BRPI0708310A2 - ponta cortante de serra de arco e arco de serra com ponta cortante - Google Patents

Abstract

PONTA CORTANTE DE SERRA DE ARCO E ARCO DE SERRA COM PONTA CORTANTE. A presente invenção refere-se a uma invenção que fornece uma ponta cortante para uma ferramenta de corte usada para cortar ou perfurar uma peça de usinagem frágil como pedra, tijolo, concreto ou asfalto, e umarco de serra fornecido com a ponta cortante. A ponta cortante do tipo oscilante que inclui partículas abrasivas possui uma disposição específica capazde intensificar a eficiência de corte das partículas abrasivas, e assim atingir a intensificação da execução do corte e um aumento da vida útil. A ponta cortante inclui uma pluralidade de partículas abrasivas para cortar uma peça de usinagem enquanto oscila. Ao menos uma parte das partículas abrasivas é disposta na forma de grupos de partículas abrasivas. Cada grupo de partícula abrasiva é constituído por ao menos duas partículas abrasivas. Ao menos uma parte das partículas abrasivas dos grupos de partícula abrasiva é sobreposta na direção do corte.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PONTACORTANTE DE SERRA DE ARCO E ARCO DE SERRA COM PONTACORTANTE".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a uma ponta cortante para umaferramenta de corte usada para cortar ou perfurar uma peça de usinagemfrágil, como pedra, tijolo, concreto ou asfalto, e a uma ferramenta de cortefornecida com uma ponta cortante. Mais particularmente, a presente inven-ção se refere a uma ponta cortante do tipo oscilante para cortar a peça deusinagem à medida que oscila, e um arco de serra agregado com a pontacortante (Doravante, o arco de serra também será citado como "serra de lâ-mina oscilante").

Técnica Anterior

Para cortar ou perfurar uma peça de usinagem frágil, como pe-dra, tijolo, concreto ou asfalto, é necessário um material abrasivo com maiordureza do que a peça de usinagem.

Para este fim, partículas de diamante artificiais, abrasivas, partí-cula de diamante natural, nitrito cúbico de boro e partículas de carboneto detungstênio são bastante conhecidas. Destes materiais, as partículas de dia-mante artificiais são as mais amplamente usadas.

O diamante artificial (doravante também citado como "diamante")foi inventado nos anos 50, e é conhecido como um material com maior dure-za do que qualquer outro material na terra. Em função de suas propriedades,o diamante é usado para uma ferramenta de corte, uma ferramenta de es-merilhamento e similares.

Em particular, o diamante é largamente utilizado no segmento deusinagem de pedras, associado ao corte e ao esmerilhamento de uma varie-dade de pedras como granito e mármore, e no campo da construção em as-sociação às estruturas de concreto cortantes ou de esmerilhamento.

Tipicamente, uma ferramenta de corte inclui uma ponta cortantepara executar diretamente uma operação de corte, e um corpo, a saber, umnúcleo para sustentar a ponta cortante.Tipicamente, o corpo possui a forma de um disco. Um corpo quepossui uma forma diferente da forma do disco que pode ser usado. Por e-xemplo, um corpo com uma forma retilínea é usado em uma serra de lâminaoscilante. A partícula abrasiva também é denominada "arco de serra".

Na partícula abrasiva, munições de aço e partículas de diamantesão usadas como materiais abrasivos. A partícula abrasiva é usada paracortar um material de mármore ou granito de grande porte na forma de placa.

No caso de uma ferramenta de corte com um corpo em forma dedisco, a ferramenta de corte corta uma peça de usinagem na medida em quegira em torno de um eixo geométrico do corpo em uma direção.

Quando uma peça de usinagem é cortada usando a ferramentade corte supramencionada em forma de disco, são formadas caudas atrásdas partículas abrasivas na superfície de corte. As caudas são porções dematriz que permanecem sem serem usadas atrás das partículas abrasivas.

As caudas sustentam as partículas abrasivas durante o processode corte. Conseqüentemente, é possível impedir que as partículas abrasivassejam prematuramente separadas da matriz da ponta cortante quando a al-tura protuberante das partículas abrasivas se torna elevada.

No entanto, a ferramenta de corte em forma de disco possui limi-tações no corte de materiais pétreos de grande porte, porque não pode cor-tar uma peça de usinagem de tamanho maior do que o raio do disco, mesmoem profundidade máxima de corte.

Além disso, quando um disco de tamanho maior é usado, a per-da de material bruto aumenta enormemente pelo fato de o corpo e a pontase tornariam mais espessos.

Por outro lado, um exemplo de uma ferramenta de corte (partícu-la abrasiva) com corpo horizontal é ilustrada nas figuras 1 a 3.

Conforme é mostrado nas figuras 1 a 3, a partícula abrasiva 10inclui um arco 11 que oscila, uma pluralidade de pontas cortantes 12 fixadasao arco 11 para cortar uma peça de usinagem 1, e um acionador do arco 13para oscilar o quadro 11.O arco 11 oscila em torno das articulações 14, geralmente doispontos de articulação 14.

À medida que o arco 11 oscila, as partículas abrasivas 2 na su-perfície cortante de cada ponta cortante 12 executam uma operação de cor-te.

Além das partículas abrasivas 2, que cortam diretamente, cadapartícula cortante 12 inclui uma matriz para unir as partículas abrasivas 2.

O processo de corte usando a partícula abrasiva 10 é realizadode tal maneira que, quando o acionador 12 oscila o arco 11, as pontas cor-tantes 12 agregadas ao arco 11 cortam a peça de usinagem enquanto osci-la, cortando desta forma a peça de usinagem.

No caso da partícula abrasiva 10, o arco da mesma pode cortara peça de usinagem durante o processo de corte. Conseqüentemente, existea vantagem de se possibilitar o corte de uma peça de usinagem de grandeporte, independente do tamanho da peça de usinagem.

