y con un pulvimetal entre ellos; (iv) compactación del pulvimetal presionando los troqueles superior e inferior (64, 66) uno hacia otro hasta que el al menos un primer miembro saliente (82) haga contacto con el al menos un segundo miembro saliente (72) en al menos una segunda zona de contacto (92), en donde el taladro (22) está formado por un volumen de espacio delimitado por el al menos un segundo miembro saliente (72) entre los troqueles superior e inferior (64, 66) y la al menos una abertura (38) está formada en la al menos una zona de contacto (92); y (v) retirada del troquel superior (64) y expulsión del conglomerado de pulvimetal fuera de la matriz (68).
Description
Método para producir un conglomerado de metal
pulverizado.
Este invento se refiere a herramientas de corte
que tienen canales de refrigeración internos y particularmente a
herramientas de corte, o cabezales cortadores separables de
herramientas de corte, realizadas por presión de un molde y
sinterización de polvos de carburo.
En muchas operaciones de formación de virutas en
trabajo de metales es deseable suministrar un refrigerante
directamente al borde de trabajo. El fin del refrigerante no es
solamente refrigerar el borde de trabajo sino también ayudar a
retirar las virutas. Los canales de refrigeración más directos y
fáciles de fabricar están en dirección axial. Esto puede realizarse
perforando simplemente un agujero central, o dos agujeros paralelos
dirigidos axialmente en la herramienta. En perforaciones también se
utilizan canales torcidos o helicoidales. En las perforaciones con
insertos de corte recambiables espaciados a diferentes distancias
radiales del eje de rotación es conveniente dirigir la abertura de
salida hacia los insertos de corte. En la patente de EEUU Nº
5.676.499 se describe un proceso en el que los agujeros rectos se
perforan a distancias radiales diferentes en un espacio cilíndrico.
La parte media del espacio es después calentada y torcida dando
lugar a canales con forma espiral. Al final del proceso los canales
de salida se perforan en ángulo con la línea central de la
perforación dando lugar a aberturas de salida que están espaciadas
a distancias radiales diferentes de la línea central, en la
proximidad de los insertos de corte. La patente
EP-A-352.224 describe una
herramienta de corte con un taladro central de un canal de
refrigeración que se comunica con los entrantes.
Otro método para obtener canales de refrigeración
con forma compleja es utilizar un núcleo tal como cobre o cera en
un cuerpo de polvo y después sinterizarlo. El núcleo puede ser de
cualquier forma que se desee. Durante la operación de
sinterización, el núcleo desaparece en los poros del cuerpo
pulverizado por infiltración dejando una cavidad de configuración
que corresponde a la forma del núcleo.
Todo el método de la técnica anterior implica
procesos de varias etapas en los que se emplea tiempo y son
costosos.
Es, por tanto, un objeto del presente invento
proporcionar un método para fabricar herramientas de corte con
canales de refrigeración por presión de un molde y sinterización de
polvos de carburo, al tiempo que se superan los inconvenientes
mencionados anteriormente.
También es un objeto del presente invento
proporcionar una herramienta de corte que está fabricada por el
método del presente invento.
De acuerdo con el presente invento se ha provisto
un método para producir un conglomerado de metal pulverizado en un
conjunto de troquel y matriz, teniendo el conglomerado de metal
pulverizado un taladro, al menos un entrante y al menos una
abertura que comunica el taladro con el al menos un entrante,
comprendiendo el método los siguientes pasos:
(i) provisión de un troquel superior que tiene un
extremo delantero con al menos un primer miembro saliente;
(ii) provisión de un troquel inferior que tiene
un extremo delantero con al menos un segundo miembro saliente;
(iii) posicionamiento de los troqueles superior e
inferior en una matriz con el extremo delantero del troquel
superior enfrentado al extremo delantero del troquel inferior y con
un pulvimetal en medio;
(iv) compactación del pulvimetal presionando los
troqueles superior e inferior entre sí hasta que el al menos un
primer miembro saliente haga contacto con al menos un segundo
miembro saliente en al menos una zona de contacto, en el que el
taladro está formado por un volumen de espacio delimitado por al
menos un segundo miembro saliente entre los troqueles superior e
inferior y al menos se forma una abertura en la al menos una zona
de contacto; y
(v) retirada de la matriz del troquel superior y
expulsión del conglomerado.
De acuerdo con una realización preferida, el
pulvimetal comprende un carburo cementado y un aglutinante.
Típicamente, el carburo cementado es carburo de
tungsteno y el aglutinante es cobalto.
Si se desea, el método comprende un paso
adicional de sinterización del conglomerado de pulvimetal.
De acuerdo con una aplicación específica, el
segundo miembro saliente es cilíndrico, con la forma de una
barra.
Además, si se desea, el método comprende un
posterior paso adicional de pulido del conglomerado de pulvimetal
sinterizado.
