ES2341775T3 - Pieza inserta de corte para operaciones de ranurado. - Google Patents
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Abstract
Una pieza inserta de corte (10) para operaciones de ranurado, que comprende una parte de sujeción (12) y al menos una parte de de corte, superficies opuestas superior e inferior (16, 18) y una superficie lateral periférica (20) que se extiende entre ellas, superficies laterales superior y periférica (16, 20) que se encuentran en un borde superior (22), al menos una parte del cual comprende un filo, comprendiendo el filo un filo principal delantero (24) y dos filos laterales opuestos (26) que se extienden hacia atrás y hacia afuera del filo principal (24) hasta la parte de sujeción (12) en lados opuestos de un eje longitudinal (L) de la parte de corte de pieza inserta de corte (14), teniendo al menos una parte de cada filo lateral (26) un ángulo de ataque variable (α), en que cada filo lateral (26) comprende una pluralidad de secciones de filo adyacentes (32), caracterizada porque el ángulo de ataque (α) es constante dentro de cada sección de filo (32).
Description
Pieza inserta de corte para operaciones de
ranurado.
La presente invención se refiere a una pieza
inserta de corte para operaciones de ranurado. Por la Patente de
EE. UU. número 5.688.081 se conoce una pieza inserta de corte
adecuada para operaciones de ranurado con los rasgos
característicos de la reivindicación 1. En particular, la pieza
inserta de corte de acuerdo con la presente invención está
destinada principalmente a la producción de ranuras en forma de
dovela, que encuentra aplicación en el mecanizado de ranuras
anulares en pistones.
Se conoce una pieza inserta de corte de este
tipo, por ejemplo, por la Patente de EE. UU número 6.135.678 que
describe una pieza inserta de corte que comprende una parte de
vástago trasera y una cabeza de corte delantera que sobresale hacia
adelante desde la parte de vástago trasera. La cabeza de corte
incluye un lado superior, un lado inferior, dos superficies
laterales de flanco que interconectan cada una el lado superior con
el lado inferior, y una superficie delantera de flanco que mira
hacia adelante que interconecta las superficies laterales de
flanco. Cada superficie lateral de flanco forma un ángulo agudo con
el lado superior. Una transición entre la superficie lateral de
flanco y el lado superior forma un filo principal. Una transición
entre cada superficie delantera de flanco y el lado superior forma
un filo lateral. Los filos laterales se extienden en lados opuestos
respectivos de una línea central de la cabeza de corte y convergen
en un sentido de avance. Los filos laterales forman un ángulo agudo
entre sí. Cada filo lateral incluye una pluralidad de ranuras
espaciadas formadas en ellos, con lo que cada filo lateral no es
continuo. Por consiguiente, el filo comprende segmentos de filo,
estando cada segmento separado de un segmento adyacente por una
ranura.
Durante una operación de ranurado, en primer
lugar el filo principal se aplica a la pieza de trabajo. A medida
que aumenta la profundidad de corte, se produce la interacción entre
la pieza inserta y la pieza de trabajo en tres lados diferentes, es
decir, a lo largo del filo mayor y los dos filos laterales en cuyo
punto las ranuras comienzan a jugar un papel activo y contribuyen a
reducir la anchura de las virutas. Esto ayuda a evitar la formación
de virutas que sean demasiado delgadas y difíciles de manejar. Sin
embargo, a medida que aumenta la profundidad de corte, después de
que se ha completado un segmento de filo dado mecanizando la pieza
de trabajo, una parte de la pieza de trabajo se aplicará a la ranura
que está situada inmediatamente a continuación de la parte trasera
(es decir, aguas abajo con relación a la dirección de alimentación)
del segmento de filo dado. Esto dará por resultado que se apliquen
grandes fuerzas de resistencia a la pieza inserta de corte, cada
vez que otra ranura se aplica a la pieza de trabajo. Las ranuras no
son filos y, por tanto, a medida que aumenta la profundidad de
corte, aquellas partes de la pieza de trabajo que se aplican a las
ranuras no serán cortadas, sino en el mejor de los casos,
deformadas. Por consiguiente, el proceso de mecanizado completo
será muy ineficaz.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar una pieza inserta de corte para operaciones de ranurado
radial para la producción de ranuras en forma de dovela, lo que
reduce o supera en grado importante las mencionadas
desventajas.
