BRPI0712550A2 - ferramenra de corte e inserto de corte - Google Patents
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Abstract
FERRAMENTA DE CORTE E INSERTO DE CORTE. A presente invenção refere-se a ferramenta de corte é provida com um corpo de ferramenta que gira sobre o eixo geométrico do mesmo, e um inserto de corte montado de maneira removível sobre a periferia externa na ponta do corpo de ferramenta, em que: o inserto de corte possui um formato plano heptagonal substancialmente regular simétrico com inversão da frente e parte de trás, tendo duas faces heptagonais paralelas uma à outra, uma face lateral contínua à cada uma das faces heptagonais em ângulos retos, e uma borda de corte provida sobre cada linha de crista entre a face heptagonal e a face lateral; a borda de corte inclui uma borda de corte principal projetada sobre o lado do heptágono regular, e bordas de corpo auxiliares que se estendem a partir das extremidades opostas da borda d corte principal de modo a se inclinarem para o centro da face heptagonal e se ligarem às bordas de corte principais adjacentes, e o corpo de ferramenta é equipado com um assento de montagem que prende o inserto de corte de tal modo que uma das bordas de corte principais seja direcionada para a ponta do corpo de ferramenta e em um sentido radial externo a fim de fazer a mesma trabalhar no corte, e um ângulo de aresta a entre uma das bordas de corte principais e o eixo geométrico atendam a uma relação 40 < a < 44 .
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FERRAMEN- TA DE CORTE E INSERTO DE CORTE".
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a uma ferramenta de corte utiliza- da quando uma usinagem de superfície é aplicada a uma peça de trabalho, e a um inserto de corte montado de maneira removível sobre a ferramenta de corte.
O presente pedido reivindica a prioridade baseada no Pedido de Patente Japonês N. 2006-157050, depositado em 06 de junho de 2006, cu- jos conteúdos encontram-se incorporados ao presente documento à guisa de referência.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Até o momento, uma ferramenta de corte é usada durante a a- plicação de um corte a uma peça de trabalho, conforme conhecido e descri- to, por exemplo, no Documento de Patente 1, esta ferramenta de corte sen- do dotada de insertos incorporando bordas de corte que são montadas de maneira removível sobre a periferia externa da ponta de um corpo de ferra- menta.
A ferramenta de corte apresentada no Documento de Patente 1 gira a alta velocidade sobre o eixo do corpo de ferramenta, é alimentada em um sentido em ângulo reto na direção axial do corpo de ferramenta, e corta a superfície de uma peça de trabalho por meio das bordas de corte principais dos insertos de corte montados sobre a periferia externa da ponta do corpo de ferramenta, e direcionada para a ponta (à frente no sentido do corte) do corpo de ferramenta e no sentido radial externo.
Para tal ferramenta de corte, um inserto de corte é amplamente utilizado, cujo formato externo é a de um polígono planar com uma borda de corte formada sobre cada um dos lados da sua superfície poligonal (por e- xemplo, vide o Documento de Patente 1). Tal inserto de corte é direcionado à frente no sentido da rotação da ferramenta, com a superfície poligonal sendo a face de corte, e realiza o corte por meio da borda de corte no senti- do radial externo do corpo de ferramenta. Para o inserto de corte conforme acima descrito, um inserto de corte do tipo positivo, no qual um ângulo de incidência é provido sobre uma face lateral (flanco) contínua à borda de cor- te, e um inserto de corte do tipo negativo, no qual não é provido nenhum ân- gulo de incidência sobre a face lateral. Por exemplo, em um corte profundo, no qual a taxa de alimentação e a profundidade de corte são altas, uma vez que existe a tendência de a resistência ao corte ser alta, é utilizado o inserto de corte do tipo negativo, que possui alta rigidez e oferece pouca possibili- dade de defeitos.
No inserto de corte do tipo negativo, são formadas bordas de corte sobre cada um dos lados das duas superfícies poligonais. As faces laterais se localizam de tal modo a ficarem praticamente em ângulos retos com relação às superfícies poligonais, e apresentam um formato externo retangular aproximadamente planar. É possível aumentar a vida útil de tal inserto de corte por meio do uso das bordas de corte formadas sobre cada um dos lados das duas superfícies poligonais em seqüência, de modo o cus- to de uso do inserto de corte possa ser reduzido de forma significativa.
A fim de aumentar ainda mais a vida útil do inserto de corte, é eficaz aumentar o número de bordas de corte. Por exemplo, é proposto um inserto de corte octogonal planar, no qual são formadas oito bordas de corte sobre cada uma das duas superfícies octogonais de modo a prover dezes- seis bordas de corte. No entanto, no formato octogonal planar conforme a- cima, uma vez que o ângulo formado pelas bordas de corte adjacentes é de .135°, o que é muito, quanto então o ângulo de aresta (o ângulo formado com o eixo geométrico) da borda de corte principal direcionada para a ponta (à frente no sentido do corte) do corpo de ferramenta e no sentido radial exter- no é regulado, por exemplo, para 45° ou mais, haverá o problema de a face lateral adjacente à face lateral na qual a borda de corte é formada, e para a parte traseira (para trás no sentido do corte) do corpo de ferramenta, interfe- rir na peça de trabalho. Por outro lado, quando o ângulo de aresta é regula- do para ficar menor que 45° a fim de aliviar a face lateral da peça de traba- lho, a face lateral adjacente à face lateral, na qual a borda de corte principal é formada, e para frente no sentido do corte, interfere com a peça de traba- lho.
