ES2989327T3 - Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un cuerpo principal (2) de herramienta de corte que presenta un primer extremo (21) para su fijación a un soporte de una máquina herramienta y un segundo extremo (22) que presenta al menos un alojamiento (24) para un inserto de corte intercambiable (3). El alojamiento (24) presenta un orificio roscado (27) para recibir un tornillo de fijación (6) para el inserto de corte intercambiable (3). El primer extremo (21) y el segundo extremo (22) que presenta el alojamiento (24) están formados de un metal duro o cermet como una sola pieza. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas
La presente invención se refiere a un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas, a una herramienta de arranque de virutas con un cuerpo base de este tipo y a un procedimiento para producir un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas.
Para el mecanizado con arranque de virutas de piezas de trabajo, como por ejemplo fresado, torneado o taladrado, pasan a emplearse a menudo herramientas cuyos filos están hechos de metal duro (carburo cementado) o cermet. Las herramientas están configuradas habitualmente para ser acopladas a una máquina de mecanización, que puede ser en particular una máquina taladradora, torneadora, fresadora o un centro de mecanización. Estos materiales presentan partículas de material duro que están incrustadas en un aglutinante metálico dúctil, que puede presentar como componentes principales, en particular, cobalto, níquel y/o hierro, en particular cobalto y/o níquel. Las partículas de material duro están formadas habitualmente por carburos, nitruros y carbonitruros de metales de los grupos IV a VI de la Tabla Periódica de los Elementos. La proporción de partículas de material duro en el material es típicamente de al menos el 70 por ciento en peso y la proporción del aglutinante metálico es típicamente de hasta el 30 por ciento en peso, pero la mayoría de las veces menos del 20 por ciento en peso.
Es conocido configurar herramientas de arranque de virutas de este tipo de una sola pieza a partir de metal duro o cermet y fabricar los filos cortantes que entran en contacto con la pieza a mecanizar, p. ej., mediante rectificado. Sin embargo, especialmente en el caso de diámetros más grandes y longitudes de la herramienta más largas, esto genera costes elevados o bien, en el caso de un rectificado posterior, un esfuerzo logístico elevado.
Por otra parte, también es conocido configurar únicamente los filos de corte que entran en contacto con la pieza a mecanizar de metal duro o cermet como insertos de corte reemplazables, que están fijados en los correspondientes alojamientos de un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas. En este caso, el cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas está formado habitualmente por acero, aunque también se utilizan otros materiales para longitudes de herramienta grandes. Sin embargo, las vibraciones y, en parte, las deformaciones plásticas del cuerpo base causan problemas en este tipo de soluciones, especialmente cuando la herramienta es larga.
El documento US 2006/0006576 A1 describe un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según el preámbulo de la reivindicación 1, así como un procedimiento para producir un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas, en particular un procedimiento de extrusión para producir piezas en bruto sinterizadas que presentan al menos un canal interno que se extiende en espiral.
El documento DE 203 05081 U1 describe un dispositivo de sujeción y ajuste para una herramienta de arranque de virutas con un soporte para filos de metal duro.
La misión de la presente invención es proporcionar un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas mejorado, una herramienta de arranque de virutas mejorada con un cuerpo base de este tipo y un procedimiento mejorado para producir un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas, que también permita un arranque de virutas más rentable con bajas vibraciones y amplia libertad de diseño geométrico en cuanto a la herramienta de arranque de virutas en el caso de herramientas largas en voladizo.
El problema se soluciona mediante un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamientos ventajosos.
