MXPA02003631A

MXPA02003631A - Ajuste de las inserciones de corte en una herramienta de corte.

Info

Publication number: MXPA02003631A
Application number: MXPA02003631A
Authority: MX
Inventors: John C Musil
Original assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2002-08-30
Also published as: DE60007888T2; US6247878B1; EP1225997B1; CA2386819A1; DE60007888D1; EP1225997A1; BR0014832A; JP2003511252A; WO2001026854A1

Abstract

Un mecanismo y un metodo para ajustar la posicion de una insercion de corte (5), relativa al cuerpo (3) de una herramienta de corte (1) es mostrada. El mecanismo de la invencion comprende un par de paredes voladizas flexibles (26, 28) cada una definiendo una pared de la cavidad de insercion de corte (13) en el cuerpo de una varilla de barrenado.

Description

e AJUSTE D? LAS INSERCIONES D? CORTE EN UNA HERRAMIENTA D? CORTE.

CAMPO DE LA INVENCIÓN 5 Esta invención generalmente se relaciona al ajuste de aparatos para herramientas de corte y es específicamente concerniente con un aparato para ajustar la posición de un borde cortante de una inserción montada en el cuerpo de una varilla de barrenado. 10 ANTECEDENTES DE LA INVECNIÓN Los aparatos para ajustar la posición de • las - inserciones de corte en las varillas de barrenado y otras herramientas son conocidas en el arte anterior. Sin embargo, 15 antes de tales aparatos de ajuste sean descritos, una breve descripción del contexto mecánico de dichos aparatos será dada. Las varillas de barrenado tienen un cuerpo de varilla generalmente cilindrico. Una pluralidad de inserciones de 20 corte son montadas alrededor de la periferia del cuerpo de la varilla de barrenado en depresiones conocidas como "bolsa" que conforman a la forma de dos de los lados de las inserciones. Cada inserción es asegurada en su respectiva bolsa por medio de un tornillo de sujeción que se extiende a través de un 25 agujero centralmente localizado en la inserción. Mientras que las bolsas y los tornillos de sujeción proveen un montaje seguro para las inserciones durante una operación de corte, desafortunadamente, no proveen un operador del sistema con cualquier medio para hacer ajustes finos en la posición de los 5 bordes cortantes de las inserciones montadas alrededor de la periferia de la varilla de barrenado. Esto es desafortunado, ya que aún las malas alineaciones entre los bordes de las inserciones de corte en el orden de .001 pulgadas pueden resultar en un desgaste desigual de las inserciones y una 10 disminución en el desempeño de la varilla de barrenado. Aún si las bolsas fueron perfectamente maquinadas a la dimensión deseada, las inserciones por si mismas pueden fácilmente * variar en tamaño .001 de una pulgada o más debido a las tolerancias de fabricación o por un desgaste desigual durante 15 el uso. Para resolver este problema, los aparatos para hacer pequeños ajustes en la posición de las inserciones de corte en dicha herramienta fueron desarrollados en el arte anterior. En una de los diseños más comunes, una de las paredes de las 20 bolsas receptoras de inserción en el cuerpo de la herramienta es reemplazado con un miembro de forma rectangular conocido como un "cartucho" que es deslizablemente montado en el cuerpo de la varilla de barrenado u otra herramienta por medio de un pasador. El cartucho es ajustado por uno a más tornillos de 25 sujeción que son girados para deslizar el cartucho en una dirección que pueda mover el borde cortante de la inserción ya sea axial o radial con respecto a los bordes cortantes de otras inserciones montadas alrededor del cuerpo de la varilla de barrenado. 