Além disso, no caso em que o número de bordas de corte (nú- mero de lados) é aumentado desta maneira, se o tamanho do inserto de cor- te é fixo, o comprimento de cada uma das bordas de corte é diminuído, e, por conseguinte, a quantidade de corte é reduzida, o que torna o inserto de corte incapaz de realizar um corte de forma eficiente.
Sendo assim, o Documento de Patente 2 propõe um inserto de corte heptagonal planar. A Figura 9 mostra uma ferramenta de corte sobre a qual é montado um inserto de corte heptagonal planar com um ângulo de aresta a definido como α = 45° para cortar uma peça de trabalho W.
Neste inserto de corte 1, mesmo quando o ângulo de aresta α da borda de corte principal 2A é definido como α = 45°, uma borda de corte 2B (face lateral) direcionada para frente no sentido do corte apresenta um rele- vo que recua para trás no sentido do corte à medida que se aproxima do lado radial interno do corpo de ferramenta, e uma borda de corte 2C (face lateral) direcionada para o lado radial externo do corpo de ferramenta tem um relevo que recua para o lado radial interno do corpo de ferramenta à me- dida que o mesmo avança para trás no sentido do corte. Como um resulta- do, as faces laterais não interferem na peça de trabalho W, o que impede de as bordas de corte 2B e 2C projetadas sobre as faces laterais se desgasta- rem antes de serem utilizadas para corte, e, neste caso, as sete bordas de corte 2 formadas sobre a face heptagonal poderão ser usadas em seqüên- cia. Além disso, é possível se usar a face frontal e a face traseira de forma reversível, e, neste caso, um total de quatorze bordas de corte 2 poderá ser usado.
Documento de Patente 1: A Publicação de Patente Japonesa N. .3180604
Documento de Patente 2: O Pedido de Patente Japonês não e- xaminado, Primeira Publicação N. 2002-263943.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
Problemas que a invenção deve solucionar
Para tal inserto de corte 1, a fim de acabar uma superfície usi- nada cortada suavemente por uma borda de corte principal 2A, as vezes, é formada uma borda de corte auxiliar 3, contínua à borda de corte 2 em um ângulo predeterminado. Por exemplo, em uma ferramenta de corte que corta a superfície de uma peça de trabalho W, uma borda de corte auxiliar 3, con- tínua à borda de corte principal 2A em um ângulo predeterminado e direcio- nado para frente no sentido do corte e no sentido radial externo, é posicio- nada de tal modo que a mesma cruze o eixo geométrico em ângulos aproxi- madamente retos com relação ao eixo geométrico do corpo de ferramenta, de modo que possa acabar suavemente a superfície cortada pela borda de corte principal 2A por meio do uso da borda de corte auxiliar 3.
Quando estas bordas de corte 3 são providas sobre o inserto de corte 1 heptagonal e podem ser usadas com a frente / traseira invertidas, a borda de corte auxiliar 3 de uma superfície heptagonal e a borda de corte auxiliar 3 de uma outra superfície heptagonal são providas em uma aresta 4. Como um resultado, um par de peças planas que se inclina para dentro a partir de um par de faces laterais conectadas na aresta 4 é formado na ares- ta 4, e as bordas de corte auxiliares 3 são formadas na linha de crista entre as peças planas e as superfícies heptagonais. Ou seja, um par de peças planas conectadas em um ângulo maior que o do par de faces laterais é dis- posto na aresta 4.
No entanto, quando o inserto de corte 1 conforme descrito acima se localiza de tal modo que uma borda de corte auxiliar 3A formada em uma aresta 4A de uma face heptagonal que se projeta na direção do lado radial externo do corpo de ferramenta e para frente no sentido do corte aproxima- damente em ângulos retos ao eixo geométrico, neste caso, conforme mos- trado na Figura 9, quando uma parede vertical é formada sobre a superfície de uma peça de trabalho W no sentido da alimentação do corpo de ferra- menta, uma dentre um par de peças planas formada na aresta 4B adjacente à aresta 4A sobre o lado de extremidade traseira do corpo de ferramenta interfere com a parede, trazendo, portanto, um problema no que diz respeito a uma resistência maior ao corte. Ou seja, apesar de diminuir o ângulo for- mado pelas bordas de corte adjacentes 2 em função da formação de um formato heptagonal planar, uma vez que o ângulo de ligação entre o par de peças planas que é provido de modo a formar uma borda de corte auxiliar 3 é grande, de maneira similar ao inserto de corte de formato octogonal planar, mesmo assim a peça plana interferirá com a peça de trabalho W.
Como resultado, neste caso, ocorre uma vibração anormal (tre- pidação) causada pelo aumento da resistência ao corte. Sendo assim, existe um problema no sentido que se torna difícil acabar a superfície de uma peça de trabalho W em um estado satisfatório. Meio para a Solução dos Problemas
A presente invenção foi construída em consideração às circuns- tâncias acima, com o objeto de prover uma ferramenta de corte na qual até mesmo um inserto de corte heptagonal planar do tipo negativo dos dois la- dos pode ser usado, na qual são providas bordas de corte auxiliares nas a- restas, sendo possível se usar as bordas de corte formadas sobre cada um dos lados das faces heptagonais, e as bordas de corte auxiliares sendo for- madas em suas arestas, e ainda assim realizar de maneira consistente um corte estável, e um inserto de corte montado de maneira removível sobre a ferramenta de corte.