En particular, el asiento y el taladro roscado también están configurados de metal duro o cermet. Mediante la configuración continua de una sola pieza del cuerpo base desde el primer extremo hasta el segundo extremo de metal duro se consigue una configuración especialmente reducida de vibraciones del cuerpo base y también se evita una deformación plástica del cuerpo base durante el mecanizado, de modo que también son posibles grandes longitudes del saliente de la herramienta. Además, con la configuración de metal duro o cermet se consigue también una mejor resistencia al desgaste del cuerpo base, especialmente bajo la influencia de virutas en la zona de una ranura para virutas. Gracias a la configuración consistente de metal duro o cermet se pueden prever también geometrías complejas y, en particular, existe una gran libertad en la configuración de los espacios para virutas. Dado que el al menos un asiento para el inserto de corte reemplazable y el taladro roscado que sirve para sujetar el inserto de corte están configurados directamente en el metal duro o cermet, también se proporciona una construcción simple en la que el filo real de la herramienta, que está previsto en el inserto de corte, se puede utilizar ahorrando espacio y se fija mediante un tornillo de fijación al cuerpo base y se puede cambiar fácilmente. En comparación con configuraciones en las que el primer extremo y el segundo extremo, que presenta un asiento para un inserto de corte reemplazable, constan de varios componentes que se unen mediante unión con arrastre de materia para formar un cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas, se logra una mayor libertad de diseño, particularmente en cuanto a espacio para virutas y la producción es al mismo tiempo más rentable. El taladro roscado del asiento de metal duro o cermet puede estar configurado en este caso, en particular, para la interacción directa con la rosca exterior de un tornillo de fijación para el inserto de corte, pero también es posible, p. ej., prever un elemento intermedio en forma de espiral entre la rosca exterior del tornillo de fijación y la rosca interior de metal duro o cermet, de modo que la rosca exterior del tornillo de fijación interactúa indirectamente con la rosca interior del taladro roscado a través del elemento intermedio. El asiento y el taladro de fijación pueden formarse en una producción pulvimetalúrgica del cuerpo base de metal duro o cermet, en particular de forma económica y sencilla, mediante mecanizado mecánico de una pieza en verde para el cuerpo base antes de su sinterización. El asiento puede estar configurado, en particular, para la denominada disposición "radial" del inserto de corte, en donde el inserto de corte se extiende con su plano de extensión principal esencialmente en dirección radial y el taladro de fijación discurre esencialmente en dirección tangencial. Especialmente en una disposición de este tipo, debido al espacio necesario para el asiento en el segundo extremo del cuerpo base, el riesgo de vibraciones no deseadas es alto y las ventajas de la invención se muestran de forma especialmente clara.
Según un perfeccionamiento, el cuerpo base está provisto de al menos una ranura para virutas que se extiende desde el asiento en dirección al primer extremo. De manera especialmente preferida, en este caso la ranura para virutas puede extenderse por la mayor superficie posible de una extensión longitudinal del cuerpo base, para conseguir una buena evacuación de virutas. La zona de mecanizado del cuerpo base que presenta la ranura para virutas puede extenderse en particular a lo largo de una longitud que sea múltiplo del diámetro del segundo extremo. El cuerpo base también puede presentar varias ranuras para virutas - especialmente en el caso de varios asientos para el alojamiento de insertos de corte. Las ranuras para virutas pueden extenderse en este caso, p. ej., esencialmente paralelas a un eje longitudinal del cuerpo base, oblicuas al eje longitudinal o en espiral alrededor del eje longitudinal.
Según un perfeccionamiento, el cuerpo base presenta en el segundo extremo que presenta el asiento una longitud del saliente de al menos 2,5 veces el diámetro del cuerpo base. La longitud del saliente es preferentemente al menos 3 veces el diámetro. Especialmente en el caso de longitudes del saliente tan grandes, el diseño de metal duro o cermet ofrece ventajas en cuanto a vibraciones y el riesgo de deformación plástica del cuerpo base. En el caso de una configuración del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas para una herramienta en donde las fuerzas de corte actúan en particular en gran medida perpendiculares al eje longitudinal, como es el caso, en particular, de herramientas combinadas para tornear y taladrar en el material macizo, en el caso de herramientas para tornear y en el caso de herramientas para un mecanizado por fresado, las ventajas se hacen evidentes incluso en longitudes de poco más del doble del diámetro. En el caso de otras herramientas tales como, especialmente, herramientas de taladrado, se consiguen también ventajas importantes, especialmente con diámetros pequeños y longitudes largas.
Según un perfeccionamiento, el cuerpo base presenta al menos un canal de refrigeración para alimentar refrigerante a la zona del segundo extremo. En este caso es posible un mecanizado especialmente eficiente. El canal de refrigeración se puede configurar en este caso, en particular en el caso de una producción pulvimetalúrgica del cuerpo base ya antes de la sinterización en una pieza en verde para el cuerpo base, p. ej., mediante procesamiento mecánico de la pieza en verde o mediante conformación directa correspondiente de la pieza en verde.
Según un perfeccionamiento, el al menos un canal de refrigeración presenta una salida de refrigerante dirigida hacia el primer extremo. En este caso se puede realizar un lavado a contracorriente especialmente ventajoso de las virutas generadas durante el funcionamiento en dirección al primer extremo, lo que tiene un efecto especialmente ventajoso, especialmente cuando el espacio para virutas es largo. Sin embargo, también puede estar prevista una pluralidad de salidas de refrigerante, de las cuales en particular una o varias pueden dirigirse hacia el segundo extremo, para conseguir allí una refrigeración especialmente eficaz. Según un perfeccionamiento preferido, el material del cuerpo base es metal duro y presenta como componentes principales granos de carburo de tungsteno incrustados en un aglutinante metálico. El aglutinante metálico presenta preferentemente cobalto y/o níquel como componentes principales, en particular cobalto.
Según la invención, el cuerpo base se fabrica mediante pulvimetalurgia y la estructura del taladro roscado se introdujo antes de la sinterización del cuerpo base. Esto permite una producción especialmente económica, ya que la pieza en verde para el cuerpo base puede procesarse mecánicamente fácilmente antes de la sinterización para formar el cuerpo base, lo que solo es posible con dificultad mediante rectificado después de la sinterización. La formación del taladro roscado en la pieza en verde se puede ver claramente en las roscas del cuerpo base sinterizado.
