ES2305222T3 - Herramienta de torno de perfil. - Google Patents

Abstract

Herramienta de torno de perfil para desbastar y acabar superficies circunferenciales y planas, especialmente en piezas de trabajo de metal ligero, que está constituida por un soporte (10) en forma de barra con un alojamiento (16) para una pieza de corte (18) con una cabeza de corte redondeada, cuyo canto de corte (42), que está constituido por un material como diamante o nitruro de boro cúbico, se extiende sobre un ángulo circunferencial mayor de 90º, y por un mordaza (20) que encaja en una ranura longitudinal (26) en el soporte (10) y que retiene la pieza de corte (18) fijamente en el soporte (10) por medio de un tornillo tensor (22) que se puede enroscar en el soporte (10), cuyo extremo delantero (32) está configurado como rompedor de virutas, caracterizada porque el eje longitudinal central de la cabeza de corte (18) se extiende en la dirección longitudinal a través de la ranura (26), cuya superficie básica tiene en la sección longitudinal una forma cóncava y forma un cojinete giratorio para la mordaza configurada de forma convexa sobre su lado inferior en la zona de encaje y guiada en las paredes laterales de la ranura (26), y el tornillo tensor (22) se extiende delante del centro de la curvatura convexa con juego a través de un taladro (28) en la mordaza (20).

Description

Herramienta de torno de perfil.

La invención se refiere a una herramienta de torno de perfil para desbastar y acabar superficies circunferenciales y planas, especialmente en piezas de trabajo de metal ligero, que está constituida por un soporte en forma de barra con un alojamiento para una pieza de corte con una cabeza de corte redondeada, cuyo canto de corte, que está constituido por un material como diamante o nitruro de boro cúbico, se extiende sobre un ángulo circunferencial mayor de 90º, y por un mordaza que encaja en una ranura longitudinal en el soporte y que retiene la pieza de corte fijamente en el soporte por medio de un tornillo tensor que se puede enroscar en el soporte, cuyo extremo delantero está configurado como rompedor de virutas (ver, por ejemplo, FR-A-2626204).

Se describe en el documento DE 199 37 738 A1 una herramienta de torno de este tipo. Esta herramienta sirve, entre otras cosas, para la mecanización de las superficies circunferenciales y planas de llantas de metal ligero en una etapa de trabajo. En este caso, durante el desbaste con una profundidad de arranque de virutas de hasta 5 mm y a altas velocidades de corte se producen cargas extremas en la cabeza de corte redondeada y en el rompedor de virutas desde direcciones alternas de más de 180º. Las herramientas de metal duro se desgastan bajo estas solicitaciones después de la mecanización de 200 llantas, es decir, que dos veces por turno deben sustituirse las herramientas. Las herramientas con un inserto de corte de diamante policristalino o de nitruro de boro tienen tiempos de actividad largos, pero anteriormente no se podían cargar en una medida demasiado alta porque el inserto de corte retenido esta sometido a vibraciones y se rompía.

En la forma de realización descrita en el documento DE 199 37 738 A1 se consigue, en efecto, ya una fijación en unión positiva por todos los lados del inserto de corte y del rompedor de virutas, pero la estructura es costosa y voluminosa, porque el alojamiento de las fuerzas transversales que actúan sobre la mordaza se realiza en un tornillo tensor desplazado lateralmente frente a la cabeza de corte y en una ranura de guía desplazada todavía más lateralmente. De esta manera resulta también una distancia relativamente grande del tornillo de sujeción y de las superficies de guía con respecto a la cabeza de corte y el rompedor de virutas y, por lo tanto, una relación de brazo de palanca desfavorable en la mordaza y una cierta blandura en el empotramiento.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de mejorar la herramienta de torno conocida, en el sentido de que el empotramiento de la pieza de corte y del rompedor de virutas es más sencillo y al mismo tiempo más fijo y rígido.

