MXPA01008482A - Inserto cortante de diamante y metodo para formar el mismo. - Google Patents

Abstract

Se proporcionar un inserto cortante completamente revestido que comprende un sustrato de carburo que tiene un material ultraduro unido a este que cubre sustancialmente un lado de sustrato de carburo, el sustrato de carburo y la capa ultradura tiene superficies paralelas expuestas configuradas para ser sujetas al cuerpo cortante, al menos un borde del inserto cortante esta formado para presentar una superficie cortante. El inserto cortante ultraduro completamente revestido es provisto de manera preferible con el mismo tamaño y forma de los insertos cortantes de carburo estandar, para proporcionar por lo tanto un juego de herramientas intercambiable para un cortador giratorio. Tambien se proporciona un metodo unico para formar un inserto cortante ultraduro completamente revestido, el cual utiliza el labrado por descarga electrica.

Description

INSERTO CORTANTE DE DIAMANTE Y MÉTODO PARA FORMAR EL MISMO Campo de la invención La presente invención se relaciona de manera general con cortadoras giratorias para la transformación de la madera, y de manera más particular con insertos cortantes que tienen un borde cortante ultraduro y un método para formar los mismos.

Antecedentes de la invención Las herramientas cortantes giratorias en la industria transformadora de la madera son típicamente utilizadas en máquinas mecánicas tales como ranuradoras, aplicadores de bandas en los bordes o cantos, o espigadoras que se utilizan típicamente para biselar, redondear o dar otra forma a una pieza de trabajo. Esas herramientas cortantes típicamente emplean un inserto cortante que tiene un borde cortante para formar la pieza de trabajo. En la transformación de la madera, el inserto en sí contiene un borde cortante perfilado para formar directamente la forma deseada en la pieza de trabajo, el perfil con frecuencia es curvo o de otro modo complejo. La herramienta cortante típicamente incluye una cabeza cortante que tiene un cuerpo y una espiga. El cuerpo cortante usualmente incluye un mecanismo de sujeción y/o sujetador roscado para sujetar de manera liberable el inserto cortante al cuerpo cortante, dejando el borde cortante expuesto para acoplar la pieza de trabajo. Cuando el inserto cortante ha quedado suficientemente desafilado o, de otro modo, gastado, el inserto es removido del cuerpo cortante y se instala un nuevo inserto cortante para operaciones adicionales. Los insertos cortantes típicamente se forman de una variedad de materiales duros, tales como carburo cementado o carburo de tungsteno cementado, el cual se caracteriza por su alta dureza sobre una amplia gama de temperaturas, un módulo elástico alto, baja expansión térmica y una alta conductividad térmica. Particularmente con respecto al arte de transformar la madera, los insertos de carburo son una herramienta cortante bien aceptada de elección. Sin embargo, ha surgido un problema particular cuando se intenta trabajar productos reconstituidos que están comprimidos, tales como cartón de pasta de madera o de papeles viejos o cartón gris ordinario. Cuando se trabajan esos materiales, se ha encontrado que los insertos de carburo pueden desgastarse en diez horas o menos. Para combatir el desgaste sobre esos insertos cortantes, se utilizan cabezales cortantes los cuales unen el material ultraduro al cabezal cortante, el material ultraduro que forma el borde cortante prolonga la vida de la herramienta cortante. Esos bordes cortantes se forman comúnmente partir de una pieza no terminada, compacta, compuesta, que tiene un soporte o sustrato de carburo y una carga abrasiva unida a éste, la capa abrasiva comprende un material sinterizado, ultraduro, tal como el diamante policristalino (PDC) o nitruro de boro cúbico policristalino (PCBN) . Típicamente el PCD o el PCBN se unen al sustrato de carburo mediante una operación de sinterización bajo presión elevada y temperatura elevada (HP/HT) . Debido a la naturaleza cara del PCD y el PCBN, han sido desarrollados varios métodos para unir el material ultraduro sólo adyacente al borde cortante. Principalmente, aquellas porciones de esas estructuras compactas que comprenden un sustrato de carburo y una capa de material ultraduro son soldadas directamente al cuerpo cortante del cortador giratorio, y a continuación maquinadada por descarga eléctrica (EDM) para formar el borde cortante de una forma deseada, algunas veces llamada acción basculante. Esto proporciona un cabezal cortante unitario que tiene mayor resistencia para materiales comprimidos. Aunque esta solución proporciona un cabezal cortante que tiene mayor resistencia, también existen desventajas a esta solución. Cuando el inserto cortante ultraduro eventualmente se desgasta hasta un grado que evita su uso posterior, todo el cabezal cortante debe ser removido y enviado a servicio. El inserto cortante es terminado nuevamente o reemplazado, lo cual da como resultado una gran cantidad de tiempo muerto, así como las dificultades y costos encontrados cuando se termina nuevamente o se reemplaza. Puesto que existen muchos bordes cortantes perfilados de manera diferente para probar diferentes formas en piezas de trabajo, necesita tenerse a la mano un juego completo de cortadores de diamante de repuesto. Los cabezales cortantes son herramientas muy caras, y es muy caro conservar juegos completos de cabezales cortantes de reemplazo a la mano, guardados en el anaquel.