Al menos una zona del cuerpo base está rectificada. En este caso se puede conseguir una concentricidad especialmente buena del cuerpo base, ya que las posibles deformaciones que resultan durante la sinterización se pueden compensar mediante rectificado. Según la invención, el perímetro exterior del cuerpo base está rectificado en el primer extremo.
En este caso, cualquier deformación se puede compensar de forma especialmente sencilla y económica.
Según un perfeccionamiento, la superficie del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas está revestida con un revestimiento de material duro. En este caso, el revestimiento de material duro puede ser preferentemente un revestimiento de material duro cerámico. En este caso se puede evitar de forma segura una reducción de la vida útil del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas debido a la corrosión. En particular, en el caso de un diseño del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas de metal duro o cermet, surge el problema de que, en particular, el aglutinante metálico es atacado cada vez más por los refrigerantes y/o lubricantes utilizados durante el arranque de virutas. En este caso, el aglutinante metálico que se encuentra entre las partículas de material duro se elimina cada vez más por lavado o lixiviación de la superficie (en el caso de aglutinantes metálicos que contienen cobalto, la denominada "lixiviación de cobalto"), lo que conduce a un deterioro cada vez mayor de las propiedades mecánicas del metal duro o cermet. Debido a propiedades mecánicas deterioradas de este tipo, puede producirse un fallo prematuro del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas. El revestimiento de material duro del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas aumenta, además, la resistencia frente a solicitaciones mecánicas. Por ejemplo, en este caso se puede recubrir, p. ej., especialmente toda la superficie del cuerpo base o, p. ej., solo aquellas zonas de la superficie que durante el funcionamiento están expuestas al refrigerante y/o al lubricante. En consecuencia, p. ej., el perímetro exterior del cuerpo base en la zona del primer extremo puede estar opcionalmente sin revestir. El revestimiento de material duro se puede aplicar en este caso, en particular, en un proceso CVD (siglas inglesas de deposición química de vapor) o PVD (siglas inglesas de deposición física de vapor), garantizando especialmente la formación en un proceso CVD un revestimiento fiable incluso en zonas espacialmente de difícil acceso tales como, en particular, en el taladro roscado del asiento. El revestimiento se puede aplicar en este caso especialmente después del rectificado del cuerpo base para conseguir una protección fiable del cuerpo base. Para el caso de que, p. ej., solo se rectifique el perímetro exterior del cuerpo base en la zona del primer extremo, que durante el funcionamiento de la herramienta de arranque de virutas se aloja en el alojamiento de una máquina de mecanizado, el rectificado también puede tener lugar solo después del revestimiento.
Según un perfeccionamiento, el asiento para el alojamiento del inserto de corte está configurado de tal manera que sobresale del cuerpo base junto al segundo extremo en dirección radial y axial. En particular, el cuerpo base puede estar configurado para una herramienta combinada para taladrar y para el mecanizado interior mediante torneado. En el caso de este tipo de herramientas existe una necesidad especialmente grande de poder mecanizar incluso con grandes salientes manteniendo las vibraciones lo más bajas posible y evitando la deformación plástica de la herramienta. En este caso, el asiento puede estar configurado, en particular, para alojar el inserto de corte de tal manera que se extienda al menos hasta un eje longitudinal del cuerpo base, de modo que también sea posible taladrar todo el material.
Según otro perfeccionamiento, el segundo extremo presenta una pluralidad de alojamientos para recibir insertos de corte reemplazables. En este caso también se puede proporcionar una herramienta de taladrar o una herramienta de fresar que presente las ventajas descritas.
El problema se resuelve también mediante una herramienta de arranque de virutas según la reivindicación 11. La herramienta de arranque de virutas presenta un cuerpo base de herramienta de arranque de virutas descrito anteriormente y al menos un inserto de corte reemplazable, que está fijado al al menos un asiento por medio de un tornillo de fijación que pasa a través de un orificio pasante en el inserto de corte e interactúa con el taladro roscado. Las ventajas descritas anteriormente con respecto al cuerpo base se consiguen con la herramienta de arranque de virutas. En particular, incluso con longitudes constructivas grandes en la dirección longitudinal se consigue una baja tendencia a las vibraciones y una alta resistencia a las deformaciones plásticas, se mantiene una gran libertad de diseño en cuanto a la geometría de la herramienta y se posibilita en este caso un funcionamiento económico. Además, se consigue una mayor resistencia al desgaste, especialmente bajo la influencia de virutas.
El problema se resuelve también mediante un procedimiento para producir un cuerpo base de herramienta de arranque de virutas según la reivindicación 12. En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamientos ventajosos.
