ES2926233T3 - Herramienta de fresado - Google Patents
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Abstract
Herramienta de fresado (1) con una forma básica circular-cilíndrica sustancialmente recta con un eje longitudinal (L), que define una dirección axial, a lo largo de cuyo eje longitudinal (L) al menos una sección de filo de corte (2) y una sección de vástago (3), así como una zona frontal (4), en la que la herramienta de fresado (1) tiene ranuras en espiral (5) que apuntan hacia la derecha y ranuras en espiral (6) que apuntan hacia la izquierda, y en la que elementos de corte discretos (7) se forman entre las ranuras en espiral cruzadas (5, 6), en las que se forman los elementos de corte (7) uno o más bordes de corte (8), la sección del borde de corte (2) tiene al menos: - una primera área de borde de corte axial (9) que se une a la sección del vástago (3), los elementos de corte discretos (7) en la primera área del filo de corte axial (9) que tienen predominantemente filos de corte (8, 82) están diseñados con un corte de presión - cuando la herramienta de fresado (1) se usa en una dirección de rotación prevista (R), - además, una segunda área de filo axial (1st 0) que se une al frente a rea (4) y en el que los elementos de corte discretos (7) tienen predominantemente filos de corte (8, 81) con un corte de tracción, cuando la herramienta de fresado (1) se usa en una dirección de rotación prevista (R). - además una zona de transición (11) que se forma entre la primera (9) y la segunda (10) zona de filo con respecto a la dirección axial, en cuya zona de transición (11) ambos filos (8, 81) con una predominantemente corte de dibujo y los filos (8, 82) están diseñados con un corte predominantemente de presión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Herramienta de fresado
La presente invención se refiere a una herramienta de fresado con las características del preámbulo de la reivindicación 1, así como un procedimiento para la producción.
Las herramientas de fresado con ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha y hacia la izquierda, son conocidas en particular para el procesamiento de materiales compuestos de fibras.
Por regla general, en una zona próxima al vástago, está prevista una sección con ranuras en espiral que apuntan hacia la izquierda, en la que están diseñados filos de corte que actúan cuando la herramienta gira hacia la derecha. Además, cerca de una zona frontal, existe una sección con ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha, en la cual están diseñados unos filos de corte que actúan cuando la herramienta gira hacia la derecha.
Mediante la interacción de este tipo de filos de cortes de presión y tracción, se contrarresta una delaminación de la pieza de trabajo.
Este principio se muestra en el documento JP H06246525 A, que describe una herramienta de fresado de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Una desventaja de las denominadas fresadoras de compresión son las elevadas fuerzas de mecanizado debidas a los filos de corte continuos.
Además, existen propuestas para diseñar los filos de corte no continuos en herramientas para el procesamiento de materiales compuestos de fibra, sino más bien en forma de dientes puntiagudos individuales. Una propuesta para tal herramienta, se muestra en el documento US7090442.
La desventaja de tales herramientas conocidas como "enrutadores" es un corte picado. El objetivo de la presente invención es especificar una herramienta de fresado mejorada, así como un procedimiento para la producción. El objetivo se resuelve mediante una herramienta de fresado con las características de la reivindicación 1 o mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 20. Las formas de realización preferentes se especifican en las reivindicaciones dependientes. La herramienta de fresado de acuerdo con la invención es particularmente adecuada para el procesamiento de materiales compuestos de fibra.
La herramienta de fresado de acuerdo con la invención presenta:
una forma básica cilíndrica circular esencialmente recta con un eje longitudinal, el cual determina una dirección axial, a lo largo de cuyo eje longitudinal están diseñados al menos, una sección de filo de corte y una sección de vástago, así como una zona frontal, en la que la herramienta de fresado presenta ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha y ranuras en espiral que apuntan hacia la izquierda, y en la cual están diseñados elementos de filo de corte discretos, entre las ranuras en espiral que se entrecruzan, en las cuales están diseñados uno o más filos de corte, en la que la sección de filo de corte presenta al menos:
- una primera zona de filo de corte axial, que limita a la sección de vástago, en la que, en los elementos de filo de corte discretos en la primera zona de filo de corte axial, están diseñados predominantemente filos de corte con un corte de presión - cuando la herramienta de fresado se utiliza en un sentido de rotación prevista,
- además, una segunda zona de filo de corte axial, que limita a la zona frontal y en la que, en los elementos de filo de corte discretos, están diseñados predominantemente filos de corte con un corte de tracción - cuando la herramienta de fresado se utiliza en un sentido de rotación prevista,
- además, una zona de transición, que está diseñada entre la primera y la segunda zona de filo de corte con respecto a la dirección axial, en cuya zona de transición están diseñadas tanto filos de corte con un corte predominantemente de tracción como filos de corte con un corte predominantemente de presión.
Las fuerzas de mecanizado que se producen con la herramienta de fresado de acuerdo con la invención, son reducidas. Con la herramienta de fresado, se consiguen elevadas calidades superficiales y, en particular, elevadas calidades de los bordes con el procesamiento de los materiales compuestos de fibra.
