ES3018624T3 - Herramienta para mecanizado por arranque de virutas - Google Patents

Abstract

Se proporciona una herramienta (100) para mecanizado, que comprende un cuerpo base (1) con un eje de rotación (R) alrededor del cual gira la herramienta durante su funcionamiento, al menos un asiento (2) formado en el cuerpo base (1) para alojar un inserto de corte intercambiable (3), un tornillo de fijación (5) para fijar el inserto de corte (3) al asiento (2) y un inserto de corte (3) fijado al asiento (2). El asiento (2) tiene una superficie base (21) para soportar la cara inferior (33) del inserto de corte (3), una primera superficie de contacto lateral (22) que soporta el inserto de corte (3) radialmente hacia dentro y una segunda superficie de contacto lateral (23) que soporta el inserto de corte (3) axial y radialmente hacia fuera. Un orificio (4) para alojar el tornillo de fijación (5) está formado en la superficie base (21). El orificio (4) presenta un orificio roscado (41) separado de la superficie base (21) y, más cerca de esta, una sección de orificio sin rosca (42). El tornillo de fijación (5) presenta una sección roscada (51) para interactuar con el orificio roscado (41), una sección de cabeza (53) para su soporte en un orificio pasante (36) del inserto de corte (3) y una sección de vástago sin rosca (52) entre la sección roscada (51) y la sección de cabeza (53). La sección de vástago sin rosca (52) tiene una sección transversal menor que la sección de orificio sin rosca (42). El inserto de corte (3) está fijado al asiento (2) de tal manera que la sección de cabeza (53) del tornillo de fijación (5) se apoya en el orificio pasante (36) del inserto de corte (3), la sección roscada (51) del tornillo de fijación (5) interactúa con el orificio roscado (41) y la sección de cabeza (53) del tornillo de fijación (3) se desvía elásticamente de tal manera que la sección de eje sin rosca (52) se apoya en la sección de orificio sin rosca (42) en un segundo cuadrante (Q2) situado radialmente hacia afuera y axialmente en dirección a un extremo libre (12) de la herramienta. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Herramienta para mecanizado por arranque de virutas

La presente invención se refiere a una herramienta para mecanizado por arranque de virutas según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método para fijar un inserto de corte a un asiento de un cuerpo base de dicha herramienta.

En el mecanizado por arranque de virutas de materiales metálicos en particular y cada vez más también de materiales compuestos, a menudo se utilizan herramientas en donde los filos de corte que entran en contacto con el material que se van a mecanizar por arranque de virutas están formados en insertos de corte reemplazables que están hechos de un material duro y resistente al desgaste y que están dispuestos en asientos previstos para este fin en un cuerpo base que está hecho de un material más tenaz, como en particular acero para herramientas. Los insertos de corte reemplazables se diseñan a menudo como los llamados insertos de corte indexables, que tienen una pluralidad de filos de corte que pueden llevarse a una posición de corte activa en el cuerpo base uno tras otro cuando el filo de corte anterior se desgasta. Los insertos de corte normalmente pueden estar hechos de carburo cementado, cermet o una cerámica de corte.

En herramientas diseñadas para el mecanizado por arranque de virutas por fresado, el cuerpo base tiene un eje de rotación alrededor del cual el cuerpo base gira durante el funcionamiento de la herramienta.

El cuerpo base puede tener, por ejemplo, un solo asiento para alojar un inserto de corte reemplazable. Normalmente, sin embargo, se prevén varios de estos asientos, que están distribuidos sobre la circunferencia del cuerpo base de la herramienta. Para aumentar la productividad en el mecanizado por arranque de virutas con estas herramientas, existe una tendencia a utilizar las herramientas a velocidades cada vez mayores para los materiales adecuados y a diseñarlas como las denominadas fresas de alta velocidad ohigh-speed cutter,que alcanzan velocidades suelen ser de varias decenas de miles de revoluciones por minuto.

Cuando se utilizan estas herramientas a velocidades muy altas, además de las fuerzas de corte que se producen normalmente y que actúan principalmente en las direcciones tangencial y axial, también plantean un problema las fuerzas centrífugas que actúan sobre los insertos de corte debido a las altas velocidades. Si en la siguiente descripción se utilizan los términos radial, axial y tangencial, estos se refieren al eje de rotación del cuerpo base de la herramienta, a menos que el contexto específico indique lo contrario.

Las elevadas fuerzas centrífugas pueden, por ejemplo, en el caso en que el inserto de corte esté fijado al asiento por medio de un tornillo de fijación, provocar que la posición de los insertos de corte en sus asientos sobre el cuerpo base cambie y, en casos extremos, también pueden provocar un fallo del tornillo de fijación, provocando que el inserto de corte se desprenda del asiento. Si esto sucede durante el mecanizado por arranque de virutas, puede provocar daños a la pieza de trabajo que se está mecanizando y también supone un riesgo de seguridad.

El documento US 10,286,459 B2 describe una herramienta según el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento US 3,805,351 A describe un método para asegurar de manera reversible un inserto de corte en un hueco en la circunferencia de un cuerpo de herramienta giratorio por medio de un elemento de sujeción roscado adaptado para sujetar el inserto de corte de manera plana contra una superficie de asiento y firmemente contra superficies de posicionamiento de borde cuando el elemento de sujeción se atornilla en el cuerpo de la herramienta.