Al configurar el cuerpo base de una sola pieza a partir de metal duro o cermet, también en el caso de grandes longitudes axiales del cuerpo base, se consigue solo una ligera tendencia a las vibraciones. El asiento y el taladro roscado para el tornillo de fijación se configuran de forma económica y sencilla antes de la sinterización y permiten una fijación especialmente sencilla y que ahorra espacio de insertos de corte reemplazables en el cuerpo base. Esto permite a su vez un funcionamiento especialmente económico de la herramienta de arranque de virutas. Además del asiento con el taladro roscado, antes de la sinterización también se pueden configurar de forma sencilla otras ejecuciones geométricas, en particular, p. ej., una o varias ranuras para virutas. En principio, no es absolutamente necesario repasar el asiento después de la sinterización. Si se deben respetar tolerancias especialmente pequeñas, después de la sinterización se pueden procesar también una o varias superficies del asiento, p. ej., mediante rectificado. En particular, en la pieza en verde se pueden configurar, p. ej., varios asientos para alojar insertos de corte reemplazables.
Según un perfeccionamiento, el diseño del asiento tiene lugar mecanizando con arranque de virutas la pieza bruta. En este caso es posible una producción especialmente sencilla y económica.
Después de la sinterización tiene lugar un rectificado del cuerpo base. Por consiguiente, mediante el rectificado se puede compensar cualquier deformación que pueda ocurrir durante la sinterización. Se rectifica un perímetro exterior del cuerpo base. Además, en caso necesario, también se pueden procesar posteriormente mediante rectificado las superficies de apoyo para el apoyo del inserto de corte en el asiento. Según la invención, el perímetro exterior del cuerpo base se rectifica en el primer extremo configurado para la fijación a un alojamiento para mantener el esfuerzo de rectificado lo más bajo posible. De este modo se posibilita una compensación de forma especialmente económica de la deformación que pueda producirse. Según un perfeccionamiento, la superficie del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas está revestida con un revestimiento de material duro, preferentemente con un revestimiento de material duro cerámico. En este caso, el diseño del revestimiento de material duro puede tener lugar, en particular, en un proceso CVD o PVD, preferiblemente después de cualquier rectificado previo del perímetro exterior. El revestimiento de material duro puede prevenir de forma fiable un fallo prematuro del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas.
Otras ventajas y conveniencias de la invención se desprenden de la siguiente descripción de ejemplos de realización con ayuda de las figuras adjuntas.
De las figuras se muestra:
Fig. 1: una representación en perspectiva de una herramienta de arranque de virutas según una primera forma de realización;
Fig. 2: una representación ampliada de la herramienta de arranque de virutas según la primera forma de realización en la zona de un segundo extremo;
Fig. 3: una representación esquemática del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas en el caso de la primera forma de realización;
Fig. 4: una representación ampliada en la zona del segundo extremo de la Fig. 3;
Fig. 5: una representación en perspectiva de una herramienta de arranque de virutas según una segunda forma de realización;
Fig. 6: una representación ampliada de un segundo extremo de la herramienta de arranque de virutas según la segunda forma de realización;
Fig. 7: una vista lateral de la herramienta de arranque de virutas según la segunda forma de realización; y Fig. 8: una representación en perspectiva ampliada de un segundo extremo del cuerpo base de la herramienta de arranque de virutas en la segunda forma de realización.
Primera forma de realización
A continuación se describe con más detalle una primera forma de realización de una herramienta de arranque de virutas 1 con referencia a las Figs. 1 a 4.
La herramienta de arranque de virutas 1 según la primera forma de realización está configurada como una herramienta combinada para el taladro y el mecanizado interior mediante torneado y presenta un cuerpo base 2 de la herramienta de arranque de virutas (en lo sucesivo también denominado simplemente cuerpo base 2), que se extiende a lo largo de un eje longitudinal L y un primer extremo 21 y un segundo extremo 22. El primer extremo 21 está configurado para la fijación a un alojamiento de una máquina de procesamiento (no representada) y puede presentar en particular, p. ej., una superficie de sujeción 23 para la fijación, como se puede ver en la Fig. 1. Sin embargo, también es posible en particular prescindir de una superficie de sujeción 23 de este tipo y hacer que el primer extremo 21 sea, p. ej., cilíndrico o proporcionar una o más superficies de sujeción de diferentes formas.