Resumen de la invención A la luz de lo anterior, un objeto general de la presente invención es proporcionar un inserto cortante para un cortador giratorio utilizado para la transformación de la madera, que proporciona un borde cortante ultraduro para trabajar materiales comprimidos, que elimina las desventajas de la técnica anterior descritas anteriormente, a saber la necesidad de mantener juegos completos de cortadores de diamante de repuesto.

Un objeto relacionado de la presente invención es proporcionar un inserto cortante que tiene un borde cortante ultraduro, el cual puede ser reemplazado rápida y fácilmente para reducir al mínimo el tiempo muerto de corte. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un inserto cortante que es fácilmente intercambiable con insertos cortantes de carburo estándar para proporcionar un juego de herramientas versátil. También es un objeto de la presente invención proporcionar un método único para formar una herramienta cortante que logre los objetos anteriores y permite el uso de la herramienta con un cabezal cortante que tiene un mecanismo de sujeción. De acuerdo con esos objetivos, se proporciona un inserto cortante completamente revestido que comprende un sustrato de carburo que tiene un material ultraduro unido a éste cubriendo sustancialmente un lado del sustrato de carburo, el sustrato de carburo y la capa ultradura tienen superficies paralelas expuestas configuradas para ser sujetadas al cuerpo cortante, al menos un borde del inserto cortante estando formado para presentar una superficie cortante. Proporcionando un inserto cortante ultraduro completamente revestido, la presente invención proporciona una herramienta cortante durable que elimina muchos de los problemas asociados con los insertos cortantes anteriores, tales como los problemas de terminar nuevamente o reemplazar todo el cabezal cortante. Además, el inserto cortante completamente revestido puede ser empleado con cabezales cortantes que tienen mecanismos de sujeción, de modo que el inserto cortante pueda ser reemplazado rápida y fácilmente para reducir al mínimo el tiempo muerto de corte . Un aspecto de la presente invención es proporcionar insertos cortantes ultraduros completamente revestidos que tienen el mismo tamaño y forma que los insertos cortantes de carburo estándar, para proporcionar por lo tanto un juego de herramientas intercambiable para el cortador giratorio, a saber un inserto de carburo y un inserto de diamante. De manera preferible, el borde cortante del inserto de diamante está formado para presentar una superficie cortante la cual es la misma que la superficie cortante del inserto de carburo. De igual modo, el inserto de diamante está configurado preferiblemente para ser sujeto al cuerpo cortante en una forma similar a su contraparte, el inserto de carburo. También se proporciona un método único para formar el inserto cortante ultraduro completamente revestido. Algunos insertos de carburo estándar incluyen una abertura o aberturas a través de las cuales se extiende un sujetador roscado para acoplar selectivamente el mecanismo de sujeción de la herramienta cortante para sujetar de manera segura el inserto cortante en él. De acuerdo a un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para hacer una abertura en un inserto cortante ultraduro, completamente revestido, que comprende los pasos de seleccionar un inserto cortante que tiene una capa de material ultraduro que contiene un agente de unión conductor unido al sustrato, colocar un electrodo EDM cerca del inserto ultraduro, y hundir el electrodo hacia el inserto cortante para formar una abertura en él. El método puede comprender además los pasos de proporcionar un alambre EDM que tenga un alambre colocado a través de la abertura y mover el alambre a lo largo de una distancia predeterminada con relación al inserto cortante para alargar el diámetro del orificio. Otros objetivos y ventajas de la invención se volverán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada cuando se tome en conjunto con los dibujos acompañantes.

Breve Descripción de los dibujos Los dibujos acompañantes incorporados y que forman parte de la especificación ilustran varios aspectos de la presente invención, y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos: Las FIGURAS 1 y la ilustran vistas plana y lateral, respectivamente, de una pieza no terminada compuesta, utilizada para formar un inserto cortante construido de acuerdo a la presente invención. Las FIGURAS 2 y 3 ilustran vistas en perspectiva y lateral, respectivamente, de un inserto cortante formado a partir de una pieza no terminada de la FIGURA 1. La FIGURA 4 ilustra una vista en perspectiva de una modalidad de un inserto cortante formado a partir de la pieza no terminada de la FIGURA 1. Las FIGURAS 5a y 5b ilustran un juego de insertos cortantes para utilizarse con el cabezal cortante ilustrado en la FIGURA 5c, el inserto cortante de la FIGURA 5a se formó para el inserto cortante de la FIGURA 4. Las FIGURAS 6a y 6b ilustran un juego de insertos cortantes para utilizarse con el cabezal cortante ilustrado en la FIGURA 6a, el inserto cortante de la FIGURA 6a se formó a partir del inserto cortante de la FIGURA 4.

