ES2260509T3 - Util para mecanizar una superficie esferica concava por arranque de virutas. - Google Patents

Abstract

etil para mecanizar una superficie esférica cóncava (3, 3¿) de una pieza a trabajar (5) con un eje rotatorio (23) y una superficie exterior convexa (15) que presenta una cabeza para útiles (13), que comprende por lo menos una placa de cuchilla (17, 17¿, 19, 19¿) que presenta al menos un filo cortante (31, 31¿, 31¿¿), placa que está insertada en una entalladura colocada en el cuerpo base de la cabeza para útiles (13), presentando además una parte anterior (35, 35¿) plana, en donde al menos un filo cortante (31, 31¿, 31¿¿) está conformado por la zona de la línea de corte de la parte anterior (35) con la superficie periférica (75), estando este filo cortante (31, 31¿, 31¿¿) curvado convexo, y se caracteriza en que al menos una placa de cuchilla (17, 17¿, 19.19¿) está fijada de manera que está dispuesta inclinada en dos direcciones con respecto a un plano imaginario, sobre el que el eje de rotación (23) está colocado verticalmente, estando la placa de cuchilla, en una primera dirección, dispuesta inclinada descendiente hacia afuera del eje de rotación (23) y en una segunda dirección verticalmente hacia esta última.

Description

Útil para mecanizar una superficie esférica cóncava por arranque de virutas.

El invento hace referencia a un útil para mecanizar una superficie esférica cóncava por arranque de virutas de una pieza a trabajar con una cabeza para útiles, que comprende al menos una placa de cuchilla que presenta por lo menos un filo cortante. La placa de cuchilla está insertada y fijada en una entalladura del cuerpo base de la cabeza para útiles. La placa de cuchilla está dispuesta inclinada en un ángulo agudo, concretamente contra un plano imaginario que en la zona de la placa de cuchilla discurre tangencialmente con respecto a la superficie del útil.

Útiles del tipo de los que se trata aquí, son conocidos (US-B1 6.220.794, US-A 5.232.317). Estos sirven para mecanizar superficies esféricas interiores o superficies esféricas interiores parciales en partes interiores de carcasas. Se utilizan por ejemplo para mecanizar la superficie interior de una carcasa para diferenciales de vehículos. El útil presenta una cabeza para útiles con al menos un filo cortante que sobresale de la superficie de la cabeza para útiles y, que arranca virutas de la superficie en un movimiento rotatorio relativo entre la superficie de la pieza a trabajar y el útil. La(s) placa(s) de cuchilla de la cabeza para útiles presenta(n) filos cortantes curvados convexos, en tanto que el radio de curvatura de los filos cortantes se corresponde con el radio de las superficies esféricas interiores de la superficie de la pieza a trabajar. Las placas de cuchilla pueden esencialmente instalarse verticalmente a la superficie de la cabeza para útiles en su cuerpo base o más o menos tangencialmente, o encerrar un ángulo agudo a un plano imaginario, que toca la cabeza para útiles en la zona en la que está colocada la placa de cuchilla. Placas de cuchilla dispuestas de esta manera, también se denominan placas tangenciales. En su lado exterior este tipo de placas de cuchilla presentan una zona abombada, que se convierte en una superficie lateral de la placa de cuchilla. La línea de corte entre la zona abombada y la superficie lateral conforma el filo cortante curvado convexo de esta placa tangencial. El radio de curvatura del filo cortante corresponde también aquí al radio de la superficie esférica interior de la superficie a mecanizar de la pieza a trabajar.

Desventaja es que este tipo de placas tangenciales, tiene un elevado coste y son de fabricación compleja. Así mismo el radio de curvatura de sus filos cortantes se corresponde con el radio de la superficie esférica interior a mecanizar, filos cortantes como los que se mencionaron antes, están insertados verticalmente dentro del cuerpo base de la cabeza para útiles. Tolerancias en la fabricación de los filos cortantes ejercen en la producción una influencia importante sobre la exactitud de la superficie esférica a mecanizar. Esto también vale para el desgaste de este tipo de placas de cuchilla, desgaste que también ejerce una influencia en la exactitud de la superficie esférica a mecanizar. Por ello la fabricación de este tipo de placas de cuchilla o los útiles es muy compleja y muy costosa.

Además se ha mostrado que los útiles conocidos tienden a retemblar, lo que por un lado, influencia negativamente la vida útil y por otro lado, también influencia negativamente la calidad de la superficie de las piezas a mecanizar.

Objeto del invento es por lo tanto, crear un útil del tipo mencionado al inicio, que no presente esas desventajas.