Além disso, o arco pode ser mantido em estado retilíneo porquea força de tração é aplicada ao arco em suas extremidades opostas. Portan-to, como vantagem, ocorre a redução da perda do material bruto porque aponta cortante pode ser mais fina do que a ponta cortante da ferramenta decorte em forma de disco.

Nesse ínterim, uma vez que a partícula abrasiva corta uma peçade usinagem enquanto oscila em direções opostas, a partícula abrasiva nãoé dividida em porções frontais ou traseiras. Por este motivo, não há caudaformada em torno do material abrasivo. Como resultado, a partícula abrasivapossui o sério inconveniente pelo fato de que as partículas abrasivas podemser separadas da matriz com facilidade, o que será descrito em detalhescom referência às figuras 4A e 4B.

As figuras 4A e 4B são figuras esquemáticas para explanar omecanismo de formação de cauda em torno de uma partícula abrasiva emum processo de corte unidirecional em um processo de corte bidirecional.

A figura 4A é uma vista esquemática obtida na direção da es-pessura de uma ponta cortante, ilustrando uma partícula abrasiva e adjacên-cias na superfície cortante de uma ferramenta de corte em forma de disco.

No caso da ferramenta de corte em forma de disco, uma cauda31 de uma matriz 3 é bem-formada atrás da partícula abrasiva 2, conformemostrado na figura 4A, porque a ferramenta de corte executa uma operaçãode corte enquanto gira em uma direção. Com referência à figura 4A, é possí-vel observar que a cauda 31 sustenta a partícula abrasiva 2.

Muito embora o comprimento da cauda 31 dependa das condi-ções fornecidas, é eficaz quando corresponde a cerca de 5 vezes o tamanhoda partícula abrasiva 2.

A figura 4B é uma vista esquemática obtida na direção da es-pessura de uma ponta cortante, ilustrando uma partícula abrasiva e adjacên-cias na superfície cortante de um arco de serra do tipo oscilante.

No caso de um arco de serra do tipo oscilante, uma matriz demetal 3 em torno de uma partícula abrasiva 2 é usada sem ser protegidapela partícula abrasiva 2, porque o arco de serra do tipo oscilante executauma operação de corte em direções opostas, conforme mostrado na figura4B. Com referência à figura 4B, é possível observar que não há formação decauda em torno da partícula abrasiva 2.

Quando não há formação de cauda, a força que suporta a partí-cuia abrasiva 2 é frágil. Como resultado, mesmo uma pequena porção dapartícula abrasiva 2 é exposta, a partícula abrasiva 2 pode ser facilmenteseparada. Por esta razão, a vida útil da ferramenta de corte é significativa-mente reduzida.

Além disso, a altura protuberante da partícula abrasiva que par-ticipa diretamente na operação de corte é bastante baixa causando, destaforma, a degradação do processo de corte.

Como resultado, quando uma peça de usinagem dura como ogranito é cortada, o consumo da ferramenta de corte aumenta sobremaneira.Por esta razão, o arco de serra do tipo oscilante é usado principalmente paracortar mármore de baixa dureza.

Convencionalmente, a fim de cortar um granito de grande porte,os arcos de aço trabalham em conjunto com uma pasta contendo muniçãode aço e cal dispersos em água. Neste caso, entretanto, existe a desvanta-gem de se reduzir a vida útil da ferramenta de corte.

O arco de serra do tipo oscilante como a partícula abrasiva men-cionada acima pode ser usado para cortar um granito de grande porte, des-de que o inconveniente da separação prematura das partículas abrasivasseja solucionado, de modo a proporcionar um aumento da velocidade decorte.

Até este ponto, a pesquisa ativa foi conduzida no sentido de ob-ter a intensificação da força de união entre as partículas abrasivas e a matrizde metal que une as partículas abrasivas. Entretanto, não há efeito perceptí-vel obtido pela dita pesquisa. Além disso, existe uma limitação na aplicaçãodos efeitos obtidos pela dita pesquisa.

Descrição da Invenção

Problema da Técnica

Um aspecto da presente invenção é fornecer uma ponta cortantedo tipo oscilante que inclui partículas abrasivas com uma disposição especí-fica capaz de intensificar a eficiência de corte das partículas abrasivas, eassim obter a intensificação do processo de corte e um aumento da vida útil,e um arco de serra fornecido com uma ponta cortante.

Solução da Técnica

Doravante, a presente invenção será descrita.

De acordo com um aspecto, a presente invenção fornece umaponta cortante do tipo oscilante compreendendo uma pluralidade de partícu-las abrasivas para cortar uma peça de usinagem enquanto oscila, em que:ao menos uma parte das partículas abrasivas está disposta na forma degrupos de partículas abrasivas; cada grupo de partícula abrasiva é constituí-do por pelo menos duas partículas abrasivas; e

as partículas abrasivas de cada grupo de partícula abrasiva es-tão ao menos sobrepostas em uma direção de corte.

De acordo com outro aspecto, a presente invenção fornece umarco de serra que compreende uma pluralidade de pontas cortantes do tipooscilante com a configuração descrita acima.Efeitos Vantajosos

De acordo com a presente invenção, é possível fornecer umaponta de corte do tipo oscilante capaz de obter uma intensificação do de-sempenho do corte e um aumento da vida útil, e um arco de serra fornecidocom uma ponta cortante.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo deum arco de serra comum do tipo oscilante que inclui um arco horizontal;

a figura 2 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo deum arco de serra do tipo oscilante que inclui pontas cortantes montadas emum arco do arco de serra;

a figura 3 é uma vista esquemática que ilustra as relações dire-cionais no arco de serra do tipo oscilante;

as figuras 4A e 4B são vistas esquemáticas para explicar o me-canismo de formação da cauda em torno de uma partícula abrasiva em umprocesso de corte unidirecional e em um processo de corte bidirecional;

a figura 5 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo pre-ferencial de um grupo de partículas abrasivas na ponta de corte, na qual aspartículas abrasivas estão dispostas, de acordo com a presente invenção;