Las FIGURAS 7 y 7a ilustran vistas en perspectiva y lateral, respectivamente, de un inserto cortante formado a partir de una pieza no terminada de la FIGURA 1. Las FIGURAS 8a y 8b ilustran un juego de insertos cortantes para utilizarse con la cabeza cortante ilustrada en la FIGURA 8c, el inserto cortante de la FIGURA 8a se formó a partir del inserto cortante de la FIGURA 7. Aunque la invención será descrita en relación con ciertas modalidades preferidas, no se pretende limitarla a aquellas modalidades. Por el contrario, se pretende cubrir todas las alternativas, modificaciones y equivalentes incluidos dentro del espíritu y alcance de la invención de acuerdo a lo definido por las reivindicaciones anexas.

Descripción detallada de las modalidades preferidas La presente invención está dirigida hacia un inserto cortante ultraduro completamente revestido, así como un método para producir ese inserto. Para mayor claridad, primero será descrito un método de formación de un inserto cortante de acuerdo a la presente invención, con referencia a las FIGURAS 1-5, el cual al mismo tiempo describirá las modalidades de un inserto cortante construido de acuerdo a la presente invención. A continuación, con referencia a las FIGURAS 6-8 se describirán modalidades adicionales de los insertos cortantes que incorporan la presente invención, así como los cabezales cortantes para los cuales ellos están particularmente adaptados para su uso. También será reconocido por aquellos expertos en la técnica que las modalidades presentadas aquí nuevamente representan una porción de las numerosas modalidades que pueden ser construidas de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Pasando a las FIGURAS 1 y la, se muestra una estructura compuesta en forma de disco 18 que tiene un sustrato o soporte 22 que tiene unido a éste una capa totalmente revestida 24. De manera preferible, el sustrato 22 es de carburo, tal como carburo de tungsteno cementado o similar, y el revestimiento 24 comprende un material ultraduro, tal como diamante policristalino (PCB) o nitruro de boro policristalino (PCBN) y materiales similares los cuales son bien conocidos en la técnica. Como también es sabido, el revestimiento ultraduro 24 es unido al sustrato 22 por un proceso tal como la sinterización bajo alta temperatura y alta presión. Esas piezas no terminadas compuestas se encuentran comercialmente disponibles, tales como aquéllas de General Electric, y vendidas en varios tamaños tales como el disco redondo de 58 mm preferido, que tiene un espesor total de 2.0 mm, descrito en la FIGURA la. La FIGURA 1 incluye además líneas punteadas 28 que definen una forma poligonal sobre la pieza no terminada 18, que indican la forma en la que el inserto cortante va a ser cortado de la pieza no terminada 18. Se comprenderá fácilmente que también pueden ser formadas otras formas a partir de la pieza no terminada. El proceso de formar un inserto cortante de acuerdo a la invención implica el paso de maquinar por descarga eléctrica (EDM) la estructura compacta compuesta 18, de manera preferible por alambre EDM (descrita con mayor detalle más adelante) , a lo largo de la línea punteada 28 para formar el inserto cortante 20 como se muestra en la FIGURA 2. Las FIGURAS 2 y 3 muestran vistas en perspectiva y lateral, respectivamente, del inserto cortante 20, el cual generalmente comprende el sustrato o soporte de carburo 22 que tiene una capa o revestimiento de PCD total 24 unido a éste. Una vista lateral del inserto cortante 20 se muestra en la FIGURA 3, donde el espesor del inserto 20 y sus capas 22, 24 pueden observarse. En la modalidad preferida, el inserto 20 tiene un espesor total de aproximadamente 2 mm, definido por el sustrato de carburo 22 que tiene un espesor de aproximadamente 1.5 mm mientras que el revestimiento de PCD 24 tiene un espesor de aproximadamente 0.5 mm. La importancia del espesor del inserto cortante 20 será descrita más adelante. Ha sido convencional utilizar únicamente una pequeña porción de la pieza no terminada compuesta 18 soldando la porción directamente al cuerpo cortante para proporcionar un borde cortante ultraduro. El alto costo de los diamantes ha dirigido su uso como una punta o borde cortante local, lo cual permitirá aún que el cabezal cortante tenga la mayor resistencia y dureza del diamante, y permita su uso sobre materiales difíciles de cortar. Entre tanto, los insertos de carburo estándar de bajo costo, los cuales son muy adecuados para la transformación de la madera, se desgastarán después de 10 horas cuando se corten ciertos materiales tales como materiales comprimidos, como el cartón de pasta de madera o de papeles viejos. Se ha encontrado a través de experimentos que un inserto cortante de diamante completamente revestido