La sección de filo de corte presenta ranuras en espiral que se entrecruzan. Una ranura en espiral que apunta hacia la derecha se denomina ranura en espiral con un ángulo de torsión positivo, y una ranura en espiral que apunta hacia la izquierda también se denomina, por lo tanto, ranura en espiral con un ángulo de torsión negativo. La herramienta de fresado se analiza en la presente solicitud, para un uso giratorio a la derecha. Por supuesto, la invención también se puede utilizar para herramientas giratorias a la izquierda.
Entre las ranuras en espiral que se entrecruzan están diseñados elementos de filo de corte discretos. Por lo tanto, esencialmente no están presentes filos de corte continuos en la sección de filo de corte; Más bien, los filos de corte están diseñados en elevaciones radiales en forma de diente en la herramienta de fresado, en los elementos de filo de corte discretos.
Los elementos de filo de corte discretos ("dientes") pueden llevar uno o más filos de corte (bordes de filo de corte). Un borde de un elemento de filo de corte discreto, se denomina entonces como filo de corte, si se aplica al menos un ángulo libre definido en el borde correspondiente.
La herramienta de fresado presenta una forma básica esencialmente cilíndrica con un eje longitudinal, el cual determina una dirección axial, a lo largo de cuyo eje longitudinal están diseñados al menos, una sección de filo de corte y una sección de vástago, así como una zona frontal. La sección de vástago sirve para la sujeción de la herramienta de fresado en una máquina de procesamiento.
La sección de filo de corte presenta al menos, tres zonas a lo largo de su extensión axial:
Una primera zona de filo de corte axial, que limita a la sección de vástago, en la cual, en los elementos de filo de corte discretos en la primera zona de filo de corte axial, están diseñados predominantemente filos de corte con un corte de presión - cuando la herramienta de fresado se utiliza en un sentido de rotación previsto.
Por “que limita a la sección de vástago” se entiende, que la primera zona de filo de corte axial es adyacente a la sección de vástago. Sin embargo, puede haber una transición desde la primera zona de filo de corte axial a la sección de vástago, donde terminan las ranuras en espiral.
Por filo de corte con un corte de presión se entiende, que los filos de corte correspondientes ejercen una componente de fuerza axial sobre una pieza de trabajo en la dirección de una punta de la herramienta, es decir, en la dirección de la zona frontal. Para ello, en el caso de una herramienta de giro a la derecha, los filos de corte se aplican por medio de un ángulo libre, en este flanco de un elemento de filo de corte, cuyo flanco se encuentra a lo largo de una espiral izquierda y apunta hacia la dirección de la punta de la herramienta. Estos filos de corte presentan un ángulo de retracción de desprendimiento negativo.
Las ranuras de la espiral izquierda asumen, por lo tanto, la función de una ranura para virutas en la primera zona de filo de corte axial. Las ranuras de la espiral derecha asumen la función de un divisor de virutas en la primera zona de filo de corte axial.
La sección de filo de corte presenta además una segunda zona de filo de corte axial, que limita a la zona frontal y en la que en los elementos de filo de corte discretos están diseñados, predominantemente, filos de corte con un corte de tracción, cuando la herramienta de fresado se utiliza en un sentido de rotación previsto. Por filos de corte con un corte de tracción se entiende, que los filos de corte correspondientes ejercen una componente de fuerza axial sobre una pieza de trabajo en la dirección de la zona de vástago.
Para ello, en el caso de una herramienta de giro a la derecha, los filos de corte se aplican por medio de un ángulo libre en este flanco de un elemento de filo de corte, cuyo flanco se encuentra a lo largo de una espiral derecha y apunta hacia la dirección de la zona de vástago. Los filos de corte presentan un ángulo de retracción de desprendimiento positivo.
Las ranuras de la espiral derecha asumen, por lo tanto, la función de una ranura para virutas en la segunda zona de filo de corte axial, las ranuras de la espiral izquierda asumen la función de un divisor de virutas en la segunda zona de filo de corte axial.
La sección de filo de corte presenta además una zona de transición, que está diseñada entre la primera y la segunda zona de filo de corte con respecto a la dirección axial, en cuya zona de transición están diseñados tanto filos de corte con un corte de tracción, como filos de corte con un corte de presión. En la zona de transición, por lo tanto, hay al menos, un filo de corte con un ángulo de retracción de desprendimiento positivo y al menos un filo de corte con un ángulo de retracción de desprendimiento negativo a lo largo de un círculo de corte.
Las respectivas capas de cubierta de una pieza de trabajo mecanizada con la herramienta de acuerdo con la invención, están sometidas a fuerzas de compresión. Esto evita una delaminación. Un gran número de filos de corte interrumpidos conduce a fuerzas de mecanizado reducidas en comparación con las fresadoras de compresión del estado de la técnica.
Los elementos de filo de corte están diseñados preferentemente en forma de dientes esencialmente en forma de pirámide truncada. Lo que significa esto, son formas de dientes con una forma cónica hacia el exterior y superficies superiores cuadradas.
Una mayoría de los filos de corte en la primera zona de filo de corte axial presenta preferentemente un ángulo de retracción de desprendimiento negativo. Con ello, los filos de corte con efecto de presión predominan en la primera zona de filo de corte axial.
Una mayoría de los filos de corte en la segunda zona de filo de corte axial presenta preferentemente, un ángulo de retracción de desprendimiento positivo. Con ello, los filos de corte con efecto de tracción predominan en la segunda zona de filo de corte axial.