El documento EP 1083017 A1 describe una herramienta de arranque de virutas para mecanizado de alta velocidad en donde el asiento para alojar un inserto de corte intercambiable está provisto de una forma que interactúa hasta cierto punto por unión positiva con la parte inferior del inserto de corte.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una herramienta mejorada para mecanizar por arranque de virutas a altas velocidades de rotación, un uso mejorado de un inserto de corte y un método mejorado para sujetar un inserto de corte, en donde un inserto de corte se soporta de manera fiable contra fuerzas centrífugas que actúan de una manera que es insensible a las tolerancias de fabricación y la fuerza de sujeción con la que el inserto de corte se sujeta en un asiento se puede especificar dentro de un rango más estrecho.

El objetivo se resuelve mediante una herramienta para el mecanizado por arranque de virutas según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se indican variantes ventajosas.

La herramienta tiene un cuerpo base que tiene un eje de rotación alrededor del cual gira la herramienta durante el funcionamiento, al menos un asiento formado en el cuerpo base para alojar un inserto de corte reemplazable, un tornillo de fijación para fijar el inserto de corte al asiento y un inserto de corte fijado al asiento. El asiento tiene una superficie de base para soportar una parte inferior del inserto de corte, una primera superficie de contacto lateral para soportar una primera superficie lateral del inserto de corte, cuya primera superficie de contacto lateral soporta el inserto de corte radialmente hacia dentro, y una segunda superficie de contacto lateral para soportar una segunda superficie lateral del inserto de corte, cuya segunda superficie de contacto lateral soporta el inserto de corte axialmente y radialmente hacia fuera. En la superficie de base se dispone un orificio para colocar el tomillo de fijación. El orificio tiene un orificio roscado a cierta distancia de la superficie de base y una sección de orificio sin rosca más cercana a la superficie de base. El tornillo de fijación tiene una sección roscada para cooperar con el orificio roscado, una sección de cabeza para apoyarse en un orificio pasante del inserto de corte y, entre la sección roscada y la sección de cabeza, una sección de vástago sin rosca, presentando sección de vástago sin rosca una sección transversal más pequeña que la sección del orificio sin rosca. El inserto de corte está fijado al asiento de tal manera que la sección de cabeza del tornillo de fijación se apoya en el orificio pasante del inserto de corte, la sección roscada del tornillo de fijación interactúa con el orificio roscado y la sección de cabeza del tornillo de fijación se desvía elásticamente de tal manera que la sección de vástago sin rosca se apoya en la sección de orificio sin rosca en un segundo cuadrante radialmente exterior situado axialmente en la dirección de un extremo libre de la herramienta cuando se mira perpendicularmente a la superficie de base.

En la dirección de visión perpendicular a la superficie de base, el orificio tiene cuatro cuadrantes, dos de los cuales (un tercer cuadrante y un cuarto cuadrante) están ubicados radialmente hacia dentro, es decir, más cerca del eje de rotación del cuerpo base, y dos (un primer cuadrante y un segundo cuadrante) están ubicados radialmente hacia fuera, es decir, más lejos del eje de rotación del cuerpo base. Uno de los cuadrantes radialmente interiores, el tercer cuadrante, y uno de los cuadrantes radialmente exteriores del orificio, el segundo cuadrante, están situados cada uno axialmente hacia el extremo libre de la herramienta, lo que a continuación también se denomina "axialmente anterior". El otro de los cuadrantes radialmente interiores, el cuarto cuadrante, y de los cuadrantes radialmente exteriores, el primer cuadrante, están situados cada uno de ellos orientados en dirección opuesta al extremo libre de la herramienta, es decir, en dirección al extremo de sujeción de la herramienta, lo que a continuación también se denomina "axialmente posterior". De este modo, visto en el sentido de las agujas del reloj, hay un primer cuadrante radialmente exterior orientado axialmente en dirección opuesta al extremo libre, un segundo cuadrante radialmente exterior orientado axialmente en dirección hacia el extremo libre, un tercer cuadrante radialmente interior orientado axialmente en dirección hacia el extremo libre y un cuarto cuadrante radialmente interior orientado axialmente en dirección opuesta al extremo libre.

Puesto que la segunda superficie de contacto lateral está prevista para el contacto con una segunda superficie lateral del inserto de corte, que soporta el inserto de corte axialmente y radialmente hacia fuera, y además el tornillo de fijación está desviado elásticamente de tal manera que la sección del vástago sin rosca se apoya sobre la sección del orificio sin rosca en el segundo cuadrante radialmente exterior y axialmente en dirección al extremo libre de la herramienta, el inserto de corte se apoya contra la fuerza centrífuga de manera por unión positiva en dos posiciones espaciadas espacialmente, de modo que se evita de forma fiable la migración del inserto de corte desde el asiento incluso a altas velocidades de la herramienta. Puesto que el apoyo de la sección del vástago sin rosca sobre la sección del orificio sin rosca se consigue mediante una deflexión elástica de la sección de la cabeza y de la sección del orificio sin rosca del tornillo de fijación, las tolerancias de fabricación de la primera y segunda superficie de contacto laterales, del orificio y del tornillo de fijación se pueden compensar de forma fiable mediante la deformación elástica del tornillo de fijación. Además, la fuerza de sujeción con la que el inserto de corte se sujeta al asiento se puede especificar a través de las propiedades elásticas del tornillo de sujeción.