construido de acuerdo a las enseñanzas de la presente invención, dura aproximadamente 400 horas cuando se cortan los mismos materiales comprimidos, cerca de 40 veces más que los insertos de carburo. Por lo tanto, la presente invención da como resultado ahorros de costos en comparación con los insertos de carburo convencionales, a pesar del alto costo de las estructuras compactas compuestas totalmente de diamante. Además, los insertos cortantes ultraduros completamente revestidos de la presente invención son fácilmente intercambiables con sus contrapartes, los insertos de carburo, para la adaptación rápida de una máquina cortante para la pieza de trabajo particular, como se describirá con mayor detalle aquí. Pasando la atención a la FIGURA 4, puede ser preferible proporcionar un inserto cortante 20 con una o más aberturas 30 para cooperar con un mecanismo de sujeción del cuerpo de la herramienta cortante al cual el inserto 20 va a ser unido de manera removible. De acuerdo a un aspecto de la presente invención, se proporciona un método único para formar abertura 30 en un inserto cortante que tiene un soporte de carburo 22 y una capa ultradura completamente revestida 24. De acuerdo a este proceso, se forma un orificio por medio de maquinado por descarga eléctrica del inserto 20 con un electrodo EDM. En el maquinado por descarga eléctrica, la remoción del material se efectúa por descargas en forma de chispa, y en consecuencia también se conoce por erosión por chispas. La descarga ocurre cuando la descarga de potencial entre el electrodo y el inserto cortante 20 (el cual debe ser conductor) es suficientemente grande para producir una irrupción en el medio entre los dos, el cual es usualmente un fluido dieléctrico. Típicamente, el electrodo EDM se coloca adyacente y es hundido de manera controlable hacia el inserto cortante 20. La capa de carburo 22 es suficientemente conductora para crear una diferencia de potencial, sin embargo la capa de diamante 24 debe ser elegida de manera selectiva puesto que el diamante generalmente es no conductor. Algunas capas de PCD y PCBN incluyen partículas conductoras que, si están presentes en concentración suficiente, pueden ser removidas por las chispas del electrodo. De manera preferible, se utiliza un agente aglutinante, tal como el tungsteno, el cual proporciona suficiente conductividad a la capa ultradura para hundir el electrodo EDM. El hundimiento del electrodo opera para erosionar el sustrato conductor y las partículas conductoras en la capa ultradura, liberando las partículas ultraduras para formar la abertura de un inserto cortante. De manera más específica, el electrodo corta a través de la capa ultradura erosionando las partículas conductoras en el agente adherente para liberar el material ultraduro y formar una abertura similar al electrodo a través de la capa formada. El electrodo entonces continúa el corte a través del sustrato utilizando el maquinado con electrodo EDM convencional para erosionar el sustrato conductor y continuar el orificio en forma de electrodo. El diamante es de este modo alimentado del agente adherente y del sustrato, y en consecuencia pueden formarse orificios. Durante el proceso de hundimiento, el electrodo EDM y el inserto cortante son conectados típicamente a las terminales de un capacitor cargado desde una fuente de energía. La descarga de chispas se repite rápidamente, removiendo cada vez una pequeña cantidad de agente adherente y carburo 22. El fluido dieléctrico proporciona un medio de enfriamiento y acarrea lejos las partículas residuales y las partículas de material ultraduro 24 que son liberadas por el maquinado. El EDM es muy adecuado para el servo control automatizado, el cual controla la posición del electrodo con relación al inserto. Esta distancia debe ser verificada periódicamente a medida que el material se mueve, puesto que el electrodo en sí también se erosiona. Este proceso del electrodo EDM es adecuado para proporcionar pequeños orificios en el inserto cortante 20, aunque pueden emplearse electrodos de diámetro mayor para producir un orificio que tenga un diámetro mayor. Dependiendo del orificio particular a ser formado, puede ser preferible formar un pequeño orificio or el proceso de electrodo EDM, y a continuación agranda el tamaño del orificio 30 utilizando alambre de EDM. De manera similar a lo que se describió anteriormente, el alambre (usualmente de bronce o latón) produce chispas rápidas que actúan como dientes de sierra para mover lentamente material del inserto cortante 20. En las máquinas modernas, el alambre se hace pasar entre las guías superior e inferior las cuales son controladas independientemente e incluyen boquillas de terminado adyacente a éstas para inyectar fluido dieléctrico a través del