El cometido anterior se soluciona de acuerdo con la invención porque el eje longitudinal central de la cabeza de corte se extiende en la dirección longitudinal a través de la ranura, cuya superficie básica tiene en la sección longitudinal una forma cóncava y forma un cojinete giratorio para la mordaza configurada de forma convexa sobre su lado inferior en la zona de encaje y guiada en las paredes laterales de la ranura, y el tornillo tensor se extiende delante del centro de la curvatura convexa con juego a través de un taladro en la mordaza.

La invención ofrece la ventaja de que el tornillo tensor y las superficies de guía laterales de la mordaza se extienden a corta distancia inmediatamente detrás de la cabeza de corte. La mordaza puede ser esencialmente más pequeña. Se apoya con una superficie grande en el soporte, con lo que se previenen las vibraciones propias y forma, sin embargo, una palanca giratoria para la transmisión de la fuerza de sujeción del tornillo hacia delante sobre la cabeza de corte. Los brazos de palanca son cortos y están en una relación esencialmente mejor que en la forma de realización conocida,. Las superficies de colaboración redondeadas, con preferencia parcialmente cilíndricas en la ranura del soporte y en la mordaza tienen la doble función de formar un cojinete giratorio para la mordaza y de sustituir, además, el tope axial hasta ahora separado para esta mordaza.

En una forma de realización práctica, la distancia, medida en la dirección longitudinal del soporte, entre el eje medio del taladro y el centro de la curvatura convexa es mayor que un tercio, con preferencia mayor que la mitad de la distancia entre el eje medio del taladro y el centro del punto de sujeción entre la mordaza y la pieza de corte. De esta manera, se puede aplicar una parte esencialmente mayor de la fuerza de sujeción del tornillo que hasta ahora como fuerza de retención sobre la pieza de corte. Para que las virutas que se producen en la zona del canto de corte lateral no choquen contra un rompedor de virutas que cae, en efecto, inclinado hacia la punta, pero que forma en los laterales un ángulo hasta ahora esencialmente recto con el lado superior de la cabeza de corte, con preferencia el extremo de la mordaza, que está constituido de metal duro, está provisto con una cavidad de conducción de virutas sobre al menos una superficie lateral.

En otra configuración preferida de la invención, la pieza de corte solamente está constituida por la cabeza de corte en forma de una placa de corte, que es redonda circular y tiene delante y lateralmente un canto de corte en forma de arco circular que se extiende sobre más de 180º y tiene en el extremo trasero una superficie de apoyo que se desvía de la forma de arco circular del canto de corte, a través de la cual se puede retener de forma fija contra giro.

En la práctica, se prefiere una forma de realización de la herramienta de torno de acuerdo con la invención, en la que porque la placa de corte presenta una capa de material de corte duro, como diamante policristalino o nitruro de boro cúbico, sobre una capa de metal duro, y concéntricamente al canto de corte en forma de arco circular de la capa de metal duro está formado un pivote de centrado, que se puede insertar en un taladro de alojamiento ajustado en el extremo delantero del soporte. Aquí se realiza una transmisión de las fuerzas axiales y transversales que actúan sobre el canto de corte sobre el soporte ya inmediatamente junto al canto de corte. Con respecto a las cargas que se producen aquí, se recomienda que el alojamiento para la placa de corte esté formado por un inserto de metal duro, soldado sobre el extremo delantero del soporte, que está provisto con el taladro de alojamiento y, dado el caso, con una superficie de apoyo que colabora con la superficie de apoyo.

A continuación se explica en detalle un ejemplo de realización de la invención con la ayuda del dibujo adjunto. En este caso:

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una herramienta de torno de acuerdo con la invención.

Las figuras 2 a 4 muestran una vista lateral de la zona delantera a escala ampliadas así como una vista en planta superior y una vista delantera de herramientas de torno de acuerdo con la figura 1.