Según una variante, la sección del vástago sin rosca está separada de la sección del orificio sin rosca en un cuarto cuadrante dispuesto radialmente hacia el interior y alejado del extremo libre de la herramienta. Por lo tanto, la sección del orificio sin rosca presenta un sobredimensionamiento correspondiente en comparación con la sección del vástago sin rosca del tornillo de fijación, de modo que este último se puede desviar elásticamente sin obstáculos hasta que la sección del vástago sin rosca se apoya contra la sección del orificio sin rosca en el cuadrante situado radialmente en el exterior y en dirección al extremo libre de la herramienta. De este modo se pueden compensar especialmente bien las tolerancias del inserto de corte y de las superficies de contacto laterales. Preferiblemente, la sección de vástago sin rosca también está separada de la sección de orificio sin rosca en el primer cuadrante y en el tercer cuadrante.

Si la sección de la cabeza del tornillo de fijación se desvía elásticamente radialmente hacia fuera y axialmente hacia el extremo libre de la herramienta, el inserto de corte se sujeta de manera especialmente fiable tanto contra la primera superficie de contacto lateral como contra la segunda superficie de contacto lateral.

Según una variante, la primera superficie de contacto lateral y la segunda superficie de contacto lateral forman entre sí un ángulo de < 75° en una dirección de visión perpendicular a la superficie de base. En este caso, el inserto de corte queda asegurado por unión positiva de forma especialmente segura y protegido contra las fuerzas centrífugas. Preferiblemente, el ángulo puede ser < 65°. El ángulo encerrado por la primera superficie de contacto lateral y la segunda superficie de contacto lateral es preferiblemente > 35°, más preferiblemente > 40°, para proporcionar un alojamiento fiable del inserto de corte en el asiento.

Según una variante, la sección de la cabeza del tornillo de fijación tiene una sección transversal más grande perpendicular a un eje del tornillo de fijación, que es más grande que la sección transversal más pequeña del orificio pasante. En otras palabras, en este caso la sección de la cabeza del tornillo de fijación no puede pasar a través del orificio pasante del inserto de corte. En este caso, el inserto de corte se fija al asiento de forma especialmente fiable por unión positiva.

Según una variante, un eje longitudinal del orificio roscado en un plano de contacto entre la sección de cabeza del tomillo de fijación y el orificio pasante del inserto de corte está desplazado con respecto al eje longitudinal del orificio pasante en la dirección de la primera superficie de contacto lateral y en la dirección de la segunda superficie de contacto lateral. En este caso, el inserto de corte se sujeta de forma fiable en la dirección de la primera superficie de contacto lateral y en la dirección de la segunda superficie de contacto lateral y la sección del vástago sin rosca del tornillo de fijación se pone en contacto de forma fiable con la sección del orificio sin rosca mediante una desviación elástica.

Si una normal de la superficie de la primera superficie de contacto lateral tiene como componente principal un componente direccional orientado radialmente hacia fuera, entonces la primera superficie de contacto lateral soporta el inserto de corte de manera particularmente fiable contra fuerzas que actúan radialmente hacia dentro. Además del componente direccional dirigido radialmente hacia fuera, la normal a la superficie también puede tener componentes direccionales de menor magnitud en la dirección axial y/o en la dirección tangencial.

Según una variante, una normal a la superficie de la segunda superficie de contacto lateral tiene un componente direccional axial y un componente direccional orientado radialmente hacia dentro. En este caso, el inserto de corte se apoya de forma fiable contra las fuerzas axiales y las fuerzas centrífugas a través de la segunda superficie de contacto lateral. La normal de la superficie de la segunda superficie de contacto lateral también puede tener un componente direccional tangencial de menor magnitud.

Según una variante, una normal a la superficie de la superficie de base tiene un componente direccional tangencial como componente principal. En este caso, el inserto de corte se apoya de forma especialmente fiable en el asiento contra las fuerzas de arranque de virutas que actúan principalmente en dirección tangencial. La normal de la superficie de la superficie de base también puede tener componentes direccionales más pequeños en la dirección radial y/o en la dirección axial.

Según una variante, la pared de la sección del orificio sin rosca está curvada de forma cóncava en dirección circunferencial en el lado del orificio, al menos en el segundo cuadrante del orificio situado radialmente hacia fuera y axialmente en dirección al extremo libre de la herramienta. En este caso, las tolerancias en la zona de la primera superficie de contacto lateral y la segunda superficie de contacto lateral, así como el inserto de corte que interactúa con ellas, se compensan de manera especialmente fiable por el hecho de que la zona de contacto de la sección de vástago sin rosca en la sección de orificio sin rosca se puede ajustar dentro de un rango angular más grande en el segundo cuadrante durante la deflexión elástica de la sección de cabeza.

Según una variante, la sección del orificio sin rosca tiene una sección transversal sustancialmente circular. En este caso, la sección de orificio sin rosca se puede diseñar de forma especialmente sencilla y económica. Sin embargo, también es posible diseñar la sección del orificio sin rosca con una forma de sección transversal que se desvíe de una sección transversal circular.

Según una variante, la sección del orificio sin rosca está formada paralelamente al orificio roscado. Esto permite una producción especialmente sencilla y económica tanto del orificio como del tornillo de fijación contenido en el mismo. Preferiblemente, la sección del orificio sin rosca está formada coaxialmente con respecto al orificio roscado.

Según una variante, la herramienta es una fresa de alta velocidad diseñada para mecanizar por arranque de virutas a velocidades de más de 10000 revoluciones por minuto. En particular, en el caso de herramientas diseñadas para mecanizar a altas velocidades, la protección fiable contra las fuerzas centrífugas es de especial importancia.

El objetivo se resuelve también mediante un método para la fijación de un inserto de corte según la reivindicación 14.

El método permite lograr las ventajas descritas anteriormente con referencia a la herramienta. Las variantes ventajosas descritos con respecto a la herramienta también se pueden aplicar ventajosamente al método.