A ferramenta de corte da presente invenção é provida com um corpo de ferramenta que gira sobre o seu eixo geométrico, e um inserto de corte montado de maneira removível sobre a periferia externa da ponta do corpo de ferramenta, em que o inserto de corte tem um formato planar hep- tagonal substancialmente regular simétrico com inversão da frente e da parte de trás, tendo duas faces heptagonais paralelas uma à outra, uma face Iate- ral contínua à cada uma das faces heptagonal em ângulos retos, e uma bor- da de corte provida sobre cada linha de crista entre a face heptagonal e a face lateral, a borda de corte inclui uma borda de corte principal projetada sobre o lado do heptágono regular, e bordas de corpo auxiliares que se es- tendem a partir das extremidades opostas de cada borda de corte principal de tal modo que as mesmas se inclinem para o centro da face heptagonal e liguem as bordas de corte principais adjacentes, e o corpo de ferramenta é equipado com um assento de montagem que prende o inserto de corte de tal modo que uma borda de corte principal seja direcionada para um lado de ponta do corpo de ferramenta e em um sentido radial externo a fim de fazer a mesma trabalhar no corte, e um ângulo de aresta α entre a borda de corte principal e o eixo geométrico atendam a uma relação 40° < α < 44°.
Além disso, o inserto de corte da presente invenção é um inserto de corte montado sobre a ferramenta de corte e possui um formato planar heptagonal substancialmente regular simétrico com inversão da frente e par- te de trás, uma face lateral contínua às faces heptagonais em ângulos retos, e uma borda de corte provida sobre cada linha de crista entre a face hepta- gonal e a face lateral, e a borda de corte inclui uma borda de corte principal projetada sobre cada lado do heptágono regular; e uma borda de corte auxi- liar que se estende a partir das extremidades opostas de cada borda de cor- te principal de tal modo a se inclinar para o centro da face heptagonal e se ligar às bordas de corte principais adjacentes.
De acordo com a ferramenta de corte e o inserto de corte com esta construção, ao se definir o ângulo de aresta α formado pela borda de corte principal que participa do corte e o eixo geométrico do corpo de ferra- menta em α < 44°, torna-se possível garantir um relevo que recua na direção do lado radial interno do corpo de ferramenta à medida que se aproxima da extremidade traseira (para trás no sentido do corte) do corpo de ferramenta, sobre a borda de corte auxiliar provida na aresta e direcionada para o lado radial externo do corpo de ferramenta. Sendo assim, torna-se possível pre- venir a interferência entre a borda de corte auxiliar e a peça de trabalho. A- lém disso, uma vez que o ângulo de aresta α é definido em α > 40°, torna-se possível garantir um relevo que recua gradualmente para trás no sentido do corte à medida que se aproxima do lado radial interno do corpo de ferramen- ta, sobre a borda de corte principal (flanco) direcionada para o lado da ponta (à frente no sentido do corte) da corpo de ferramenta. Como um resultado, é possível prevenir a interferência entre a borda de corte principal (flanco) e a peça de trabalho.
Por conseguinte, é possível usar as bordas de corte principais e as bordas de corte auxiliares formadas em cada uma das faces heptagonais em seqüência, de modo a poder aumentar a vida útil do inserto de corte, o que reduz significativamente o seu custo de utilização.
Além disso, uma vez que é possível localizar a borda de corte auxiliar que faceia a superfície acabada (à frente no sentido do corte) contí- nua a partir da borda de corte principal (que opera no corte) tendo um ângulo de aresta α para frente no sentido do corte, de tal modo que a mesma cruze o eixo geométrico em ângulos aproximadamente retos, a superfície usinada (superfície acabada) pode ser suavemente acabada.
Além disso, a disposição pode ser tal que a face lateral contenha flancos contínuos à cada uma das bordas de corte, e, no corpo de ferramen- ta, o assento de montagem é provido com: uma primeira face de contato que faz contato com o flanco contínuo da borda de corte principal seguinte, po- rém um da borda de corte principal que participa do corte, em um lado de extremidade traseira (para trás no sentido do corte) do corpo de ferramenta; uma segunda face de contato que faz contato com o flanco seguinte, porém um do flanco que faz contato com a primeira face de contato para um lado radial interno do corpo de ferramenta; e um flanco que é provido entre a pri- meira face de contato e a segunda face de contato, e com o qual o inserto de corte não faz contato. Como um resultado, a primeira face de contato se projeta gradualmente para a lado da ponta (à frente no sentido do corte) do corpo de ferramenta à medida que a mesma se aproxima do lado radial ex- terno do corpo de ferramenta. Sendo assim, é possível impedir que o inserto de corte se movimente no sentido radial externo devido à força centrífuga quando o corpo de ferramenta gira a uma alta velocidade sobre o seu eixo geométrico.
Além disso, é possível suportar a força de impulso da resistência ao corte da primeira face de contato, e ainda suportar a força de alimentação da resistência ao corte da segunda face de contato. Deste modo, é possível, de maneira confiável, impedir que o inserto de corte se movimente devido a esta resistência ao corte. Além disso, ao prover um flanco entre a primeira face de contato e a segunda face de contato, o inserto de corte se localiza de maneira confiável com relação ao corpo de ferramenta por meio da pri- meira face de contato e da segunda face de contato. Como um resultado, o desalinhamento e a oscilação do inserto de corte podem ser prevenidos, e é possível realizar um corte com boa precisão dimensional, e ainda prevenir danos ao inserto de corte.