El segundo extremo 22 del cuerpo base 2 proporciona una sección de procesamiento para mecanizar con arranque de virutas una pieza de trabajo y presenta un asiento 24 para recibir un inserto de corte reemplazable 3, que también se representa esquemáticamente en la Fig. 1 y la Fig. 2. Como se puede ver en particular en la Fig. 3, el asiento 24 en la forma de realización representada presenta una superficie de apoyo 25 para el inserto de corte 3 y dos superficies de contacto laterales 26 para el inserto de corte 3. Sin embargo, cabe señalar que la implementación no se limita a esta ejecución específica y, en particular, se pueden proporcionar menos o más superficies de contacto laterales 26. El asiento 24 está configurado de modo que se pueda fijar en él el inserto de corte reemplazable 3 mediante un tornillo de fijación 6. Para este fin, el asiento 24 presenta un taladro roscado 27 que está configurado para recibir la parte roscada del tornillo de fijación 6. En el caso de la forma de realización mostrada, el taladro roscado 27 está configurado de tal manera que la rosca interior interactúa directamente con la rosca exterior del tornillo de fijación 6. Según una modificación, también puede estar previsto, p. ej., que entre la rosca interior del taladro roscado 27 y la rosca exterior del tornillo de fijación 6 esté dispuesto un elemento intermedio de un material más blando, p. ej., un elemento intermedio en forma de espiral. El cuerpo base 2 con el taladro roscado 27 está configurado en este caso de tal manera que el tornillo de fijación 6 se aplica a través de un orificio pasante en el inserto de corte reemplazable 3 para fijarlo al asiento 24 interactuando con el taladro roscado 27. El tornillo de fijación 6 puede estar fabricado en particular, p. ej., de acero.
Como se puede ver en particular en la Fig. 1 y la Fig. 2, el asiento 24 está configurado de tal manera que el inserto de corte 3 fijado en él sobresale desde el segundo extremo 22 del cuerpo base 2 tanto en dirección axial como en dirección radial (con respecto al eje longitudinal L). Aunque en relación con la forma de realización se muestra una ejecución en donde el filo del inserto de corte 3 que sobresale axialmente del segundo extremo 22 del cuerpo base 2 no se extiende hasta el eje longitudinal L, de modo que en esta forma de realización no es posible taladrar todo el material.. Como alternativa también se puede elegir una disposición en donde este filo se extienda al menos hasta el eje longitudinal L, para poder perforar también todo el material. El inserto de corte 3 está tensado radialmente en la forma de realización, es decir, el tornillo de fijación 6 tiene una orientación sustancialmente tangencial, en donde el componente principal de la orientación del tornillo de fijación 6 es la dirección tangencial con respecto al eje longitudinal L.
Como además se puede ver especialmente en la Fig. 3, la zona libre del cuerpo base 2, que no está configurada para ser alojada en la máquina de procesamiento, presenta en dirección axial una longitud del saliente A que corresponde a un múltiplo del diámetro D del segundo extremo 22. De manera especialmente preferida, la longitud del saliente A corresponde a al menos 2,5 veces el diámetro D del segundo extremo 22, más preferiblemente al menos 3 veces.
El cuerpo base 2 está provisto, además, de una ranura para virutas 28 que se extiende desde la zona del asiento 24 en dirección al primer extremo 21 para eliminar las virutas producidas durante el funcionamiento de la herramienta de arranque de virutas 1. En el caso de la forma de realización mostrada, la ranura para virutas 28 se extiende esencialmente sobre toda la longitud del saliente A.
Como se puede ver en particular en la Fig. 3 y la Fig. 4, el cuerpo base 2 está provisto de un canal de refrigeración 29 para suministrar refrigerante a la zona del asiento 24 en el segundo extremo 22. El canal de refrigeración 29 se extiende en este caso desde el primer extremo 21 a través del material del cuerpo base 2. En la zona del segundo extremo 22 están formadas en el caso de la forma de realización en total dos salidas de refrigerante 29a y 29b. La salida de refrigerante 29a está alineada en este caso con un componente direccional en la dirección del primer extremo 21 de tal manera que el refrigerante sale de la salida de refrigerante 29a con un componente de flujo dirigido en la dirección del primer extremo 21. De esta manera se consigue que las virutas resultantes sean transportadas de forma segura en dirección al primer extremo 21. Por el contrario, la salida de refrigerante 29b está alineada con los filos del inserto de corte 3 para conseguir la mejor refrigeración posible. Aunque se muestran dos de dichas salidas de refrigerante 29a y 29b en relación con la forma de realización, también es posible, p. ej., prever solo una salida de refrigerante o más de dos salidas de refrigerante. En particular, p. ej., también puede estar prevista junto al segundo extremo 22 una salida de refrigerante en el lado frontal. Aunque la herramienta de arranque de virutas 1 según la forma de realización solo presenta un canal de refrigeración 29 que se extiende a través del cuerpo base 2, según una modificación también es posible, p. ej., prever varios canales de refrigeración de este tipo o incluso ningún canal de refrigeración.