as figuras 6A a 6C são vistas esquemáticas que ilustram umavariação na altura de uma matriz dependendo da distância entre duas partí-culas abrasivas que constituem um par de partícula abrasiva;

as figuras 7A a 7C são vistas esquemáticas que ilustram posi-ções de partículas abrasivas e alturas de matriz em grupos de partículas a-brasivas constituídas por duas, três ou quatro partículas abrasivas, respecti-vamente;

a figura 8 é uma vista esquemática que ilustra uma variação naaltura de uma matriz que circunda três partículas abrasivas formadoras deum grupo de partícula abrasiva quando uma das partículas abrasivas exter-nas é separada, e um estado em que o grupo de partícula abrasiva ainda émantido por duas partículas abrasivas que permanecem após a separaçãoda partícula abrasiva externa;as figuras 9A a 9D são vistas esquemáticas que ilustram uma di-ferença de fase de uma partícula abrasiva interna a partir daquela das partí-culas abrasivas externas em um grupo de partículas abrasivas constituídopor três partículas abrasivas;

a figura 10 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo emque quatro partículas abrasivas constituem um grupo de partícula abrasiva, eduas partículas intermediárias das partículas abrasivas possuem uma fasediferente;

as figuras 11A e 11B são vistas esquemáticas que ilustram ograu de desalinhamento de uma partícula abrasiva a partir do centro de ou-tras partículas abrasivas, em que a figura 11A ilustra esquematicamente osgraus de desalinhamento de duas partículas abrasivas em um grupo de par-tícula abrasiva em uma direção perpendicular à direção de corte e em umadireção paralela à direção da espessura total, e a figura 11B ilustra esque-maticamente duas partículas abrasivas de um grupo de partícula abrasivaque se estende perpendicularmente à direção de corte e perpendicularmenteà direção da espessura total;

a figura 12 é uma vista esquemática que ilustra a definição doespaçamento entre os grupos de partícula abrasiva;

as figuras 13A a 13C são vistas esquemáticas que ilustram assuperfícies cortantes com diferentes disposições da partícula abrasiva deacordo còm a presente invenção, respectivamente;

a figura 14 é uma vista esquemática que ilustra uma superfíciecortante com outra disposição de partícula abrasiva de acordo com a pre-sente invenção;

as figuras 15A e 15B são vistas esquemáticas que ilustram asuperfície de corte, sendo que cada uma delas possui outra disposição departícula abrasiva de acordo com a presente invenção; e

as figuras 16A e 16B são vistas esquemáticas que ilustram asuperfície cortante, sendo que cada uma delas possui outra disposição departícula abrasiva de acordo com a presente invenção.

Melhor Modo para a Realização da InvençãoA partir deste ponto a presente invenção será descrita em deta-lhes.

Preferencialmente, a presente invenção é aplicada a uma pontacortante do tipo oscilante para cortar ou perfurar uma peça de usinagem frá-gil como pedra, tijolo, concreto ou asfalto enquanto oscila, e um arco de ser-ra fornecido com uma ponta cortante.

A ponta cortante, que é usada para um arco de serra, inclui ummaterial abrasivo que conduz diretamente uma operação de corte durante oprocesso de corte de uma peça de usinagem, e uma matriz metálica queatua para fixar o material abrasivo.

A presente invenção se refere à disposição das partículas abra-sivas.

De preferência, a presente invenção é aplicada à ponta cortantedo tipo oscilante que inclui uma pluralidade de partículas abrasivas para cor-tar uma peça de usinagem frágil enquanto oscila, e um arco de serra forne-cido com a ponta cortante.

De acordo com a presente invenção, ao menos uma parte daspartículas abrasivas distribuídas na superfície cortante deveriam ser dispos-tas na forma de grupos de partículas.

Preferencialmente, a taxa de grupos de partículas é de 10% daquantidade total de partículas abrasivas ou superior. Quando as partículasabrasivas são misturadas aleatoriamente com a matriz, as partículas abrasi-vas que correspondem a menos de 10% da quantidade total de partículaabrasiva, podem ser agrupadas. Por esta razão, quando a taxa dos grupospartículas for inferior a 10% da quantidade total de partícula abrasiva, oefeito da intensificação da eficiência de corte das partículas abrasivas é insu-ficiente.

A fim de intensificar adicionalmente a eficiência de corte das par-tículas abrasivas, é mais preferencial que as partículas abrasivas correspon-dentes a pelo menos 30% da quantidade total de partícula abrasiva sejamagrupadas.

Enquanto isso, é possível projetar a disposição da partícula a-brasiva de modo que 100% das partículas abrasivas sejam dispostas nosentido de formar grupos de partículas.

Em um processo prático, quando uma parte das partículas abra-sivas agrupadas é separada da matriz, a taxa de partículas abrasivas agru-padas observadas na superfície cortante é reduzida.

Entretanto, as partículas abrasivas que permanecem isoladaspodem ser separadas com mais facilidade da matriz. Por conseguinte, serealizado um projeto para que 100% das partículas abrasivas sejam dispos-tas de modo a formar grupos de partícula, ao menos 50% das partículas a-brasivas podem ser dispostas na superfície cortante na forma de grupos departículas.

É preferencial que a distância entre as partículas abrasivas deum grupo na direção cortante seja determinada de modo adequado, o queserá descrito em detalhe daqui por diante.

A figura 5 ilustra um exemplo preferencial de um grupo de partí-cula abrasiva formado na superfície de corte, na qual as partículas abrasivassão dispostas, de acordo com a presente invenção. Conforme mostrado nafigura 5, as partículas abrasivas 2 são dispostas em uma linha na direção docorte, para formar um grupo de partícula abrasiva 20. O grupo de partículaabrasiva 20 inclui duas partículas abrasivas 2.