5 Mientras que dichos aparatos del arte anterior son capaces de alinear los bordes de corte de las inserciones, los solicitantes han observado un numero de defectos asociados con k dichos aparatos. Por ejemplo, el contacto metal con metal entre los cartuchos y el cuerpo de la varilla de barrenado 10 frecuentemente provoca, a nivel microscópico, una fricción adherente irregular que resulta en un movimiento irregular de elemento de cuña deslizable a medida que el tornillo de ajuste M* es girado. Dicha fricción acoplada con el hecho de que aún un giro parcial del tornillo de ajuste mueve el cartucho a 15 relativamente una larga distancia en un nivel microscópico frecuentemente provoca que el operador de sistema se exceda en su meta de posicionamiento intencionado (que puede ser tan pequeño como .0005 pulgadas). El exceso en la meta intencionada, en turno, requiere que el operador de sistema se 20 reinicie, creando así una cantidad no deseada de tiempo no deseado para la varilla de barrenado u otra herramienta. Otro defecto de dicho diseño es que requiere la fabricación y ensamblaje de partes de precisión adicionales en el cuerpo de la varilla de barrenado. Esto por supuesto resulta en mayores 25 costos de fabricación. Finalmente, es posible para los tornillos de sujeción usados en dichos aparatos para aflojarlos ligeramente de las vibraciones asociadas con la operación de maquinaria, provocando así que el borde cortante de la inserción se cambie fuera de su posición. 5 Claramente, existe una necesidad de un mecanismo para hacer ajustes finos a la posición de las inserciones de corte montadas alrededor de una varilla de barrenado u otra ? herramienta para eliminar marcas indeseables en la pieza de trabajo que es más fácil y más rápida de usar que la de los 10 aparatos de ajuste del arte anterior. Idealmente, dicho mecanismo de ajuste requerirá la fabricación y el ensamblaje de menos partes de precisión para minimizar el costo de la * varilla de barrenado ajustable resultante u otra herramienta y resistirá el aflojarse por las sacudidas y la vibración 15 provocada por la operación de maquinariao. Finalmente, será deseable si dicho mecanismo de ajuste pudiera ser fácilmente instalado a las varillas de barrenado existentes y otros tipos de herramientas cortantes. 20 Hablando generalmente, la invención es dirigida a un mecanismo y un método para ajustar la posición de una inserción de corte relativa al cuerpo de una herramienta de corte que sobrepasa todos los defectos anteriormente mencionados asociados con el arte anterior. A este fin, el 25 mecanismo de la invención comprende un par de paredes voladizas flexibles cada una definiendo una pared de la bolsa de inserción de corte en el cuerpo de la varilla de barrenado. Una varilla de barrenado de la invención comprende un cuerpo de barra teniendo al menos una bolsa para recibir una 5 inserción de corte y un mecanismo de ajuste de posición incluyendo un par de paredes voladizas flexibles cada una definiendo una pared de la bolsa. M En el método de la invención, una varilla de barrenado es provista teniendo una pluralidad de bolsas, cada 10 una definida por un par de paredes voladizas adaptadas para ser flexionadas por un mecanismo de cuña. Después, una inserción de corte es instalada en cada bolsa. La posición ' del borde cortante de cada inserción de corte es entonces determinada. En el último paso del método, la inserción 15 radialmente proximal es ajustada hacia fuera usando el mecanismo de cuña para flexionar las paredes voladizas. Ventajosamente, la breve flexión de las paredes voladizas provee un aparato de ajuste que es fácil y altamente controlable para ajustes de posiciones finas. La fuerza 20 reactiva que aplican las paredes voladizas al mecanismo de cuña elimina la marcha muerta y asiste en el aseguramiento del mecanismo de cuña en posición para que no se afloje cómo resultado de la sacudida y la vibración asociada con una operación de maquinaria. El método de la invención 25 ventajosamente provee una técnica fácil para instalar y usar el aparato de ajuste de posición en una herramienta de barrenado convencional teniendo un cuerpo de varilla con una bolsa receptora de inserción.