BRPI0709012A2 - peça de inserção de corte e ferramenta pra fresar - Google Patents

Abstract

PEçA DE INSERçãO DE CORTE E FERRAMENTA PARA FRESAR. A presente invenção refere-se a uma peça de inserção de corte, especialmente para trabalhos de fresagem, com um corpo básico que, em lados opostos, apresenta respectivamente arestas de corte circundantes, as quais sobressaem em relação às respectivas regiões de superfície de apara (15) contíguas, que caem sob um ângulo de apara positivo, no meio das quais estão dispostas uma ou mais superfícies de apoio planas (16), e com um furo de fixação central (12) para a admissão de um parafuso de aperto. Em torno do furo de fixação central está disposta no mínimo uma superfície cónica (19) com um cone que cai para dentro, isto é, para o furo de fixação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PEÇA DEINSERÇÃO DE CORTE E FERRAMENTA PARA FRESAR".

A presente invenção refere-se a uma peça de inserção de corte,especialmente para trabalhos de fresagem, com um corpo básico, que apre-senta respectivamente, em lados opostos, arestas de corte circundantes, asquais sobressaem das regiões de superfície de apara, respectivamente ad-jacentes que caem sob um ângulo de apara positivo, no meio das quais es-tão dispostas uma ou mais superfícies de apoio planas, e com um furo cen-tral de fixação para a admissão de um parafuso de aperto.

A invenção refere-se também a uma ferramenta para fresar, es-pecialmente uma fresa plana, com um suporte para ferramenta, que apre-senta vários rebaixos respectivamente com uma superfície de apoio e comsuperfícies de contato laterais.

— O documento US-A-4.189.264 já descreve uma ferramenta decorte com um suporte para ferramenta, em cujo rebaixo com uma superfíciede apoio e com superfícies de contato estão dispostas uma placa de calço euma placa de corte reversível, a qual apresenta, nas duas superfícies deapara, uma região central rebaixada, em relação à qual se adiantam em altu-ra as regiões de superfície de apara limítrofes à aresta de corte que a cir-cundam. À mencionada superfície de região central plana rebaixada podeser adaptada a superfície de apoio de um rompedor de aparas em forma deplaca, o qual está disposto no lado extremo de um braço fixado ao suportepara ferramenta que sobressai da placa de corte reversível. A configuraçãoescolhida em forma de dique das regiões de superfície de apara limítrofes àaresta de corte tem a desvantagem de que as exigências quanto uma evolu-ção suave da apara, a um controle seguro da apara e a uma aresta de cortee um canto de corte estáveis só podem ser atendidas de modo limitado. Aplaca de calço possui rebaixos circundantes nas bordas, cuja profundidade émaior do que a distância da região central plana em relação ao plano de a-resta de corte, de tal modo que, no estado retesado, a região central em re-levo da placa de calço sirva de superfície de apoio para a região centraloposta da placa de corte reversível. A placa de calço, bem como a placa decorte reversível, são munidas de respectivas perfurações de passagem cen-trais, através das quais é possível conduzir um parafuso de aperto. Pelo ladoda frente, a placa de calço e a placa de corte reversível terminam alinhadasuma com a outra.

O WO 94/15741 A1 descreve uma ferramenta de cortar com umassento para placa em um suporte para ferramenta, no qual pode ser inseri-da uma placa de corte reversível. A placa de corte reversível possui, nasrespectivas superfícies de apara opostas, ranhuras de moldar apara ou face-tas que evoluem paralelas à aresta de corte, sob um ângulo de apara positi-vo. Para a proteção das respectivas arestas de corte não ativas, a placa decorte reversível apresenta, na região de cada quina, um rebaixo em forma degamela que mantém correspondência com ressaltos em relevo no lado infe-rior da placa de calço. Os ressaltos e os rebaixos em forma de gamela de-vem -se localizar um junto ao outro no estado retesado da placa de corte re-versível apertada firmemente sobre a placa de calço e devem servir de apoi-o, por meio do qual as arestas de corte não ativas são mantidas a distânciada placa de calço. A desvantagem dessa configuração consiste em que énecessária uma grande precisão de ajuste dos respectivos ressaltos no ladosuperior da placa de calço em relação aos respectivos rebaixos em forma degamela, pois senão a placa de corte reversível não pode ser apertada para amedida normatizada desejada. Ocorrem dificuldades particulares com placasde corte reversíveis poligonais com mais de três quinas, pois nesse caso, nocaso de eventuais imprecisões de medidas, não se obtém um assento cla-ramente definível da placa de corte reversível sobre a placa de calço.