El cuerpo base 2 descrito está fabricado de una sola pieza de un material uniforme desde el primer extremo 21 hasta el segundo extremo 22 con el asiento 24 y el taladro roscado 27 configurado allí. El cuerpo base 2 está fabricado en este caso de metal duro (carburo cementado) o cermet, y su fabricación tiene lugar de forma típica para estos materiales mediante un procedimiento de pulvimetalurgia. El cuerpo base 2 puede estar fabricado preferentemente en particular de un metal duro, cuya parte de material duro está formada principalmente por carburo de tungsteno (WC) y cuyo aglutinante dúctil está formado predominantemente por cobalto y/o níquel. En particular, la superficie de contacto 25 y el taladro roscado 27 también están formados en metal duro o cermet.
La fabricación del cuerpo base 2 tiene lugar en este caso de tal manera que a partir del material de partida en polvo para el metal duro o el cermet se fabrica primero una pieza en bruto, que puede presentarse preferentemente como pieza en verde no sinterizada o como pieza en bruto parcialmente sinterizada que está al menos aún no está completamente compactada. La fabricación de esta pieza en bruto tiene lugar en este caso de forma habitual para metales duros y cermets a partir del material de partida en polvo. La pieza en bruto obtenida de esta manera, todavía relativamente blanda, se procesa mecánicamente a continuación para formar el asiento de placa 24 y el taladro roscado 27 en el material. En el caso de la forma de realización concreta, la ranura para virutas 28, el canal de refrigeración 29 y las salidas de refrigerante 29a, 29b también están configurados en este estado. El procesamiento de la pieza en bruto se realiza preferentemente mediante mecanizado con arranque de virutas tal como, en particular, fresado, torneado y/o taladrado.
Después de configurar el asiento 24 con el taladro roscado 27 y, dado el caso, otras configuraciones geométricas, tales como de la ranura para virutas 28, del canal de refrigeración 29, etc., la pieza en bruto mecanizada de esta manera se sinteriza de una manera en sí conocida para formar el cuerpo base 2 de la herramienta de arranque de virutas de metal duro o cermet, se procesa adicionalmente, dándole al material la densidad, dureza y resistencia deseadas. En el caso de la forma de realización, el perímetro exterior del cuerpo base 2 producido de esta manera se procesa adicionalmente mediante rectificado, lo que permite compensar los efectos de una ligera deformación que se puede producir durante la sinterización. En este caso, se puede rectificar todo el perímetro exterior para conseguir una buena concentricidad. Si se desea un posicionamiento y una alineación especialmente precisos del inserto de corte reemplazable 3, también se pueden rectificar zonas del asiento 24 mediante rectificado. Dado el caso, la ranura para virutas 28 también se puede rectificar, p. ej., mediante pulido o similar. Para permitir una realización especialmente económica, el perímetro exterior del cuerpo base 2 de la herramienta de arranque de virutas puede rectificarse, p. ej., solo en el primer extremo 21 configurado para la fijación en el alojamiento.
En el caso de la forma de realización, el cuerpo base 2 de la herramienta de arranque de virutas está provisto de un revestimiento de material duro, preferentemente un revestimiento de material duro cerámico, en un proceso CVD o PVD para aumentar su resistencia a la corrosión y, en particular, para garantizar de forma fiable que el aglutinante metálico se lixivie fuera o se disolviera de la superficie. Una configuración del revestimiento en un proceso CVD tiene la ventaja de que también se pueden revestir de forma fiable zonas de difícil acceso tales como, en particular, las espiras del taladro roscado 27. Dependiendo del revestimiento deseado, éste también se puede aplicar eventualmente, p. ej., mediante un proceso galvánico o químico en húmedo. En el caso de la presente forma de realización tiene lugar, p. ej., un revestimiento en un proceso CVD con un revestimiento de diboruro de titanio. Sin embargo, también son posibles otros revestimientos de material duro tales como, p. ej., óxido de aluminio, nitruro de titanio, carbonitruro de titanio, nitruro de titanio y aluminio, etc.
El inserto de corte 3 también puede estar configurado de metal duro o cermet. Sin embargo, en este caso el metal duro o cermet del inserto de corte 3 puede diferir del metal duro o cermet del cuerpo base, en particular puede presentar una composición diferente. Alternativamente también es posible, p. ej., configurar el inserto de corte 3 o al menos sus zonas que sirven como filos a partir de diamante policristalino (PKD), nitruro de boro cúbico (cBN) o un material cerámico de corte. En particular, el inserto de corte 3 también puede estar provisto de manera conocida de un revestimiento de material duro, que puede depositarse, p. ej., mediante un proceso PVD (siglas inglesas de deposición física de vapor) o CVD (siglas inglesas de deposición química de vapor).
Segunda forma de realización
Una segunda forma de realización de una herramienta de arranque de virutas 101 se describe con más detalle a continuación con referencia a las Fig. 5 a Fig. 8. Con respecto a la segunda forma de realización, en este caso se utilizan los mismos números de referencia para los componentes correspondientes que en la descripción de la primera forma de realización.