Para la solución de este objetivo se propone un útil que muestra las propiedades en reivindicación 1. Se caracteriza en que presenta al menos una placa de cuchilla con una parte anterior con una superficie periférica que le sigue a continuación. Que al menos un filo cortante de la placa de cuchilla se forma por una zona de la línea de corte, que se crea por el corte de la parte anterior plana con la superficie periférica. El filo cortante se caracteriza en que es curvado convexo.

Ventaja de este útil es la sencilla fabricabilidad de la placa de cuchilla. Debido a que su parte anterior es plana, para su fabricación se puede llevar a cabo un sencillo proceso de amolado. Por ello no es necesario prever zonas curvadas, cuya producción, sobre todo la fabricación exacta, es sumamente compleja y costosa.

El filo cortante está en la zona de la línea de corte de la parte anterior y de la superficie periférica. La curvatura del filo cortante está en el plano de la parte anterior de la placa de cuchilla. Esto significa que una vista desde arriba sobre la placa de cuchilla, resulta una línea curvada convexa, mientras que en una vista desde arriba sobre una placa de cuchilla convencional, cuyo filo cortante se origina por la parte anterior abombada de esta placa de cuchilla, discurre en línea recta.

El filo cortante curvado de la placa de cuchillas según el invento, incide con una zona de la curvatura cóncava sobre la superficie del útil a trabajar, al mecanizar la pieza a trabajar. Es entonces que las zonas adyacentes del filo cortante entran en contacto con la pieza a mecanizar. Con ello se obtiene un corte denominado de hélice inversa, lo que permite que el filo cortante entre mucho más suavemente dentro de la pieza a mecanizar, que en el caso de los útiles convencionales. De esta manera el útil tiende mucho menos a retemblar y se caracteriza por una muy buena suavidad de marcha. Esto tiene como efecto por un lado, una vida útil mas larga y por otro lado mejores resultados de trabajo en relación a la superficie acabada.

Un ejemplo de ejecución preferente del útil se destaca por que el lado anterior de la placa de cuchilla forma con la superficie periférica un ángulo menor a 90º, en tanto que el vértice del ángulo coincide con el filo cortante. Con ello al mecanizar una pieza a trabajar, se produce un ángulo de desprendimiento positivo. Al contrario de los útiles conocidos, con los que solamente se obtiene un ángulo de desprendimiento de 0º o inclusive ligeramente negativo. Debido al ángulo de desprendimiento positivo, con el útil se pueden obtener un corte especialmente suave y una superficie excelente. Además en el mecanizado de la pieza a trabajar, las virutas que se generan se pueden desviar hacia afuera de la zona de mecanizado, con lo que se pueden evitar averías o efectos negativos sobre la superficie mecanizada.

Otras configuraciones se explican a continuación mediante dibujo. Estos muestran.

Figura 1: un croquis del principio de un útil en el mecanizado de una pieza a trabajar;

Figura 2: una vista lateral aumentada del útil propiamente dicho;

Figura 3: una vista frontal del útil según figura 2:

Figura 4: una perspectiva del útil;

Figura 5: una vista frontal de una placa de cuchilla;

Figura 6: una vista lateral de una placa de cuchilla y

Figura 7: una perspectiva de la placa de cuchilla según las figuras 4 y 5.

El croquis del principio según figura 1 enseña un útil 1, que para mecanizar una superficie cóncava esférica 3 de una pieza a trabajar 5, está sujetado entre un husillo de impulsión 7 y un husillo de apoyo 9, de manera que está dispuesto dentro de la pieza a trabajar 5. Aquí la pieza a trabajar solamente está representada parcialmente. Se puede por ejemplo tratar de la carcasa de un engranaje diferencial.

El útil 1 está unido al husillo de impulsión 7 a prueba de torsión, de manera que se puede poner a rotar mediante el husillo de impulsión 7. Para ello el husillo de impulsión 7 puede estar unido a una máquina herramienta que aquí no está representada, mediante una pieza de fijación adecuada, que puede por ejemplo estar configurada a modo de vástago hueco 11. El útil 1 se sujeta por un lado mediante el husillo de impulsión 7 y por otro lado mediante el husillo de apoyo 9, de manera que se puede poner a rotar dentro de la pieza a trabajar 5, para arrancar virutas de la superficie 3.

Para ello el útil 1 presenta una cabeza para útiles 13, que comprende al menos una superficie exterior curvada convexa 15, en la que por lo menos está insertada una placa de cuchilla 17. En el ejemplo de ejecución aquí representado, en la superficie exterior 15 están insertadas dos placas de cuchilla, a saber la placa de cuchilla 17 y la placa de cuchilla 19.

