ES2606202T3

ES2606202T3 - Herramienta de corte y cabezal de corte reemplazable que tiene superficies guiadas en espiral para ello

Info

Publication number: ES2606202T3
Application number: ES13814638.6T
Authority: ES
Inventors: Gil Hecht
Original assignee: Iscar Ltd
Current assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2033-11-28
Also published as: CN104853869B; DE112013005984T5; CA2891297C; WO2014091477A1; BR112015012866B1; BR112015012866A2; KR101907732B1; US9409241B2; PT2931461T; RU2648960C2; PL2931461T3; CA2891297A1; IL238753B; RU2015128073A; EP2931461B1; KR20150091478A; US20140169892A1; EP2931461A1; IL238753A0; CN104853869A

Abstract

Un cabezal de corte reemplazable (22), para operaciones de corte giratorias, que tiene un eje longitudinal del cabezal (A) alrededor del cual gira el cabezal de corte reemplazable (22) en una dirección de giro (R), extendiéndose el eje longitudinal del cabezal (A) en una dirección de adelante (DF) hacia atrás (DR), que comprende: una porción anterior que forma una porción de corte (26) y una porción posterior que forma una porción de montaje (28); comprendiendo la porción de corte (26): una pluralidad de miembros de corte (30) que se extienden radialmente con respecto al eje longitudinal del cabezal (A); y comprendiendo la porción de montaje (28) un miembro de acoplamiento macho (40) que sobresale hacia atrás desde una superficie de base (42), extendiéndose la superficie de base (42) transversalmente con respecto al eje longitudinal del cabezal (A), y definiendo un límite entre la porción de corte (26) y la porción de montaje (28), comprendiendo el miembro de acoplamiento macho (40): tres miembros de fijación del cabezal (44) circunferencialmente separados entre sí, caracterizado por que cada miembro de fijación del cabezal (44) comprende una superficie periférica del cabezal (46) que evoluciona en espiral hacia adentro en una dirección en contra de la dirección de giro (R) y divergiendo hacia atrás con respecto al eje longitudinal del cabezal (A).

Description

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que tiene exactamente dos miembros de fijación 44 machos proporciona un acoplamiento en el cual el cabezal de corte reemplazable 22 está no suficientemente ceñido.

Como se muestra en la Figura 8, de acuerdo con algunas realizaciones de la materia objeto de la presente solicitud, un primer ángulo está formado entre el eje longitudinal del cabezal A y una línea T tangencial a cualquier punto sobre cada superficie periférica del cabezal 46. El primer ángulo puede ser mayor o igual que 35º y menor o igual que 55º. En particular, el primer ángulo puede ser constante y tener un valor de 45º.

De acuerdo con algunas realizaciones de la materia objeto de la presente solicitud, cada superficie periférica del cabezal 46 puede situarse sobre una porción de la superficie curva de un cono irregular imaginario asociado, en el cual el cono tiene una superficie de base en forma de espiral (no mostrado).

Con referencia ahora a la Figura 9, de acuerdo con algunas realizaciones de la materia objeto de la presente solicitud, en cada sección transversal del miembro de acoplamiento macho 40 tomada en un plano a través de la superficie periférica del cabezal 46 y perpendicular al eje longitudinal del cabezal A, cada superficie periférica del cabezal 46 puede situarse sobre una espiral S, que tiene un centro de espiral SC. Cada superficie periférica del cabezal 46 puede formar una porción de espiral SP. Los dos puntos de extremo de cada porción de espiral SP pueden formar un primer y segundo puntos de extremo PE1, PE2, estando el primer punto de extremo PE1 circunferencialmente más hacia atrás que el segundo punto de extremo PE2 con respecto a la dirección de giro R. Los dos puntos de extremo PE1, PE2 son los puntos más alejados uno del otro sobre la misma porción de espiral SP. Puede decirse de forma equivalente, dado que cada porción de espiral SP se sitúa sobre la superficie periférica del cabezal 46, que el primero y segundo puntos de extremo PE1, PE2 están formados en las extremidades de cada superficie periférica 46, en cada una de dichas secciones transversales. Los dos puntos de extremo PE1, PE2 pueden subtender un ángulo de superficie periférica β con respecto al centro de la espiral SC. El ángulo de superficie periférica β puede ser mayor o igual que 30º y menor o igual que 60º. Cada espiral S puede ser una espiral de Arquímedes. El ángulo de inclinación δ determina la magnitud de la fuerza que debe ser aplicada con el fin de autobloquear el cabezal de corte reemplazable 22 en el soporte de herramienta 24. Debería apreciarse que el uso de los términos “ángulo de inclinación” a lo largo de la descripción y reivindicaciones se refieren al ángulo que hace la espiral con círculos centrados en el centro de la espiral SC.