Por isso, no DE 196 53 921 A1 coloca-se o objetivo de criar umassento de placa de corte no suporte para ferramenta que seja seguro e es-tável e que seja reproduzível repetidamente, eventualmente com uma placade calço de longa duração que possa ser usada repetidamente, sendo que aunidade de ferramenta deve ser protegida com segurança contra uma sujeirado sistema de aperto. De preferência, as peças de inserção de cortar em-pregadas devem ser projetadas como placas de corte reversíveis que pos-sam ser usadas dos dois lados. Para alcançar esse objetivo, é proposto quea superfície de apoio no suporte para ferramenta forme, ela própria ou sob aforma de superfície de placa de calço, uma superfície em relevo fechadacontinuamente para a formação de uma região de apoio plana, a qual termi-na, em direção radial, à distância do plano definido pelo plano de superfícielivre da placa de corte reversível. A medida de distância da região de apoiodeve ser maior ou igual, até uma medida de tolerância, à respectiva distân-cia radial da região de platô em relação à aresta de corte. Devido à configu-ração fechada das superfícies de apoio, pretende-se obter uma vantagemem relação a elevações e/ou gamelas individuais no que refere-se à preci-são de acabamento. O polimento necessário das superfícies de apoio re-quer, no entanto, uma outra etapa de trabalho depois da sinterização, a qualinfluencia negativamente os custos de produção da peça de inserção de cor-te e, conseqüentemente, o grau de economia do processo de levantamentode aparas. A princípio é possível se prescindir do polimento plano das super-fícies de contato, respectivamente de apoio, mas então será preciso tolerarimprecisões nas superfícies que ocorrem em conseqüência do processo desinterização. As superfícies de apoio se tornam não-planas, de tal modo quepiora a retenção das peças de inserção de corte no suporte, peças estas quesão projetadas como placas de corte reversíveis.

Para melhorar o grau de economia dos processos de levanta-mento de aparas, nos quais são empregadas peças de inserção de corte,isto é, para minimizar os custos por cada peça produzida, é preciso tambémmanter no mínimo possível os custos de produção das peças de inserção decorte empregadas. Por isso, no caso de se empregar placas de corte rever-síveis para a fresagem, deve-se atentar para que a capacidade de uso porcada peça de inserção de corte seja a maior possível. Ao mesmo tempo, épreciso otimizar o desempenho do levantamento de aparas, isto é, a peça deinserção de corte tem que ser configurada em relação à aresta de corte eeventualmente em relação à geometria da forma de apara de um modo talque seja possível garantir uma evolução suave do levantamento de aparacom uma velocidade máxima de avanço. Por meio das placas de corte re-versíveis poligonais, de dois lados, conhecidas pelo estado da técnica, épossível disponibilizar por cada placa de corte reversível uma grande quanti-dade de arestas de corte ativas. Nesse sentido, por exemplo, as placas decorte reversíveis de dois lados com 6 quinas possuem no total 12 arestas decorte ativas.

Para a geração de um corte o mais suave possível são vantajo-sos os ângulos de apara positivos. No caso de placas de corte reversíveis dedois lados, isso leva a que as arestas de corte superem as superfícies deapara. Para se poder posicionar a placa de corte reversível no suporte paraferramenta, é preciso que o suporte seja deixado livre na região das arestasde corte e que a placa de corte reversível apresente uma suficiente superfí-cie de apoio o mais plana possível, pois caso contrário pode vir a ocorreruma retenção deficiente da peça de inserção de corte na ferramenta e tam-bém sobrecargas pontuais das arestas de corte, que por fim se rompem,fazendo com que seja reduzido o tempo de duração da placa de corte rever-sível. Além do fato de que o emprego de placas de calço do tipo acima des-crito é dispendioso, ocorre ainda que essas placas de calço só eliminamcondicionalmente as desvantagens acima descritas.