La herramienta de arranque de virutas 101 según la segunda forma de realización está configurada como una herramienta de fresado y presenta un cuerpo base 2 de la herramienta de arranque de virutas con un primer extremo 21 y un segundo extremo 22, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal L, que también corresponde al eje de rotación de la herramienta de arranque de virutas 101. También en el caso de la segunda forma de realización, el primer extremo 21 está diseñado para fijarse a un alojamiento de una máquina procesadora (no representada).
A diferencia de la primera forma de realización descrita anteriormente, en la segunda forma de realización están previstos dos asientos 24 en el segundo extremo 22, que forma una sección de mecanizado de la herramienta de fresado, para alojar en cada caso un inserto de corte 3 intercambiable. Aunque en la forma de realización representada específicamente solo están previstos dos de estos asientos 24, también es posible, p. ej., configurar aún más asientos 24 de este tipo en el segundo extremo 22, en particular disponerlos distribuidos sobre la circunferencia del segundo extremo 22. Como en el caso de la primera forma de realización, los asientos 24 están dispuestos de manera que se pueda montar en ellos un inserto de corte reemplazable 3, respectivamente, para que sobresalga del segundo extremo 22 con bordes cortantes tanto en la dirección axial como en la dirección radial. Los asientos 24 están diseñados en este caso, a su vez, para una disposición radial de los insertos de corte 3.
También en el caso de la segunda forma de realización los asientos 24 presentan respectivamente una superficie de contacto 25 para el respectivo inserto de corte 3, así como superficies de apoyo laterales 26, aunque también son posibles otras configuraciones. Cada uno de los asientos 24 presenta un taladro roscado 27 que está formado directamente en el material del cuerpo base 2, que a su vez está hecho de metal duro o cermet. Puesto que los asientos 24 en el caso de la segunda forma de realización están configurados de forma idéntica entre sí, a continuación solo se hará referencia a uno de ellos. Como se describió anteriormente con referencia a la primera forma de realización, también en el caso de la segunda forma de realización, el primer extremo 21 y el segundo extremo 22 con el asiento 24 y el taladro roscado 27 están formados en una sola pieza de metal duro o cermet. Además, el asiento 24 está configurado para alojar un inserto de corte reemplazable 3 de tal manera que un tornillo de fijación 6 pase a través de un orificio pasante en el inserto de corte 3 e interactúe con su sección roscada con la rosca interna del taladro roscado 27. También en el caso de la segunda forma de realización las espiras del taladro roscado 27 pueden interactuar directamente con las espiras del tornillo de fijación 6 o entre ellas puede estar previsto un elemento intermedio adicional.
A diferencia de la primera forma de realización, las ranuras para virutas 28 que se unen a los respectivos asientos 24 y se extienden en dirección al primer extremo 21, en el caso de la segunda forma de realización son más cortas en dirección axial y no se extienden por toda la longitud del saliente A. La superficie libre del cuerpo base 2 presenta una longitud del saliente A, que en la segunda forma de realización es también un múltiplo del diámetro D del segundo extremo 22.
Como se muestra en la Fig. 6 y la Fig. 8, el cuerpo base 2 presenta en la zona del segundo extremo 22 salidas de refrigerante 29b, que están asociadas a los respectivos asientos 24 y a través de un canal de refrigeración no representado, que se extiende desde el primer extremo 21 y que se extiende a través del cuerpo base 2, se puede suministrar con refrigerante. También en este caso es posible prever varios canales de refrigeración de este tipo o, eventualmente, renunciar por completo a la formación de canales de refrigeración.
La fabricación del cuerpo base 2 de la herramienta de corte según la segunda forma de realización se lleva a cabo como se describe con respecto a la primera forma de realización, fabricando en primer lugar una pieza en bruto sin sinterizar o al menos todavía no completamente sinterizada para el cuerpo base 2 en un procedimiento de fabricación pulvimetalúrgico a partir de polvo de partida para el metal duro o cermet y se mecaniza para formar los asientos 24, las ranuras para virutas 28, el canal de refrigeración y las salidas de refrigerante 29b. En particular, el taladro roscado 27 está configurado en el material de la pieza en bruto.
Durante la sinterización posterior de la pieza en bruto así procesada se forma el cuerpo base 2, al que luego se le da su forma definitiva, en particular mediante rectificado. También en el caso de la segunda forma de realización, el perímetro exterior del cuerpo base 2 está rectificado para compensar posibles deformaciones leves que puedan derivarse de la sinterización. En caso necesario, también se pueden rectificar zonas de los asientos 24, p. ej., mediante rectificado. En el caso de la segunda forma de realización también es posible, p. ej., mecanizar mediante rectificado solo el perímetro exterior en la zona del primer extremo 21.