La Patente de EE. UU. número 5 688 081 se
refiere a una pieza inserta de corte para mecanizado con formación
de virutas, en particular para desbastar piezas de trabajo metálicas
con una velocidad alta de alimentación. La Patente de EE. UU.
número 5 688 081 sugiere que se prevean entrantes en la región de un
filo que estén dispuestos en una fila que se extiende a lo largo
del filo, que interrumpen el mismo y que tienen una configuración
en sección generalmente trapezoidal paralelamente al filo y
perpendicularmente a la superficie de viruta con lados
trapezoidales abiertos hacia la superficie de viruta, teniendo los
entrantes una base de superficie de viruta que se extiende formando
un ángulo de viruta negativo o de 0º con el filo, y la superficie de
viruta en la región entre los entrantes en el filo tiene un ángulo
de viruta positivo.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona una pieza inserta de corte para operaciones de ranurado
con los rasgos característicos de la reivindicación 1. La pieza
inserta de corte comprende una parte de sujeción y al menos una
parte de corte, superficies opuestas superior e inferior y una
superficie lateral periférica que se extiende entre ellas,
encontrándose las superficies laterales superior y periférica en un
borde superior al menos una parte del cual comprende un filo,
comprendiendo el filo un filo principal delantero y dos filos
laterales opuestos que se extienden hacia atrás y hacia afuera desde
el filo principal hasta la parte de sujeción en lados opuestos de
un eje longitudinal de la parte de corte de la pieza inserta de
corte, teniendo al menos una parte de cada filo lateral un ángulo
de ataque variable, y en que cada filo lateral comprende una
pluralidad de secciones de filo adyacentes, siendo el ángulo de
ataque constante dentro de cada sección de filo.
Preferiblemente, secciones de filo adyacentes
tienen ángulos de ataque diferentes.
De acuerdo con una realización preferida, los
ángulos de ataque de secciones de filo adyacentes son de forma
alterna positivos y negativos.
Si se desea, la superficie superior de la parte
de corte tiene una estructura escalonada.
Las secciones de filo de cada filo lateral
pueden aparecer en grupos, comprendiendo cada grupo una pluralidad
de secciones de filo, siendo positivos todos los ángulos de ataque
de las secciones de filo de un primer grupo, siendo negativos todos
los ángulos de ataque de las secciones de filo de un segundo grupo
adyacente.
Para una mejor comprensión de la presente
invención y para mostrar la manera en que la misma puede ser puesta
en práctica, se hará ahora referencia a los dibujos que se
acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
pieza inserta de corte de acuerdo con la presente invención;
La figura 2 es una vista parcial desde arriba de
la pieza inserta de corte mostrada en la figura 1;
La figura 3 es una sección transversal tomada a
lo largo de las líneas III-III de la figura 2;
La figura 4 es una sección transversal tomada a
lo largo de las líneas IV-IV de la figura 2;
La figura 5 es una vista lateral parcial de la
pieza inserta de corte mostrada en la figura 1;
La figura 6 es una vista de extremo de la pieza
inserta de corte mostrada en la figura 1; y
La figura 7 es una vista en perspectiva parcial
de otra pieza inserta de corte de acuerdo con la presente
invención.