Las figuras 5 y 6 muestran una vista en planta superior y una sección longitudinal del soporte de las herramientas de torno de acuerdo con las figuras 1 a 4.

Las figuras 7 y 8 muestran una vista lateral y una vista en planta superior de la mordaza con y sin inserto rompedor de virutas de la herramienta de torno de acuerdo con la figura 2.

La figura 9 muestra una vista en planta superior de una mordaza asimétrica que se puede aplicar de forma alternativa con inserto rompedor de virutas.

La figura 10 muestra una vista en perspectiva de un inserto de metal duro, que se puede soldar en el extremo delantero del soporte de acuerdo con las figuras 5 y 6.

Las figuras 11 a 12 muestran una vista lateral y una vista en planta superior de la placa de corte presionada en le herramienta de torno según la figura 1 a través de una mordaza según las figuras 7 y 8 contra el inserto de metal duro según las figuras 7 a 9 y centrada allí.

Las figuras 13 y 14 muestran una vista lateral y una vista en planta superior de un inserto de metal duro que se puede aplicad de una manera alternativa a la forma de realización según la figura 10, y

Las figuras 15 y 16 muestran una vista lateral y una vista en planta superior de una placa de corte que se emplea junto con el inserto de metal duro según las figuras 13 y 14.

Las nuevas herramientas de torno de perfil, representadas en las figuras 1 a 4, están constituidas en cada caso por un soporte alargado 10 con sección transversal rectangular, que se estrecha en el extremo delantero para formar una lengüeta estrecha 12. En la zona de esta lengüeta 12, el soporte 10 está provisto con una escotadura 14 de forma escalonada según las figuras 5 y 6, sobre la que está soldado el inserto de metal duro 16 y 16', respectivamente, mostrado en la figura 10 o en las figuras 13 y 14. Sobre este inserto de metal duro está colocada una placa de corte 18 (figuras 11 y 12) o bien 18' (figuras 15 y 16), que es retenida sujeta por medio de una mordaza 20 que está pretensada, por su parte, por medio de un tornillo tensor 22 con el soporte 10. Como se muestra en las figuras 1, 3 y 4, en el caso del ejemplo la forma y la disposición de las partes están simétricas a un plano medio longitudinal vertical a través del soporte 10. La mordaza 20 solamente tiene que ser en esta disposición un poco más ancha que la cabeza del tornillo tensor 22 y el soporte solamente tiene que ser de nuevo tan ancho como sea necesario para el alojamiento de las cargas que actúan sobre el mismo. De una manera alternativa, la figura 9 muestra en una vista en planta superior una mordaza 20' asimétrica para la utilización en un soporte 10 con lengüeta 12 dispuesta asimétrica de forma correspondiente.

Una particularidad de la herramienta de torno mostrada consiste en que la mordaza 20 se asienta con su parte 24, que se extiende desde el tornillo tensor 22 hacia atrás, en una ranura 26 en el soporte 10, que tiene según la figura 6 un fondo en forma de arco circular en la sección longitudinal. El taladro roscado designado con 27 para el tornillo tensor 22 se encuentra en el extremo delantero de la ranura 26. La anchura de la parte trasera 24 de la mordaza 20 está adaptada a la anchura de la ranura 26, de manera que ésta ofrece su guía lateral para la mordaza 20. De una manera preferida, la ranura 26 y la parte trasera 24 de la mordaza 20 tienen una sección transversal rectangular. Pero las superficies laterales de la ranura 26 y de la mordaza 20, que se apoyan entre sí, podrían estar inclinadas también de tal manera que divergen desde el fondo de la ranura hacia arriba.