Otras ventajas y beneficios de la invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción de un ejemplo de realización con referencia a las figuras adjuntas.

Se muestra en la:

Fig. 1: una vista en perspectiva de una herramienta según una forma de realización;

Fig. 2: una vista ampliada del asiento con el inserto de corte dispuesto sobre el mismo en la zona rodeada por un círculo B de la Fig. 1, pero sin el tornillo de fijación;

Fig. 3: una representación correspondiente a la Fig. 2, pero adicionalmente sin inserto de corte;

Fig. 4: una representación esquemática del tornillo de fijación en la forma de realización;

Fig. 5: vista esquemática en sección en un plano que contiene el eje longitudinal del orificio roscado, en la zona del asiento con el inserto de corte dispuesto sobre el mismo, pero sin el tornillo de fijación;

Fig. 6: una vista esquemática en perspectiva del inserto de corte en la forma de realización;

Fig. 7: una vista en sección correspondiente a la Fig. 5 con el tomillo de fijación en un estado no apretado del tomillo de fijación;

Fig. 8: una vista en sección correspondiente a la Fig. 7, pero con el tornillo de fijación en estado apretado; Fig. 9: vista esquemática en sección en dirección perpendicular al eje longitudinal del orificio en la zona de la sección del orificio sin rosca con tornillo de fijación en estado no apretado; y

Fig. 10: una vista esquemática en sección correspondiente a la Fig. 9, pero con el tornillo de fijación en estado apretado.

FORMA DE REALIZACIÓN

A continuación, se describe con más detalle una forma de realización haciendo referencia a las figuras.

En la forma de realización específicamente ilustrada, la herramienta 100 para el mecanizado por arranque de virutas está diseñada como una herramienta de fresado, en particular como una fresa de alta velocidad, que está diseñada para mecanizar por arranque de virutas a una velocidad de hasta varias decenas de miles de revoluciones por minuto.

La herramienta 100 tiene un cuerpo 1 base, que está hecho, por ejemplo, de acero para herramientas, de un metal pesado de tungsteno como Densimet® o un metal duro. El cuerpo 1 base tiene un primer extremo 11, que está provisto de una interfaz para la conexión indirecta o directa a un husillo de accionamiento de una máquina de mecanizado (no mostrada), y un extremo 12 libre orientado en dirección opuesta al primer extremo 11. El cuerpo 1 base tiene un eje R de rotación, alrededor del cual gira la herramienta 100 durante el funcionamiento, es decir, durante el mecanizado por arranque de virutas.

Como se puede ver en la Fig. 1, en la zona del extremo 12 libre en el cuerpo 1 base, están previstos una pluralidad de asientos 2 para alojar insertos 3 de corte reemplazables. Los asientos 2 están dispuestos distribuidos sobre la circunferencia del cuerpo 1 base. Aunque en el ejemplo de realización específico mostrado se muestra un cuerpo 1 base que tiene un total de cuatro asientos 2 para alojar insertos 3 de corte intercambiables, se pueden proporcionar menos asientos 2 de este tipo, pero al menos uno o más de cuatro asientos 2. Los asientos 2 están dispuestos de tal manera que un inserto 3 de corte dispuesto en ellos sobresale axialmente con un filo 31 de corte secundario más allá del extremo 12 libre del cuerpo 1 base y sobresale radialmente con un filo 32 de corte principal más allá del cuerpo 1 base. Los asientos 2 están diseñados para una denominada sujeción radial de los insertos 3 de corte, discurriendo el plano de extensión principal del inserto 3 de corte fijado al respectivo asiento 2 esencialmente radialmente y extendiéndose el eje longitudinal del tornillo 5 de fijación, con el que se fija el inserto 3 de corte al asiento, predominantemente en dirección tangencial. Dado que los asientos 2 son esencialmente idénticos entre sí y los insertos 3 de corte dispuestos sobre ellos también son al menos esencialmente idénticos entre sí, a continuación, se explican con más detalle solo un asiento 2 y la fijación de un inserto 3 de corte al mismo.

El inserto 3 de corte tiene una forma básica sustancialmente poligonal con un lado 33 inferior y un lado 34 superior opuesto al lado 33 inferior, que está diseñado como una superficie de viruta, como se puede ver en particular en la Fig. 6. El lado 33 inferior y el lado 34 superior están conectados entre sí a través de superficies laterales. Un orificio 36 pasante se extiende desde el lado 34 superior hasta el lado 33 inferior a través del inserto 3 de corte. El filo 31 de corte secundario y el filo 32 de corte principal están formados a lo largo de la transición desde el lado 34 superior hasta las superficies laterales y están conectados entre sí a través de una esquina 35 de corte. En el ejemplo de realización específico mostrado, el inserto 3 de corte tiene una simetría rotacional doble con respecto al eje longitudinal del orificio 36 pasante, de modo que se proporcionan dos secciones de borde de corte, cada una de las cuales tiene un filo 32 de corte principal y un filo 31 de corte secundario conectado a este último a través de una esquina 35 de corte. Como se puede ver en la Fig. 1, en el estado montado del inserto 3 de corte en el cuerpo 1 base, una de las dos secciones de filo de corte está en una posición activa en donde el filo 32 de corte principal sobresale radialmente más allá del cuerpo 1 base y el filo 31 de corte secundario sobresale axialmente más allá del cuerpo 1 base, la otra de las dos secciones de filo de corte está en una posición inactiva.