A presente invenção tem como objetivo criar uma placa de cortereversível de dois lados com uma grande quantidade de arestas de corteativas, que garanta um assento seguro e estável da peça de inserção decorte que pode ser empregada dos dois lados no suporte para ferramentasem o emprego de uma placa de calço, sendo que essa peça de inserção decorte deve poder ser produzida economicamente.

Além disso também é objetivo da invenção apresentar uma fer-ramenta de fresar que atenda as exigências acima descritas.

Esse objetivo é alcançado, em primeiro lugar, por meio de umapeça de inserção de corte de acordo com a reivindicação 1. Essa peça deinserção de corte caracteriza-se, de acordo com a invenção, pelo fato de queem torno do furo central de fixação encontra-se dispostas no mínimo umasuperfície cônica com um cone caindo para dentro, isto é, na direção do furode fixação. A vantagem dessa peça de inserção de corte consiste em quedevido à região mencionada em forma cônica, é possível compensar impre-cisões de sinterização da peça de inserção de corte ao se apertar o parafusode fixação, de tal modo que a peça de inserção de corte projetada com doislados se apoie com segurança e com estabilidade no suporte para ferramenta.

Outras formas vantajosas de execução são descritas nas demaisreivindicações.

O ângulo de conicidade, que significa o ângulo que a superfíciecônica forma com superfícies de apoio paralelas umas às outras sobre oslados opostos da peça de inserção de corte, é selecionado relativamentepequeno, sendo que valores preferenciais se situam entre 0,1° e 2o, especi-almente entre 0,3° a 0,35°. Em testes práticos ficou comprovado que devidoa essas dimensões é possível compensar imprecisões de sinterização exis-tentes, ao se apertar o parafuso de fixação.

Segundo uma outra configuração, a superfície cônica é projeta-da em forma anelar ou em várias partes sob a forma de superfícies cônicasem forma semi-anelar, as quais se encontram separadas uma da outra pormeio de um rebaixamento em forma de ranhura. Segundo uma outra confi-guração da invenção, os rebaixamentos em forma de ranhura estão dispos-tos em forma de estrela (em relação ao furo central de fixação), de preferên-cia a uma distância angular equidistante.

Segundo uma outra forma de execução da invenção, além dassuperfícies cônicas (um pouco inclinadas) também estão dispostas adicio-nalmente superfícies de apoio planas, a saber, entre as superfícies de aparaque caem sob um ângulo de apara positivo e as superfícies cônicas ou umadas superfícies cônicas anelares. As superfícies de apoio sobre lados opos-tos estão dispostas paralelamente uma à outra. De preferência, várias super-fícies de contato uma ao lado da outra encontram-se separadas uma da ou-tra por meio de um rebaixamento em forma de ranhura. No caso de umaplaca de corte reversível e η cantos, as superfícies de apoio são limitadas nolado interno por uma peça semicircular e no lado externo por uma peça line-ar. Superfícies de apoio são projetadas, de preferência, menores em compa-ração com as superfícies cônicas.Entre as mencionadas superfícies de apoio e as superfícies deapara que caem, segundo um aperfeiçoamento da invenção, é previsto umrebaixamento em forma de ranhura. Por meio do alinhamento positivo dassuperfícies de saída de aparas, em seguida às arestas de corte em ligaçãocom a ranhura, consegue-se que a apara que sai - pressupondo-se umasuperfície de saída de apara suficientemente longa - não entre em contatocom a superfície de apoio, de tal modo que lá possam ser evitados com efi-cácia os depósitos, que podem levar a imprecisões de apertos depois dareversão da peça de inserção de corte.