También en el caso de la segunda forma de realización, como ya se ha descrito con referencia a la primera forma de realización, se puede aplicar al menos parcialmente un revestimiento de material duro sobre la superficie del cuerpo base 2 de la herramienta de arranque de virutas, en particular para conseguir una mayor resistencia a la corrosión.
Modificaciones
En el caso de un perfeccionamiento ventajoso de las formas de realización, la rosca interior del taladro roscado 27 presenta un paso de rosca que difiere ligeramente del paso de rosca de la rosca exterior del tornillo de fijación 6. La diferencia en el paso de rosca puede oscilar preferentemente entre el 1,5 % y el 8 %. De esta manera se puede conseguir una distribución ventajosa de la carga sobre las espiras del taladro roscado 27, con lo que se evita un fallo de la unión roscada debido a una rotura. Este efecto se puede conseguir especialmente si el paso de rosca del taladro roscado 27 es mayor que el paso de rosca del tornillo de fijación 6, que está fabricado de un material más elástico tal como, en particular, p. ej., acero.
Claims (14)
1. Cuerpo base (2) de una herramienta de arranque de virutas con
un primer extremo (21) para su fijación a un alojamiento de una máquina de procesamiento y un segundo extremo (22) que presenta al menos un asiento (24) para un inserto de corte reemplazable (3),
presentando el asiento (24) un taladro roscado (27) para el alojamiento de un tornillo de fijación (6) para el inserto de corte reemplazable (3) y
estando formados el primer extremo (21) y el segundo extremo (22) con el asiento (24) de una pieza a partir de un metal duro o cermet y el perímetro exterior del cuerpo base (2) está rectificado en el primer extremo (21), caracterizado por que el cuerpo base (2) está fabricado de manera pulvimetalúrgica y la estructura del taladro roscado (27) se ha introducido antes de sinterizar el cuerpo base (2).
2. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según la reivindicación 1, en donde el cuerpo base (2) está provisto de al menos una ranura para virutas (28) que se extiende desde el asiento (24) en dirección al primer extremo (21).
3. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según la reivindicación 2, en donde el cuerpo base (2) presenta una longitud del saliente (A) que es al menos 2,5 veces el diámetro (D) del cuerpo base (2) en el segundo extremo (22), preferiblemente al menos 3 veces.
4. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el cuerpo base (2) presenta al menos un canal de refrigeración (29) para suministrar refrigerante a la zona del segundo extremo (22).
5. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según la reivindicación 4, en donde el al menos un canal de refrigeración (29) presenta una salida de refrigerante (29a) que está dirigida en la dirección del primer extremo (21).
6. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el material del cuerpo base (2) es metal duro y presenta como componentes principales partículas de carburo de tungsteno que están incrustadas en un aglutinante metálico.
7. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según la reivindicación 6, en donde el aglutinante metálico presenta cobalto y/o níquel como componentes principales.
8. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde la superficie del cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas está revestida con un revestimiento de material duro.
9. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el asiento (24) está configurado para alojar el inserto de corte (3) de tal manera que sobresale en el segundo extremo (22) en una dirección radial y en una dirección axial desde el cuerpo base (2).
10. Cuerpo base de una herramienta de arranque de virutas según una de las reivindicaciones anteriores, en donde el segundo extremo (22) presenta una pluralidad de asientos (24) para el alojamiento de insertos de corte reemplazables (3).
11. Herramienta de arranque de virutas (1) con
un cuerpo base (2) de la herramienta de corte según una de las reivindicaciones anteriores y al menos un inserto de corte reemplazable (3) que está fijado al menos a un asiento (24) por medio de un tornillo de fijación (6) que se aplica a través de un taladro pasante en el inserto de corte (3) y que coopera con el taladro roscado (27).
12. Procedimiento para producir un cuerpo base (2) de una herramienta de arranque de virutas con los pasos: generar una pieza en bruto no sinterizada o parcialmente sinterizada del cuerpo base (2) que presenta un primer extremo (21) para su fijación a un alojamiento de una máquina de procesamiento y un segundo extremo (22) enfrentado al anterior, en un procedimiento pulvimetalúrgico a partir de polvo de partida para metal duro o cermet, configurar un asiento (24) para un inserto de corte reemplazable (3) con un taladro roscado (27) para alojar un tornillo de fijación (6) para el inserto de corte (3) en la pieza en bruto en el segundo extremo (22) y posteriormente sinterizar la pieza en bruto procesada para formar el cuerpo base (2) de la herramienta de arranque de virutas, en el que después de la sinterización tiene lugar un procesamiento de rectificado del perímetro exterior del cuerpo base (2) en el primer extremo (21).
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la configuración del asiento (24) tiene lugar mediante un procesamiento con arranque de virutas de la pieza en bruto.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 o 13, en el que la superficie del cuerpo base (2) de la herramienta de arranque de virutas se reviste con un revestimiento de material duro.
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