Aunque en el ejemplo de realización específico mostrado se muestra un inserto 3 de corte en donde se proporcionan secciones de borde de corte solo en la transición desde el lado 34 superior a las superficies laterales, en una modificación también es posible un diseño de doble cara del inserto de corte, en donde también se proporcionan secciones de borde de corte en la transición desde el lado 33 inferior a las superficies laterales.

El inserto 3 de corte tiene una primera superficie 37 lateral con la que el inserto 3 de corte se apoya radialmente hacia dentro sobre el asiento 2. La primera superficie 37 lateral está formada en el lado del inserto 3 de corte que está opuesto al filo 32 de corte principal en la posición activa. Debido a la doble simetría rotacional descrita, debajo de la superficie de separación principal del filo 32 de corte principal activo hay también otra primera superficie 37 lateral, que está asignada al filo 32 de corte principal inactivo opuesto.

El inserto 3 de corte tiene además una segunda superficie 38 lateral, con la que el inserto 3 de corte se apoya axial y radialmente hacia fuera sobre el asiento 2. La segunda superficie 38 lateral está formada en el lado del inserto 3 de corte que está opuesto al filo 31 de corte secundario en la posición activa. Debido a la doble simetría rotacional descrita, en el lado del filo 31 de corte secundario activo hay además otra segunda superficie 38 lateral, que está asignada al filo 31 de corte secundario inactivo opuesto.

A continuación, se describe con más detalle el asiento 2 en el que se sujeta el inserto 3 de corte con referencia a la Fig. 3.

El asiento 2 tiene una superficie 21 de base para soportar la parte 33 inferior del inserto 3 de corte, una primera superficie 22 de contacto lateral para soportar la primera superficie 37 lateral del inserto 3 de corte y una segunda superficie 23 de contacto lateral para soportar la segunda superficie 38 lateral del inserto 3 de corte.

Una normal de superficie de la superficie 21 de base tiene un componente direccional tangencial como su componente principal. Además, la normal de la superficie de la superficie 21 de base también puede tener componentes direccionales axial y/o radial más pequeños.

La primera superficie 22 de contacto lateral soporta el inserto 3 de corte radialmente hacia dentro. La primera superficie 22 de contacto lateral puede formarse, por ejemplo, como una superficie continua. Sin embargo, también es posible, por ejemplo, que la primera superficie 22 de contacto lateral presente una pluralidad de superficies parciales separadas para un apoyo radial hacia dentro, como se puede ver, por ejemplo, en la Fig. 3. Para proporcionar soporte radialmente hacia dentro, la normal de la superficie de la primera superficie 22 de contacto lateral tiene un componente direccional orientado radialmente hacia fuera como su componente principal. La normal de la superficie de la primera superficie 22 de contacto lateral puede tener, por ejemplo, solo un componente direccional dirigido radialmente hacia fuera o también componentes direccionales tangenciales y/o axiales adicionales más pequeños.

La segunda superficie 23 de contacto lateral apoya el inserto 3 de corte en su lado alejado del extremo 12 libre del cuerpo 1 base tanto en dirección axial como radialmente hacia fuera. Para lograr esto, la normal de la superficie de la segunda superficie 23 de contacto lateral tiene tanto un componente direccional axial en dirección al extremo 12 libre del cuerpo 1 base como un componente direccional radialmente hacia dentro. Además, la normal de la superficie de la segunda superficie 23 de contacto lateral también puede tener un pequeño componente direccional tangencial, como es el caso, por ejemplo, de la segunda superficie 23 de contacto lateral mostrada en la Fig. 3.

Como se puede ver en la Fig. 3, la primera superficie 22 de contacto lateral y la segunda superficie 23 de contacto lateral encierran entre sí un ángulo a interior en una dirección de visión perpendicular a la superficie 21 de base, que es menor que 75°, preferiblemente menor que 65°. En el ejemplo de realización específico mostrado, el ángulo a interior es de aproximadamente 60°. La primera superficie 22 de contacto lateral encierra un ángulo interior > 90° con la superficie 21 de base. Asimismo, la segunda superficie 23 de contacto lateral encierra un ángulo interior > 90° con la superficie de base. En el ejemplo de realización específico mostrado, el ángulo interior entre la superficie 21 de base y la primera superficie 22 de contacto lateral es ligeramente mayor que 90°, por ejemplo, puede ser de aproximadamente 100°. Asimismo, el ángulo interior entre la superficie 21 de base y la segunda superficie 22 de contacto lateral es ligeramente mayor que 90° y puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 100°. En el caso de un diseño de doble cara del inserto 3 de corte, en donde también se forman secciones de borde de corte en la transición desde el lado 33 inferior a las superficies laterales, los ángulos interiores entre la superficie 21 de base y las superficies 22, 23 de contacto laterales pueden ser preferiblemente cada uno de 90°.

Como se puede ver en la Fig. 3 y en la Fig. 5, en la superficie 21 de base del asiento 2 está formado un orificio 4. El orificio 4 se extiende desde la superficie 21 de base hasta el material del cuerpo 1 base y presenta en una zona distanciada de la superficie 21 de base un orificio 41 roscado con una rosca interior para su cooperación con una rosca exterior correspondiente del tornillo 5 de fijación, tal como se describirá con más detalle a continuación. Entre el orificio 41 roscado y la apertura del orificio 4 en la superficie 21 de base se forma una sección 42 de orificio sin rosca. En el ejemplo de realización específico mostrado, la sección 42 de orificio sin rosca tiene una sección transversal circular y se extiende coaxialmente con el orificio 41 roscado. Sin embargo, también es posible que la sección 42 de orificio sin rosca tenga una forma de sección transversal diferente.