En el ejemplo de ejecución aquí representado, el útil 1 presenta una cabeza para útiles 13, que presenta dos subzonas 21a y 21b. La primera subzona 21a presenta la ya descrita superficie exterior 15 con las placas de cuchilla 17 y 19. La segunda subzona 21b tiene una estructura idéntica y está dispuesta simétricamente a un plano imaginario E, que discurre entre las subzonas 21a y 21b y está colocada verticalmente al eje de rotación 23 del útil 1. Igualmente la segunda subzona 21b presenta al menos una placa de cuchilla, aquí dos placas de cuchilla 17' y 19', que están insertadas en la superficie exterior 15' configurada convexa de la segunda subzona 21b.

Las subzonas 21a y 21b de la cabeza para útiles 13, están unidas entre sí mediante un puente de unión 25, en cuya superficie exterior hay colocadas una ranura preferentemente circular 27 y un agujero, preferentemente taladro 29. El útil 1 puede asirse en la zona del puente de unión mediante una herramienta prensora, que encaja en la ranura 27. Se obtiene una posición de giro definida del útil 1 con respecto a la herramienta prensora no representada aquí, en tanto que esta última encaja en el taladro 29 mediante un pasador de posicionamiento. De esta manera y con el husillo de impulsión 7 y el husillo de apoyo 9 retraídos, el útil 1 se puede extraer del interior de la pieza a trabajar 5, por ejemplo para cambiar el útil. También es posible introducir definidamente un útil 1 mediante una herramienta prensora, dentro del interior de una pieza a trabajar 5 para mecanizar la superficie 3. Debido a la posición definida del útil 1, el husillo de impulsión 7 y el husillo de apoyo 9, se pueden introducir dentro del útil 1 para impulsarlo y apoyarlo sin ningún problema. Para el mecanizado de la superficie 3, en principio se puede utilizar un útil 1, que solamente presente una de las subzonas 21a o 21b. Entonces únicamente hace falta sacar el útil 1 de la parte interior de la pieza a trabajar y un giro de 180º, para poder mecanizar la segunda zona de la superficie 3. Pero preferentemente se utiliza el útil 1, aquí representado con las dos subzonas 21a y 21b. De esta manera se pueden mecanizar todas las superficies deseadas dentro de la pieza a trabajar 5, simplemente desplazando axialmente el útil 1,

\hbox{o sea en dirección  de
su eje de rotación 23.}

Figura 2 muestra ampliada la cabeza para útiles 13 del útil 1. Las mismas piezas están provistas con las mismas referencias, en tanto que se hace referencia a la descripción de la figura 1. De la ampliación se reconoce claramente que las placas para cuchilla 17, 19, 17' y 19' están metidas dentro de de la superficie exterior 15 o 15' de las subzonas 21a y 21b, de modo que sobresalen parcialmente de esta superficie exterior. Estas zonas de las placas de cuchilla que sobresalen de la superficie exterior, forman en una rotación del útil 1 los filos cortantes activos del útil 1. Aquí el filo cortante 31 de la primera placa de cuchilla 17 y el filo cortante 33 de la segunda placa de cuchilla 19 está coordinada con la primera subzona 21a y, el filo cortante 31' de la primera placa de cuchilla 17' y el filo cortante 31' de la segunda placa de cuchilla 19' está coordinada con la segunda subzona 21b.

En la representación según la figura 2, en las placas de cuchilla 17, 17' que están dispuestas por encima del eje de rotación 23 del útil 1, se ve su lado anterior 35 o 35'. En las placas de cuchilla 19, 19' que están dispuestas debajo del eje de rotación, se ve sobre la superficie de desprendimiento 37 o 37' de las placas de cuchilla 19, 19'. Respectivamente delante de las placas de cuchilla se encuentra - visto en el sentido de giro del útil 1 - una caja de virutas 39 o 39', en la que van a caer las virutas transportadas por los filos de corte 33 y 33'.

Figura 3 enseña el útil 1 explicado con las figuras 1 y 2 en una vista desde arriba sobre la primera subzona 21a. Las mismas piezas están provistas con las mismas referencias, en tanto que se hace referencia a las descripciones anteriores.

En la superficie exterior de la primera subzona 21a están insertadas la placa de cuchilla 17 y la segunda placa de cuchilla 19. En la vista aquí reproducida, se ven claramente las partes anteriores 35 y 41 de estas placas de cuchilla. Están indicados las entalladuras 43 y 45 que penetran las placas de cuchilla 17 y 19. A través de estas se pueden pasar tornillos, que encajan dentro del cuerpo base del útil 1 y por ello unen fuertemente las placas de cuchilla al útil 1. En principio también es posible soldar las placas de cuchilla con el cuerpo base. La fijación atornillada tiene sin embargo la ventaja que las placas de cuchilla son intercambiables y, como se explica aquí, también pueden configurarse como placas reversibles. Más adelante se tratará esto con más detalle.