La forma cóncava parcialmente cilíndrica de la superficie de base de la ranura 26 da como resultado en colaboración con la forma convexa parcialmente cilíndrica, adaptada en el radio, de la superficie inferior de la parte trasera 24 de la mordaza 20 un cojinete giratorio para esta mordaza. Cuando se aprieta el tornillo tensor 22, es giratorio alrededor del punto medio de las superficies parcialmente cilíndricas. Para no impedir la capacidad de giro, el tornillo tensor 22 se asienta con juego radial en un taladro de paso 28 rebajado, que lo recibe, en la mordaza 20. En el estado montado de acuerdo con las figuras 1 y 2, la superficie de base parcialmente cilíndrica de la ranura 26 forma un tope axial para el alojamiento de las fuerzas axiales que actúan sobre la mordaza 20. Las fuerzas transversales son absorbidas por las superficies laterales de la ranura 26.

Para mantener lo más pequeñas posibles las medidas exteriores o bien el volumen de la herramienta de torno en la zona delantera, la mordaza 20 está rebajada a corta distancia detrás del taladro 28 de forma escalonada, hasta el punto de que la zona trasera rebajada en el estado montado según la figura 1 termina aproximadamente con el canto superior de la ranura 26 o está todavía un poco más baja, de manera que la zona más trasera de la mordaza 20, como se muestra en la figura 1, está recibida totalmente en la ranura 26.

Delante del taladro 28, la mordaza 20 y 20' se estrecha para formar una lengüeta 30 dispuesta en el centro, que corresponde en la anchura al extremo delantero del soporte 10 o bien a la lengüeta 30' dispuesta de forma asimétrica. Desciende en el extremo más delantero inclinado desde arriba hacia abajo. El extremo más delantero de la lengüeta 30 y 30' se forma por un inserto de metal duro 32 soldado con la parte restante de la mordaza 20 y 20', que actúa, durante el torneado, como rompedor de virutas. La inclinación del canto delantero del inserto de metal duro en su plano medio longitudinal puede tener, por ejemplo, aproximadamente 35º. Sobre el lado inferior de la mordaza 20 y 20' se proyecta el extremo inferior del inserto de metal duro 32 frente a la superficie inferior de la zona delantera del cuerpo principal de la mordaza 20 y 20' según la figura 7 un poco hacia abajo, de manera que en el estado montado según la figura 2, la fuerza de sujeción aplicada sobre el tornillo tensor 22 actúa en el extremo delantero de la mordaza 20 y 20' solamente sobre la superficie inferior del inserto de metal duro 32 como fuerza de retención sobre la placa de corte 18
y 18'.

De una manera alternativa, el inserto de metal duro 32 puede tener también la forma de una barra redonda, que se extiende sobre toda la altura del extremo delantero de la mordaza 20 y 20' y forma su canto delantero.

Debido a la alta solicitación, no sólo el extremo más adelantado de la mordaza 20 y 20' está constituido de una pieza de metal duro 32, son también la parte más adelantada 16 y 16', que lleva la placa de corte 18 y 18' del soporte 10. El inserto de metal duro 16 soldado con la parte restante del soporte 10 tiene, de acuerdo con la figura 10 una pieza delantera 34 en gran medida redonda y una parte trasera 36 más alta, en forma de paralelepípedo. La parte delantera 34 tiene un diámetro ligeramente menor que la placa de corte 18 redonda circular en la zona delantera de la misma manera sobre más de 180º, según las figuras 11 y 12. La pared circunferencial de la zona delantera 34 redonda circular del inserto de metal duro 16 forma un tronco de cono que se estrecha desde arriba hacia abajo, por ejemplo con una inclinación de 5' que, sin embargo, pasa detrás del centro con un radio de transición a la parte trasera 36 en forma de paralelepípedo del inserto de metal duro 16.