Es preferente una forma esencialmente constante de los elementos de filo de corte, en la primera zona de filo de corte
axial y/o en la segunda zona de filo de corte axial en, esencialmente, toda la extensión axial de la respectiva zona de filo de corte. Esto tiene la ventaja, entre otras cosas, de que la herramienta de filo de corte muestra propiedades de filo de corte homogéneas en toda su longitud útil. “Esencialmente" aquí significa, que pueden existir ligeras desviaciones, por ejemplo, debido a la producción, cuando la sección de filo de corte termina en la sección de vástago.
Las ranuras para virutas presentan, preferentemente, una profundidad constante en su respectiva extensión, aparte de donde terminan las ranuras para virutas en la sección de vástago. Debido a la profundidad constante de las ranuras para virutas, la posición axial de la zona de transición se puede variar, sin cambiar la geometría del filo de corte en la primera o segunda zona de filo de corte. Además, se consiguen ángulos de desprendimiento lateral idénticos debido a la profundidad constante de la ranura para virutas, en cada filo de corte.
Otra ventaja de la profundidad constante de las ranuras para virutas, es que son fáciles de producir. Durante el rectificado de una pieza en bruto, las ranuras para virutas que apuntan hacia la derecha y hacia la izquierda, se pueden introducir con una profundidad constante sobre la futura zona de filo de corte. No es necesario un levantamiento de la muela abrasiva dentro de la zona de filo de corte.
Se puede prever, que la profundidad de las ranuras para virutas que apuntan hacia la derecha y hacia la izquierda, sea la misma. Alternativamente, las ranuras para virutas que apuntan hacia la derecha y hacia la izquierda pueden presentar diferentes profundidades.
Los filos de corte de tracción y presión están diseñados preferentemente en elementos de filo de corte separados en la zona de transición.
En una variante, los filos de corte de tracción y presión podrían estar diseñados en los mismos elementos de filo de corte.
Preferentemente, está previsto, que los filos de corte con un ángulo de retracción de desprendimiento positivo y un ángulo de retracción de desprendimiento negativo se sucedan alternativamente con respecto a un círculo de corte en la zona de transición. Con ello se consigue un efecto de corte particularmente favorable, en particular para materiales compuestos de fibra.
Las ranuras en espiral con espirales a la izquierda y a la derecha se introducen preferentemente en la herramienta con la misma profundidad en el rectificado en cruz. Las ranuras en espiral presentan preferentemente un ángulo de torsión de entre 10° y 40°, más preferentemente entre 20° y 30°.
Las ranuras en espiral están preferentemente distribuidas uniformemente alrededor de la circunferencia. En otras palabras, las ranuras para virutas de una característica preferente tienen la misma distancia entre sí - es decir, ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha o hacia la izquierda -.
Preferentemente, el número de las ranuras en espiral que apuntan a la izquierda, difiere del número de ranuras en espiral que apuntan a la derecha. De esta forma se consigue un solapamiento favorable de los filos de corte.
El número y el ancho de las ranuras para virutas siguen el criterio de diseño de ofrecer tantos dientes como sea posible con los bordes de filo de corte más largos posibles y, al mismo tiempo, tener un volumen suficientemente grande de ranuras para virutas, para la evacuación de virutas. La longitud total del filo de corte que se ofrece, se correlaciona directamente con la vida útil de la herramienta, ya que la fuerza de corte y el desgaste se distribuyen en una mayor longitud del filo de corte.
Puede estar previsto, que las longitudes de los filos de corte de tracción y presión sean diferentes. Por ejemplo, puede ser deseable que, la longitud total de los filos de corte supere las características de tracción o presión. Para ello puede estar previsto, que los filos de corte del respectivo tipo (es decir, tracción o presión) sean entre 1,0 y 2,0 veces más largos, preferentemente de 1,1 a 1,5 veces, que los filos de corte de otros tipos respectivos.
Es favorable que la zona de transición presente una extensión axial de hasta el 25% de la extensión axial de la primera zona de filo de corte axial y/o de hasta el 25% de la extensión axial de la segunda zona de filo de corte axial.
La primera y la segunda zona de filo de corte axial son preferentemente de la misma longitud. Su longitud axial es, por ejemplo, el 50% del diámetro de la herramienta. La zona de transición tiene preferentemente una longitud axial más corta. Esto hace posible el procesamiento, al mismo tiempo, de componentes muy delgados con una alta calidad de corte de ambas capas superiores.
La extensión axial de la zona de transición por regla general se elige en función del diámetro de la herramienta. El diámetro de la herramienta aumenta al aumentar el grosor de la pieza de trabajo para evitar la rotura de la herramienta. La zona de transición puede ser mayor para materiales más gruesos. Una dimensión favorable para la extensión axial de la zona de transición es 5-20% del diámetro de la herramienta.
El número de intervención de filos de corte a lo largo del círculo de corte de la zona de transición, se encuentra preferentemente entre el de la primera y el de la segunda zona de filo de corte axial. Número de intervención de filos de corte significa el número de filos de corte individuales, que están actuando al mismo tiempo con la pieza de trabajo.
Además, las intervenciones de filos de corte en la zona de transición se distribuyen preferentemente en un rango de ángulo más grande que en las otras dos zonas de filas de corte, lo que reduce el avance efectivo de diente y baja la carga del filo de corte.