De acuerdo con algunas realizaciones de la materia objeto de la presente solicitud, el miembro de acoplamiento macho 40 puede incluir además una superficie posterior 48. La superficie posterior 48 puede intersecar la porción más posterior de cada uno de los miembros de fijación del cabezal 44. La superficie posterior 48 puede ser perpendicular con respecto al eje longitudinal del cabezal A. Como se ve mejor en la Figura 8, cada miembro de fijación del cabezal 44 puede incluir además una superficie achaflanada 50. Cada superficie achaflanada 50 puede extenderse entre su respectiva superficie periférica del cabezal 46 y la superficie posterior 48, y puede converger hacia atrás con respecto al eje longitudinal del cabezal A. La superficie achaflanada 50 puede tener una forma troncocónica. La superficie achaflanada 50 está destinada a guiar el miembro de acoplamiento macho 40 hacia la posición correcta en el interior de un correspondiente miembro de acoplamiento hembra. Como se ve en la Figura 6, cada miembro de fijación del cabezal 44 puede incluir además una superficie cóncava 66, extendiéndose entre la superficie de base 42 y cada superficie periférica del cabezal 46.

Haciendo referencia ahora a la Figura 7, de acuerdo con algunas realizaciones de la materia objeto de la presente solicitud, un círculo imaginario de la superficie de base CBS que circunscribe una dimensión máxima de la superficie de base 42, tomado perpendicular al eje longitudinal del cabezal A, puede tener un diámetro de la superficie de base DBS máximo. Un círculo imaginario del miembro de acoplamiento macho CMCM que circunscribe una dimensión máxima del miembro de acoplamiento macho 40, tomado perpendicular al eje longitudinal del cabezal A, puede tener un diámetro del miembro de acoplamiento macho DMCM máximo. El diámetro de la superficie de base DBS máximo puede ser por lo menos una vez y media tan grande como el diámetro del miembro de acoplamiento macho DMCM máximo.

Haciendo referencia ahora a la Figura 6, de acuerdo con algunas realizaciones de la materia objeto de la presente solicitud, medido en la dirección del eje longitudinal del cabezal A, la porción de corte 26 tiene una longitud de la porción de corte LCP máxima y la porción de montaje 28 tiene una longitud de la porción de montaje LMP máxima. La porción de corte LCP máxima es medida en la dirección hacia adelante DF desde la superficie de base 42 hasta el punto más delantero del cabezal de corte. La longitud de la porción de montaje LMP máxima está medida en la dirección hacia atrás DR desde la superficie de base 42 hasta la superficie posterior 48. La longitud de la porción de corte LCP máxima puede ser por lo menos dos veces y media mayor que la longitud de la porción de montaje LMP máxima. Esto es particularmente aplicable cuando el cabezal de corte reemplazable 22 está destinado a una operación de fresado. En otro ejemplo no limitativo, la longitud de la porción de corte LCP máxima puede ser menor que dos veces y media mayor que la longitud de la porción de montaje LMP máxima. Esto es particularmente aplicable cuando el cabezal de corte reemplazable está destinado a una operación de ranurado o canalización. El diámetro de la superficie de base DBS máximo puede ser por lo menos tres veces mayor que la longitud de la porción de montaje LMP máximo.