Como se puede ver en la Fig. 4, el tornillo 5 de fijación tiene una sección 51 roscada que está diseñada para cooperar con el orificio 41 roscado, una sección 53 de cabeza y una sección 52 de vástago sin rosca dispuesta entre la sección 53 de cabeza y la sección 51 roscada. En el ejemplo de realización ilustrado específicamente, se proporciona un cono entre la sección 51 roscada y la sección 52 de vástago sin rosca, que promueve una deflexión elástica relativa de la sección 53 de cabeza con respecto a la sección 51 roscada en una dirección perpendicular a un eje longitudinal del tornillo 5 de fijación. La sección 53 de cabeza del tornillo 5 de fijación está diseñada para cooperar con el orificio 36 pasante en el inserto 3 de corte. La sección 53 de cabeza tiene una sección transversal más grande que es mayor que la sección transversal interna más pequeña del orificio 36 pasante, de modo que la sección 53 de cabeza no puede pasar completamente a través del orificio 36 pasante. La sección 53 de cabeza está adaptada a la forma del orificio 36 pasante de tal manera que la sección 53 de cabeza puede apoyarse en el orificio 36 pasante, en particular preferiblemente en forma de anillo. La sección 52 de vástago sin rosca del tornillo 5 de fijación tiene una sección transversal significativamente menor que la sección transversal de la sección 42 de orificio sin rosca del orificio 4. En otras palabras, la sección 42 de orificio sin rosca tiene un sobredimensionamiento en todos sus lados en comparación con la sección 52 de vástago sin rosca, que es significativamente mayor que las tolerancias habituales en una producción con ajuste preciso.

Como se muestra en particular en la Fig. 3, la sección 42 de orificio sin rosca tiene cuatro cuadrantes Q1, Q2, Q3 y Q4, que están numerados en el sentido de las agujas del reloj en el presente caso. Un primer cuadrante Q1 de la sección 42 de orificio sin rosca se encuentra en el lado de la sección 42 de orificio sin rosca que está alejado del extremo 12 libre del cuerpo 1 base y se encuentra radialmente hacia fuera. Un segundo cuadrante Q2 se encuentra en el lado del extremo 12 libre y se encuentra radialmente hacia fuera. Un tercer cuadrante Q3 también se encuentra en el lado del extremo 12 libre, pero radialmente hacia dentro. Un cuarto cuadrante Q4 está situado radialmente hacia dentro en el lado orientado hacia el lado opuesto al extremo 12 libre. En otras palabras, el primer cuadrante Q1 está ubicado entre las "12 y las 3" desde una dirección paralela al eje R de rotación, el segundo cuadrante Q2 está ubicado entre las "3 y las 6", el tercer cuadrante Q3 está ubicado entre las "6 y las 9" y el cuarto cuadrante Q4 está ubicado entre las "9 y las 12".

A continuación, se describirá con más detalle, haciendo referencia a la Fig. 7 a la Fig.10, cómo se sujeta el inserto 3 de corte en el asiento 2 por medio del tornillo 5 de fijación.

En primer lugar, con referencia a la Fig. 7 y la Fig. 9, se describe la situación cuando el inserto 3 de corte está dispuesto sobre el asiento 2 y el tornillo 5 de fijación con su sección 51 roscada se pasa a través del orificio 36 pasante del inserto 3 de corte de manera que la sección 51 roscada está en acoplamiento con el orificio 41 roscado y la sección 52 de vástago sin rosca está dispuesta en la sección 42 de orificio sin rosca, pero el tornillo 5 de fijación aún no está apretado. En este estado, la sección 52 de vástago sin rosca está separada por todos los lados de la sección 42 de orificio sin rosca sobredimensionada, como se puede ver en particular en la Fig. 9. En otras palabras, en este estado, la sección 52 de vástago sin rosca está separada de la sección 42 de orificio sin rosca en el primer cuadrante Q1, así como en el segundo cuadrante Q2, el tercer cuadrante Q3 y el cuarto cuadrante Q4. El eje Z longitudinal del orificio 41 roscado está ligeramente desplazado con respecto al eje W longitudinal del orificio 36 pasante en el inserto 3 de corte tanto en dirección a la primera superficie 23 de contacto lateral como en dirección a la segunda superficie 23 de contacto lateral, como puede verse, por ejemplo, en la Fig. 5. En la Fig. 2, una flecha P muestra esquemáticamente (no a escala) la dirección en la que se desplaza el eje Z longitudinal del orificio 41 roscado con respecto al eje W longitudinal del orificio 36 pasante. Se puede observar que esta dirección está inclinada en un ángulo p con respecto a la dirección axial, de modo que la dirección tiene un componente direccional radialmente hacia dentro y un componente direccional axialmente hacia atrás, hacia el primer extremo 11 del cuerpo 1 base. En el ejemplo específico mostrado, el ángulo p está comprendido entre 50° y 70°.