La herramienta de fresado consta, preferentemente, de metal duro. También se pueden utilizar como materiales otros materiales duros, como por ejemplo la cerámica.
Una producción de una herramienta de fresado de acuerdo con la invención se realiza preferentemente mediante rectificado, en el cual se introduce primero las ranuras en espiral que apuntan hacia la izquierda y hacia la derecha en una pieza en bruto cilíndrica.
La forma de los elementos de filo de corte discretos ("dientes") está determinada a través de la división de las ranuras para virutas, es decir, sus distancias circunferenciales y su anchura. Por ejemplo, una distancia circunferencial más reducida de las ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha y/o una anchura más grande de las ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha, en comparación con las ranuras en espiral que apuntan hacia la izquierda, pueden producir elementos de filo de corte con una forma romboidal, en una vista superior sobre la superficie superior.
Como ya se ha explicado, se puede desear, que los filos de corte de tracción y de presión tengan una longitud diferente. A continuación, se describe a modo de ejemplo, que, con una superficie superior en forma romboidal de los elementos de filo de corte, los bordes largos del romboide discurren paralelos a la ranura en espiral que apunta hacia la derecha. Si en esta configuración,
- en la segunda zona de filo de corte axial, los bordes largos que apuntan en la dirección de la sección de vástago, se convierten en filos de corte efectivos mediante un chaflán o la aplicación de un ángulo libre, y
- en la primera zona de filo de corte axial, los bordes cortos que apuntan en la dirección de la zona frontal, se convierten en filos de corte efectivos mediante un chaflán o la aplicación de un ángulo libre,
la herramienta de fresado resultante, cuando se utiliza en el sentido de rotación prevista, presenta filos de corte, que actúan de tracción, más largos que filos de corte que actúan de presión.
Dependiendo de la aplicación, el patrón también se podría invertir, por ejemplo, para aumentar la longitud total de los filos de corte de presión. Otras ventajas y utilidades de la invención resultan de la siguiente descripción de ejemplos de realización con referencia a las figuras adjuntas.
Las figuras muestran en:
Fig. 1a, 1b ejemplo de realización de una herramienta de fresado en una vista lateral,
Fig. 1b un detalle de ella,
Fig. 1c una vista en perspectiva de ella,
Fig. un elemento de filo de corte de acuerdo con otro ejemplo de realización de una herramienta de fresado,
Fig. 3a-3c una representación esquemática para la producción de la herramienta de fresado.
La Fig. 1a muestra en una vista lateral, una herramienta de fresado 1 en un primer ejemplo de realización. La herramienta de fresado 1 presenta una forma básica cilíndrica circular con un eje longitudinal L, que determina una dirección axial, a lo largo del eje longitudinal L están diseñados al menos, una sección de filo de corte 2 y una sección de vástago 3, así como una zona frontal 4.
En este ejemplo, una zona frontal 4 está realizada para ser cortante, pero también puede estar realizada para no ser cortante.
En el presente ejemplo, la herramienta de fresado 1 está prevista para un uso giratorio a la derecha, como se muestra con la flecha para el sentido de rotación R. Los otros ejemplos también muestran herramientas de fresado giratorios a la derecha. La invención también se puede utilizar para herramientas giratorios a la izquierda.
La herramienta de fresado 1 está provista de ranuras en espiral 5 que apuntan hacia la derecha y ranuras en espiral 6 que apuntan hacia la izquierda. Apuntando hacia la derecha significa, que la ranura en espiral correspondiente se extiende a lo largo de una espiral derecha (es decir, en el sentido de las agujas del reloj) cuando se mira desde la sección de vástago 3 hacia la dirección de la zona frontal 4. De acuerdo con la convención, el ángulo en espiral (también: ángulo de torsión) p1 de las ranuras en espirales que apuntan hacia la derecha se especifica positivo.
Las ranuras en espiral 5 que apuntan hacia la derecha presentan un ángulo en espiral (también: ángulo de torsión) p1. Las ranuras en espiral 6 que apuntan hacia la izquierda presentan un ángulo en espiral p2. La cantidad de ángulos en espirales (p1, p2) se encuentra entre 10° y 40°, más preferentemente entre 20° y 30°.
Los elementos de filo de corte discretos 7 ("dientes") están diseñados entre las ranuras en espiral 5, 6 que se entrecruzan. En el presente ejemplo de realización, los elementos de filo de corte discretos 7 tienen la forma de pirámides truncadas con una superficie superior 12 en forma de rectángulo. En la presente forma de realización preferente, los bordes que limitan la superficie superior 12 no tienen la misma longitud. Más bien, la superficie superior 12 aquí es un paralelogramo con dos bordes largos y dos cortos.
La sección de filo de corte 2 está dividida en una primera zona de filo de corte axial 9, que limita a la sección de vástago 3, una segunda zona de filo de corte axial 10, que limita a la zona frontal 4, así como una zona de transición 11, que con respecto a la dirección axial se encuentra entre la primera 9 y la segunda 10 zona de filo de corte.
En el lado frontal, los espacios para virutas de los filos de corte de la zona frontal 4, se extienden ligeramente hacia la sección de filo de corte 2. La segunda zona de filo de corte axial 10 se extiende desde la zona de transición 11, hasta la zona frontal 4 o hasta el final de los espacios para virutas, posiblemente existentes, de los filos de corte de la zona frontal 4.