A distância entre as partículas abrasivas 2 pode corresponder auma fração do tamanho da partícula ou diversas vezes o tamanho da partí-cula de acordo com o tamanho ou o tipo das partículas abrasivas usadas.Entretanto, a matriz 3 presente entre as partículas abrasivas 2 deveria pos-suir uma altura maior do que as outras regiões, de modo a suportar as partí-culas abrasivas 2.

As figuras 6A a 6C ilustram esquematicamente uma variação naaltura da matriz 3 dependendo da distância entre duas partículas abrasivasque constituem um grupo de partícula abrasiva (par de partícula abrasiva),como na figura 5.

As figuras 6A a 6C estão adaptadas apenas para a ilustraçãoesquemática da forma que varia conforme a distância relativa entre as parti-cuias abrasivas, e independem do valor absoluto da distância entre as partí-culas abrasivas.

Isto ocorre pelo fato de a distância entre as partículas abrasivasvariar de acordo com as propriedades físicas da matriz, o tipo e o tamanhodas partículas abrasivas, ou a quantidade de partículas abrasivas.

Com referência às figuras 6A a 6C, pode ser observado que,quando se supõe que a distância nas figuras 6A e 6B é uma distância refe-rencial entre as partículas abrasivas, a altura da matriz no caso, na qual adistância referencial da partícula abrasiva é mantida, como na figura 6A, émaior do que a altura da matriz no caso em que a distância entre as partícu-las abrasivas é maior do que a distância referencial da partícula abrasiva,como na figura 6B.

Conseqüentemente, o caso da figura 6A que mantém a distânciareferencial da partícula abrasiva possui uma força de sustentação da partícu-Ia abrasiva mais elevada do que o caso da figura 6B.

Ou seja, quando aumenta a distância entre as partículas abrasi-vas, como na figura 6B, é impossível impedir de forma satisfatória que a ma-triz entre as partículas abrasivas seja desgastada. Nesse caso, a altura damatriz é reduzida, de modo que as partículas abrasivas podem ser facilmen-te separadas da matriz.

Assim, quando a distância entre as partículas abrasivas queformam um grupo de partícula é excessivamente longa, as partículas abrasi-vas não são influenciadas mutuamente. As partículas abrasivas agrupadaspossuem o mesmo efeito que as partículas abrasivas presentes isoladamen-te.

Por outro lado, quando a distância entre as partículas abrasivasé excessivamente curta, conforme mostrado na figura 6C, a quantidade damatriz que suporta as partículas abrasivas é insuficiente porque as partículasabrasivas são praticamente contíguas, muito embora a altura da matriz au-mente.

Assim, a partícula abrasiva que suporta a força aumenta à medi-da que a matriz aumenta sob determinada condição. Todavia, sob outrascondições, a quantidade de matriz que suporta as partículas abrasivas podeser insuficiente, de modo que as partículas abrasivas podem ser facilmenteseparadas, quando comparadas ao caso que mantém uma distância adequada.

Conseqüentemente, a distância entre duas partículas abrasivasseria determinada apropriadamente, com base no tipo da matriz, no tamanhodas partículas abrasivas ou no campo de aplicação.

Preferencialmente, a distância entre as partículas abrasivas a-grupadas na direção do corte é de 3 vezes ou inferior do tamanho das partí-cuias abrasivas. Quando a distância entre as partículas abrasivas agrupadasna direção do corte é superior a 3 vezes o tamanho das partículas abrasivas,a altura da matriz presente entre as partículas abrasivas agrupadas é redu-zida, promovendo desta forma a redução considerável da força que suportaas partículas abrasivas.

Muito embora seja preferencial que o grupo de partícula abrasivaseja constituído por duas partículas abrasivas, a saber, um par de partículasabrasivas, como mostrado na figura 5, o grupo de partícula abrasiva não serestringe ao mesmo. O grupo de partícula abrasiva pode ser constituído portrês ou mais partículas abrasivas, o que será descrito daqui por diante.

Quando uma partícula abrasiva de um grupo de partícula abrasi-va é separada no caso em que o número de partículas abrasivas que consti-tuem o grupo de partícula abrasiva é 2, a matriz presente em torno da outrapartícula abrasiva restante pode sofrer um desgaste prematuro de acordocom o movimento oscilante do processo de corte. Como resultado, a partícu-Ia abrasiva restante também pode ser separada prematuramente.

A fim de retardar o dito fenômeno, o grupo de partícula abrasivapode consistir em três ou mais partículas abrasivas.

As partículas 7A a 7C ilustram esquematicamente as posiçõesdas partículas abrasivas e as alturas da matriz nos grupos de partícula abra-siva constituídos por duas, três e quatro partículas abrasivas, respectivamente.

A figura 7A ilustra o caso em que o número de partículas abrasi-vas que constituem um grupo de partícula abrasiva é 2. A figura 7B ilustra ocaso em que o número de partículas abrasivas que constitui um grupo departícula abrasiva é 3. A figura 7C ilustra o caso em que o número de partí-culas abrasivas que constitui um grupo de partícula abrasiva é 4.

Em um grupo de partícula abrasiva constituído por três partícu-las abrasivas 2, como mostrado na figura 7B, é possível conduzir um pro-cesso de corte durante um período prolongado de tempo, porque, mesmoquando uma das partículas abrasivas externas é separada, ainda permane-cem duas partículas abrasivas.

Quando o número de partículas abrasivas que constituem umgrupo de partícula abrasiva aumenta, o tempo de manutenção do grupo departícula abrasiva por uma ou mais partículas adjacentes aumenta. Conse-qüentemente, é possível conduzir um processo de corte por um período pro-longado de tempo.

A figura 8 ilustra uma variação na altura de uma matriz 3 quecircunda três partículas abrasivas 2 que constituem um grupo de partículaabrasiva, quando uma das partículas abrasivas externas 2 é separada, e umestado em que o grupo de partícula abrasiva ainda é mantido pelas duaspartículas abrasivas restantes 2 após a separação das partículas abrasivasexternas 2.