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva de una varilla de barrenado que incluye el aparato de ajuste de inserción de la invención; La Figura 2 es una viste en perspectiva a escala reducida, de frente explotada de la varilla de barrenado ilustrada en la Figura 1; y Las Figuras 3A y 3B son vistas de sección cruzada, parcial, alargada de la varilla de barrenado ilustrada en la Figura 1 mostrando el aparato de cuña de la invención en formas explotadas y ensambladas, respectivamente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia ahora a las Figuras 1 y 2, en donde los numerales parecidos designan componentes parecidos a través de todas de las varias Figuras, el mecanismo de ajuste de posición de la invención es adaptado para su uso en una varilla de barrenado 1 teniendo un cuerpo de varilla 3 con un mango 4 para recibir un adaptador de unidad de sujeción para rotar la broca (no mostrada) . Una pluralidad de inserciones de corte 5 con bordes cortantes 7 son uniformemente asegurados al extremo frontal 9 del cuerpo de la varilla 3 por medio de ensamblajes montados 11. Cada ensamblaje montado 11 incluye una bolsa 13 teniendo una superficie de soporte radial 15 y una superficie de soporte axial 17 para recibir y soportar una 5 inserción de corte 5. Una depresión de relieve de esquina 19 es provisto entre las superficies de soporte radial y axial 15, 17 para recibir el ensamblaje montado 11, posteriormente J^ incluye una barrena enhebrada 21 que se extiende desde el fondo de la bolsa 13 hacia el cuerpo de la varilla 3 para 10 recibir el mango enhebrado del tornillo de sujeción 22 insertable a través de un agujero 23 centralmente dispuesto en la inserción. Las estrías quebradas 24 son provistas en la ^ periferia de la bolsa receptora de inserción 13 para proveer espacio para la expulsión de pedazos de metal y líquido 15 enfriador durante la operación de maquinaria. El mecanismo de ajuste de posición 25 incluye un par de paredes voladizas o costillas 26, 28 que, como es visto mejor en las Figuras 3A y 3B, son integralmente conectadas al cuerpo de la varilla 3. En la modalidad preferida, una pared 20 voladiza axial 26 define la pared axial de la bolsa receptora de inserción 13. Esta pared 26 es definida por la ranura de relieve axial 27 y, en esta modalidad particular, la superficie de soporte axial 17 de la bolsa receptora de inserción 13. Una pared voladiza radial 28 define la pared 25 radial de la bolsa receptora de inserción 13. Esta pared 28 es definida por una ranura de relieve radial 29 y la superficie de soporte radial 15 de la bolsa receptora de inserción 13. La ranura de relieve axial 27 es separada de la ranura de relieve radial 29 por una porción del cuerpo de la varilla que define un punto de pivote 31 para la bolsa receptora de inserción 13, como se aprecia mejor en la Figura 2. El grosor T (mostrado en la Figura 3A) de la pared voladiza axial 26 es suficientemente pequeña para permitir un mecanismo de cuña para flexionarla unas milésimas de pulgada 10 radialmente. Cuando el cuerpo de la barra 3 es formado de una aleación de acero alta de carbón cromo - vanadio (como una ANSÍ 6150), el grosor T debe ser de aproximadamente 0.125 f pulgadas. Ya que las paredes voladizas 26, 28 son formadas por los cortes de las ranuras de relieve 27, 29 en el cuerpo 15 de la varilla 3, las paredes voladizas 26, 28 son integralmente conectadas al cuerpo de la varilla 3, como es mostrado en las Figuras 3A y 3B. Con referencia a las Figuras 3A y 3b, una depresión arcuata 33 es provista en una porción de la pared voladiza 20 axial 26. Otra depresión arcuata 35 es provista en una superficie opuesta de la ranura de relieve axial 27. Estas dos depresiones 33, 35 definen una sola depresión frustocónica que lleva a una barrena enhebrada 37 para