De preferência, a peça de inserção de corte é projetada simetri-camente no que refere-se a um plano central de corte transversal que cortao furo central de fixação, de tal modo que após a inversão resultem apoios esuperfícies cônicas idênticos nos mesmos pontos.

A peça de inserção de corte de acordo com a invenção é proje-tada especialmente com várias quinas, como por exemplo com 6 quinas,olhando-se de cima, e, de preferência, simétrica quanto à rotação. Dessemodo, a peça de inserção de corte possui seis quinas de corte e seis arestasde corte do mesmo comprimento, das quais respectivamente duas formamuma quina de corte.

Tal como é conhecido em princípio pelo estado da técnica, emtorno do furo longitudinal acha-se disposto um rebaixamento para a centrali-zação de um parafuso de embutir quando de sua fixação.

Os rebaixamentos em forma de ranhura são projetados de talforma que eles, de preferência, apresentem uma base de ranhura plana e/ouno mínimo um flanco em declive de cada lado. Por flanco em declive enten-de-se uma parede lateral de ranhura que forma com a base de ranhura umângulo que é maior do que 90°. Na região de transição desse flanco inferiorem declive e das respectivas superfícies de apoio ou cônicas, respectiva-mente flancos de saída de apara, a entrada da ranhura também pode serprojetada arredondada.

O objetivo acima é alcançado ainda por meio da ferramenta defresar de acordo com a reivindicação 11. Essa ferramenta de fresar possuium suporte para ferramenta que possui vários rebaixos respectivamentecom uma superfície de apoio e com superfícies de contato laterais, sendoque em cada rebaixo acha-se incorporada uma peça de inserção de corte dotipo mencionado anteriormente. As peças de inserção de corte podem serfixadas diretamente ou indiretamente nos rebaixos por meio de cassetes.

Outras vantagens resultam dos desenhos e também das expli-cações que se seguem acerca dos desenhos. Mostram-se:

Figura 1: uma vista de cima sobre uma peça de inserção de cor-te de acordo com a invenção;

Figura 2: uma vista lateral da peça de inserção de corte da figura 1;

Figura 3: uma vista em perspectiva da peça de inserção de cortedas figuras 1 e 2;

Figura 4: uma ampliação de recorte da parte de B na figura 3;

Figura 5: uma vista de cima sobre uma fresa plana com sete pe-ças de inserção de corte;

Figura 6: uma vista lateral da cabeça de fresa plana da figura 5;

Figura 7: uma vista em corte da fresa plana das figuras 5 e 6.

A peça de inserção de corte 10 mostrada nas figuras de 1 a 3 ésimétrica a um plano central longitudinal 11 indicado na figura 2, o qual cortatransversalmente o furo de fixação 12 que penetra na peça de inserção decorte 10. Além disso e como se pode deduzir das figuras 1 e 3, a peça deinserção de corte 10 também é construída simetricamente quanto à rotaçãoem torno de um eixo central de perfuração 13, sendo que no presente casode um modo tal que ocorra uma igualdade de cobertura no caso de uma ro-tação em 60° em torno desse eixo 13. A peça de inserção de corte possuiseis arestas de corte, das quais duas respectivas arestas de corte adjacen-tes formam uma quina de corte. No presente caso, as quinas de corte 14não são arredondadas, mas sim projetadas em forma poligonal, isto é, res-pectivamente por regiões de arestas em linha reta. Em seguida a cada ares-ta de corte, bem como a cada canto de corte, encontram-se limítrofes regi-ões de superfície de apara 15 que caem sob um ângulo de apara positivo, asquais, de preferência, estão dispostas sob o mesmo ângulo der apara positi-vo unitário e são designadas unitariamente por um número de referência 15independentemente de suas posições e forma. A peça de inserção de cortepossui superfícies de apoio planas 16, que são separadas das regiões desuperfície de apara 15 que caem, por meio de um rebaixamento 17 em for-ma de ranhura. Esse rebaixamento 17 em forma de ranhura possui uma ba-se de ranhura plana, bem como paredes de ranhura que se erguem em ân-gulo inclinado de ambos os lados. Eventualmente, a ranhura também podeapresentar vários flancos de ranhura, que fiquem inclinados um em relaçãoao outro em uma medida angular de menos do que 180°. Evidentemente,alternativamente também é possível criar regiões de transição convexas emrelação às superfícies 15 e 16, respectivamente regiões de transição cônca-vas em relação à base de ranhura.