Preferiblemente, el posterior paso adicional de
pulido produce aristas de corte en una parte de corte del
conglomerado de pulvimetal.
Si se desea, el posterior paso adicional de
pulido también produce una rosca de tornillo sobre una parte
saliente del conglomerado de pulvimetal.
También se proporciona, de acuerdo con el
presente invento, un cabezal de corte de una herramienta metálica
de corte, de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende un
conglomerado de pulvimetal producido de acuerdo con el anterior
método.
Para un mejor entendimiento, a continuación se
describirá el invento, solamente a modo de ejemplo, con referencia a
los dibujos anejos, en los que:
la Figura 1 es una vista en perspectiva de un
cabezal de corte de una herramienta metálica de corte, producida a
partir de un conglomerado de metal pulverizado de acuerdo con el
presente invento;
la Figura 2 es una vista en perspectiva de un
conglomerado de metal pulverizado producido en un conjunto de
troquel y matriz de acuerdo con el presente invento;
la Figura 3 es una vista de una perspectiva
lateral de una sección recta de un troquel inferior de acuerdo con
el presente invento;
la Figura 4 es una vista en perspectiva de un
troquel superior de acuerdo con el presente invento; y
la Figura 5 es una vista lateral de una sección
recta de un conjunto de troquel y matriz de acuerdo con el presente
invento.
Primeramente se considera la Figura 1 que muestra
un cabezal de corte 10 de una herramienta metálica de corte.
Típicamente, la herramienta de corte comprende un mango de
herramienta (no mostrado) al que está fijado el cabezal de corte 10.
El cabezal de corte tiene extremos frontal y trasero 12, 14 y un
eje longitudinal A que los atraviesa. El cabezal de corte 10
comprende una parte de corte 16 formada íntegramente con una parte
saliente 18. La parte saliente 18 está provista de una rosca de
tornillo exterior 20. Un taladro 22, dirigido axialmente, que tiene
una superficie del ánima 24, se extiende desde donde está contiguo
al extremo frontal 12 hasta el extremo trasero 14, abriéndose en el
extremo final 14 a una abertura del taladro 26. La parte de corte 16
está provista de seis aristas de corte 28. Cada arista de corte 28
está formada en la intersección de la superficie inclinada 30 y una
superficie en relieve 32. Contiguo a cada superficie inclinada hay
un espacio entre dientes 34 para la viruta. Contiguo al extremo
frontal 12 del cabezal de corte 10 hay, asociado con cada espacio
entre dientes 34 para la viruta, un entrante 36 con forma de cuña
del cabezal de corte, que se abre en el espacio entre dientes 34
para la viruta y en el extremo frontal 12 del cabezal de corte 10.
En una parte radial más interna de cada entrante 36 de cada cabezal
de corte 36 hay una abertura 38. La abertura 38 es contigua a, pero
desplazada hacia atrás axialmente del extremo frontal 12 del
cabezal de corte 10. Cada abertura 38 comunica el entrante 36 del
cabezal de corte y el taladro 22 y geométricamente coincide con el
ánima 24. El taladro 22 forma un canal de refrigeración y, por
tanto, el fluido refrigerante que entra en el taladro 22 desde la
abertura 26 del taladro atravesará el taladro 22 axialmente y
saldrá del taladro 22 a través de las aberturas 38. Por lo tanto,
las aberturas 38 forman aberturas de salida del taladro 22 para
distribuir el fluido refrigerante a la vecindad de las aristas de
corte 28.
Cada entrante 36 con forma de cuña del cabezal de
corte comprende una pared interior 40, dos paredes laterales 42 y
una pared trasera 44. La pared interior 40 se extiende desde la
abertura 38 hasta el extremo frontal 12 del cabezal de corte 10 y
está enrasada con la abertura 38. La pared trasera 44 se extiende
entre las dos paredes laterales 42 y también se extiende radialmente
hacia afuera desde la abertura 38. Las paredes laterales 42 se
extienden axialmente desde la pared trasera 44 hasta el extremo
frontal del cabezal de corte 10, y radialmente hacia afuera desde
la abertura 38 y la pared interior 40. Los seis entrantes 36 con
forma de cuña del cabezal de corte dividen el extremo frontal 12
del cabezal de corte 10 en una estructura simétrica que tiene seis
salientes 46 idénticos con forma de cuña del cabezal de corte, con
un entrante 36 en forma de cuña del cabezal de corte entre cada par
de salientes 46 del cabezal de corte contiguo. Cada saliente 46 del
cabezal de corte tiene una superficie frontal 48 que coincide con el
extremo frontal 12 del cabezal de corte 10. Como para cada entrante
del cabezal de corte la abertura 38 coincide geométricamente con el
ánima 24 y como la pared interior 40 se extiende desde la abertura
38 hasta el extremo frontal 12 del cabezal de corte 10 y está
enrasado con la abertura 38, por lo tanto, se forma una zona
circular 50 en el centro del extremo frontal del cabezal de corte
12. La zona circular 50 tiene un diámetro igual al diámetro del
taladro 22.