Além disso, a ferramenta de corte pode ser construída de tal modo que: um raio r de um círculo inscrito da face heptagonal do inserto de corte; um raio máximo R1 de uma trajetória de rotação formada em torno do eixo geométrico por meio do inserto de corte montado sobre o assento de montagem; e um raio máximo R2 de uma trajetória de rotação formada em torno do eixo geométrico por meio do corpo de ferramenta atendam à ex- pressão:
2 χ r χ (0,05) < R1 - R2 < 2 χ r χ (0,15)
De acordo com a ferramenta de corte com esta construção, uma vez que o inserto de corte se projeta para o lado radial externo do corpo de ferramenta quando montado sobre o assento de montagem, a peça de traba- lho e o corpo de ferramenta não interferem, permitindo o corte com uma grande profundidade de corte.
Além disso, cada face heptagonal do inserto de corte pode ter: uma face de fixação planar provida em ângulo reto à face lateral, e paralela uma à outra; uma face de corte entalhada a partir da face de fixação; e um britador provido sobre a face de corte contínua à borda de corte e entalhado a partir da face de corte. Desta maneira, é possível fragmentar as aparas produzidas pela borda de corte principal, melhorando o processamento de aparas, de modo a ser possível realizar um excelente corte. Além disso, mesmo que o ângulo de inclinação axial e o ângulo de inclinação radial se- jam definido como negativos a uma face heptagonal como referência, uma vez que o britador é formado de tal modo a ser contínuo à borda de corte, a inclinação ortogonal da borda de corte principal poderá ser positiva, aumen- tando a qualidade do corte, e reduzindo a resistência ao corte.
Além disso, quando não é requerido um britador, como no caso do corte de um material molécula, a face heptagonal pode ter: uma face de fixação planar provida em ângulos retos à face lateral, e paralela uma à ou- tra; e uma face de corte planar entalhada a partir da face de fixação; de mo- do que nenhum britador precisará ser provido. Neste caso, uma vez que o formato é simples, fica fácil produzir o inserto de corte.
Além disso, a disposição pode ser tal que, quando o inserto de corte é visto de um lado faceando os flancos, as bordas de corte são provi- das de modo a apresentar uma curva entalhada côncava. Desta maneira, mesmo que o ângulo de inclinação axial e o ângulo de inclinação radial se- jam definidos como negativos, como previamente descrito, o ângulo de incli- nação da borda de corte da borda de corte principal poderá ser definido co- mo positivo, melhorando a ejeção de aparas, permitindo que um excelente corte seja realizado. Efeito da Invenção
De acordo com a presente invenção, é possível prover: uma fer- ramenta de corte que pode usar em seqüência as bordas de corte principais e as bordas de corte auxiliares formadas sobre cada um dos lados das faces heptagonais e ainda realizar um corte consistentemente estável, mesmo com um inserto de corte planar aproximadamente heptagonal do tipo negati- vo, no qual ambos os lados podem ser usados e no qual as bordas de corte auxiliares são providas nas arestas, e um inserto de corte é montado de ma- neira removível sobre a ferramenta de corte. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista lateral parcialmente em seção de uma ferramenta de corte de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A Figura 2 é uma vista lateral da ferramenta de corte mostrada na Figura 1.
A Figura 3 é uma vista de extremidade de ponta da ferramenta de corte mostrada na Figura 1.
A Figura 4 é uma vista frontal de um inserto de corte montado sobre a ferramenta de corte mostrada na Figura 1.
A Figura 5 é uma vista lateral do inserto de corte mostrado na Figura 4.
A Figura 6 é um diagrama em seção transversal ao longo da Ii- nha X-X da Figura 4.
A Figura 7 é um diagrama ampliado da aresta do inserto de corte mostrado na Figura 4.
A Figura 8 é um diagrama ampliado da proximidade do inserto de corte quando o corte é feito pela ferramenta de corte mostrada na Figura .1.
A Figura 9 é um diagrama ampliado da proximidade do inserto de corte quando o corte é feito por uma ferramenta de corte convencional.
Descrição dos Símbolos de Referência .10 - Cortador para fresadora (Ferramenta de corte)
.11 - Corpo de ferramenta
.13- Assento de montagem
.14 - Primeira face de contato
.16 - Segunda face de contato
.20 - Inserto de corte
.21 - Superfície heptagonal
.22 - Face lateral
.23 - Borda de corte
.23a - Borda de corte principal
.24 - Peça em curva côncava
.25 - Peça inclinada
.26 - Aresta
.27 - Britador
.31a,31b - Borda de corte auxiliar
MELHOR MODO PARA EXECUTAR A INVENÇÃO
Uma modalidade da presente invenção é descrita com referência aos desenhos em anexo. A Figura 1 à Figura 3 mostram um cortador para fresadora, que vem a ser a ferramenta de corte da presente modalidade. Além disso, a Figura 4 à Figura 7 mostram um inserto de corte a ser monta- do sobre o cortador para fresadora. O cortador para fresadora da presente modalidade é assim chamada destro, que gira para a direita (sentido T na Figura 1) quando visto faceando a superfície acabada, e um inserto de corte destro é montado sobre o mesmo.
O cortador para fresadora 10 é usado quando uma usinagem de superfície é feita em uma peça de trabalho, tal como ferro fundido, aço e si- milares, e tem um corpo de ferramenta substancialmente em forma de disco com um eixo geométrico O no centro conforme mostrado na Figura 2 e na Figura 3. Um furo de montagem 12 é feito no corpo de ferramenta 11 esten- dendo-se ao longo do eixo geométrico O.
Os assentos de montagem 13, sobre os quais os insertos de cor- te 20 descritos mais adiante são montados, são formados na periferia exter- na na ponta do corpo de ferramenta 11, de tal modo que os mesmos se a- bram na ponta (à frente no sentido do corte, no fundo da Figura 1) do corpo de ferramenta 11, e para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11. Na presente modalidade, dez assentos de montagem 13 são colocados em tor- no da circunferência, conforme mostrado na Figura 3.