recibir el mecanismo de cuña 40 del mecanismo de ajuste de posición 25. En una 25 modalidad preferida, el mecanismo de cuña 40 es un tornillo 42 teniendo una cabeza cónica 44. Con referencia en particular a la Figura 3A, el ángulo piramidal A de la depresión frustocónica con respecto al eje de la depresión es preferiblemente de aproximadamente 11 grados. El ángulo piramidal B de la cabeza cónica 44 con respecto al eje de rotación del tornillo 42 es preferiblemente de aproximadamente 30 grados. El ángulo piramidal de la cabeza cónica 44 copera con el ángulo piramidal de la depresión para aumentar la cantidad de control fino que un operador de sistema tiene flexionando las paredes voladizas 26, 28 para ajustar radialmente la posición del borde cortante 7 de la inserción 5 sin un indeseable exceso. Adicionalmente, el mango enhebrado 46 del tornillo 42 es provisto con un gran numero de hebras (preferiblemente en el orden de 51 hebras por pulgada) para el mismo propósito. Cuando la ranura frustocónica 27 es piramidal en un ángulo de aproximadamente 11 grados y el mango tiene cerca de 51 hebras por pulgada, un giro completo del tornillo 42 flexionará las paredes voladizas 26, 28 aproximadamente de 0.004 de pulgada. Un giro pequeño del tornillo 42 flexionará las paredes voladizas 26, 28 aproximadamente 0.0001 de pulgada. Una modulación fina de las hebras del mango 46 no solamente mejora el control, pero también ayuda a asegurar que el tornillo 42 no se aflojará debido al choque mecánico y a la vibración asociada con la operación de barrenado. Para un aseguramiento porterior, las hebras del mango 46 pueden ser envueltas en un recubrimiento plástico para que el tornillo 42 permanezca exactamente en la misma posición son importar ni el choque ni la vibración que es generada por la varilla de barrenado 1. Una depresión hexagonal 48 es centralmente provista en el extremo de la cabeza cónica 44 del tornillo 42 para recibir el extremo de la llave de ajuste (no mostrada) . r k En operación, el operador de sistema instala las inserciones 5 en el cuerpo de la varilla 3 de la varilla de 10 barrenado 1 por medio de los ensamblajes montados 11 descritos previamente oprimiendo las inserciones para que ajusten contra las superficies de las bolsas 15, 17 y aprieta los tornillos # de sujeción de inserción 22 a un torque deseado. Todo durante este paso, el tornillo 42 del mecanismo de cuña 40 es 15 completamente aflojado para que las paredes voladizas 26, 28 no son flexionadas elásticamente por la cabeza cónica 44 del tornillo. La posición de los bordes de corte 7 de cada una de las inserciones de corte 5 dispuestas alrededor de la periferia de la varilla de barrenado 1 es entonces determinada # 20 por una calibrador de posicionamiento (no mostrada) . Dicho calibrador son bien conocidos en el arte. Los bordes de corte 7 que están radialmente relativos hacia adentro a lo más exterior de estos grados son entonces ajustados cuidadosamente radialmente hacia fuera por el operador de sistema girando el 25 tornillo 42 del mecanismo de cuña 40 en contra de las manecillas del reloj para que la cabeza cónica 44 del tornillo 42 flexiona las paredes voladizas 26, 28. Después que de todos los bordes de corte 7 han sido llevados a un alineamiento radial preciso con otra por medio del tornillo 42 de los mecanismos de ajuste de posición 25, la varilla de barrenado 1 es entonces montada en un eje rotatorio (tampoco mostrado) por medio del mango 4 de la varilla de barrenado 1. Mientras que esta invención ha sido descrita con respecto a varias modalidades preferidas, varias 10 modificaciones y adiciones serán aparentes a personas de habilidades ordinarias en el arte. Todas estas variaciones y modificaciones se pretenden que sean englobados desntro del ^) alcance de esta patente, que es limitada solo por las cláusulas anexas en adelante. 15 20 25