corte. Con el control CNC, puede impartirse un ahusamiento a la pieza de trabajo. El alambre es insertado a través de un orificio pequeño formado por el electrodo EDM y se mueve lentamente alrededor de una trayectoria predeterminada para agrandar el diámetro del orificio 30 como se desee. Refiriéndose de manera breve nuevamente a las FIGURAS 1 y 2, el alambre EDM es también preferible para formar la forma del inserto cortante 20 a partir de la pieza no terminada compuesta, así como para agrandar el diámetro del orificio 30. Sin embargo, no es deseable formar inicialmente el orificio 30 por el alambre EDM. Si fuera utilizado el alambre EDM, se requeriría una línea de corte a través de una porción del inserto cortante 20 que conduzca al orificio 30. Tal corte no es deseable puesto que podría dar como resultado una reducción en la rigidez del inserto cortante 20 y su capacidad para ser sujetado de manera segura dentro del cuerpo cortante de un cortador giratorio. Se comprenderá que el proceso descrito anteriormente de formar un orificio 30 puede repetirse según sea necesario para formar múltiples orificios para configurar el inserto cortante 20 para el mecanismo de sujeción particular a ser utilizado. Cualquiera de los bordes periféricos de los insertos cortantes 20 descritos en las FIGURAS 2 y 4 pueden ser utilizados como borde cortante para formar una pieza de trabajo. Sin embargo, puede ser deseable trabajar aún más los insertos cortantes 20 para formar un borde cortante más completo cuando la forma a ser cortada en la pieza de trabajo así lo demande. Un borde cortante de forma más compleja puede ser formado en el inserto 20 por el alambre EDM como se describió anteriormente, de manera preferible por un control de retroalimentación automatizado. Por ejemplo, y como se muestra en la FIGURA 5a, el inserto cortante 20 de la FIGURA 4 puede ser cortado además, de manera preferible por el alambre EDM para incluir un borde curvo largo 26. Un borde cortante complejo o perfil complejo es típicamente identificado por una curvatura, múltiples curvas, bordes inclinados, combinaciones de los mismos y otras forman que cambien la posición o altura a todo lo largo del borde para formar formas complejas tales como rebordes, bordes, redondeces, ranuras, etc., sobre una pieza de trabajo. También se reconocerá que los bordes perfilados se forman a partir de dos lados adyacentes 28, 29 del inserto cortante 20, lo que permite que se forme una amplia variedad de formas perfiladas. Después de la formación del borde perfilado, la superficie del borde externo 27 de la capa de PCD 24 localizada cerca del borde curvo 55 puede entonces ser utilizada como el borde cortante 27. El borde cortante puede ser terminado por bruñido, rectificación, rectificación por descarga eléctrica (CDG) , u otros métodos conocidos en la técnica. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, puede observarse que la formación del inserto cortante 20 por EDM permite la construcción de un inserto ultraduro completamente revestido que es completamente intercambiable por un inserto de carburo convencional 120, mostrado en la FIGURA 5b. El inserto de carburo 120 es formado idénticamente a su contraparte, el inserto de diamante 20 de la FIGURA 5a, que incluye la forma poligonal general y el borde curvo 126, así como un orificio 130 para cooperar con el mecanismo de sujeción. El espesor de cada uno de los insertos es de aproximadamente 2.00 mm, y las estructuras compactas 18 pueden elegirse con espesores que correspondan a los insertos de carburo existentes para los cuales los insertos de diamante intercambiables van a ser construidos de acuerdo a la invención. De manera importante, los insertos 20, 120 incluyen bordes cortantes 27, 127 que están colocados de manera idéntica. Los bordes cortantes 27, 127 se forman a partir de dos lados juntos perfilados para efectuar un corte específico, los bordes cortantes 27, 127 usualmente son curvos o de otra forma compleja. En consecuencia, una máquina cortante puede ser cambiada rápidamente para acomodar piezas de trabajo estándar, así como aquellas que ponen dificultades particulares sobre el inserto cortante, tales como materiales comprimidos. En el caso de que el inserto ultraduro completamente revestido de la presente invención finalmente se desgaste más allá del uso adicional, puede ser fácilmente reemplazado con un inserto de carburo de bajo costo y fácilmente disponible para completar el trabajo o hasta que se proporcione otro inserto de diamante. Además, el operario puede efectuar el ajuste inicial de su máquina con insertos de carburo relativamente baratos, y cuando esté listo, los insertos de diamante pueden ser insertados para trabajos dedicados prolongados de materiales difíciles de maquinar.