De acuerdo con el presente invento el cabezal de
corte 10 se produce como un cuerpo integral a partir de un
conglomerado 52 de metal pulverizado por presión sobre un molde y
sinterizando un pulvimetal. Considerando ahora la Figura 2, que
muestra el conglomerado 52 de metal pulverizado obtenido por presión
sobre un molde y sinterizando un carburo cementado y un
aglutinante. Típicamente, el carburo cementado es carburo de
tungsteno y el aglutinante es cobalto. El cabezal de corte 10 se
obtiene a partir del conglomerado 52 de metal pulverizado puliendo
adecuadamente el conglomerado 52 de metal pulverizado para producir
espacios entre dientes 34 para la viruta, aristas de corte 28 y las
características asociadas en la parte de corte 16 y la rosca de
tornillo 20 en la parte saliente 18.
El conglomerado 52 de metal pulverizado se
produce con entrantes ampliados 54, con relación al tamaño de los
entrantes 36 del cabezal de corte, en su extremo frontal 56. Cada
entrante ampliado 54 comprende la pared interior 40 y la abertura
38, idéntica a las de los entrantes del cabezal de corte 36 y las
paredes laterales ampliadas 58 y una pared trasera 60 ampliada
similar a las paredes laterales y traseras 42, 44 de los entrantes
36 del cabezal de corte, siendo la única diferencia que las paredes
laterales y traseras 58, 60 se extienden radialmente más allá de
las paredes laterales y traseras 42, 44 de los entrantes de corte
36. Cada abertura 38 comunica un entrante ampliado dado 54 y el
taladro 22. Se comprobará comparando las Figuras 1 y 2, que debido
al pulido del espacio entre dientes 34 para la viruta, se retirará
una sección exterior en sentido radial de los entrantes ampliados
54, con lo que se obtendrán los entrantes 36 del cabezal de
corte.
A continuación se consideran las Figuras 3 a 5.
Un conjunto 62 de troquel y matriz comprende un troquel superior 64
y un troquel inferior 66 situados en una matriz 68. El troquel
inferior 66 tiene un extremo delantero 70 que comprende una barra
cilíndrica central 72 que sale de una base cilíndrica 74, siendo
ambas concéntricas de una envoltura cilíndrica 76. La envoltura
cilíndrica 76 rodea y hace contacto en la base cilíndrica 74 y se
solapa con una parte inferior de la barra 72. La zona de solape 78
entre la envoltura cilíndrica 76 y la barra 72 define la geometría
de la parte saliente 18, antes del pulido. El troquel superior 64
tiene un extremo delantero 80 que comprende seis salientes 82
espaciados en forma de cuña del troquel superior separados por los
entrantes 84 del troquel superior. Los salientes 82 del troquel
superior y la barra 72 forman, respectivamente, miembros salientes
primero y segundo. La geometría del extremo delantero 80 del
troquel superior 64 es el negativo de la geometría del extremo
frontal 56 del conglomerado 52 de metal pulverizado. Por lo tanto,
al presionar un pulvimetal entre los troqueles superior e inferior,
los salientes 82 del troquel superior formarán en el conglomerado
52 de metal pulverizado los entrantes ampliados 54, los entrantes
84 del troquel superior formarán en el conglomerado 52 de metal
pulverizado los salientes 46 en forma de cuña de la cabeza de
corte. Un entrante circular central 86 en el troquel superior 64
juntamente con la barra 72 formarán la región circular 50 en el
centro del extremo frontal 12 del conglomerado 52 de metal
pulverizado. Como se muestra en la Figura 5, la barra 72 está
situada en el entrante circular central 86 en el troquel superior
durante la presión del pulvimetal. El diámetro de la barra 72
solamente es ligeramente más pequeño que el diámetro del entrante
circular central 86 en generalmente menos de una centésima de
milímetro y preferiblemente menor de cinco centésimas de milímetro.
Esto asegura, por una parte, que la barra 72 puede entrar en el
entrante circular central 86 y, por otra parte, que los salientes 82
del troquel superior harán contacto con la barra 72. En la Figura 4
se ha dibujado una línea 88 en una superficie interior 90 de los
salientes 82 del troquel superior para marcar la profundidad de
penetración de la barra 72 en el entrante circular central 86. Si la
profundidad de penetración es h y la profundidad total del entrante
circular central 86 es H, entonces la altura axial de la abertura
38 será h y el espesor axial de la región circular 50 en el centro
del extremo frontal del conglomerado 52 de metal pulverizado será
H-h. La zona de contacto 92 entre la barra 72 y la
superficie interior 90 de un saliente 82 del troquel superior es la
zona entre la línea marcada 88 y el extremo delantero 80 del
troquel superior 64. Las zonas de contacto 92 definen y crean las
aberturas 38 y el volumen de espacio delimitado por la barra 72
entre los troqueles superior e inferior 64, 66 define y crea el
taladro 22. Resultará evidente que una o ambas de las superficies
que hacen contacto pueden ser cóncavas en la zona de contacto. En
tal caso, en lugar de una zona de contacto habrá una línea cerrada
equivalente de contacto, que definirá la abertura.