Por exemplo, mesmo quando duas partículas abrasivas externassão separadas de um grupo de partícula abrasiva constituído por quatro par-tículas abrasivas, como mostrado na figura 7C, o grupo de partícula abrasivapode ainda ser mantido pelas duas partículas abrasivas restantes.

No entanto, quando o número de partículas abrasivas que cons-tituem um grupo de partícula abrasiva é aumentado, é necessário adicionarum número maior de partículas abrasivas para participar na operação decorte. Nesse caso, as partículas abrasivas dispostas em uma porção internado grupo de partícula abrasiva não participam particularmente da operaçãode corte até que as partículas abrasivas dispostas nas porções externas dogrupo de partículas abrasivas sejam separadas. Por esta razão, ocorre oaumento da carga causando degradação da eficiência de corte. Até esteponto, o grupo de partícula abrasiva deveria ser constituído por um númeroapropriado de partículas abrasivas de acordo com o tipo de matriz, o númerode partículas abrasivas adicionadas, e com o campo de aplicação.

Muito embora o grupo de partícula abrasiva constituído por trêspartículas abrasivas possua como vantagem, mesmo após a separação deuma das partículas abrasivas, o fato de que o processo de corte pode sercontinuamente conduzido pelas partículas abrasivas restantes, o número departículas abrasivas que constituem um grupo de partícula abrasiva deveriaser selecionado de forma adequada, de acordo com as condições usadas. Arazão disso é que o tempo, já que cada partícula abrasiva no grupo de partí-cula abrasiva participa da operação de corte, ou a carga de corte de cadapartícula abrasiva são diferentes daqueles das partículas abrasivas restan-tes.

Ou seja, as partículas abrasivas dispostas na porção interna dogrupo de partícula abrasiva não participam na operação de corte até que aspartículas abrasivas externas sejam separadas. Em outras palavras, as par-tículas abrasivas internas participam tardiamente da operação de corte.

Para uma disposição ideal da partícula abrasiva, é necessáriodeterminar a posição de cada uma das partículas abrasivas para que a par-tícula abrasiva possa atingir o máximo de sua função.

Conseqüentemente, no caso de um grupo de partícula abrasivaconstituído por três ou mais partículas abrasivas, é preferível projetar demodo diferenciado os níveis de qualidade das partículas abrasivas e dasfases das partículas abrasivas, de acordo com as cargas aplicadas às mes-mas, para que a quantidade total da diferença de trabalho de cada partículaabrasiva das partículas abrasivas restantes seja minimizada e, portanto, aspartículas abrasivas atingem o máximo de sua função porque as cargas apli-cadas às partículas abrasivas são diferentes devido às diferentes posiçõesdas partículas abrasivas.

As figuras 9A a 9D ilustram uma diferença de fase de uma partí-cula abrasiva interna com relação àquela das partículas abrasivas externasem um grupo de partícula abrasiva constituído por três partículas abrasivas.A figura 9A ilustra o caso em que a partícula abrasiva intermedi-ária possui uma fase ligeiramente inferior do que a fase das partículas abra-sivas externas. Aqui, a fase inferior de uma partícula abrasiva significa que apartícula abrasiva possui uma protuberância com altura inferior às demaispartículas abrasivas.

Quando uma das partículas abrasivas externas é separada du-rante o processo de corte, o grupo de partícula abrasiva é mantido na formade um par de partícula abrasiva pelas partículas abrasivas restantes, a sa-ber, a partícula abrasiva externa originalmente disposta na parte externa e apartícula abrasiva interna originalmente disposta na parte interna.

À medida que o processo de corte continua, a partícula abrasivaoriginalmente disposta na parte externa é separada. Nesse estado, a partí-cula abrasiva originalmente disposta na parte interna é separada após a e-xecução posterior da operação de corte durante um período de tempo quecorresponde à diferença de fase a partir da partícula abrasiva originalmentedisposta na parte externa. Desse modo, o grupo de partícula abrasiva consti-tuído por partículas abrasivas de fases distintas participa da operação decorte por um período de tempo mais extenso do que o grupo de partículaabrasiva constituído por partículas abrasivas de fase idêntica.

Ou seja, uma vez que a partícula abrasiva disposta na posiçãointermediária no grupo de partícula abrasiva participa posteriormente na ope-ração de corte, a mesma executa ainda uma operação de corte mesmo apósa separação das partículas abrasivas externas, e depois é separada.

A figura 9C ilustra o caso em que a partícula abrasiva intermedi-ária possui uma fase ligeiramente superior à fase das partículas abrasivasexternas. Quando uma das partículas abrasivas externas é separada duran-te o processo de corte, uma partícula interna das partículas abrasivas nogrupo de partículas abrasivas possui uma fase ligeiramente aumentada, in-versamente ao caso da figura 9B, conforme mostrado na figura 9D.

Nesse caso, a altura da matriz que sustenta a partícula abrasivaintermediária é elevada, e a fase da partícula abrasiva intermediária tambémé elevada. Conseqüentemente, a partícula abrasiva intermediária produz aintensificação da eficiência de corte.

Assim, é possível atingir a intensificação da eficiência de corte eum aumento da vida útil ao se fornecer de modo seletivo uma ligeira diferen-ça de fase entre as partículas abrasivas que constituem um grupo de partí-cuia abrasiva, de acordo com o campo de aplicação.

A figura 10 é uma vista esquemática que ilustra um exemplo emque quatro partículas abrasivas constituem um grupo de partícula abrasiva.

Conforme descrito acima, o grupo de partícula abrasiva de acor-do com a presente invenção é constituído por duas ou mais partículas abra-sivas. É preferencial que o grupo de partícula abrasiva seja constituído por 2a 4 partículas abrasivas, porque quando o número de partículas abrasivasque constituem o grupo de partícula abrasiva é maior do que quatro, a taxade partículas abrasivas que participam de uma operação de corte é baixa,quando comparada à quantidade de partículas abrasivas adicionadas, cau-sando, dessa forma, um aumento da carga de trabalho.