Cada uno de los insertos 20 y 120 descritos en las FIGURAS 5a y 5b está igualmente adaptado para ser utilizado en conjunto con el cabezal cortante 300 que se describió en la FIGURA 5c. De manera general, el cabezal cortante 300 incluye una espiga 310 que contiene un cuerpo cortante 320 en su extremo inferior. El cuerpo cortante 320 incluye un mecanismo de sujeción 340 que tiene una cavidad 350 que recibe cualquiera de los insertos cortantes 20, 120 mostrados en las FIGURAS 5a y 5b. El dispositivo de sujeción 340 es operado selectivamente vía el sujetador roscado 330 el cual se extiende a través de la abertura correspondiente 30, 130 de los insertos 20, 120 para sujetar el inserto en él. El cabezal cortante 300 mostrado en la FIGURA 5c está construido de acuerdo con las enseñanzas de Martin, et ai., Patente Estadounidense No. 5,647,699, la cual será descrita con mayor detalle más adelante. Es suficiente decir por el momento que el cabezal cortante 300 incluye un mecanismo de sujeción integral 340 que acciona dos superficies generalmente paralelas de una cavidad hacia adentro para sujetar el inserto en él. Se comprenderá que el cuerpo cortante 320 puede incluir múltiples mecanismos de sujeción 340 para unir múltiples insertos cortantes 20, 120 según se desee. Puede observarse que cuando se reemplace el inserto de carburo 120 con un inserto de diamante correspondiente 20, los borde cortantes 127, 27 están idénticamente colocados para efectuar el mismo corte sobre una pieza de trabajo. De manera similar a las FIGURAS 5, 5a, 5b y 5c, un inserto de carburo 150 y un inserto revestido con diamante 150 de las FIGURAS 6a y 6b representa un juego de herramientas intercambiable que puede ser igualmente utilizado con el cabezal cortante 300 descrito en la FIGURA 6c. Dirigiendo la atención a la FIGURA 6a, se ilustra un inserto ultraduro 50. El inserto o inserto cortante generalmente comprende un sustrato o soporte 52, preferiblemente comprendido de carburo. Un revestimiento total está convencionalmente unido al sustrato 52 y comprende un material ultraduro, de manera preferible PCD. Al inserto cortante 50 se le da su forma utilizando los métodos EDM descritos anteriormente para formar el inserto de diamante 20 descrito en la FIGURA 5a. De manera breve, el inserto cortante 50 es cortado primero, preferiblemente vía el alambre EDM de un disco redondo compuesto o estructura compacta que tiene la capa PCD 24 unida al sustrato de carburo 22. Puede entonces formarse una abertura 60 en el inserto cortante 50 preferiblemente utilizando electrodo EDM y alambre EDM según sea necesario. Entonces, al inserto cortante 50 se le da su forma final por medio de otro proceso con alambre EDM, el cual también puede incluir la formación de un borde cortante largo y complejo para perfilar de manera distinta la pieza de trabajo. El inserto de diamante ultraduro 50 mostrado en la FIGURA 6a es intercambiable con el inserto de carburo convencional 150 descrito en la FIGURA 6b. El inserto de carburo 150 incluye una sola capa de carburo 152 que tiene una abertura 160 formada en ella, así como un borde cortante 157 que está idénticamente colocado como en el borde cortante 57 del inserto cortante de diamante 50. Cada uno de los insertos 50, 150 están configurados para montarse dentro del cabezal cortante 300 del cortador giratorio. El cabezal cortante 300 incluye una espiga 310 que tiene un cuerpo cortante 320 colocado en un extremo inferior del mismo. El cuerpo cortante 320 incluye una cavidad o hendidura grande 352 formada en él. La hendidura 352 está dimensionada y configurada para recibir cualquiera de los insertos 50, 150 que son sujetos en ella por medio de un sujetador roscado 330. En consecuencia, se proporciona un juego de herramientas intercambiables donde un inserto de carburo convencional 150 o un inserto revestido con diamante ultraduro 50 puede ser insertado rápida y fácilmente en el cabezal cortante 300 según dictan las circunstancias, debido al tipo de pieza de trabajo que esté siendo maquinada. Esto reduce al mínimo el tiempo muerto de la máquina, y aún proporciona un inserto cortante muy durable, adaptable para muchas situaciones.'" Como se indicó anteriormente, algunos cabezales cortantes de cortadores giratorios incluyen mecanismos de sujeción que no requieren que el inserto cortante sea provisto con una abertura para cooperar con el mecanismo de sujeción. Un cabezal cortante ejemplar que tiene tal miembro de sujeción se describe en Martin, et al . , Patente Estadounidense No. 5,647,699, poseída por el beneficiario de la presente invención, la descripción de la cual se incorpora aquí como referencia en su totalidad. El miembro de sujeción incluye un dispositivo de sujeción integral para asegurar los insertos cortantes en escalones formados en el cabezal cortante. Cada miembro de sujeción, está formado con una porción extrema libre que define un lado de la cavidad. La porción extrema libre es desviada de manera elástica por la porción articulada integral a una posición que permite que el inserto cortante sea recibido por deslizamiento en la cavidad. Los sujetadores roscados operan para hacer que la porción extrema libre gire alrededor de la porción articulada y para dirigir la porción extrema libre hacia un lado localizado opuesto a la cavidad para sujetar el inserto cortante en la cavidad entre superficies generalmente paralelas. Los insertos cortantes no necesitan tener orificios para recibir los sujetadores, aunque pueden como se muestra en la modalidad descrita en la FIGURA 5c. Pueden proporcionarse múltiples miembros de sujeción en el cuerpo cortante para múltiples insertos cortantes según se desee. Las FIGURAS 7 y 7a ilustran un inserto cortante 70 construido de acuerdo a las enseñanzas de la presente invención, el cual es muy