En la primera zona de filo de corte axial 9, los filos de corte 8, 82 están diseñados en ese borde de un elemento de filo de corte 7, en los elementos de filo de corte 7, que está formado por una ranura en espiral 6 que apunta hacia la izquierda y apunta en la dirección hacia la zona frontal 4 de la herramienta de fresado 1.
En otras palabras, los filos de corte 8, 82 en la primera zona de filo de corte axial 9 están diseñados con un corte de presión cuando la herramienta de fresado 1 se utiliza con el sentido de rotación prevista R. "Corte de presión" significa, que los filos de corte (8, 82) correspondientes, ejercen una componente de fuerza axial en la dirección de la zona frontal 4, sobre una pieza de trabajo a mecanizar. Por ejemplo, debido a la presión sobre una capa de cubierta superior de una pieza de trabajo, se evita de manera efectiva la delaminación. Preferentemente, en la primera zona de filo de corte axial 9, sólo están diseñados exclusivamente filos de corte 8, 82 con un corte de presión.
En la segunda zona de filo de corte axial 10, los filos de corte 8, 81 están diseñados en los elementos de filo de corte 7 en ese borde de un elemento de filo de corte 7, que está formado por una ranura en espiral 5 que apunta hacia la derecha y apunta en la dirección de la zona de vástago 3.
En otras palabras, los filos de corte 8, 81 en la segunda zona de filo de corte axial 10 están diseñados con un corte de tracción, cuando la herramienta de fresado 1 se utiliza con el sentido de rotación prevista R. "Corte de tracción" significa, que los filos de corte (8, 81) correspondientes ejercen una componente de fuerza axial en la dirección de la zona de vástago 3, sobre una pieza de trabajo a mecanizar. Debido a la presión así generada sobre una capa de cubierta inferior de la pieza de trabajo, se evita de manera efectiva la delaminación. Preferentemente, en la segunda zona de filo de corte axial 10 solo están diseñados exclusivamente filos de corte 8, 81 con un corte de tracción.
En general, la pieza de trabajo experimenta una compresión mediante la interacción de los filos de corte 8, 82 con un corte de presión en la primera zona de filo de corte axial 9 y filos de corte 8, 81 con un corte de tracción en la segunda zona de filo de corte axial 10.
En aras de la simplicidad, el lado de la pieza de trabajo, que apunta en la dirección de la sección de vástago 3 se denomina "superior" y el lado de la pieza de trabajo, que apunta en la dirección de la zona frontal 4 se denomina "inferior". Por supuesto, el mecanizado también se puede realizar de tal manera, que la herramienta de fresado 1 esté posicionada hacia arriba o en un ángulo en el lugar. Las orientaciones con respecto a la herramienta de fresado 1 son determinantes.
En los elementos de filo de corte 7 pueden estar presentes uno o más filos de corte 8, 81,82. En el presente ejemplo de realización, en cada elemento de filo de corte 7, está diseñado exactamente un filo de corte 8, 81, 82. En aras de la claridad, solo dos filos de corte 81,82 están provistos de números de referencia.
Un filo de corte 8, 81,82 está determinado por el hecho de que en el borde correspondiente de una superficie superior 12 del elemento de filo de corte 7 existe un ángulo de desprendimiento y un ángulo libre definido mediante la aplicación de un chaflán 13.
En este ejemplo de realización, las ranuras para virutas 5 que apuntan hacia la derecha están diseñadas más anchas que las ranuras para virutas 6 que apuntan hacia la izquierda, de modo que los elementos de filo de corte 7 presentan una sección transversal que se desvía de una sección transversal en forma rómbica. Por lo tanto, está previsto, que los elementos de filo de corte 7 presenten una sección transversal en forma romboidal, por lo que esos bordes que se encuentran paralelos a las ranuras para virutas 5 que apuntan hacia la derecha, son más largos que los que se encuentran paralelos a las ranuras para virutas 6 que apuntan hacia la izquierda. En consecuencia, los filos de corte 82 con un de corte de presión son más cortos que los filos de corte 81 con un corte de tracción.
En este ejemplo, predominan los componentes de la fuerza de tracción en la pieza de trabajo, lo que puede ser ventajoso, por ejemplo, en disposiciones con capas de cubierta de malla de cobre en un lado inferior de la pieza de trabajo. Como ya se mencionó, las proporciones también se pueden invertir mediante la forma correspondiente de los elementos de filo de corte 7, o los filos de corte 81,82 pueden tener la misma longitud.
Si está prevista una diferencia en las longitudes de los filos de corte, entonces un tipo de filo de corte es entre 1,1 a 2 veces, más largo que el otro tipo.
Si la diferencia es demasiado grande, se producen fuerzas pasivas no deseadas.
Las ranuras para virutas 5, 6 que apuntan hacia la derecha y hacia la izquierda presentan preferentemente la misma profundidad.
El número de ranuras para virutas 6 que apuntan hacia la izquierda difiere del número de ranuras para virutas 5 que apuntan hacia la derecha. Esto es ventajoso para un solapamiento de filos de corte favorable.