La parte delantera redondeada 34 del inserto de metal duro 16 está provista con un taladro de paso avellanado 38, que forma un taladro de centrado para el alojamiento de un pivote de centrado 40 formado integralmente en el lado inferior de la placa de corte 18. La parte trasera 36 en forma de paralelepípedo del inserto de metal duro 18 se proyecta hacia arriba, en la medida del espesor de la placa de corte 18, medida sin el pivote de centrado 40, más allá de la parte delantera 34, de modo que se forma una superficie de apoyo 37 vertical plana. De una manera más conveniente, sin embargo, en el estado montado según la figura 1, la superficie superior de la parte trasera 36 del inserto de metal duro 16 debería estar en un nivel insignificantemente más bajo que la superficie superior de la placa de corte 18, para asegurar que la mordaza 20 solamente presiona sobre la placa de corte 18.

La placa de corte 18 está constituida por una capa superior de diamante policristalino, de nitruro de boro o de otro material duro, que ha sido conectado en una sola pieza con una capa inferior de metal duro. El metal duro de la capa inferior ha sido mecanizado entonces hasta el punto de que se forma el pivote de centrado 40. La pared circunferencial redonda circular delante y lateralmente con un diámetro, por ejemplo, de 8 mm aproximadamente, se estrecha desde arriba hacia abajo para formar una superficie de tronco de cono ligeramente cónica, que forma, por ejemplo, un ángulo de aproximadamente 8º con el eje medio longitudinal del pivote de centrado 40. De esta manera, se forma en el canto circunferencial superior un canto de corte 42, que se extiende sobre más de 180º. Aproximadamente 1 mm detrás del centro, el arco circular pasa entonces sobre los dos lados a superficies inclinadas, que se extiende, por ejemplo, bajo 45º con respecto al plano medio longitudinal vertical. Aproximadamente 2,25 mm detrás del centro termina entonces la placa de corte 18 en una superficie de apoyo vertical 44, que se extiende en la dirección transversal, que impide una rotación de la placa de corte 18 en colaboración con la superficie de apoyo 37 delantera, que se proyecta sobre la parte delantera 34, de la parte trasera 36 del inserto de metal duro 16, en la que se apoya. Además, sobre la superficie de apoyo trasera 44 se apoya la fuerza axial no transmitida sobre el inserto de metal duro a través del pivote de central 40 solamente de 1 mm de altura aproximadamente y la fricción entre la placa de corte 18 y el inserto de metal
duro 16.

Se entiende que, de una manera adaptada a aplicaciones especiales, las piezas de la herramienta de torno descritas anteriormente pueden tener otra forma o pueden estar constituidas de un metal distinto a los materiales mencionados. Así, por ejemplo, se muestra claramente que en el lugar de la placa de corte 18 relativamente pequeña en el ejemplo de realización puede entrar, en el caso particular, una placa de corte esencialmente mayor, por ejemplo de cerámica, pudiendo adaptarse la sección transversal del extremo delantero 12 del soporte 10 y de un inserto colocado, dado el caso, allí, así como el extremo delantero de la mordaza a la forma de la placa de corte 18.

Como otra alternativa se representa en las figuras 13 y 14 un inserto de metal duro 16' que corresponde al inserto de metal duro 16, en el que la distancia entre el taladro pasante 38 y la parte trasera 36 en forma de paralelepípedo es tan grande que sobre la parte delantera 34 se puede colocar una placa de corte 18' indicada en la figura 14 y representada en las figuras 15 y 16 en vista lateral y en vista en planta superior, con un canto de corte 42 que se extiende sobre toda la circunferencia. En la figura 2, se muestra una herramienta de torno provista con una placa de corte de este tipo y adicionalmente como otra configuración preferida se muestra una cavidad 33 designada como escalón de conducción de virutas en una superficie lateral delantera del inserto de metal duro 22 de la mordaza 20 y 20' que actúa como rompedor de virutas. De acuerdo con la dirección de avance durante el torneado, la cavidad, como se muestra en las figuras 7 y 9, puede estar dispuesta sobre el lado izquierdo o, como se muestra en las figuras 3 y 4, sobre el lado derecho del inserto del rompedor de virutas 32. Hay que procurar que las virutas formadas en la zona lateral del canto de corte 42 no choquen contra una pared lateral del inserto rompedor de virutas que está, por lo demás, relativamente empinada perpendicularmente a la superficie de sujeción de la placa de corte 18 y 18'.