Al mecanizar una superficie, en la vista según la figura 3, el útil gira en sentido horario, lo que está indicado mediante una flecha 47. En la primera placa de cuchilla 17, su borde derecho sobresale por sobre la superficie exterior 15 de la primera subzona 21a y forma con ello el filo de corte 31 de esta placa de cuchilla. Visto en el sentido de rotación, antes del filo de corte 31 está situada la caja de virutas 39', a la que van a caer las virutas arrancadas por el filo de corte 31.

El filo cortante 31 está configurado convexo, o sea abombado desde la entalladura 43 hacia afuera. El filo está dispuesto de tal manera, que está dispuesto prácticamente paralelo a una línea diametral vertical 49. Esto quiere decir que el vértice del filo cortante que más sobresale en la dirección de giro, está lo más alejado de la línea diametral 49. Las zonas del filo cortante 31 que siguen a continuación de aquí hacia arriba y hacia abajo, están configuradas simétricas a este vértice y se aproximan uniformemente a la línea diametral 49.

Debido a la configuración convexa del filo cortante 31, se logra que al mecanizar una superficie 3, resulta un corte de hélice inversa, eso es, el filo cortante entra muy suavemente en la pieza a trabajar mecanizada. Debido a la curvatura del filo cortante 31, se logra que las virutas arrancadas - visto desde el eje de rotación 23 del útil 1 - sean transportadas hacia afuera. Esto conduce a que el útil 1 tienda muy poco a retemblar y se caracteriza por una excelente suavidad de marcha. Debido a ello resultan vidas útiles más largas y mejores resultados de trabajo.

El útil 1 presenta una entalladura central 51 que en principio está configurada cilíndrica circular. Desde su superficie interior sobresalen salientes 53 en dirección del eje de rotación 23, que sirven para garantizar una unión con el husillo de impulsión 7 resistente a torsión.

De la vista desde arriba se puede ver que las placas de cuchilla 17, 19 presentan tres filos cortantes del mismo tipo y que en principio están configuradas en forma triangular. Las aristas del triángulo son todas curvadas, tal como se ha descrito a mano del filo cortante 31. Los filos cortantes 31' y 31'' que siguen a continuación del filo cortante 31, están dispuestas embutidas dentro de una entalladura en el cuerpo base de la primera subzona 21a, para que como se ha dicho, únicamente sobresalga el filo cortante 31 sobre la superficie exterior 15.

Partiendo del eje de rotación 23, la placa de cuchilla 17 está dispuesta hacia afuera descendente, con lo que en la zona de la línea diametral 49, el filo cortante 31'' está colocado más arriba que el filo cortante 31'. La placa de cuchilla 17 forma entonces con un plano imaginario sobre el que el eje de rotación 23 está colocado verticalmente, un ángulo agudo, que partiendo del eje de rotación 23, se abre radialmente hacia afuera y está entre 15º hasta 35º, sobre todo en la zona entre 20º y 30º. Preferentemente se selecciona un ángulo de inclinación de aproximadamente 25º.

La placa de cuchilla 17 está además dispuesta inclinada en dirección a una línea diametral 55 horizontal, eso es, el vértice del filo cortante 31 es el punto más alto de la primera placa de cuchilla 17 y el punto de intersección S de los filos cortantes 31' y 31'', el punto más bajo. El ángulo de inclinación en dirección de la línea diametral 55 horizontal puede estar en la zona de aproximadamente 5º hasta 15º, especialmente en la zona de aproximadamente 2,5º hasta 12,5º. Preferentemente se selecciona un ángulo de aproximadamente 10º. Con ello la parte anterior 35 de la placa de cuchilla 17 forma con el plano imaginario que está colocado verticalmente sobre el eje de rotación 23, en dirección de la línea diametral 55, un ángulo de aproximadamente 10º. La placa de cuchilla 17 está entonces inclinada con respecto a este plano imaginario en dos direcciones y encajada en la superficie exterior 15 de la cabeza para útiles 13.

En la representación según la figura 3, el filo cortante 31 de la primera placa de cuchilla 17 casi está en el primer cuadrante de la línea diametral 49 vertical y la línea diametral 55 horizontal. En el otro lado con simetría de punto, se encuentra el filo cortante 33 de la segunda placa de cuchilla 19, cuyo vértice forma el punto más alto de la segunda placa de cuchilla 19. Esta está conformada correspondientemente a la primera placa de cuchilla 17, con lo que se hace referencia a lo dicho de la primera placa de cuchilla 17. También la inclinación de la segunda placa de cuchilla 19 corresponde a la de la primera placa de cuchilla 17: la segunda placa de cuchilla 19 está dispuesta inclinada en dirección a la línea diametral 49 vertical y hacia afuera descendente de la línea diametral 23. Correspondientemente esta también está inclinada con respecto a la línea diametral horizontal 55, pero en la dirección contraria como la primera placa de cuchilla 17. Las condiciones de los ángulos se corresponden con los de la primera placa de
cuchilla.