Conforme mostrado na Figura 2 e na Figura 3, as faces de pare- de 13A dos assentos de montagem 13, que faceiam para frente no sentido da rotação T da ferramenta, são inclinadas de tal modo que as mesmas re- cuem gradualmente para trás no sentido da rotação T da ferramenta quando as mesmas se aproximam do lado radial externo do corpo de ferramenta 11, e recuam ligeiramente para trás no sentido da rotação T da ferramenta com relação ao eixo geométrico O quando seguem adiante no sentido do corte.
Conforme mostrado na Figura 1, uma face de parede 13B do assento de montagem 13, que faceia para frente no sentido do corte, possui uma face inclinada 14 que se projeta para frente no sentido do corte à medi- da que se aproxima do lado radial externo do corpo de ferramenta 11, e uma face inclinada 15 que se projeta para frente no sentido do corte à medida que se aproxima do lado radial interno do corpo de ferramenta 11, e tem um formato côncavo em V para a parte traseira (para trás no sentido do corte, em cima na Figura 1) do corpo de ferramenta 11. Sobre a face de parede .13B, a face inclinada 14 que se projeta para frente no sentido do corte à me- dida que se aproxima do lado radial externo do corpo de ferramenta 11, en- contra-se uma primeira face de contato 14 com a qual um flanco 22a do in- serto de corte 20 faz contato. Além disso, sobre a face de parede 13B, uma face inclinada 15 que se projeta para frente no sentido do corte à medida que se aproxima do lado radial interno do corpo de ferramenta 11, encontra- se um flanco 15 que recua de tal modo a não fazer contato com o inserto de corte 20.
Uma face de parede 13C do assento de montagem 13 que fa- ceia para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11 é provida com uma segunda face de contato 16 contínua ao flanco 15 e faz contato com o flanco 22a do inserto de corte 20.
O ângulo formado pela primeira face de contato 14 e flanco 15 é de aproximadamente 128,57°, igual ao ângulo interno de um heptágono re- gular, e o ângulo formado pelo flanco 15 e segunda face de contato 16 é si- milarmente de cerca de 128,57°. O ângulo γ formado pela primeira face de contato 14 e eixo geométrico O é definido em 58,86° < γ< 62,86° (γ = 60,86° na presente modalidade).
Conforme mostrado na Figura 2 e na Figura 3, uma peça cônca- va 17 na qual uma peça de cunha 18 é inserida a fim de prender o inserto de corte 20, é formado à frente do assento de montagem 13 no sentido da rota- ção T da ferramenta de tal modo que a mesma se abra para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11 e para a frente no sentido do corte. A fa- ce que faceia a parte traseira da peça de cunha 18 no sentido da rotação T da ferramenta é uma face de pressão 18A que aplica pressão ao inserto de corte 20. Na peça de cunha 18 instalada no corpo de ferramenta 11, a face que faceia para frente no sentido do corte e para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11 é entalhada com relação ao inserto de corte de fer- ramenta 20 e o corpo de ferramenta 11, e constitui um bolso de ponta 19 juntamente com o inserto de corte 20 e o corpo de ferramenta 11.
O inserto de corte 20 montado sobre o assento de montagem 13 construído desta maneira é feito de um material duro, tal como um carbureto cimentado, e, conforme mostrado na Figura 4 e na Figura 5, é um assim chamado inserto de corte do tipo negativo, tendo um formato heptagonal substancialmente regular, no qual são providas duas faces heptagonais 21 com sete arestas 26, e faces laterais 22 localizadas de tal modo a cruzarem as duas faces heptagonais 21 em ângulos retos. O inserto de corte 20 é for- mado de tal modo a ficar rotativamente simétrico a aproximadamente 51,43° e simétrico na inversão frontal / traseira em torno da circunferência quando visto a partir da direção que faceia as faces heptagonais 21.
Há faces de fixação planares 21a paralelas entre si no centro das faces heptagonais 21. Além disso, um furo de passagem 32 que passa pelo inserto de corte 20 no sentido da sua espessura, é feito no centro das faces heptagonais 21, conforme mostrado na Figura 4 e na Figura 6.
As bordas de corte 23 são formadas na linha de crista das faces heptagonais 21 e da face lateral 22, ou seja, sobre cada lado das faces hep- tagonais 21. Na presente modalidade, uma vez que sete bordas de corte 23 são formadas sobre a face heptagonal 21, o inserto de corte 20 possui um total de quatorze bordas de corte 23.
As faces heptagonais 21 possuem faces de fixação planares 21a paralelas entre si, providas em ângulos retos com relação às faces laterais .22, e faces côncavas de corte 21b, contínuas às bordas de corte 23, e enta- lhadas a partir das faces de fixação 21a. As faces de corte 21b são providas com britadores ranhurados 27 contínuos às bordas de corte 23, e entalhadas no sentido da espessura do inserto de corte 20, conforme mostrado na Figu- ra 4 e na Figura 6. Os britadores 27 são contínuos, sendo contínuos às bor- das de corte adjacentes 23, e a largura da ranhura se estende fortemente a partir de uma aresta 26A (uma das arestas 26) na direção de uma aresta .26B (uma das arestas 26), adjacente no sentido horário, na proximidade da aresta 26A, e se torna menor na proximidade da aresta 26B, quando vista a partir do lado que faceia a face heptagonal 21, conforme mostrado na Figura .4.