Al apretar el tornillo 5 de fijación, la sección 51 roscada se enrosca más profundamente en el orificio roscado de manera que la sección 53 de cabeza del tornillo 5 de fijación entra en contacto con el orificio 36 pasante del inserto 3 de corte. Debido al desplazamiento descrito entre el eje W longitudinal del orificio 36 pasante y el eje Z longitudinal del orificio 41 roscado, la sección 53 de cabeza entra en contacto primero en la zona del orificio 36 pasante en el lado entre la primera superficie 22 de contacto lateral y la segunda superficie 23 de contacto lateral del asiento 2. De este modo, el inserto 3 de corte se presiona en la dirección entre la primera superficie 22 de contacto lateral y la segunda superficie 23 de contacto lateral. Al encajar el orificio 36 pasante, la sección 53 de cabeza y con ella la sección 52 de vástago sin rosca del tornillo 5 de fijación se desvían elásticamente radialmente hacia fuera y en dirección al extremo 12 libre del cuerpo 1 base, de modo que la sección 52 de vástago sin rosca se desvía hacia el segundo cuadrante Q2 de la sección 42 de orificio sin rosca. La deflexión elástica se produce hasta que la sección 52 de vástago sin rosca en el segundo cuadrante Q2 de la sección 42 de orificio sin rosca se apoya contra la sección 42 de orificio sin rosca. Esta condición se muestra en la Fig. 8 y la Fig. 10. En la Fig. 10 se muestra esquemáticamente el desplazamiento resultante del eje Y longitudinal del tornillo 5 de fijación en la zona de la sección 52 de vástago sin rosca con respecto al eje Z longitudinal del orificio 41 roscado. Además de estar asegurado radialmente hacia fuera a través de la segunda superficie 23 de contacto lateral, el inserto 3 de corte está asegurado de manera que encaje en su forma radialmente hacia fuera en otra posición a través de la interacción de la sección 52 de vástago sin rosca con la sección 42 de orificio sin rosca, de modo que el inserto 3 de corte está asegurado por unión positiva de manera particularmente fiable contra las fuerzas centrífugas que actúan durante el mecanizado por arranque de virutas. Dado que el apoyo se realiza en la sección 52 de vástago sin rosca, las fuerzas de arranque de virutas sobre el tornillo 5 de fijación provocadas por las fuerzas centrífugas no actúan sobre la sección 51 de rosca más débil del tornillo 5 de fijación, sino sobre la sección 52 de vástago sin rosca significativamente más estable, reduciendo de este modo el riesgo de fallo del material del tornillo 5 de fijación. Debido a la deformación elástica del tornillo 5 de fijación, la sección 53 de cabeza del tornillo 5 de fijación encaja perfectamente contra el orificio 36 pasante. La interacción de la sección 53 de cabeza más grande del tornillo 5 de fijación con el orificio 36 pasante más pequeño del inserto 3 de corte sujeta de manera fiable el inserto 3 de corte en la dirección de la superficie 21 de base y asegura el inserto 3 de corte de manera que encaje por unión positiva para que no se levante de la superficie 21 de base.

En el primer cuadrante Q1, el tercer cuadrante Q3 y el cuarto cuadrante 4 de la sección 42 de orificio sin rosca, la sección 52 de vástago sin rosca del tornillo 5 de fijación no se apoya sobre el tornillo 5 de fijación debido al sobredimensionamiento de la sección 42 de orificio sin rosca cuando se aprieta el tornillo 5 de fijación, como se puede ver en particular en la Fig. 10. Mediante la deformación elástica del tornillo 5 de fijación hasta que la sección 52 de vástago sin rosca entra en contacto con la sección 42 de orificio sin rosca, las tolerancias de fabricación del inserto 3 de corte, así como de la primera superficie 22 de contacto lateral y de la segunda superficie 23 de contacto lateral, se pueden compensar fácilmente en un rango relativamente grande. Las tolerancias en la posición y alineación de la primera superficie 22 de contacto lateral y de la segunda superficie 23 de contacto lateral entre sí se compensan por el hecho de que la sección 52 de vástago sin rosca en el segundo cuadrante Q2 de la sección 42 de orificio sin rosca se apoya o bien más en la dirección del extremo 12 libre o bien más radialmente hacia fuera. La forma cóncava circunferencial de la pared de la sección 42 de orificio sin rosca en el segundo cuadrante Q2 del lado del orificio permite que la sección 52 de vástago sin rosca se pueda alinear fácilmente en esta dirección. Aunque el ejemplo de realización ilustrado muestra una forma de sección transversal circular de la sección 42 de orificio sin rosca, que es particularmente simple y económica de producir, la forma de sección transversal de la sección 42 de orificio sin rosca no está limitada a dicha forma circular, sino que también son posibles otras formas de sección transversal, pero la pared de la sección 42 de orificio sin rosca debe estar curvada preferiblemente de forma cóncava en la dirección circunferencial, al menos en el segundo cuadrante.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Herramienta (100) para el mecanizado por arranque de virutas que tiene

un cuerpo (1) base que tiene un eje (R) de rotación alrededor del cual gira la herramienta durante el funcionamiento,

al menos un asiento (2) que está formado en el cuerpo (1) base para alojar un inserto (3) de corte reemplazable, un tornillo (5) de fijación para fijar el inserto (3) de corte al asiento (2), y

un inserto (3) de corte que está fijado al asiento (2),

presentando el asiento (2) una superficie (21) de base para soportar un lado (33) inferior del inserto (3) de corte, y una primera superficie (22) de contacto lateral para apoyarse contra una primera superficie (37) lateral del inserto (3) de corte, soportando la primera superficie (22) de contacto lateral el inserto (3) de corte en una dirección radialmente hacia dentro, y habiendo un orificio (4) para alojar el tornillo (5) de fijación conformado en la superficie (21) de base,

presentando el orificio (4) lejos de la superficie (21) de base un orificio (41) roscado y más cerca en dirección a la superficie (21) de base una sección (42) de orificio sin rosca,