También la cabeza para útiles 13 está configurada en el tercer cuadrante correspondientemente como en el primero: Visto en el sentido de giro, delante del filo cortante 33, se encuentra la caja de virutas 39, en la que van a caer las virutas arrancadas.

La segunda subzona 21b de la cabeza para útiles 13 está configurada correspondientemente. También presenta dos placas de cuchilla 17' y 19', pero que están dispuestas simétricamente, porque a una vuelta del útil 1 en dirección de la flecha 47, como dibujado en la figura 3, la segunda subzona 21b gira en sentido contra horario.

La figura 4 muestra una perspectiva del útil 1, del que se puede ver la superficie exterior 15' de la segunda subzona 21b. Sobre todo se puede reconocer que la primera placa de cuchilla 17' y la segunda placa de cuchilla 19' de la segunda subzona 21b están dispuestas casi simétricas a la primera placa de cuchilla 17 o la segunda placa de cuchilla 19, como se ha descrito en la figura 3 en relación a la primera subzona 21b.

Correspondientemente la primera placa de cuchilla 17' presenta un filo cortante 31a, que está colocado más arriba que el punto de intersección S que está en el lado opuesto, en el que se interceptan los otros filos cortantes 31a' y 31a''. Al mecanizar una superficie, la segunda subzona 21b gira en sentido contra horario, lo que está representado por la flecha 47'.

Visto en el sentido de giro, delante del primer filo cortante 17' - correspondientemente a las explicaciones de la figura 3 - se encuentra una caja de virutas 39a, en la que van a caer las virutas arrancadas por el filo cortante 31a.

La perspectiva según la figura 4 muestra el filo cortante 33a de la segunda placa de cuchilla 19' y la superficie de desprendimiento 57, sobre la que discurren las virutas arrancadas por el filo cortante 33a y que van a caer a la caja de virutas 39a'.

La perspectiva muestra además la parte anterior 35' de la primera placa de cuchilla. Además se puede reconocer el lado anterior 35'' de la segunda placa de cuchilla 19'.

La perspectiva lateral de la segunda placa de cuchilla 19' deja reconocer que a la superficie de desprendimiento 57 le sigue a continuación una segunda zona de superficie lateral 59, que está destalonada lateralmente para poder garantizar un apoyo seguro de la placa de cuchilla dentro del asiento de la placa. Esta configuración vale para todas las placas de cuchilla del útil 1.

Figura 5 muestra una placa de cuchilla del útil 1 en una vista desde arriba. Dado que todas las placas de cuchilla del útil están conformadas de la misma forma, aquí simplemente se parte de que aquí está representada la placa de cuchilla 17. La figura muestra la parte anterior 35 de la placa de cuchilla, la que como ya se describió arriba, está configurada prácticamente de forma triangular, en cuanto que las aristas del triángulo están abombadas hacia afuera y forman las cuchillas 31, 31' y 31''. En el centro de la placa de cuchilla 17 se puede ver una entalladura 43, en la que se puede introducir un tornillo de apriete para fijar la placa de cuchilla al cuerpo base del útil 1.

A trazos está dibujado en la figura 5 el círculo 61, que pasa por los puntos de intersección de los filos cortantes 31 y 31' o 31' y 31'' así como 31'' y 31. En la figura también se reconoce el círculo inscrito 63 que toca los filos cortantes 31, 31' y 31'' en sus vértices, o sea en las zonas más abombadas hacia afuera. El radio de curvatura de los filos cortantes 31, 31' y 31'' es mayor que el del círculo 61. Los filos cortantes preferentemente están curvados en forma de arco circular. El centro 65 del círculo osculador del filo cortante 31' está colocado en una mediana imaginaria, que por un lado pasa por el punto de intersección de los filos cortantes 31 y 31'', y por otro lado, por el eje central 67 de la entalladura 43 y finalmente el vértice 69 del filo cortante 31'. Todos los filos cortantes de la placa de cuchilla 17 están conformados correspondientemente. Aquí por ejemplo también está dibujado el centro 71 del radio de curvatura' del filo cortante 31''.

A continuación se indican a modo de ejemplo algunos valores numéricos: el radio del círculo 61 puede por ejemplo tener aproximadamente 15,2 mm, el radio del círculo inscrito 63 aproximadamente 12,7 mm. El radio del círculo osculador de los filos cortantes 31, 31' y 31'' tiene entonces aproximadamente 19,57 mm.