As partículas abrasivas, que estão alinhadas para constituir umgrupo de partícula abrasiva, deveriam ser dispostas de modo que ao menosuma parte das partículas abrasivas fique sobreposta, porque, quando as par-tículas abrasivas do grupo de partícula abrasiva protegem a matriz dispostaentre as mesmas, a matriz pode suportar as partículas abrasivas.

A figura 11A ilustra esquematicamente os graus de desalinha-mento dé duas partículas abrasivas 2 em um grupo de partícula abrasiva emuma direção perpendicular à direção de corte, e em uma direção paralela àdireção total da espessura.

Uma partícula abrasiva em um grupo de partícula abrasiva é de-salinhada a partir do centro da outra partícula abrasiva.

Daqui por diante, o grau de desalinhamento de uma partículaabrasiva a partir do centro da outra partícula abrasiva é mencionado como"desvio".

Um desvio de 0 significa que as partículas abrasivas do grupo departícula abrasiva estão alinhadas corretamente na direção do corte, de mo-do que o grau de desalinhamento das partículas abrasivas na direção decorte é 0.

De modo ideal, um desvio de 0 é possível. Muito embora umdesvio de 0 seja o mais preferencial, existe, naturalmente, um desvio superi-or a 0 porque as partículas abrasivas praticamente possuem tamanhos ouformas distintas.

É preferencial que a distância entre as partículas abrasivas adja-centes em um grupo de partícula abrasiva em direção perpendicular à dire-ção de corte e paralela à direção total da espessura, a saber, um desvio nadireção da largura possui 50% do tamanho da partícula abrasiva ou inferior,porque, quando o desvio é superior ao valor acima, as partículas abrasivasnão podem impedir o desgaste da matriz disposta entre as partículas abrasi-vas, de modo que a matriz pode ser facilmente desgastada, promovendo,desta forma, a fácil separação das partículas abrasivas.

A figura 11B ilustra esquematicamente duas partículas abrasivas2 de um grupo de partícula abrasiva que se estende perpendicularmente àdireção de corte e perpendicularmente à direção total da espessura.

Ou seja, a figura 11B mostra as posições das partículas abrasi-vas em vista da direção da espessura da ponta cortante.

A figura 11B mostra que as partículas abrasivas do grupo departícula abrasiva possuem fases distintas. De modo ideal, é possível que odesvio das partículas abrasivas na direção da altura, a saber, a diferença defase entre as partículas abrasivas, seja 0. Muito embora o desvio de 0 seja omais preferencial, há, naturalmente, um desvio superior a 0 porque as partí-culas abrasivas praticamente possuem formas ou tamanhos distintos.

A figura 11B define o desvio das partículas abrasivas com basena porção da superfície abrasiva com fase mais elevada. Quando o desvio émedido com base no centro de uma partícula abrasiva, é difícil obter a medi-ção do desvio. Conseqüentemente, a definição do desvio é conduzida naforma supracitada, de modo que a medição do desvio pode ser obtida nasuperfície cortante.

É preferencial que a distância entre as partículas abrasivas nogrupo de partícula abrasiva na direção perpendicular à direção de corte eperpendicular à direção total da espessura, a saber, o desvio em vista dadireção da altura, seja 50% do tamanho da partícula abrasiva ou inferior,porque, quando o desvio é superior ao valor acima, uma das partículas a-brasivas não pode impedir o desgaste da matriz disposta entre as partículasabrasivas, de modo que as partículas abrasivas podem ser facilmente sepa-radas.

Na ponta cortante descrita acima, diversos grupos de partículaabrasiva podem ser alinhados para formar uma linha de partícula abrasiva.

Ao menos dois grupos de partícula abrasiva podem estar pre-sentes na direção paralela à direção de corte. Nesta disposição, é preferen-cial que o espaçamento entre os grupos de partícula abrasiva adjacente se-jam determinados de modo apropriado, o que será descrito daqui por diante.

A figura 12 é uma vista esquemática que ilustra a definição doespaçamento entre os grupos de partícula abrasiva (doravante, citados co-mo "espaçamento do grupo de partícula abrasiva").

O espaçamento entre as partículas abrasivas adjacentes em ca-da grupo de partícula abrasiva deveria ser suficientemente estreito de modoque as partículas abrasivas sejam capacitadas a atingir uma função parasuprimir a abrasão da matriz presente entre as partículas abrasivas, e assimsuportar a matriz. No entanto, o espaçamento entre os grupos de partículaabrasiva adjacente deveria ser suficientemente largo para permitir que aspartículas externas dos grupos de partícula abrasiva participem da operaçãode corte.

Em geral, uma melhor eficiência de corte é obtida na altura daprotuberância mais elevada de cada partícula abrasiva. Aqui, a altura da pro-tuberância de cada partícula abrasiva é definida pela altura da partícula a-brasiva que se projetou a partir da fase da matriz.

A fim de obter a intensificação da eficiência de corte, por conse-guinte, o espaçamento do grupo de partícula abrasiva deveria ser suficien-temente largo para permitir o desgaste apropriado da matriz presente entreos grupos de partícula abrasiva, de modo que a altura da protuberância daspartículas abrasivas é aumentada.Quando o espaçamento do grupo de partícula abrasiva é superi-or a 5 vezes o tamanho da partícula abrasiva, é possível assegurar uma altu-ra suficiente para a protuberância da partícula. Preferencialmente, o espa-çamento do grupo de partícula abrasiva é cerca de 10 vezes o tamanho dapartícula abrasiva ou superior. Nesse caso, é possível também intensificar aforça de corte das partículas abrasivas.

Praticamente, a ponta cortante inclui uma pluralidade de linhasde partículas abrasivas laminadas na forma de camadas múltiplas sobre asuperfície cortante em direção perpendicular à direção do corte (a direção daespessura da ponta cortante). Cada linha de partícula abrasiva inclui umapluralidade de grupos de partícula abrasiva.