Em frente às superfícies de apoio planas 16 encontra-se, sobre o outro lado, uma quantidade correspondente de superfícies 16 com o mes-mo perfil, as quais se encontram alinhadas paralelamente às superfícies 16descritas. No meio das superfícies planas 16 mencionadas, que se localizamrespectivamente verticalmente a cada superfície lateral 18 (vide figura 3),localizam-se superfícies cônicas 19 que são projetadas em forma semi-anelar e chegam até o furo de fixação 12, com exceção de uma parte de pe-ga 20. Essas superfícies cônicas estão alinhadas, sob um ângulo de 0,32°em relação às superfícies de apoio 16, com um cone que cai para dentro,isto é, para o furo de fixação 12. Entre as superfícies cônicas 19 em formasemi-anelar é respectivamente previsto um rebaixamento 21 em forma deranhura, que se estende até as regiões de superfície de apara que caem, asquais são limítrofes às arestas de corte. Como se pode observar particular-mente na figura 4, a base de ranhura do rebaixamento 21 em forma de ra-nhura localiza-se, com a base de ranhura do rebaixamento 17, não apenasem um único plano, como também essas ranhuras transitam uma para den-tro da outra. Também os flancos do rebaixamento 21 em forma de ranhurasão projetados côncavos na região inferior e convexos na região superior. Asbases de ranhura dos rebaixamentos 17 e 21 em forma de ranhura situam-se em um plano, a saber, tanto no lado superior quanto no lado inferior dapeça de inserção de corte.

As peças de inserção de corte do tipo mostrado nas figuras de 1a 3 podem ser fixadas radialmente em uma cabeça de fresa plana 22, talcomo mostrado nas figuras de 5 a 7. Para tanto, a cabeça de fresa planapossui um suporte de ferramenta com vários rebaixos, que possuem respec-tivamente uma superfície de apoio e superfícies de contato laterais. As su-perfícies de contato laterais da cabeça de ferramenta são projetadas de mo-do correspondente às superfícies laterais 18 (superfícies livres) da peça deinserção de corte 10. As superfícies de contato da cabeça de lâmina termi-nam abaixo da aresta de corte, no estado apertado da peça de inserção decorte, de tal modo que também as assim chamadas arestas de corte inativasfiquem livres. A peça de inserção de corte 10 é montada por meio de umparafuso de fixação, o qual é inserido através do furo de fixação 12 e é apa-rafusado em uma perfuração roscada da cabeça de ferramenta. A superfíciede apoio do suporte de ferramenta é projetada plana e sobressai um poucoem relação às regiões da cabeça de ferramenta que se localizam aproxima-damente na altura das arestas de corte, de tal modo que as arestas de corte(inativas) voltadas para a cabeça de ferramenta também fiquem livres e, as-sim, fiquem protegidas contra uma danificação. Por meio de aperto do para-fuso de aperto, o lado inferior da peça de inserção de corte 10 voltado para asuperfície de apoio do suporte de ferramenta é movido gradativamente paraa superfície de apoio até o contato com esta. Devido ao procedimento deque as superfícies rebaixadas 19 e 16, diferentemente do estado da técnica,se localizam em um plano torna-se possível, devido às forças de aperto aserem empregadas, compensar desníveis menores dessas superfícies queocorrem depois da sinterização. Isso tem a vantagem de que a peça de in-serção de corte, depois da sinterização, não precisa mais ser polida plananas superfícies 16 e 19. No presente caso, a cabeça de fresa plana 22 pos-sui peças de inserção de corte 10 que sobressaem um pouco perifericamen-te, bem como no lado frontal. Devido às peças de inserção de corte 10, quesão movidas rotativamente, obtém-se um diâmetro de corte D. No presentecaso, são previstas sete peças de inserção de corte, as quais possuem umadistância angular α = 36077 uma em relação à outra. A princípio, no entanto,também são possíveis outras disposições, nas quais as distâncias angularesdas peças de inserção de corte contíguas são desiguais.