En la zona de transición 11, que se encuentra entre la primera 9 y la segunda 10 zona de filo de corte con respecto a la dirección axial, hay al menos un filo de corte 81 con un corte de tracción y al menos un filo de corte 82 con un corte de presión.
Los respectivos filos de corte 81,82 están diseñados en elementos de filo de corte separados 7 en el presente ejemplo de realización.
Es favorable que los filos de corte 81 con un corte de tracción y los filos de corte 82 con un corte de presión se sucedan alternativamente a lo largo de un círculo de corte en la zona de transición 11.
Las ranuras para virutas 5, 6 presentan preferentemente una profundidad constante. Como resultado, la posición axial de la zona de transición 11 se puede variar sin cambiar la geometría del filo de corte de la primera 9 o la segunda 10, zona de filo de corte axial. Además, se consiguen cantidades idénticas de un ángulo de desprendimiento lateral en cada filo de corte 8, debido a la profundidad constante de la ranura para virutas.
La zona de transición 11 presenta preferentemente una longitud axial reducida. Por ejemplo, la longitud de la zona de transición 11 está entre el 10 y el 30% del diámetro de la herramienta.
La zona de transición 11 también puede estar diseñada aún más estrecha, de modo que sólo se extienda por una zona axial, que corresponda esencialmente a la anchura de un elemento de filo de corte 7. Debido a una extensión axial reducida de la zona de transición 11, es posible el procesamiento al mismo tiempo de componentes muy delgados de las dos capas superiores, con una elevada calidad de corte.
La Fig. 1b muestra una sección de la representación de la Fig. 1a, en la cual son visibles partes de la primera 9 y de la segunda 10 zona de filo de corte. La zona de transición 11 se encuentra entre la primera 9 y la segunda 10 zona de filo de corte. La herramienta de fresado 1 presenta un gran número de elementos de filo de corte discretos 7 ("dientes"). Una superficie superior 12 de un elemento de filo de corte 7 está limitada por cuatro bordes, de los cuales puede estar diseñado un filo de corte 8, 81,82 con un ángulo libre lateral definido en un borde mediante la aplicación de un chaflán 13. En este ejemplo de realización, la superficie superior 12 sigue esencialmente el contorno exterior de una varilla cilíndrica en bruto como producto inicial de la presente herramienta de fresado 1. Con ello se pretende expresar que, en este ejemplo de realización, las superficies superiores, preferentemente no reciben ningún rectificado por separado, excepto para la aplicación del chaflán 13. Por lo tanto, no se requiere una operación de rectificado por separado. Un chaflán 13 con un primer ángulo libre lateral a1 está representado a modo de ejemplo en un filo de corte 81 con un corte de tracción. El primer ángulo libre a 1 se selecciona deliberadamente pequeño - preferentemente en un rango entre 3° y 6° - para obtener un ángulo de cuña grande y, por lo tanto, un borde de filo de corte estable.
Además, se destaca el desarrollo de una ranura para virutas que apunta hacia la derecha 5 y una ranura para virutas que apunta hacia la izquierda 6.
Además, se destacan para cada una de las tres zonas de filo de corte axial 9, 10, 11 aquellos filos de corte, que se encuentran bajo intervención con respecto a un círculo de corte ejemplar. Estos filos de corte tienen una intersección con el respectivo círculo de corte. Las intersecciones están marcadas con flechas de bloque.
En la zona de transición 11 se encuentran filos de corte 81 con un corte de tracción, así como filos de corte 82 con un corte de presión a lo largo de un círculo de corte F1. Esta situación se destaca por los detalles A y B: en la vista presente de aproximadamente 180° de la circunferencia de la herramienta de fresado 1, exactamente dos filos de corte de presión 82 (detalle A) y un filo de corte de tracción 81 (detalle B) están diseñados a lo largo del círculo de corte F1. En este ejemplo de realización, en la zona de transición 11 los filos de corte se encuentran en un círculo de corte, en una zona de ángulo de 174 grados. Los 174 grados resultan de la intersección del círculo de corte F1 con el filo de corte 82 que se muestra en la figura anterior (detalle A) y la intersección del círculo de corte F1 con el filo de corte 81 que se muestra en la figura siguiente (detalle B). Por lo tanto, como filos de corte que se encuentran bajo intervención se cuentan aquellos que presentan un punto de intersección con un circuito de corte. En la circunferencia restante de 360 grados, no se encuentran más filos de corte en este círculo de corte F1.
En este ejemplo de realización, en la primera zona de filo de corte axial 9 hay 72 grados en un círculo de corte F2 entre un primer y un último filo de corte, como se ilustra en el detalle C y el círculo de corte F2. T res filos de corte de presión 82 están bajo intervención a lo largo del círculo de corte F2.
En la segunda zona de filo de corte axial 10, en este ejemplo de realización, hay cuatro filos de corte que actúan de tracción bajo intervención en un rango de ángulo de 92 grados en un círculo de corte F3, véase el detalle D.
Además, a modo de ejemplo, el ángulo de retracción de desprendimiento gp está registrado en un elemento de filo de corte 7. Para la definición del ángulo de retracción de desprendimiento, también se hace referencia a DIN6581 (sistemas de referencia y ángulos en la parte de corte de la herramienta).