As figuras 13A a 13C ilustram esquematicamente exemplos dasuperfície cortante de uma ponta cortante de acordo com a presente inven-ção.

Cada uma das figuras 13A a 13C ilustram a superfície cortanteda ponta cortante. Conforme mostrado em cada uma das figuras 13A a 13C,a ponta cortante inclui uma pluralidade de linhas de partícula abrasiva 111laminadas na forma de camadas múltiplas na superfície cortante na direçãoda espessura da ponta cortante. Cada linha de partícula abrasiva 111 incluiuma pluralidade de grupos de partícula abrasiva.

A figura 13A ilustra uma ponta cortante 101 em que cada par departícula abrasiva de cada linha ímpar de partícula abrasiva 111 e um parcorrespondente de partícula abrasiva de cada linha par de partícula abrasiva111 estão dispostos em posições diferentes na direção do corte sobre a su-perfície cortante 110. A figura 13B ilustra uma ponta cortante 102 em quecada par de partícula abrasiva de cada linha ímpar de partícula abrasiva 111e um par correspondente de partícula abrasiva de cada linha par de partículaabrasiva 111 são dispostos na mesma posição na direção de corte sobre asuperfície cortante 110. A figura 13C ilustra uma ponta cortante 103 em quea posição de cada par de partícula abrasiva de uma linha de partícula abra-siva 111 independe da posição de cada par de partícula abrasiva de outralinha de partícula abrasiva 111.Cada uma das figuras 13A a 13C ilustra o caso em que o espa-çamento da linha de partícula abrasiva é mais largo do que o tamanho daspartículas abrasivas. Quando o espaçamento da linha da partícula abrasivaé maior do que o tamanho das partículas abrasivas, um sulco é formado en-tre as linhas de partícula abrasiva adjacentes na região onde não existe par-tícula abrasiva.

Nesse caso, os resíduos do corte podem ser removidos atravésdo canal do sulco. Como conseqüência, é possível obter uma intensificaçãoda eficiência do corte. Entretanto, a desvantagem é que a separação daspartículas abrasivas ocorre prematuramente porque a quantidade de matrizpresente nas faces laterais opostas de cada partícula abrasiva é pequena.

Um exemplo de uma disposição de partícula abrasiva para com-pensar o dito fenômeno é ilustrado na figura 14.

A figura 14 ilustra uma ponta cortante 200 em que o espaçamen-to das linhas de partícula abrasiva não é maior que o tamanho da partículaabrasiva. Nesta disposição, a vantagem é que as partículas abrasivas 2 im-pedem a formação de um sulco profundo paralelo à direção do corte, de mo-do que a intensificação da força que suporta a partícula abrasiva é obtida.

No entanto, nesse caso, pode ocorrer uma redução da eficiênciade corte devido à redução da altura da protuberância das partículas abrasi-vas. Como conseqüência, é necessário ajustar de modo apropriado o espa-çamento da linha de partícula abrasiva de acordo com a aplicação da pontacortante.

Os exemplos de uma disposição de partícula abrasiva capaz deexibir as vantagens de ambos os casos das figuras 13A a 13C e o caso dafigura 14 são ilustrados nas figuras 15A e 15B.

A figura 15A ilustra uma ponta cortante 301 em que as partículasabrasivas 2 são dispostas em linhas de modo que uma das três linhas departícula abrasiva adjacente 301a, 301b e 301c, por exemplo, a linha de par-tícula abrasiva 301a, não se sobrepõe as duas linhas de partícula abrasivaremanescentes 301b e 301c, apesar de estar mais próxima a uma das duaslinhas de partícula abrasiva 301b e 301c.A figura 15B ilustra uma ponta cortante 302 em que as partículasabrasivas 2 são dispostas em linhas de modo que as partículas abrasivasem uma das três linhas de partícula abrasiva adjacente 302a, 302b e 302c,por exemplo, a linha de partícula abrasiva 302a, não se sobrepõe às partícu-las abrasivas em uma das duas linhas remanescentes de partícula abrasiva302b e 302c, a saber, a linha de partícula abrasiva 302b, sem se sobreporàs partículas abrasivas na outra linha residual de partícula abrasiva 302c.

Quando as partículas abrasivas das linhas de partícula abrasivasão dispostas da forma supracitada, é possível suprimir a abrasão da matrizque sustenta as partículas abrasivas, e formam um sulco na matriz, e assimremove facilmente os resíduos. Conseqüentemente, é possível intensificar aeficiência de corte e a vida útil.

Os exemplos de uma ponta cortante capaz de obter efeitos se-melhantes aos das figuras 15A e 15B são ilustrados nas figuras 16A e 16B.

A figura 16A ilustra uma ponta cortante 400. A ponta cortante400 inclui ao menos duas regiões 401 e 402 nas quais as partículas abrasi-vas 2 são dispostas em linhas, de modo que cada linha de partícula abrasivainclui dois ou mais grupos de partícula abrasiva. Também, as linhas de partí-cula abrasiva são dispostas nas regiões 401 e 402, de modo que cada umdos sulcos de corte formados em uma peça de usinagem pelas linhas departícula abrasiva em uma das regiões traseiras das regiões 401 e 402, porexemplo, a região 402, é disposto entre os sulcos adjacentes formados napeça de usinagem pelas linhas de partícula abrasiva em uma das regiõesdianteiras das regiões 401 e 402, por exemplo, na região 401.

A figura 16B ilustra uma combinação das pontas cortantes 500 e600. Em cada uma das pontas cortantes 500 e 600, as partículas abrasivas2 são dispostas em linhas de modo que cada linha de partícula abrasiva in-clua dois ou mais grupos de partícula abrasiva. Também, as linhas de partí-cula abrasiva são dispostas nas pontas cortantes 500 e 600, de modo quecada um dos sulcos de corte formados em uma peça de usinagem pelas li-nhas de partícula abrasiva em uma das pontas dianteiras das pontas cortan-tes 500 e 600, por exemplo, a ponta cortante 600, é disposta entre sulcosadjacentes dos sulcos de corte formados em uma peça de usinagem pelaslinhas de partícula abrasiva em uma ponta dianteira das pontas cortantes500 e 600, por exemplo, a ponta cortante 500.