Se llama la atención a los dibujos que muestran
una pieza inserta de corte 10 para operaciones de ranurado de
acuerdo con la presente invención. La pieza inserta de corte 10
típicamente está hecha de material extremadamente duro y resistente
al desgaste tal como carburo cementado, por prensado en horma o por
moldeo por inyección y sinterizando polvo de carburo en un
aglutinante. La pieza inserta de corte 10 es una pieza inserta de
corte orientable de doble extremo y comprende una parte de sujeción
12 y dos partes de corte 14. Sin embargo, la invención es
igualmente aplicable a piezas insertas de corte de un solo extremo,
que tengan una sola parte de de corte 14. La pieza inserta de corte
10 tiene superficies opuestas superior e inferior 16, 18 y una
superficie lateral periférica 20 que se extiende entre ellas. La
superficie lateral periférica 20 comprende un flanco extremo 20' y
dos flancos laterales opuestos 20''. Las superficies laterales
superior y periférica 16, 20 se encuentran en un borde superior 22
que comprende un filo principal delantero 24, formado en la
intersección del flanco extremo 20' con la superficie superior 16,
y dos filos laterales idénticos opuestos 26, formados en la
intersección de los flancos laterales 20'' con la superficie
superior 16. Los dos filos laterales idénticos opuestos 26 se
extienden hacia atrás y hacia afuera desde el filo principal 24
hasta la parte de sujeción 12 en lados opuestos de un eje
longitudinal L de la pieza inserta de corte 10. En otras palabras,
los dos filos laterales idénticos opuestos 26 divergen hacia atrás
desde el filo principal 24. Esta propiedad puede verse en la figura
2, que muestra una vista desde arriba de la pieza inserta de corte
10. De acuerdo con la presente invención, cada filo lateral 26
tiene un ángulo de ataque que varía a través de la longitud del filo
lateral 26. La configuración de la ranura formada por la pieza
inserta de corte 10 en una pieza de trabajo será una configuración
aproximadamente en forma de dovela o en forma de cuña en sección
transversal. Se requieren ranuras anulares que tengan una
configuración en forma de dovela o de cuña en sección transversal,
por ejemplo, en pistones.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, las dos partes de de corte 14 son idénticas y,
por tanto, es suficiente describir la pieza inserta de corte de
doble extremo 10 con respecto a la mitad de la pieza inserta de
corte 10 como se muestra en las figuras 2 y 5. El eje longitudinal L
define una dirección longitudinal de adelante atrás de la parte de
de corte 14, estando situado el filo principal 24 en el extremo
delantero 28 y estando situada la parte de sujeción 12 en el extremo
trasero 30, de la parte de de corte 12, como se muestra en la
figura 2.
Cada filo lateral 26 comprende una pluralidad de
secciones de filo 32, siendo el ángulo de ataque constante dentro
de cada sección de filo 32. Las figuras 3 y 4 muestran los ángulos
de ataque \alpha1, \alpha2 de dos secciones de filo adyacentes
32', 32''. En la realización mostrada, el ángulo de ataque \alpha1
de una sección de filo adyacente 32' es positivo, mientras que el
ángulo de ataque \alpha2 de la otra sección de filo adyacente
32'' es negativo. Las figuras 3 y 4 muestran también los ángulos de
destalonado laterales \beta1, \beta2 de las dos secciones de
filo adyacentes 32', 32''. La presente invención no requiere que el
ángulo de destalonado lateral varíe a lo largo del filo 26. Por
consiguiente, si se desea, el ángulo de destalonado lateral puede
ser constante a lo largo del filo. En tal caso, los ángulos de
destalonado laterales \beta1, \beta2 de las dos secciones de
filo adyacentes 32', 32'' serán iguales (\beta1 = \beta2 =
\beta). Esto puede obtenerse rectificando los flancos laterales
2''. Como se muestra en las figuras 3 y 4, la superficie superior
16 y los flancos laterales 20'' comprenden, respectivamente,
superficies de ataque y destalonado laterales 34, 36 adyacentes a
los filos laterales 26. Igualmente, en las figuras 3 y 4 se muestran
los ángulos de cuña \omega1, \omega2 de de las dos secciones de
filo adyacentes 32', 32''. Evidentemente, si el ángulo de
destalonado lateral \beta es constante a lo largo de los filos
laterales 26, entonces cualquier variación en la magnitud del
ángulo de ataque a lo largo de los filos laterales 26 será
equivalente a una variación en la magnitud del ángulo de cuña.