La Fig. 1c muestra la herramienta de fresado 1 en el ejemplo de realización de las Fig. 1a y 1b en una vista en perspectiva. En el detalle A se destaca la zona de transición 11, en la que están presentes tanto los filos de corte 8, 81 con un corte de tracción, como los filos de corte 8, 82 con un corte de presión.
La Fig. 2 muestra un elemento de filo de corte 7 de acuerdo con otro ejemplo de realización en detalle, de una herramienta de fresado 1. En este ejemplo, en la superficie superior 12 del elemento de filo de corte 7, está diseñado un chaflán 13 (correspondiente a una primera superficie libre) con un primer ángulo libre lateral a 1, así como una segunda superficie libre 14 con un segundo ángulo libre lateral a2. El primer ángulo libre lateral a 1 = 3° - 6° se elige deliberadamente pequeño, para obtener un ángulo de cuña grande y, por lo tanto, un borde de filo de corte estable. La anchura del chaflán 13 debe ser muy pequeña (por ejemplo, 0,1 - 0,3 mm), ya que los plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP) se introducen muy fuertes elásticamente, durante el mecanizado y tienden a presionar sobre la superficie libre. Por esta razón, existe un segundo ángulo libre lateral significativamente más grande a2 = 12° a 25°, de modo que la recuperación elástica del material, no produzca presión sobre la superficie superior restante 12.
Las Fig. 3a-3c muestran esquemáticamente las etapas de una producción de una herramienta de fresado 1, de acuerdo con la invención.
Está representada la ruta de producción a través de bucles a partir de una pieza en bruto 15, Fig. 3a. La pieza en bruto en forma cilíndrica circular 15, consta de metal duro u otro material duro.
En un primer paso, Fig. 3b, se introducen ranuras en espiral, en el presente ejemplo, once ranuras en espiral 5, que apuntan hacia la derecha, mediante rectificado con una muela abrasiva.
En un segundo paso, Fig. 3c, se introducen ranuras en espiral que discurren en direcciones opuestas, aquí diez ranuras en espiral 6 que apuntan hacia la izquierda.
Ya después de este paso, la herramienta de fresado 1 presenta los elementos de filo de corte discretos 7, que permanecen como dientes entre las ranuras en espiral 5, 6.
Las ranuras en espiral 5, 6 tienen preferentemente una profundidad constante en su extensión respectiva, aparte, por supuesto, de la terminación de las ranuras en espiral 5, 6 en la zona de vástago. Las ventajas asociadas a esta característica son, por un lado, la facilidad de producción y, por otro lado, la forma constante de los elementos de filo de corte 7, sobre la sección de filo de corte 2. Este último produce un comportamiento de corte homogéneo de la herramienta de fresado 1 a lo largo de toda su longitud útil.
En un último paso, se aplican ángulos libres definidos a los bordes de los elementos de filo de corte 7, véase, por ejemplo, la Fig.1c. Mediante la aplicación de un ángulo libre, al menos en forma de un chaflán 13, el borde respectivo del elemento de filo de corte 7 se convierte en el filo de corte efectivo. Esta es otra ventaja particular de la presente invención: solo en este paso se realiza la determinación de la asignación del filo de corte, es decir, también la expansión respectiva de la primera zona de filo de corte axial 9, de la segunda zona de filo de corte axial 10 y de la zona de transición 11. Esto promueve una representación económica de variantes, que se pueden adaptar, por ejemplo, a diferentes espesores de material.
De manera opcional se realiza entonces un recubrimiento duro de la herramienta de fresado 1 preferentemente con un recubrimiento de diamante. Esto ofrece la ventaja de que la geometría del filo de corte se mantiene durante mucho tiempo incluso en un material altamente abrasivo.
Lista de símbolos de referencia utilizados:
1 herramienta de fresado
2 sección de filo de corte
3 sección de vástago
4 zona frontal
5 ranura en espiral que apunta hacia la derecha
6 ranura en espiral que apunta hacia la izquierda
7 elemento de filo de corte discreto
8 filo de corte
81 filo de corte en la ranura en espiral que apunta hacia la derecha
82 filo de corte en la ranura en espiral que apunta hacia la izquierda
9 primera zona de filo de corte axial
10 segunda zona de filo de corte axial
11 zona de transición
12 superficie superior
13 chaflán (primera superficie libre)
14 segunda superficie libre
15 pieza en bruto
F círculo de corte
L eje longitudinal
R sentido de rotación
a ángulo libre lateral
b ángulo de torsión
g ángulo de retracción de desprendimiento
Claims (20)
1. Herramienta de fresado (1) con una forma básica cilindrica circular esencialmente recta con un eje longitudinal (L), que determina una dirección axial, a lo largo de cuyo eje longitudinal (L) está diseñado al menos, una sección de filo de corte (2) y una sección de vástago (3) así como una zona frontal (4), en la que la herramienta de fresado (1) presenta ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha (5) y ranuras en espiral que apuntan hacia la izquierda (6), y en la que están diseñados elementos de filo de corte discretos (7) entre las ranuras en espiral que se entrecruzan (5, 6), en las que en los elementos de filo de corte (7), están diseñados uno o más filos de corte (8), caracterizado por que la sección de filo de corte (2) presenta al menos:
- una primera zona de filo de corte axial (9), que limita a la sección de vástago (3), en la que en los elementos de filo de corte discretos (7) en la primera zona de filo de corte axial (9), están diseñados predominantemente los filos de corte (8, 82) con un corte de presión - cuando la herramienta de fresado (1) se utiliza en un sentido de rotación prevista (R) -,
- además una segunda zona de filo de corte axial (10), que limita a la zona frontal (4), y en la que en los elementos de filo de corte discretos (7) están diseñados predominantemente los filos de corte (8, 81) con un corte de tracción -cuando la herramienta de fresado (1) se utiliza en un sentido de rotación prevista (R) -,
- además una zona de transición (11) que está diseñada entre la primera (9) y la segunda (10) zona de filo de corte con respecto a la dirección axial, en cuya zona de transición (11) están diseñados tanto filos de corte (8, 81) con un corte predominantemente de tracción como filos de corte (8, 82) con un corte predominantemente de presión.