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Como mejor se ve en la Figura 13, de acuerdo con algunas realizaciones de la materia objeto de la presente solicitud, cada superficie periférica del soporte 58 puede evolucionar en espiral hacia adentro en una dirección en contra de la dirección de giro R. El eje longitudinal del cabezal A puede ser coaxial con el eje longitudinal del soporte C. La porción periférica de la superficie anterior del soporte 54 puede incluir una superficie levantada 68. Dicho de otra manera, la superficie levantada 68 sobresale en una dirección hacia adelante DF desde la superficie anterior del soporte 54. La superficie levantada 68 está destinada a asegurar que el tope de la superficie de base 42 con la superficie anterior del soporte 54 se produce en una porción periférica de la superficie anterior del soporte 54 con el fin de proporcionar una superficie de soporte sólida, y no, por ejemplo, en un área cercana al eje longitudinal del soporte C.

Otro aspecto de la materia objeto de la presente solicitud incluye un soporte de herramienta 24 como el definido anteriormente en este documento. Cada superficie periférica del soporte 58 evoluciona en espiral hacia adentro en una dirección en contra de la dirección de giro R.

El montaje de la herramienta de corte 20 se logra mediante la realización de las siguientes etapas. Se inserta el miembro de acoplamiento macho 40 en el miembro de acoplamiento hembra 52 de forma tal que cada miembro de fijación del cabezal 44 se ubica axialmente hacia adelante y circunferencialmente entre cada par adyacente de miembros de fijación del soporte 56 (como mejor se ve en la Figura 15). El cabezal de corte reemplazable 22 se desplaza entonces hacia atrás hasta que la superficie de base 42 inicialmente entra en contacto con la superficie anterior del soporte 54. Debería notarse que los miembros de fijación del cabezal 44 y los miembros de fijación del soporte 56 están diseñados de manera tal que hay un espacio adecuado entre cada par adyacente de miembros de fijación del soporte 56 como para permitir la colocación de un miembro de fijación del cabezal 44. En esta posición, la herramienta de corte 20 está en una posición desbloqueada.

Se señala que, como se ve en la Figura 15, en la posición desbloqueada, en cada sección transversal de la herramienta de corte 40 perpendicular al eje longitudinal del cabezal A tomada en un plano a través de la superficie periférica del cabezal 46 y la superficie periférica del soporte 58, la distancia del primer punto de extremo PE1 sobre cada superficie periférica del cabezal 46 al eje longitudinal del cabezal A es menor que la distancia del correspondiente segundo punto de extremo hembra FPE2 sobre la superficie periférica del soporte 58 asociada, al eje longitudinal del cabezal A. En virtud de la forma en espiral de la superficie periférica del cabezal 46, la distancia del segundo punto de extremo PE2 sobre cada superficie periférica del cabezal 46 al eje longitudinal del cabezal A es más que la distancia del correspondiente primer punto de extremo hembra FPE1 sobre la superficie periférica del soporte 58 asociada, al eje longitudinal del cabezal A.

Se gira el cabezal de corte reemplazable 22 en una dirección en contra de la dirección de giro R, hasta que la superficie periférica del cabezal 46 inicialmente entra en contacto con una respectiva superficie periférica del soporte 58 correspondiente. El giro adicional del cabezal de corte reemplazable 22 en una dirección en contra de la dirección de giro R, empuja las superficies periféricas del soporte 58, forzando de este modo a los correspondientes miembros de fijación del soporte 56 a desplazarse elásticamente en una dirección radialmente hacia afuera con respecto al eje longitudinal del soporte C. Esto se debe al radio en aumento de la superficie periférica del cabezal 46. Consecuentemente, la superficie anterior del soporte 54 se desplaza axialmente hacia adelante hasta que ésta hace tope de forma firme con la superficie de base 42. La superficie posterior 48 se separa de la superficie posterior del soporte 60. En esta posición de bloqueo se logra un ajuste estrecho entre el cabezal de corte reemplazable 22 y el soporte de herramienta 24. El mecanismo de acoplamiento descrito anteriormente en este documento proporciona un auto-bloqueo entre el cabezal de corte reemplazable 22 y el soporte de herramienta 24.