Conforme mostrado na Figura 5, quando o inserto de corte 20 é visto a partir da face lateral 22, cada uma das bordas de corte 23, entre a aresta 26A e a aresta 26B, por exemplo, compreende: uma peça em curva côncava 24 entalhada fortemente no sentido da espessura do inserto de cor- te 20 na proximidade da aresta 26A, sendo uma porção que se curva da a- resta 26A para uma peça de base; e uma peça inclinada 25 que se inclina gradualmente à medida que se aproxima da face heptagonal 21 na qual a borda de corte 23 é formada, sendo uma peça em linha reta a partir da peça de base para a aresta 26B. A peça de base da peça em curva côncava 24, ou seja, o local no qual a borda de corte 23 é mais entalhada, é o local que fica mais próximo à aresta 26A do que à aresta 26B, e a largura da ranhura do britador 27 está em seu máximo próximo deste local. Ou seja, entre a aresta 26A e a aresta 26B, conforme mostrado na Figura 4 e na Figura 6, a profundidade na direção axial e a largura da ranhura na direção radial da ranhura do britador 27 estão em sua proximidade máxima à aresta 26A.
A face lateral 22, conforme mostrado na Figura 4 e na Figura 5, contém: flanços planares 22a contínuos às bordas de corte 23; peças planas planares 28 contínuas aos flancos 22a, que se ligam aos flancos adjacentes .22a, e se inclinam a partir dos flancos 22a para dentro (o centro) das faces heptagonais 21; e as peças de aresta R curvadas 29 que se ligam entre as peças planas adjacentes 28 nas arestas 26. As bordas 30 da aresta R são respectivamente formadas nas linhas de crista das peças 29 da aresta R e nas face de corte 21b (faces heptagonais 21). Além disso, as bordas de cor- te principais 23a são respectivamente formadas nas linhas de crista dos flan- cos 22a e das faces de corte 21 b.
As bordas de corte auxiliares 31a e 31b são formadas na linha de crista entre cada uma das peças planas 28 e cada umas das faces hep- tagonais 21. Visto a partir do lado que faceia a borda de corte 21b, uma bor- da de corte auxiliar 31a é formada na linha de crista entre uma peça plana . 28 de um par de peças planas 28 ligadas na aresta 26, que se estende a partir da aresta 26 no sentido horário, e a face de corte 21 b; e uma borda de corte auxiliar 31b é formada na linha de crista entre uma outra peça plana .28, que se estende a partir da aresta 26 no sentido anti-horário, e a face de corte 21b. Ou seja, as bordas de corte auxiliares 31 a e 31b são formadas de tal modo a se estenderem em direções opostas uma à outra em torno da circunferência entre uma e a outra face heptagonal 21, através de cada uma das bordas 30 da aresta R. A aresta 26 na qual a borda 30 da aresta R e um par de bordas de corte auxiliares 31a e 31b são desta maneira dispostos, quando vista a partir do lado que faceia a face heptagonal 21, conforme mostrado na Figura 7, é linearmente simétrica com relação à linha de base S que divide a aresta 6 em duas partes iguais.
Cada borda de corte 23 compreende: uma borda de corte princi- pal 23a formada sobre a linha de interseção entre o flanco 22a e a face de corte 21b; as bordas de corte auxiliares 31a e 31b providas sobre os dois lados da borda de corte principal 23a; e uma borda 30 da aresta R. A borda de corte auxiliar 31a e a borda 30 da aresta R são formadas paralelas às faces de fixação 21 a em um local um degrau abaixo da face de fixação 21a.
Conforme mostrado na Figura 7, o ângulo θ formado por duas bordas de corte principais adjacentes 23a vistas a partir do lado que faceia a face heptagonal 21 é aproximadamente θ = 128,57°, o que é igual ao ângulo interno de um heptágono regular. Além disso, o ângulo formado pelas peças planas 28 paralelas à peça 29 da aresta R é maior que o ângulo θ entre as bordas de corte principais 23a, e é definido como sendo de aproximadamen- te 141,43°, por exemplo.
Por meio da montagem dos insertos de corte 20 construídos desta maneira sobre os assentos de montagem 13, um cortador para fresa- dora 10 é construído.
Conforme mostrado na Figura 1, um cortador para fresadora 20 é montado sobre o assento de montagem 13 de tal modo que uma face hep- tagonal 21 (a face de fixação 21a) do inserto de corte 20 se oponha à face de parede 13A que faceia para frente no sentido da rotação de ferramenta T do assento de montagem 13, e a borda de corte principal 23a, que é encai- xada no corte, é direcionada para frente no sentido do corte, e para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11. Quando o inserto de corte 20 é montado sobre o assento de montagem 13 desta maneira, as peças princi- pais que participam do corte são a borda de corte principal (com o símbolo de referência A na Figura 1) que faceia para frente no sentido do corte, para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11 e para frente no sentido da rotação de ferramenta T, a borda 30 da aresta Rea borda de corte 31a ad- jacente à borda de corte principal A, e provida na extremidade da borda de corte (com o símbolo de referência B da Figura 1) que faceia para frente no sentido do corte; e a face de corte 21b contínua à borda de corte principal A do flanco 22a. A largura da ranhura do britador 27 formado sobre a face de corte 21b contínua à borda de corte principal A se estende para a parte tra- seira no sentido do corte e para o lado radial externo do corpo de ferramenta .11.