adecuado para utilizarse con un mecanismo de sujeción como se describió anteriormente. El inserto cortante 70 es generalmente poligonal y está formado de una pieza no terminada compuesta tal como la que se describe en la FIGURA 1, de manera preferible vía EDM de alambre. El inserto cortante 70 generalmente comprende un sustrato de carburo 72 que tiene una capa completamente revestida 74 unida a éste, el revestimiento 74 preferiblemente comprende un material ultraduro tal como el PCD. El sustrato de carburo 72 también está provisto con una ranura 78 para utilizarse en conjunto con el mecanismo de sujeción. Por ejemplo, en el mecanismo de sujeción descrito en la patente Estadounidense 5,647,699 descrita anteriormente, la cavidad en el cabezal cortante se forma preferiblemente con una lengüeta integral la cual se extiende axialmente a lo largo de la superficie lateral de la cavidad. La ranura 78 en el inserto cortante 70 está dimensionada para recibir de manera deslizable la lengüeta que se extiende hacia la cavidad. Con este arreglo, el inserto cortante es instalado en la cavidad alineando la ranura 78 con la lengüeta y deslizando el inserto axialmente hasta la cavidad hasta que acopla la cabeza de un miembro de posicionamiento, típicamente un tornillo. Tras la formación de la ranura 78, la cual se forma típicamente por rectificación u otro maquinado adecuado, el inserto ultraduro 70 es formado por tanto, de manera preferible por alambre EDM, en su forma final, la cual es igual a la de un inserto de carburo estándar utilizado con la herramienta cortante. Una de tales formas se ilustra en las FIGURAS 8a y 8b, las cuales describen un inserto de diamante 70 y un inserto de carburo 170, respectivamente. Como en modalidades anteriores, puede observarse que esos insertos 70, 170 se formaron de manera idéntica para formar un juego de herramientas intercambiables. Cada inserto incluye una ranura 78, 178 para cooperar con una lengüeta formada en la cavidad 448 del mecanismo de sujeción 440 formada integralmente en el cabezal cortante 400 descrito en la FIGURA 8c. De manera similar a las modalidades anteriores, un inserto de carburo 170 incluye una sola capa de carburo cementado 172, mientras que el inserto de diamante 70 incluye un sustrato de carburo 72 que tiene una superficie ultradura completamente revestida 74 unida a éste. Cada uno de los insertos 70, 170 incluye una superficie curva grande y compleja, 76, 176, la cual puede ser formada como un borde cortante 77, 177 para formar una pieza de trabajo. Puede observarse que esas superficies curvas 76, 176 y los bordes cortantes 77, 177 son de forma idéntica para efectuar los mismos cortes sobre la pieza de trabajo, lo cual incluye una doble curva como se muestra en las FIGURAS. La doble curva es ejemplar de un perfil complejo que puede ser empleado por la presente invención. Con referencia a la FIGURA 8c se ilustra un cabezal cortante ejemplar 400, el cabezal cortante tiene una espiga 410 y un cuerpo cortante 420. El cuerpo cortante 420 incluye al menos un mecanismo de sujeción 440 que tiene una articulación integrada 442 la cual es utilizada para controlar el ancho de la cavidad 444, es decir, la distancia entre dos superficies laterales opuestas y generalmente paralelas de la cavidad 444. Un sujetador roscado 430 se extiende axialmente hacia adentro para regular la posición del extremo libre 446 con relación a la articulación 442 para ajustar por lo tanto el tamaño de la cavidad 444. La cavidad 444 está dimensionada para recibir cualquiera de los insertos 70, 170 los cuales se deslizan axialmente hacia la cavidad y acoplan la cabeza del tornillo 441 para su posicionamiento apropiado. El sujetador roscado 430 es entonces apretado para sujetar una porción sustancial, de manera preferible la mayoría, del inserto cortante 70, 170 entre las superficies opuestas de la cavidad 444 para sujetar de manera segura y rígida el inserto cortante 70, 170 en él. También se reconocerá que el cabezal cortante 420 puede incluir múltiples mecanismos de sujeción, siendo un segundo mecanismo de sujeción ilustrado en la FIGURA 8c e indicado de manera general 450. La descripción anterior de varias modalidades preferidas de la invención ha sido presentada para propósitos de ilustración y descripción. No se pretende ser exhaustivos o limitar la invención a las formas precisas descritas. Son posibles modificaciones o modificaciones obvias a la luz de las enseñanzas anteriores. Las modalidades discutidas fueron elegidas y descritas para proporcionar la mejor ilustración de los principios de la invención y su aplicación práctica para permitir por lo tanto a un experto en la técnica utilizar la invención en varias modalidades y con varias modificaciones que sean adecuadas para el uso particular contemplado. Todas aquellas modificaciones y variaciones están dentro del alcance de la invención de acuerdo a lo determinado por las reivindicaciones anexas, cuando se interpreten de acuerdo con el alcance con el que están legalmente dotadas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un inserto cortante para un cortador giratorio para la transformación de la madera, que tiene un cuerpo cortante que incluye una cavidad y un mecanismo de sujeción, el inserto cortante se caracteriza porque comprende: un sustrato de carburo que tiene dos lados planos; una capa de material ultraduro unida al sustrato y que cubre sustancialmente un lado plano del sustrato de carburo; al menos un borde de un inserto cortante está formado para presentar un borde cortante perfilado; y el sustrato de carburo y la capa ultradura tienen superficies paralelas expuestas configuradas para ser recibidas dentro de la cavidad y acopladas de manera liberable por el mecanismo de sujeción para fijar el inserto cortante al cuerpo cortante.