2. Herramienta de fresado (1) según la reivindicación 1, en la que los elementos de filo de corte (7) están diseñados en forma de dientes esencialmente en forma de pirámide truncada.
3. Herramienta de fresado (1) según la reivindicación 1 ó 2, en la que una mayoría de filos de corte (8, 82) en la primera zona de filo de corte axial (9) presenta un ángulo de retracción de desprendimiento negativo (gp).
4. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que una mayoría de filos de corte (8, 81) en la segunda zona de filo de corte axial (10) presenta un ángulo de retracción de desprendimiento positivo (gp).
5. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que una forma de los elementos de filo de corte (7) en la primera zona de filo de corte axial (9) y/o en la segunda zona de filo de corte axial (10) es esencialmente constante a través de la extensión axial esencialmente total de la respectiva zona de filo de corte (9, 10).
6. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que una profundidad de las ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha (5) y/o de las ranuras en espiral que apuntan hacia la izquierda (6) es esencialmente constante a través de la extensión axial de la sección de filo de corte (2).
7. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que en la zona de transición (11) están diseñados filos de corte (81,82) de tracción y de presión en elementos de filo de corte separados (7).
8. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que en la zona de transición (11) están diseñados filos de corte (81,82) de tracción y de presión en los mismos elementos de filo de corte (7).
9. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que en la zona de transición (11) los filos de corte con un ángulo de retracción de desprendimiento positivo (gp) y un ángulo de retracción de desprendimiento negativo (gp) se suceden alternativamente con respecto a un círculo de corte (F).
10. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que las ranuras en espiral (5, 6) presentan un ángulo de torsión (p1, p2) de entre 10° y 40°.
11. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que las ranuras en espiral (5, 6) están cada una distribuidas uniformemente con respecto a una dirección circunferencial de la herramienta de fresado (1).
12. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que las ranuras en espiral que apuntan hacia la derecha (5) están diseñadas más anchas o más estrechas que las ranuras en espiral que apuntan hacia la izquierda (6).
13. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los filos de corte (81) con un corte de tracción tienen una longitud diferente de los filos de corte (82) con un corte de presión.
14. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la zona de transición (11) presenta una extensión axial de hasta el 25% de la extensión axial de la primera zona de filo de corte axial (9) y/o hasta el 25% de la extensión axial de la segunda zona de filo de corte axial (10).
15. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que una intervención de filos de corte de los filos de corte (8, 81, 82) de la zona de transición (11) se extiende a través de un rango de ángulo circunferencial más grande que una intervención de filos de corte de los filos de corte (8, 81, 82) de la primera zona de filo de corte axial (9) y de la segunda zona de filo de corte axial (10).
16. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que un número de intervención de filos de corte de la zona de transición (11) a lo largo de un círculo ce corte (F) se encuentra entre el número de intervención de filos de corte de la primera zona de filo de corte (9) y el número de intervención de filos de corte de la segunda zona de filo de corte axial (10).
17. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que un chaflán (13) está diseñado en los filos de corte (81,82), el cual presenta un primer ángulo libre lateral (a1) de entre 3° y 6°.
18. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que una segunda superficie libre (15) está diseñada en un elemento de filo de corte (7), la cual presenta un segundo ángulo libre lateral (a2) de entre 12° y 25°.
19. Herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los elementos de filo de corte (7) están diseñados cóncavos en una superficie de desprendimiento de virutas y convexos en un flanco opuesto a la superficie de desprendimiento de virutas.
20. Procedimiento para la producción de una herramienta de fresado (1) según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende los siguientes pasos:
- proporción de una pieza en bruto esencialmente en forma cilíndrica circular (15) de metal duro o algún otro material duro,
- incorporación de ranuras en espiral (5, 6) sobre una futura zona de filo de corte (2), en la que las ranuras en espiral (5, 6) discurren en forma cruzada entre sí y presentan una profundidad esencialmente constante a lo largo de su longitud respectiva,
- la incorporación de las ranuras en espiral (5, 6) se realiza de tal manera, que los elementos de filo de corte discretos (7) permanecen entre las ranuras en espiral (5, 6) que discurren de forma opuesta,
- aplicación de al menos un chaflán (13) y opcionalmente de una segunda superficie libre (14) sobre los elementos de filo de corte (7), con lo que los filos de corte (8, 81, 82) están determinados con respecto a la orientación y distribución a través de la herramienta de fresado (1),
- recubrimiento posterior de manera opcional como protección contra el desgaste, preferentemente con un recubrimiento de diamante.
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