Neste caso, conforme mostrado na Figura 1, um flange 22a (com o símbolo de referência C da Figura 1) seguinte menos um do flanco 22a contínuo à borda de corte principal A na direção da parte traseira no sentido do corte faz contato com a primeira face de contato 14 formada sobre a face de parede 13B que faceia na direção do assento de montagem 13 no sentido do corte; um flanco 22a (com o símbolo de referência D na Figura 1) contí- nuo ao flanco C na direção do lado radial interno do corpo de ferramenta 11 se localiza no flanco 15; e um flanco 22a (com o símbolo de referência E na Figura 1) contínuo ao flanco D, e faceando na direção do lado radial interno do corpo de ferramenta 11 faz contato com uma segunda face de contato 16 formada sobre a face de parede 13C do assento de montagem 13 que faceia na direção do lado radial externo do corpo de ferramenta 11.
Ao se inserir a peça de cunha 18 na peça côncava 17 provida à frente do assento de montagem 13 no sentido da rotação T de ferramenta em um estado no qual o inserto de corte 20 é montado sobre o assento de montagem 13, uma face de pressão 18A da peça de cunha 18 aplica pres- são à face de fixação 21a para trás no sentido da rotação de ferramenta T. Sendo assim, o inserto de corte 20 é preso pela face de parede 13A que fa- ceia à frente do assento de montagem 13 no sentido da rotação de ferra- menta T e pela face de pressão 18A da peça de cunha 18, de modo a ficar preso no corpo de ferramenta 11.
Neste caso, conforme mostrado na Figura 1, o ângulo γ formado entre a primeira face de contato 14 do assento de montagem 13 e o eixo geométrico O é definido em 58,86° < γ < 62,86° (γ = 60,86° na presente mo- dalidade). Por conseguinte, o ângulo formado entre a borda de corte princi- pai A que participa no corte e o eixo geométrico O, assim chamado o ângulo de aresta a, é definido em 40° < a < 44° (a = 42°, na presente modalidade).
Conforme mostrado na Figura 8, a borda de corte auxiliar 31a da borda de corte B que faceia para frente no sentido do corte se localiza quase em ângulos retos com relação ao eixo geométrico O. Um relevo é provido sobre a borda de corte principal 23a da borda de corte B de modo a recuar para trás no sentido do corte à medida que se aproxima do lado radial inter- no do corpo de ferramenta 11. Em termos específicos, o ângulo β formado entre o plano em ângulos retos com relação ao eixo geométrico Oea borda de corte 23B é definido em 1,43° < β < 5,43°. Na presente modalidade, uma vez que o ângulo de aresta α = 42°, o ângulo β é definido em β = 3,43°.
Além disso, conforme mostrado na Figura 1, o raio r e do círculo inscrito da face heptagonal 21 do inserto de corte 20; o raio máximo R1 da trajetória de rotação formado em torno do eixo geométrico O pelo inserto de corte 20 montado sobre o assento de montagem 13 e o raio máximo R2 da trajetória de rotação formado em torno do eixo geométrico O por meio do corpo de ferramenta 11 são definidos de modo a atender à expressão:
.2 χ r (0,05) < R1 - R2 < 2 χ r χ (0,15) (na presente modalidade, r = 10 mm, R1 = 56,28 mm, e R2 = 54 mm).
O cortador para fresadora 10 construído desta maneira é insta- lado sobre o nariz de fuso de uma ferramenta de máquina (não ilustrada) através de um adaptador e similares inserido no furo de montagem 12 do corpo de ferramenta 11, e por meio da rotação do corpo de ferramenta 11 sobre o eixo geométrico O em alta velocidade, alimentando o mesmo na di- reção em ângulos retos ao eixo geométrico O, o corte sendo feito de tal mo- do que a usinagem de máquina seja aplicada pela borda de corte principal A do inserto de corte 20 direcionado para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11 e para a frente no sentido do corte, e a superfície usinada é acabada pela borda de corte auxiliar 31a da borda de corte B direcionada para frente no sentido do corte.
De acordo com o cortador para fresadora 10 da presente moda- lidade, uma vez que o ângulo de aresta α da borda de corte principal A loca- Iizada à frente no sentido do corte e na direção radial externa é definido den- tro de uma faixa de 40° < α < 44°, a peça plana 28 (com o símbolo de refe- rência F na Figura 8), que se estende no sentido anti-horário a partir da ares- ta 26 que faceia para o lado radial externo do corpo de ferramenta 11, se movimenta para fora da peça de trabalho de tal modo a recuar para o lado radial interno do corpo de ferramenta 11 à medida que se retrai para trás no sentido do corte. Como um resultado, é possível impedir que a borda de cor- te auxiliar 31a (a borda de corte auxiliar 31a provida sobre a linha de interse- ção entre a peça plana Feo flanco 22a) formada sobre a face heptagonal .21 no reverso da borda de corte principal A, que participa do corte, interfira na peça de trabalho. Sendo assim, a resistência ao corte e a vibração anor- mal (trepidação) durante o corte poderão ser reduzidas, de modo a ser pos- sível acabar a superfície da peça de trabalho com a qualidade requerida.
Além disso, uma vez que a primeira face de contato 14 formada sobre a face de parede 13B do assento de montagem 13 que faceia no sen- tido do corte e faz contato com a face lateral 22 do inserto de corte 20 se inclina de tal forma a gradualmente se projetar para a frente no sentido do corte à medida que se aproxima do lado radial externo do corpo de ferra- menta 11, em termos específicos, uma vez que o ângulo γ formado pela pri- meira face de contato 14 e o eixo geométrico O é definido como 58,86° < γ < .62,86° (γ = 60,86° na presente modalidade), quando o corpo de ferramenta .11 gira a alta velocidade sobre o eixo geométrico O, torna-se possível impe- dir, de maneira confiável, que o inserto de corte 20 se movimente no sentido radial externo devido à força centrífuga, e impedir que o inserto de corte 20 oscile. Como um resultado, é possível se realizar um corte com excelente precisão dimensional e ainda impedir que o inserto de corte 20 se danifique.