2. 2. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material ultraduro se selecciona del grupo que consiste de diamante policristalino, nitruro de boro policristalino y composiciones de los mismos.
3. 3. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un borde cortante maquinado por descarga eléctrica.
4. 4. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el borde cortante se perfiló de manera compleja para producir una forma compleja sobre una pieza de trabajo.
5. 5. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el inserto cortante define al menos un orificio en él para cooperar con el mecanismo de sujeción.
6. 6. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el mecanismo de sujeción incluye un sujetador roscado que se extiende hacia la cavidad y a través de al menos un orificio para fijar el inserto cortante al cuerpo cortante.
7. 7. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque al menos un orificio está formado por EDM de electrodo.
8. 8. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque al menos un orificio está formado por electrodo EDM y alambre EDM.
9. 9. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies paralelas expuestas del sustrato de carburo y la capa ultradura son generalmente planas, y donde una porción sustancial de las superficies paralelas planas es acoplada por las superficies opuestas del mecanismo de sujeción para proporcionar un soporte rígido al inserto cortante.
10. 10. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de sujeción incluye una lengüeta que se extiende hacia la cavidad, y donde el sustrato de carburo define una ranura en su superficie expuesta dimensionada para recibir la lengüeta cuando esta sea insertada en la cavidad y acoplada por el mecanismo de sujeción.
11. 11. Un juego de herramientas para un cortador giratorio para material no metálico, el cortador tiene un cuerpo cortante que incluye al menos una cavidad y un mecanismo de sujeción para sujetar una herramienta cortante en la cavidad, el juego de herramientas se caracteriza porque comprende: (1) un inserto de carburo que tiene un par de lados paralelos y al menos un borde formado para producir un borde cortante, los lados paralelos del inserto de carburo están configurados para ser sujetos en la cavidad para depositar el borde cortante en la posición cortante; y (2) un inserto de diamante completamente revestido que tiene un sustrato de carburo y un revestimiento de diamante que tiene un par de lados paralelos, al menos un borde del inserto de diamante está formado para presentar un borde cortante el cual es el mismo que el borde cortante del inserto de carburo, estando el inserto de diamante completamente revestido configurado para ser sujeto en la cavidad con el borde cortante expuesto de la misma manera que el inserto de carburo, de modo que los insertos de carburo y diamante sean intercambiablemente útiles para el mismo corte.
12. 12. El juego de herramientas de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el inserto de carburo y el inserto de diamante definen cada uno al menos un orificio en ellos para cooperar con el mecanismo de sujeción, estando el orificio idénticamente localizado sobre el inserto de carburo y el inserto de diamante para proporcionar insertos intercambiables útiles para el mismo corte.
13. 13. El juego de herramientas de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque al menos un orificio en el inserto de diamante es formado por electrodo EDM.
14. 14. El juego de herramientas de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque los bordes cortantes de los insertos de carburo y diamante son curvos, siendo el borde cortante del inserto de diamante formado por alambre EDM para igualar al del inserto de carburo.
15. 15. El inserto cortante de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el mecanismo de sujeción incluye una lengüeta que se extiende hacia la cavidad, y donde los insertos de carburo y diamante incluyen cada uno una ranura dimensionada para recibir la lengüeta cuando los insertos son insertados en la cavidad y acoplados por el mecanismo de sujeción.
16. 16. Un método para formar un orificio en un inserto cortante que tiene un sustrato conductor y una capa de revestimiento ultraduro, el método se caracteriza porque comprende los pasos de: seleccionar un inserto cortante que tenga una capa de material ultraduro que contenga un agente adherente conductor; colocar un electrodo EDM cerca del inserto ultraduro; y hundir el electrodo hacia el inserto cortante para formar una abertura en él.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de hundir el electrodo comprende: cortar a través de la capa ultradura erosionando partículas conductoras en el agente adherente para liberar material ultraduro y formar una abertura a través de la capa formada como el electrodo; y continuar entonces el corte a través del sustrato utilizando el electrodo EDM convencional maquinando para erosionar el sustrato conductor y continuar el orificio en la forma del electrodo.
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de hundir el electrodo opera para erosionar el sustrato conductor y las partículas conductoras en la capa ultradura, liberando las partículas ultraduras para formar la abertura en el inserto cortante.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende los pasos de: proporcionar un alambre EDM que tiene un alambre colocado a través de la abertura; y mover el alambre con relación al inserto cortante a lo largo de una trayectoria predeterminada para expandir el diámetro del orificio.
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el electrodo EDM está dimensionado para formar una abertura en el inserto cortante ultraduro completamente revestido que corresponde a un orificio en un inserto de carburo con el cual el inserto cortante forma un juego intercambiable.