La variación en la magnitud del ángulo de ataque
a lo largo de los filos laterales 26 asegura que una viruta
retirada de una pieza de trabajo durante una operación de ranurado
sea manejable. Dicha viruta comprende una parte central formada por
el filo principal 24 y partes laterales formadas por los filos
laterales 26. Debido a la variación en la magnitud del ángulo de
ataque a lo largo de los filos laterales 26, sobre las partes
laterales actuarán fuerzas de cizalladura que harán que las partes
laterales de las virutas se deformen. En general, las partes
laterales de las virutas se disgregarán en un grupo de partes
laterales de viruta menores espaciadas. Cuanto mayores sean las
variaciones en la magnitud del ángulo de ataque entre partes de filo
adyacentes, tanto mayores serán las fuerzas de cizalladura que
actúen sobre las partes de las virutas.
Las mayores fuerzas de cizalladura se obtendrán
con las mayores variaciones en la configuración de la superficie de
ataque lateral 34 a lo largo del filo lateral 26, que se obtiene
cuando los ángulos de ataque de secciones de filo adyacentes 32 son
de manera alterna positivas y negativas. Sin embargo, también pueden
usarse variaciones más moderadas en la configuración de la
superficie de ataque lateral 34 a lo largo del filo lateral 26, como
se muestra en la figura 7. En la realización mostrada en la figura
7, la configuración de la superficie de ataque lateral 34 a lo
largo del filo lateral 26 tiene forma ondulada. Se obtiene esto
usando secciones de filo relativamente pequeñas 32 (medidas a lo
largo del filo lateral 26). Partiendo del extremo delantero 28 de
la pieza inserta de corte 10 y moviéndose hacia el extremo trasero
30, hay un primer grupo de secciones de filo 32A en que todas las
secciones de filo adyacentes 32 tienen ángulos de ataque positivos,
partiendo de un valor inicial positivo relativamente pequeño,
aumentando hasta un valor máximo, y disminuyendo luego hasta el
valor positivo inicial pequeño. A continuación de esto, hay un
segundo grupo de secciones de filo 32B en que todas las secciones
de filo adyacentes 32 tienen ángulos de ataque negativos, partiendo
de un valor negativo inicial relativamente pequeño, aumentando
hasta un valor máximo, y disminuyendo luego hasta el valor negativo
inicial pequeño. Un tercer grupo de secciones de filo 32C es una
repetición del primer grupo. De este modo, se obtiene una
superficie de ataque lateral ondulante 34.
Un borde inferior 38 de la pieza inserta de
corte 10 está formado en el lugar en que la superficie lateral
periférica 20 encuentra la superficie inferior 18. Como puede verse
en la figura 2, en una vista desde arriba de la pieza inserta de
corte 10, el borde inferior 38 (mostrado como una línea escondida de
trazos) está situado dentro de los límites del borde superior 22
que indica que la superficie lateral periférica 20 se extiende
hacia abajo y hacia adentro desde el filo lateral 26 hasta el borde
inferior 38, asegurando que el filo 26 esté liberado de la pieza de
trabajo durante operaciones de ranurado. Además del ángulo de
destalonado lateral \beta, hay un ángulo de destalonado delantero
\gamma asociado con la superficie de destalonado delantera
40.
La superficie superior 16 en las proximidades de
la parte de sujeción 12 y la superficie inferior 18 tienen
superficies de apoyo en V cóncavas 42, 44 que se extienden en la
dirección longitudinal. Las superficies de sujeción de un
alojamiento de pieza inserta de un portaherramientas (no mostrado)
para retener la pieza inserta de corte 10 tendrán superficies en V
convexas longitudinales parejas. Esta disposición es bien conocida
en la técnica para conseguir estabilidad lateral de la pieza
inserta de corte durante operaciones de mecanizado.