El centro del círculo osculador está aproximadamente a una distancia de 6,87 mm del eje central 67. Esta distancia vale también para el centro 65. En la figura 5 está denominado con a. El centro 71 está a una distancia b de una horizontal imaginaria que pasa por el eje central 67 y en este ejemplo de ejecución tiene aproximadamente 3,4 mm. El centro 71 está finalmente dispuesto a una distancia de 5,95 mm de la línea central, que pasa por el vértice 69 y el eje central 67. Estas indicaciones numéricas son simplemente un ejemplo y solamente deben servir para mostrar las condiciones de las dimensiones de la placa de cuchilla.

Figura 6 muestra la placa de cuchilla 17 en una vista lateral. Las mismas piezas están provistas con las mismas referencias, en tanto que se hace referencia a la descripción de la figura 5 y al resto de las figuras.

La vista lateral de la placa de cuchilla 17 muestra claramente que su lado anterior y su lado posterior 73 están conformados planos y que discurren paralelos entre ellos. El ejemplo de ejecución aquí representado tiene aproximadamente 8 mm de espesor, eso es, la parte anterior y la posterior están a una distancia aproximada de 8 mm. Esta configuración de la placa de cuchilla 17 es especialmente importante, porque las partes anterior y posterior de la placa de cuchilla se pueden fabricar muy fácilmente, eso es, mediante el rectificado plano. Este procedimiento de fabricación no solamente es económico, sino también muy preciso. El radio de los filos cortantes 31, 31' y 31'' también se puede fabricar de forma muy precisa así como económica, eso es, mediante el rectificado cilíndrico. El radio de los filos cortantes no se corresponde con el radio de las superficie esférica 3. El radio obtenido en el mecanizado de de la superficie 3, se predetermina por ello muy exactamente, en tanto que las placas de cuchilla están fijadas en la superficie exterior del útil 1, más o menos inclinadas. En un ángulo de inclinación muy plano transversal a la línea de diámetro vertical 49 dibujada en la figura 3, el radio interior de la superficie a mecanizar será mayor que en un ángulo de inclinación relativamente pronunciado de las placas de cuchilla.

La superficie periférica 75 de la placa de cuchilla 17 se compone de dos segmentos, a saber un primer segmento, que sigue a continuación de la parte anterior 35 y que conforma la superficie de desprendimiento 57 y la respectiva placa de cuchilla, aquí del filo cortante 31'. La superficie de desprendimiento 57 está inclinada aproximadamente 15º con respecto a una línea vertical en la parte anterior. La zona de superficie lateral 59 que sigue a continuación, que toca la parte posterior 73, está inclinada con respecto a esta vertical imaginaria aproximadamente 20º, con lo que entre los segmentos de la superficie periférica 35 se genera un quiebre 77.

En la figura 6 está indicada a trazos la entalladura 43 que penetra la placa de cuchilla 17, escotadura que puede estar provista de una zona cónica 79 que se amplía en dirección de la parte anterior 35, en la que llega a alojarse la cabeza de un tornillo de apriete.

En figura 7 finalmente la placa de cuchilla 17 está representada mediante una perspectiva. Las mismas piezas están provistas con las mismas referencias, en tanto que se hace referencia a la descripción de las figuras precedentes. La representación según la figura 7 muestra claramente la parte anterior 35 y la superficie de desprendimiento 57 que le sigue a continuación. La línea de corte entre la parte anterior 35 y la superficie de desprendimiento 57, que circunda la placa de cuchilla, forma respectivamente los filos cortantes 31, 31' y 31'' de la placa de cuchilla 17. Las virutas arrancadas por estas, se desplazan por sobre la superficie de desprendimiento 57 y van a caer a la respectiva caja de virutas 39 de la placa de cuchilla.

En relación a la función de esté útil 1 descrito aquí, cabe retener lo siguiente:

El útil 1 se utiliza para mecanizar superficies cóncavas, esféricas. En la figura 1 está representada una superficie de este tipo. El útil 1 se introduce en el interior de la pieza a trabajar 5 y se sujeta mediante un husillo de impulsión 7 así como mediante un husillo de apoyo 9, de manera que se puede poner a rotar. El útil 1 presenta dos subzonas 21a y 21b, con cuya ayuda la superficie a trabajar 3 se puede someter a un proceso de mecanizado de arranque de virutas. Para ello las subzonas 21a y 21b se ponen en contacto consecutivo con la superficie de la pieza a trabajar. En la figura 1, la subzona izquierda 21a mecaniza la superficie 3'. En cuanto esta se ha terminado de trabajar, el útil se mueve en dirección axial, eso es, en dirección del eje de rotación 23 hacia la derecha, de tal manera que la segunda subzona 21b pueda entrar en contacto con la superficie 3. En el momento de mecanizar las superficies 3, 3', el útil 1 se pone a rotar para que en una vista desde arriba sobre la subzona 21a, gire en sentido contra horario en una vista desde arriba sobre la segunda subzona 21b, gire en sentido horario, lo que está indicado por la flecha 47 en la figura 3. Dado que las placas de cuchilla 17, 17', 19, 19' están insertadas inclinadas en la superficie exterior del útil 1, sobresale respectivamente un filo cortante sobre esta superficie exterior y puede entrar en contacto con la superficie a trabajar 3, 3'. Vistos desde su centro, los filos cortantes de las placas de cuchilla están abombados hacia afuera, o sea conformados convexos. Preferentemente están curvados de modo de arco circular. Al mecanizar una pieza a trabajar 5, los filos cortantes no entran en contacto repentino con la pieza a trabajar con toda su longitud, sino que primero entran con una subzona pre-abombada. Debido a la curvatura del filo cortante, se obtiene un corte de hélice inversa, con lo que el filo cortante como se ha dicho, entra muy suavemente dentro de la pieza a trabajar. La curvatura también tiene como efecto que las virutas se desvían desde el eje de rotación 23 hacia afuera, para evacuarse hacia afuera del área de trabajo y no afectando la superficie mecanizada.