No caso da peça de inserção de corte são empregadas para le-vantamento de aparas de modo ativo respectivamente duas arestas de corte(como corte plano e corte principal), de tal modo que por meio de rotaçãodas peças de inserção de corte em 60° é possível empregar novas arestasde corte anteriormente inativas. Quando em um lado de superfície de aparaestiverem desgastadas todas as arestas de corte, então a peça de inserçãode corte será invertida, isto é, girada em torno do plano 11, de tal modo queas arestas de corte sejam ativadas no outro lado.

Claims (11)

1. Peça de inserção de corte, especialmente para trabalhos defresagem, com um corpo básico que, em lados opostos, apresenta respecti-vamente arestas de corte circundantes, as quais sobressaem em relação àsrespectivas regiões de superfície de apara (15) contíguas, que caem sob umângulo de apara positivo, no meio das quais estão dispostas uma ou maissuperfícies de apoio planas, e com um furo de fixação central (12) para aadmissão de um parafuso de aperto, caracterizada pelo fato de que em tornodo furo de fixação central (12) está disposta no mínimo uma superfície côni-ca (19) com um cone que cai para dentro, isto é, para o furo de fixação (12).

2. Peça de inserção de corte de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato de que o ângulo de conicidade (a) comporta 0,1° < a< 2o, de preferência de 0,3° a 0,35°.

3. Peça de inserção de corte de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizada pelo fato de que a superfície cônica tem forma anelar ouque as superfícies cônicas (19) têm forma semi-anelar e, de preferência, es-tão separadas uma da outra por um rebaixamento (21) em forma de ranhura.

4. Peça de inserção de corte de acordo com a reivindicação 3,caracterizada pelo fato de que os rebaixamentos (21) em forma de ranhuraestão dispostos em forma de estrela, de preferência a uma distância angularequidistante.

5. Peça de inserção de corte de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 4, caracterizada pelo fato de que entre as superfícies de apara(15), que caem sob um ângulo de apara positivo, e a superfície cônica ousuperfícies cônicas (19) estão dispostas uma ou mais superfícies de apoio(16), sendo que, no caso de várias superfícies de apoio (16), as superfíciesde apoio contíguas estão separadas, de preferência, uma da outra por meiode um rebaixamento (21) em forma de ranhura.

6. Peça de inserção de corte de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 5, caracterizada pelo fato de que entre as superfícies de apoio(16) e as superfícies de apara (15) que caem é previsto um rebaixamento(17) em forma de ranhura.

7. Peça de inserção de corte de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a configuração é simétrica emrelação a um plano central de corte transversal (11), que corta o furo centralde fixação (12).

8. Peça de inserção de corte de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a peça de inserção de corte,observada em uma vista de cima, é hexagonal e, de preferência, simétricaquanto à rotação.

9. Peça de inserção de corte de acordo com uma das reivindica-ções de 1 a 8, caracterizada pelo fato de que em torno do furo de fixação(12) acha-se disposto um rebaixamento (20) para a centralização de um pa-rafuso de embutir em sua fixação.

10. Peça de inserção de corte de acordo com uma das reivindi-cações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de que os rebaixamentos (17, 21)em forma de ranhura apresentam uma base plana de ranhura e/ou no míni-mo um flanco em declive em cada lado.

11. Fresa, especialmente fresa plana com um suporte de ferra-menta, que apresenta um ou mais rebaixos respectivamente com uma su-perfície de apoio e com superfícies de contato laterais, caracterizada pelofato de que em cada rebaixo encontra-se fixada uma peça de inserção decorte (10) como definida em uma das reivindicações de 1 a 10.