La superficie superior 16 puede estar provista
de conformadores de virutas. Las figuras 1 y 2 muestran
conformadores de virutas 46 adyacentes al filo principal 24. Los
conformadores de virutas 46 pueden tener cualquier forma deseada,
por ejemplo, rebajos en la superficie superior 16, o salientes que
sobresalgan desde la superficie superior 16.
Puede verse en las figuras 1 y 5 que la
superficie superior 16 de la parte de corte 14 tiene una estructura
escalonada, comprendiendo cada escalón 48 una parte delantera 50,
que se extiende hacia arriba y en el sentido de alejarse de la
superficie inferior 18, y una parte trasera 52 que se extiende hacia
abajo desde la parte delantera 50 hacia la superficie inferior 18.
La estructura escalonada reduce las fuerzas de corte que actúan
sobre la pieza inserta de corte 10 durante operaciones de ranurado,
haciendo con ello más eficaces a las operaciones de ranurado.
Aunque la presente invención se ha descrito con
cierto grado de particularidad, deberá entenderse que podrían
hacerse diversas alteraciones y modificaciones sin apartarse del
alcance de la invención como se reivindica en lo que sigue.
Claims (7)
1. Una pieza inserta de corte (10) para
operaciones de ranurado, que comprende una parte de sujeción (12) y
al menos una parte de de corte, superficies opuestas superior e
inferior (16, 18) y una superficie lateral periférica (20) que se
extiende entre ellas, superficies laterales superior y periférica
(16, 20) que se encuentran en un borde superior (22), al menos una
parte del cual comprende un filo, comprendiendo el filo un filo
principal delantero (24) y dos filos laterales opuestos (26) que se
extienden hacia atrás y hacia afuera del filo principal (24) hasta
la parte de sujeción (12) en lados opuestos de un eje longitudinal
(L) de la parte de corte de pieza inserta de corte (14), teniendo
al menos una parte de cada filo lateral (26) un ángulo de ataque
variable (\alpha), en que cada filo lateral (26) comprende una
pluralidad de secciones de filo adyacentes (32),
caracterizada porque el ángulo de ataque (\alpha) es
constante dentro de cada sección de filo (32).
2. La pieza inserta de corte según la
reivindicación 1, en la que las secciones de filo adyacentes (32',
32'') tienen ángulos de ataque diferentes (\alpha1,
\alpha2).
3. La pieza inserta de corte según la
reivindicación 2, en la que los ángulos de ataque (\alpha1,
\alpha2) de las secciones de filo adyacentes (32', 32'') son de
manera alterna positivos y negativos.
4. La pieza inserta de corte según la
reivindicación 3, en la que la superficie superior (16) de la parte
de corte (14) tiene una estructura escalonada.
5. La pieza inserta de corte según la
reivindicación 1, en la que las secciones de filo (32) en cada filo
lateral (26) están dispuestas en grupos (32A, 32B, 32C),
comprendiendo cada grupo una pluralidad de secciones de filo,
siendo positivos todos los ángulos de ataque de las secciones de
filo de un primer grupo, siendo negativos todos los ángulos de
ataque de las secciones de filo de un segundo grupo adyacente.
6. La pieza inserta de corte según la
reivindicación 5, en la que los ángulos de ataque de las secciones
de filo adyacentes que pertenecen a un solo grupo son diferentes
entre sí.
7. La pieza inserta de corte según la
reivindicación 5, en la que los ángulos de ataque de secciones de
filo adyacentes que pertenecen a un solo grupo aumentan en magnitud
hasta un valor máximo y luego disminuyen en magnitud, a lo largo
del filo lateral.
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