Debido a que las superficies de desprendimiento 57 circulantes de los filos cortantes 31, 31' y 31'' de las placas de cuchilla discurren inclinadas con respecto a la parte anterior 35 plana, o sea cónica en dirección a una mediatriz de las placas de cuchilla, se realiza un ángulo de desprendimiento positivo, que por un lado conduce a un corte suave y por otro lado a una buena superficie.

El radio de curvatura de la superficie 3, elaborado con el útil 1 no se corresponde con el radio de curvatura de los filos cortantes. El radio de curvatura efectuado depende de la inclinación de la placa de cuchilla, de manera que las tolerancias de fabricación de los filos cortantes o el contorno exterior de la placa de cuchilla y las tolerancias en la fijación de las placas de cuchilla al útil 1 no tengan una influencia directa sobre la exactitud de la superficie a mecanizar 3, 3'. Gracias a ello no es necesario realizar ajustes en los filos cortantes. En caso de que estas estén ligeramente giradas en relación a su eje central o el eje central 67, esto no tendrá ninguna influencia directa sobre el radio de la pieza a trabajar.

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Por ello es posible utilizar placas de cuchilla del mismo tipo con varios útiles 1 y fijar las placas de cuchilla respectivamente bajo un ángulo diferente en relación a superficie exterior 15, 15' del útil 1. Las placas de cuchillo están encajadas en una entalladura que está colocada dentro la superficie exterior 15, 15' del útil, y que presentan una superficie de apoyo plana. Sobre ésta están colocadas las placas de cuchilla y allí están fijadas por un tornillo de apriete que no se ha mostrado. La entalladura en el cuerpo base del útil 1, corresponde en su contorno al contorno exterior de las placas de cuchilla, de modo que los filos cortantes que se retraen en la superficie interior y que están del otro lado de la hoja cortante que mas sobresale, pueden estar en contacto con la entalladura, con lo que la placa de cuchilla está fijada de forma segura.

Las placas de cuchilla aquí descritas presentan respectivamente tres filos cortantes 31, 31' y 31''. Pero también es posible utilizar placas de cuchilla con únicamente un filo cortante o también con más de tres filos cortantes. El útil 1 aquí descrito presenta a modo de ejemplo solamente dos placas de cuchilla. En principio también es posible realizar útiles con solamente una placa de cuchilla por cada subzona 21a, 21b o con respectivamente más de dos placas de cuchilla.

Está claro que las placas de cuchilla se pueden fabricar de una forma muy sencilla, porque presentan dos superficies limitantes que discurren paralelas entre sí, es decir la parte anterior 35 y la parte posterior 73, que discurren paralelas entre sí. Las placas de cuchilla curvadas discurren preferentemente a lo largo de un arco de círculo y por eso se pueden fabricar con un procedimiento de rectificado cilíndrico preciso y de costes reducidos.

De una forma muy fácil es posible realizar con una placa de cuchilla, o sea con una geometría de placa de cuchilla determinada, diferentes radios de una superficie cóncava, esférica: Mientras más plana está dispuesta la placa de cuchilla, tanto mayor será el radio de la superficie esférica interior.

Debido a la configuración especial de los filos cortantes, se obtiene un comportamiento de corte suave como corte de hélice inversa, con lo que se pueden obtener una buena marcha suave y largas vidas útiles y, además en comparación con placas de cuchilla convencionales, mejores calidades de superficie. El ángulo de desprendimiento positivo, que está dado por la inclinación de la superficie de desprendimiento 57 contra la parte anterior 35, genera además un corte suave y una superficie bien mecanizada.

Resumiendo se ve claramente que el útil 1 aquí descrito es de una construcción sencilla, que las placas de cuchilla se pueden fabricar a costes ventajosos y que con una misma placa de cuchilla se pueden fabricar o mecanizar superficies interiores esféricas con diferentes radios.