Claims (10)

1. Herramienta de torno de perfil para desbastar y acabar superficies circunferenciales y planas, especialmente en piezas de trabajo de metal ligero, que está constituida por un soporte (10) en forma de barra con un alojamiento (16) para una pieza de corte (18) con una cabeza de corte redondeada, cuyo canto de corte (42), que está constituido por un material como diamante o nitruro de boro cúbico, se extiende sobre un ángulo circunferencial mayor de 90º, y por un mordaza (20) que encaja en una ranura longitudinal (26) en el soporte (10) y que retiene la pieza de corte (18) fijamente en el soporte (10) por medio de un tornillo tensor (22) que se puede enroscar en el soporte (10), cuyo extremo delantero (32) está configurado como rompedor de virutas, caracterizada porque el eje longitudinal central de la cabeza de corte (18) se extiende en la dirección longitudinal a través de la ranura (26), cuya superficie básica tiene en la sección longitudinal una forma cóncava y forma un cojinete giratorio para la mordaza configurada de forma convexa sobre su lado inferior en la zona de encaje y guiada en las paredes laterales de la ranura (26), y el tornillo tensor (22) se extiende delante del centro de la curvatura convexa con juego a través de un taladro (28) en la mordaza (20).

2. Herramienta de torno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la superficie básica cóncava de la ranura (26) y la superficie curvada convexa, guiada de forma giratoria encima, sobre el lado inferior de la mordaza (20) son superficies parcialmente cilíndricas adaptadas en el radio.

3. Herramienta de torno de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el eje de giro de la mordaza (20) forma un ángulo recto con las paredes laterales de la ranura (26).

4. Herramienta de corte de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la distancia, medida en la dirección longitudinal del soporte (10), entre el eje medio del taladro (28) y el centro de la curvatura convexa es mayor que un tercio, con preferencia mayor que la mitad de la distancia entre el eje medio del taladro (28) y el centro del punto de sujeción entre la mordaza (20) y la pieza de corte (18).

5. Herramienta de corte de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque a partir de una distancia determinada desde el taladro (28), la altura de la mordaza (20) detrás del taladro (28) es como máximo aproximadamente tan grande como la profundidad de la ranura (26) de la recibe en el mismo lugar.

6. Herramienta de corte de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el extremo delantero (32) de la mordaza (20), que se puede presionan contra la pieza de corte (18), está constituido de metal duro y tiene la forma de un rompedor de virutas.

7. Herramienta de corte de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque el extremo delantero (32) de la mordaza (20), que está constituido de metal duro, está provisto sobre al menos una superficie lateral con una cavidad de conducción de virutas (33).

8. Herramienta de corte de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la pieza de corte (18, 18') solamente está constituida por la cabeza de corte en forma de una placa de corte, que es redonda circular y tiene delante y lateralmente un canto de corte (42) en forma de arco circular que se extiende sobre más de 180º y tiene detrás una superficie de apoyo (44) que se desvía de la forma de arco circular del canto de corte (42).

9. Herramienta de corte de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque la placa de corte (18, 18') presenta una capa de material de corte duro, como diamante policristalino o nitruro de boro cúbico, sobre una capa de metal duro, y concéntricamente al canto de corte (42) en forma de arco circular de la capa de metal duro está formado un pivote de centrado, que se puede insertar en un taladro de alojamiento (38) ajustado en el extremo delantero (12, 16) del soporte (10).

10. Herramienta de corte de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque el alojamiento para la placa de corte (18, 18') está formado por un inserto (16, 16') de metal duro, soldado sobre el extremo delantero (12, 14) del soporte (10), que está provisto con el taladro de alojamiento (38) y, dado el caso, con una superficie de apoyo (37) que colabora con la superficie de apoyo (44).