Claims

NOVEDAD DEL INVENTO Habiendo descrito la invención, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama lo contenido en las 5 siguientes cláusulas:

1. Un mecanismo de ajuste de posición para una / varilla de barrenado incluyendo un cuerpo de varilla teniendo al menos una bolsa adaptada en ella para recibir una inserción 10 de corte, dicho mecanismo de ajuste de posición comprendiendo: Un par de paredes voladizas flexibles cada una definiendo una pared de la bolsa.

2. El mecanismo de ajuste de posición de la 15 cláusula 1, en donde dichas paredes voladizas incluyen: Una pared voladiza axial definiendo una pared axial de dicha bolsa; y Una pared voladiza radial definiendo una pared radial de dicha bolsa. 20

3. El mecanismo de ajuste de posición de la cláusula 1, incluyendo posteriormente un mecanismo de cuña adaptado para ajustar al menos una dicha pared voladiza para flexionar dichas paredes voladizas. 25

4. El mecanismo de ajuste de posición de la cláusula 1, incluyendo además: Una depresión frustocónica definida en al menos en parte por una de dichas paredes voladizas; y Un tornillo teniendo un mango enhebrado para ajustar el cuerpo de la varilla y una cabeza cónica adaptada para ajustar dicha depresión frustocónica.

5. Una varilla de barrenado comprendiendo: 10 Una varilla de barrenado teniendo al menos una bolsa para recibir una inserción de corte; y Un mecanismo de ajuste de posición incluyendo un par • de paredes voladizas flexibles cada una definiendo una pared de dicha bolsa. 15

6. La varilla de barrenado de la cláusula 5, en donde dichas paredes voladizas incluyen: Una pared voladiza axial definiendo una pared axial de dicha bolsa; y 20 Una pared voladiza radial definiendo una pared radial de dicha bolsa.

7. La varilla de barrenado de la cláusula 5, incluyendo posteriormente un mecanismo de cuña adaptado para 25 ajustar al menos una dicha pared voladiza para flexionar dichas paredes voladizas.

8. La varilla de barrenado de la cláusula 5, incluyendo posteriormente: 5 Una depresión frustocónica definida en al menos en parte por una de dichas paredes voladizas; y Un tornillo teniendo un mango enhebrado adaptado para ^ ' * ajustar el cuerpo de la varilla y una cabeza cónica adaptados para ajustar dicha depresión frustocónica. 10

9. La varilla de barrenado de la cláusula 5, en donde dicha superficie de soporte de bolsa incluye una f ^^ superficie de soporte radial y una superficie de soporte axial para recibir sostener la inserción de corte. 15

10. La varilla de barrenado de la cláusula 9, incluyendo además una depresión de relieve de esquina provista entre dichas superficies de soporte radial y axial para & recibir una esquina de la inserción. 20

11. La varilla de barrenado de la cláusula 5, incluyendo posteriormente una estría astillada en una periferia de dicha bolsa. 25

12. Un método para ajustar las bolsas de inserción de la varilla de barrenado comprendiendo los pasos de: (a) suministrando una varilla de barrenado teniendo una pluralidad de bolsas cada una definida por un par de paredes voladizas adaptadas para ser flexionadas por un mecanismo de cuña; (b) instalando una inserción de corte en cada bolsa; (c) determinando la posición del borde de corte de cada inserción de corte; y (d) ajusfando la inserción radial más interna hacia fuera usando el mecanismo de cufia para flexionar las paredes voladizas.

13. El método de acuerdo a la cláusula 12, en donde el paso (a) además incluye los pasos de: (e) presionar las inserciones de corte para ajustar en contra de las superficies de soporte de sus respectivas bolsas; y (f) apretando un tornillo de sujeción de inserción para cada inserción de corte a un torque deseado.

14. El método de acuerdo a la cláusula 13, en donde el paso (c) es realizado con un ajuste de posición.

15. El método de acuerdo a la cláusula 12, en donde el paso (d) es repetido hasta que todos los bordes de corte han sido llevados a una alineación radial uno con otro. 10 15 25