Debería notarse que el valor del ángulo de inclinación δ como se describió anteriormente determina la cantidad de fuerza de giro requerida para lograr la posición bloqueada de la herramienta de corte 20. Dicho de otra manera, a medida que el ángulo de inclinación se aproxima a 0º, se requiere menos fuerza para girar el cabezal de corte reemplazable 22 en el soporte de herramienta 24. Sin embargo, se requiere un desplazamiento giratorio adicional (por ejemplo giros y / o giros parciales) del cabezal de corte reemplazable 24 para lograr un auto-bloqueo. De forma alternativa, a medida que el ángulo de inclinación aumenta alejándose de 0º, se requiere más fuerza para girar el cabezal de corte reemplazable 22 en el soporte de herramienta 24. Más aún, en virtud de que las superficies periféricas del cabezal 46 son superficies en espiral, la magnitud de la fuerza de giro requerida para lograr la posición de bloqueo aumenta gradual y suavemente.

Debería notarse también que una característica de la materia objeto de la presente solicitud es que los miembros de acoplamiento macho y hembra 40, 52 proporcionan un mecanismo de acoplamiento mejorado en particular para cabezales de corte reemplazables 22 grandes, en los cuales el diámetro de la porción de corte DCP máximo puede ser mayor o igual a 25 mm.

El diseño del cabezal de corte reemplazable 22 y del soporte de herramienta 24 según la materia objeto de la presente solicitud y, particularmente, la forma y orientación de las superficies periféricas del cabezal 46 y de las superficies periféricas del soporte 58 aseguran que la fricción entre esas superficies es suficiente para mantenerlas en su empalme mutuo cuando el cabezal de corte reemplazable 22 y el soporte de herramienta 24 están acoplados

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entre sí. Esto hace posible un ajuste ceñido del cabezal de corte reemplazable 22 y el soporte de herramienta 24 en una posición axial y radial mutua establecida con precisión. Consecuentemente, el cabezal de corte reemplazable 22 es posicionado con precisión y retenido de forma segura en el soporte de herramienta 24, de una manera autobloqueada. Se entenderá a partir de lo anterior que las superficies periféricas del cabezal 46 son superficies guiadas

5 en espiral que aplican una transmisión de momento torsor al cabezal de corte reemplazable 22.

Otra característica de la materia objeto de la presente solicitud es que el diseño del miembro de acoplamiento macho 40 hace posible que la superficie periférica del cabezal 46 sea esmerilada.

10 Otra característica más de la materia objeto de la presente solicitud es que no hay requisitos para una superficie sobre la porción de corte 26 o sobre la porción de montaje 28 que está orientada en contra de la dirección de giro R y que sirve como superficie de guía para aplicar una transmisión de momento torsor al cabezal de corte reemplazable

22.

15 Todavía otra característica de la materia objeto de la presente solicitud es que no hay requisitos para una superficie sobre el soporte de la herramienta 24 que está orientada en la dirección de giro R que sirve como una superficie de guía para proporcionar una transmisión de momento torsor al cabezal de corte reemplazable 22.

Todavía otra característica de la materia objeto de la presente solicitud es que el tamaño de la porción de montaje 28

20 es pequeño en relación con el tamaño de las porciones de montaje de otras herramientas de corte que tienen una porción de corte de tamaño comparable. Por lo tanto, la fabricación de los cabezales de corte reemplazables 22, de acuerdo con la materia objeto de la presente solicitud, requiere menos material.

A pesar de que la materia objeto de la presente solicitud se ha descrito hasta un cierto grado de particularidad,

25 debería entenderse que podrían hacerse diversas alteraciones y modificaciones sin apartarse del alcance de la invención, como se reivindica a continuación.

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Claims

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