Decisivo es que el filo cortante no entra en contacto simultáneo con con toda su longitud sobre toda la superficie de la pieza a trabajar, sino que debido a su curvatura posibilita un corte de hélice inversa, lo que trae las ventajas mencionadas.

Debido a que el útil 1 está conformado de forma simétrica, o sea que presenta dos subzonas 21a y 21b iguales, dentro de la pieza a trabajar 5 de forma muy fácil se pueden mecanizar dos superficies opuestas 3, 3', en las que el útil 1 se puede desplazar en sentido axial, o sea en dirección del eje rotatorio 23. Este movimiento se puede realizar fácilmente, con lo que la fabricación mediante el útil aquí descrito se puede realizar de forma económica.

Debido a que las subzonas 21a y 21b están dispuestas a una distancia entre sí, y están unidas entre sí mediante un puente de unión 25, el útil también se puede manejar muy fácilmente también en máquinas mecanizadoras automáticas, donde la ranura circular 27 proporciona una fijación segura y debido al taladro 29 está garantizado un posicionamiento exacto.

Claims (19)

1. Útil para mecanizar una superficie esférica cóncava (3, 3') de una pieza a trabajar (5) con un eje rotatorio (23) y una superficie exterior convexa (15) que presenta una cabeza para útiles (13), que comprende por lo menos una placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') que presenta al menos un filo cortante (31, 31', 31''), placa que está insertada en una entalladura colocada en el cuerpo base de la cabeza para útiles (13), presentando además una parte anterior (35, 35') plana, en donde al menos un filo cortante (31, 31', 31'') está conformado por la zona de la línea de corte de la parte anterior (35) con la superficie periférica (75), estando este filo cortante (31, 31', 31'') curvado convexo, y se caracteriza en que al menos una placa de cuchilla (17, 17', 19. 19') está fijada de manera que está dispuesta inclinada en dos direcciones con respecto a un plano imaginario, sobre el que el eje de rotación (23) está colocado verticalmente, estando la placa de cuchilla, en una primera dirección, dispuesta inclinada descendiente hacia afuera del eje de rotación (23) y en una segunda dirección verticalmente hacia esta última.

2. Útil según la reivindicación 1, que se caracteriza en que la superficie periférica (75) encierra con la parte anterior (35, 35') de la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') un ángulo menor a 90º.

3. Útil según la reivindicación 1 o 2, que se caracteriza en que la superficie periférica (75) presenta dos zonas (57, 59), que con respecto a la parte anterior (35, 35') están inclinadas de una forma diferente.

4. Útil según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') está inclinada con respecto al plano que discurre tangencialmente a la superficie exterior (15, 15') de la cabeza para útiles (13), en una primera dirección de aproximadamente 15º hasta 35º, especialmente de aproximadamente 20º hasta 30º, preferentemente de 25º.

5. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') está inclinada con respecto al plano que discurre tangencialmente a la superficie exterior (15, 15') de la cabeza para útiles (13), en una segunda dirección - que discurre vertical con respecto a la primera dirección - de aproximadamente 5º hasta 15º, especialmente de aproximadamente 7,5º hasta 12,5º, preferentemente de 10º.

6. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') presenta varios filos cortantes (31, 31', 31'') - preferentemente adyacentes entre sí.

7. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') básicamente está conformada triangularmente, donde las todas las aristas están abombadas convexas, o sea hacia afuera.

8. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que los filos cortantes (31, 31', 31'') curvados convexos, están conformados como aros circulares.

9. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el radio de curvatura de los filos cortantes (31, 31', 31'') es mayor que el radio del círculo circunscrito imaginario.

10. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que todos los filos cortantes (31, 31', 31'') presentan el mismo radio de curvatura.

11. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') está conformada como placa reversible.

12. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la parte posterior de la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') es plana.

13. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la parte posterior de la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') discurre paralela a la parte anterior (35, 35').

14. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la superficie periférica (75) de la placa de cuchilla (17, 17', 19, 19') es la superficie de desprendimiento (57), sobre la que - al utilizar el útil (1) - discurren las virutas arrancadas por al menos un filo cortante (31, 31', 31'').

15. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la cabeza para útiles (13) está configurada simétricamente, y presenta dos subzonas (21a, 21b) que comprenden cada una al menos placa de cuchilla (17, 17', 19, 19').

16. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que las subzonas (21a, 21b) están configuradas de la misma forma.

17. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que las subzonas (21a, 21b) están unidas entre sí mediante un puente de unión (25).

18. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el puente de unión (25) presenta una ranura circular (27) encastrada en su superficie periférica.

19. Útil según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el puente de unión (25) presenta un taladro circular (27) encastrado en su superficie periférica.