presentando el tornillo (5) de fijación una sección (51) roscada para cooperar con el orificio (41) roscado, una sección (53) de cabeza para soportar en un orificio (36) pasante el inserto (3) de corte y entre la sección (51) roscada y la sección (53) de cabeza una sección (52) de vástago sin rosca, presentando la sección (52) de vástago sin rosca una sección transversal más pequeña que la sección (42) de orificio sin rosca, estando el inserto (3) de corte fijado al asiento (2) de tal manera que la sección (53) de cabeza del tornillo (5) de fijación se apoya en el orificio (36) pasante del inserto (3) de corte, la sección (51) roscada del tornillo (5) de fijación coopera con el orificio (41) roscado y la sección (53) de cabeza del tornillo de fijación (3) se desvía elásticamente

caracterizado por queel asiento (2) presenta una segunda superficie (23) de contacto lateral para apoyarse contra una segunda superficie (38) lateral del inserto (3) de corte, cuya segunda superficie (23) de contacto lateral soporta el inserto (3) de corte axialmente y en una dirección radial hacia fuera y la sección (53) de cabeza del tornillo de fijación (3) está desviada elásticamente de tal manera que la sección (52) de vástago sin rosca está soportada cuando se observa en una dirección perpendicular a la superficie (21) de base en un segundo cuadrante (Q2) que está situado en una dirección radial hacia fuera y axialmente en la dirección de un extremo (12) libre de la herramienta en la sección (42) de orificio sin rosca.

2. Herramienta según la reivindicación 1, en la que la sección (52) de vástago sin rosca en un cuarto cuadrante (Q4) que se encuentra en una dirección radial hacia dentro y orientado hacia fuera del extremo libre (21) de la herramienta está separada de la sección (42) de orificio sin rosca.

3. Herramienta según la reivindicación 1 o 2, en la que la sección (53) de cabeza del tornillo (5) de fijación está desviada elásticamente en dirección radial hacia fuera y axialmente en dirección al extremo (12) libre de la herramienta.

4. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la primera superficie (22) de contacto lateral y la segunda superficie (23) de contacto lateral conforman en una dirección de visión perpendicular a la superficie (21) de base un ángulo (a) < 75° entre sí, preferiblemente < 65°.

5. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la sección (53) de cabeza del tornillo (5) de fijación tiene una sección transversal más grande perpendicularmente a un eje del tornillo (5) de fijación que es mayor que una sección transversal más pequeña del orificio (36) pasante.

6. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que un eje (Z) longitudinal del orificio (4) roscado está desplazado en un plano de contacto entre la sección (53) de cabeza del tornillo (5) de fijación y el orificio (36) pasante del inserto (3) de corte con respecto al eje (W) longitudinal del orificio (36) pasante en dirección hacia la primera superficie (22) de contacto lateral y en dirección hacia la segunda superficie (23) de contacto lateral.

7. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una normal de superficie de la primera superficie (22) de contacto lateral presenta un componente direccional dirigido radialmente hacia fuera como componente principal.

8. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una normal de superficie de la segunda superficie (23) de contacto lateral presenta un componente direccional axial y un componente direccional dirigido radialmente hacia dentro.

9. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una normal de superficie de la superficie (21) de base presenta un componente direccional tangencial como componente principal.

10. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la pared de la sección (42) de orificio sin rosca al menos en el segundo cuadrante (Q2), que se encuentra dispuesto en una dirección radialmente hacia fuera y axialmente en la dirección del extremo (12) libre de la herramienta, del orificio (4) está diseñada para ser curvada de manera cóncava en el lado del orificio en la dirección circunferencial.

11. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la sección (42) de orificio sin rosca presenta una sección transversal sustancialmente circular.

12. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la sección (42) de orificio sin rosca es paralela al orificio (41) roscado.

13. Herramienta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, siendo la herramienta (100) una fresadora de alta velocidad que está configurada para una operación de mecanizado por arranque de virutas a velocidades de más de 10000 revoluciones por minuto.

14. Método para fijar un inserto (3) de corte a un asiento (2) de un cuerpo (1) base de una herramienta (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el método los siguientes pasos:

- colocar el inserto (3) de corte sobre el asiento (2) de manera que su lado (33) inferior se apoye sobre la superficie (21) de base, una primera superficie (37) lateral se apoye sobre la primera superficie (22) de contacto lateral y una segunda superficie (38) lateral se apoye sobre la segunda superficie (23) de contacto lateral, - guiar una sección (51) roscada de un tornillo (5) de fijación a través de un orificio (36) pasante en el inserto (3) de corte y dentro del orificio (4) de manera que la sección (51) roscada se mueva hasta acoplarse con el orificio (41) roscado y una sección (52) de vástago sin rosca que está dispuesta entre la sección (51) roscada y una sección (53) de cabeza del tornillo (5) de fijación se apoye separada circunferencialmente en la sección (42) de orificio sin rosca, y

- atornillar el tornillo (5) de fijación de manera que la sección (53) de cabeza se mueva inicialmente hasta hacer tope con el orificio (36) pasante en un lado radialmente interior alejado de un extremo (12) libre del cuerpo (1) base y posteriormente la sección (53) de cabeza y la sección (52) de vástago sin rosca se desvíen elásticamente en una dirección radialmente hacia fuera y en la dirección del extremo (12) libre del cuerpo (1) base hasta que la sección (52) de vástago sin rosca se mueva hasta hacer tope con un segundo cuadrante (Q2), que se encuentra en una dirección radialmente hacia fuera y axialmente en la dirección del extremo (12) libre, de la sección (42) de orificio sin rosca.