Se ha descrito un método directo para producir un
cabezal de corte 10 de una herramienta de corte. El método implica
el uso de un troquel inferior 66 que tiene una barra saliente 72
que crea el taladro (canal refrigerante) 22. Se forma una abertura
típica (abertura de salida del canal de refrigerante) 38 diseñando
el proceso de presión de tal forma que cuando el se compacta el
pulvimetal se crea una zona de contacto entre la barra 72 y el
troquel superior 60. Esta zona de contacto será la abertura típica
38. En otras palabras, se puede producir un cabezal de corte 10 de
una herramienta de corte con un canal de refrigeración 22 con
aberturas de salida 38 simplemente presionando el molde con
pulvimetal sin utilizar medios accesorios.
Se advertirá que el troquel superior 64 comprende
un primer miembro 64' del troquel superior y un segundo miembro
64'' del troquel superior. El segundo miembro 64'' del troquel
superior está conectado con una barra de empuje 64''' que puede
moverse libremente a través de una zona central del primer miembro
del troquel superior 64'. Esto es por comodidad, con el fin de
retirar cualquier polvo compactado que por casualidad esté alojado
en los entrantes 84 del troquel superior.
Claims (9)
1. Un método para producir un conglomerado de
metal pulverizado (52) en un conjunto (62) de troquel y matriz,
teniendo el conglomerado de metal pulverizado (52) un taladro (22),
al menos un entrante (54) y al menos una abertura (38) que comunica
el taladro (22) con el al menos un entrante (54), comprendiendo el
método los pasos de:
(i) disposición de un troquel superior (64) que
tiene un extremo delantero (80) con al menos un primer miembro
saliente (82);
(ii) disposición de un troquel inferior (66) que
tiene un extremo delantero (70) con al menos un segundo miembro
saliente (72);
(iii) posicionamiento de los troqueles superior e
inferior (64, 66) en una matriz (68) con el extremo delantero (80)
del troquel superior (64) frente al extremo delantero (70) del
troquel inferior (66) y con un pulvimetal entre ellos;
(iv) compactación del pulvimetal presionando los
troqueles superior e inferior (64, 66) uno hacia otro hasta que el
al menos un primer miembro saliente (82) haga contacto con el al
menos un segundo miembro saliente (72) en al menos una segunda zona
de contacto (92), en donde el taladro (22) está formado por un
volumen de espacio delimitado por el al menos un segundo miembro
saliente (72) entre los troqueles superior e inferior (64, 66) y la
al menos una abertura (38) está formada en la al menos una zona de
contacto (92); y
(v) retirada del troquel superior (64) y
expulsión del conglomerado de pulvimetal fuera de la matriz
(68).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el pulvimetal comprende un carburo cementado y un
aglutinante.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que el carburo cementado es carburo de tungsteno y el
aglutinante es cobalto.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el segundo miembro saliente (72) es cilíndrico, con la
forma de una barra.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que comprende un paso adicional de sinterización del conglomerado
de pulvimetal.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5,
que comprende un posterior paso adicional de pulimento del
conglomerado de pulvimetal sinterizado.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 6,
en el que el posterior paso adicional de pulimento produce aristas
de corte (28) en una parte de corte (16) del conglomerado de
pulvimetal.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7,
en el que el posterior paso adicional de pulimento produce también
una rosca exterior (20) en una parte saliente (18) del conglomerado
de pulvimetal.
9. Un cabezal de corte (10) de una herramienta de
corte de metal que comprende un conglomerado de pulvimetal
producido de acuerdo con cualquiera de las anteriores
reivindicaciones, en el que el al menos un entrante (54) es un
entrante (36) en forma de cuña del cabezal de corte que comprende
una pared interior (40) enrasada con la abertura (38), dos paredes
laterales (42) y una pared trasera (44), extendiéndose la pared
interior (40) desde la abertura (38) hasta un extremo frontal (12)
del cabezal de corte (10), extendiéndose la pared trasera (44)
entre las dos paredes laterales (42) y extendiéndose también
radialmente hacia afuera desde la abertura (38), y extendiéndose las
paredes laterales (42) axialmente desde la pared trasera (44) hasta
el extremo frontal (12) del cabezal de corte (10) y radialmente
hacia afuera desde la abertura (38) y la pared interior (40).
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