A definição de "traseira" e "dianteira" se baseia na situação emque o corte é realizado em uma direção. Visto que o arco de serra sofre al-ternância, a região dianteira ou a ponta cortante dianteira pode se tornaruma região traseira ou uma ponta cortante traseira na oscilação seguinte domovimento.

De acordo com a disposição descrita acima, é possível impedir aformação de um sulco excessivamente profundo entre as linhas de partículaabrasiva adjacente, e assim intensificar a força que sustenta as partículasabrasivas.

Para as partículas abrasivas na presente invenção, quaisquerpartículas abrasivas podem ser usadas, desde que sejam de uso geral. Osexemplos representativos das partículas abrasivas podem incluir diamantesartificiais, diamantes naturais, nitrito cúbico de boro e partículas de tungstê-nio. Dentre esses materiais, as partículas artificiais de diamante são as maispreferenciais.

Nesse ínterim, a presente invenção fornece um arco de serraque inclui uma pluralidade de pontas cortantes do tipo oscilante da presenteinvenção.

Aplicabilidade Industrial

De acordo com a presente invenção, são fornecidos uma pontacortante do tipo oscilante capaz de obter a intensificação na execução docorte e um aumento da vida útil, e um arco de serra fornecido com a pontacortante.

Claims (17)

1. Ponta cortante do tipo oscilante que compreende uma plurali-dade de partículas abrasivas para cortar uma peça de usinagem à medidaque oscila, em que:ao menos uma parte das partículas abrasivas são dispostas naforma de grupos de partícula abrasiva;cada grupo de partícula abrasiva é constituído por pelo menosduas partículas abrasivas; e as partículas abrasivas de cada grupo de partí-cula abrasiva são ao menos sobrepostas na direção do corte.

2. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 1, em que a taxa de partículas abrasivas que constituem os grupos departícula abrasiva é de pelo menos 30% do total de partículas abrasivas.

3. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 1, em que o número de partículas abrasivas que constituem cada grupode partícula abrasiva varia de 2 a 4.

4. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 1, em que a distância entre as adjacentes das partículas abrasivas queconstituem cada grupo de partícula abrasiva é 3 vezes o tamanho das partí-culas abrasivas ou inferior.

5. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 3, em que a distância entre as adjacentes das partículas abrasivas queconstituem cada grupo de partícula abrasiva é 3 vezes o tamanho das partí-culas abrasivas ou inferior.

6. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 1, em que a distância entre as adjacentes das partículas abrasivas queconstituem cada grupo de partícula abrasiva em direção perpendicular à di-reção do corte e paralela à direção da espessura total (um desvio na direçãoda largura) é de 50% do tamanho das partículas abrasivas ou inferior.

7. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 1, em que a distância entre as adjacentes das partículas abrasivas queconstituem cada grupo de partícula abrasiva em direção perpendicular à di-reção do corte e perpendicular à superfície do corte (um desvio na direçãoda altura) é de 50% do tamanho das partículas abrasivas ou inferior.

8. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 1, em que a distância entre as adjacentes dos grupos de partículas a-brasivas na direção do corte é 5 vezes o tamanho das partículas abrasivasou superior.

9. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 1, em que as partículas abrasivas são dispostas em linhas.

10. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 9, em que o espaçamento entre as adjacentes das linhas de partículaabrasiva é maior do que o tamanho das partículas abrasivas.

11. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 9, em que o espaçamento entre as adjacentes das linhas de partículaabrasiva não é maior do que o tamanho das partículas abrasivas.

12. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 9, em que as partículas abrasivas são dispostas em linhas para formarlinhas de partícula abrasiva afastadas entre si por uma distância maior doque o tamanho das partículas abrasivas, e linhas de partícula abrasiva afas-tadas entre si por uma distância não maior do que o tamanho das partículasabrasivas.

13. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 9, em que as partículas abrasivas são dispostas em linhas de modo queuma das três linhas de partícula abrasiva adjacente não se sobrepõe as du-as linhas de partícula abrasiva adjacentes restantes, apesar de estar maispróxima a uma das duas linhas de partícula abrasiva.

14. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 9, em que as partículas abrasivas são dispostas em linhas de modo queas partículas abrasivas em uma das três linhas de partícula abrasiva adja-cente se sobrepõe às partículas abrasivas em uma das duas linhas de partí-cula abrasiva restante adjacentes, sem se sobrepor às partículas abrasivasna outra linha de partícula abrasiva restante.

15. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 9, em que a ponta cortante é dividida ao menos em duas regiões ondeas partículas abrasivas são dispostas em linhas de modo que cada linha departícula abrasiva inclui dois ou mais grupos de partícula abrasiva, e as li-nhas de partícula abrasiva são dispostas nas regiões de modo que cada umdos sulcos de corte formados em uma peça de usinagem durante o processode corte pelas linhas de partícula abrasiva na região traseira das regiões édisposto entre os adjacentes dos sulcos de corte formados na peça de usi-nagem pelas linhas de partícula abrasiva em uma região dianteira das regiões.

16. Ponta cortante do tipo oscilante, de acordo com a reivindica-ção 9, em que as partículas abrasivas são dispostas em linhas, de modo quecada linha de partícula abrasiva inclui dois ou mais grupos de partícula abra-siva, e cada um dos sulcos de corte formados em uma peça de usinagemdurante o processo de corte pelas traseiras das linhas de partícula abrasivaé disposto entre os adjacentes dos sulcos de corte formados na peça de usi-nagem pelas dianteiras das linhas de partícula abrasiva.

17. Arco de serra compreendendo uma pluralidade de pontascortantes, como definidas na reivindicações 1.