Além disso, é possível suportar a força de impulso da resistência ao corte da primeira face de contato 14 formada sobre a face de parede 13B que faceia para a frente no sentido do corte, e suportar a força de alimenta- ção da resistência ao corte da segunda face de contato 16 formada sobre a face de parede 13C que faceia para o lado radial externo do corpo de ferra- menta 11. Como um resultado, ao se suportar, de forma confiável, a resis- tência ao corte da primeira face de contato 14 e da segunda face de contato .16, torna-se possível impedir que o inserto de corte 20 se desloque, de mo- do a ser possível realizar o corte com uma precisão dimensional ainda mai- or.
Além disso, uma vez que os britadores 27, contínuos às bordas de corte 23 e entalhados a partir das faces heptagonais 21, são formados sobre as faces heptagonais 21 (as faces de corte 21b) do inserto de corte .20, torna-se possível fragmentar as aparas produzidas pelas bordas de corte principais 23a em pequeníssimos pedaços, e ejetar as mesmas de maneira confiável, aperfeiçoando o processamento das lascas, de modo a produzir um excelente corte.
Além disso, uma vez que o inserto de corte é do tipo negativo .20, o ângulo de inclinação radial e o ângulo de inclinação axial são definidos como negativos com relação às faces heptagonais 21 a título de referência. No entanto, uma vez que os britadores 27 são formados de tal modo a se- rem contínuos às respectivas bordas de corte 23, o ângulo de inclinação or- togonal da borda de corte principal 23a é definido como positivo, aumentan- do a qualidade do corte da borda de corte principal 23a, e a resistência ao corte sendo reduzida. Além disso, quando o inserto de corte 20 é visto a par- tir do lado que faceia a face lateral 22, uma vez que a borda de corte 23 é formada a partir da peça entalhada em curva côncava 24 e da peça inclinada .25, o ângulo de inclinação da borda de corte principal 23a pode ser definido como positivo, aumentando a ejeção de lascas, e de modo a ser possível realizar um excelente corte.
Além disso, uma vez que o inserto de corte 20 é de um assim chamado tipo negativo, no qual a borda de corte 23 é provida na linha de crista entre as duas faces heptagonais 21 e a face lateral 22 em ângulos re- tos às duas faces heptagonais 21, é possível se prover um grande ângulo de ferramenta de modo a ser possível evitar defeitos na borda de corte.
Além disso, uma vez que cada uma das bordas de corte 23 é formada em uma linha de crista entre as duas faces heptagonais 21 e a face lateral 22, sete bordas de corte 23 são formadas sobre uma face heptagonal .21, e sete bordas de corte 23 são ainda formadas sobre a outra face hepta- gonal 21, de modo que o inserto de corte 20 apresente um total de quatorze bordas de corte 23. Como um resultado, é possível se usar a borda de corte .23 como a borda de corte principal 23a em seqüência, de modo a ser possí- vel reduzir de forma significativa o custo de uso do inserto de corte 20.
Além disso, uma vez que as bordas de corte principais 23a, con- tínuas às bordas de corte auxiliares 31a localizadas quase em ângulos retos ao eixo geométrico O e direcionadas para a frente no sentido do corte, se localizam de tal modo a se inclinarem para trás no sentido do corte em um ângulo β à medida que se aproxima do lado radial interno do corpo de ferra- menta 11, as mesmas são impedidas de interferir na superfície usinada da peça de trabalho, de modo a ser possível reduzir o desgaste da borda de corte principal 23a antes do uso. Como um resultado, é possível girar para uma outra aresta do inserto de corte 20 (mudança da borda de corte princi- pai), a fim de usar uma borda de corte principal 23a na qual somente a borda de corte auxiliar 31a é usada para corte.
Além disso, ao se construir a ferramenta de corte de tal modo que o raio r do círculo inscrito da face heptagonal do inserto de corte, o raio máximo R1 da trajetória de rotação formado em torno do eixo geométrico por meio do inserto de corte montado sobre o assento de montagem, e o raio máximo R2 da trajetória de rotação formada em torno do eixo geométrico pelo corpo de ferramenta atendam à expressão:
.2 χ r χ (0,05) < R1 - R2 < 2 χ r χ (0,15) o inserto de corte 20 montado sobre o assento de montagem 13 se projeta para o lado radial externo a partir do corpo de ferramenta 11. Sendo assim, a peça de trabalho Weo corpo de ferramenta 11 não interferem, possibilitan- do um corte de grande profundidade.
O cortador para fresadora da modalidade da presente invenção é descrito como acima. No entanto, a presente invenção não se limita ao mesmo, e alterações apropriadas podem ser feitas dentro do âmbito de apli- cação da idéia técnica da presente invenção.
Por exemplo, a Figura 2 e a Figura 3, que mostram a modalida- de da presente invenção, ilustram dez assentos de montagem igualmente espaçados no sentido da circunferência. No entanto, esta não vem a ser uma limitação. O número e a localização dos assentos de montagem podem ser conforme desejado, sendo preferível definir os mesmos apropriadamente considerando o material da peça de trabalho, as condições de corte, e simi- lares. Por exemplo, ao localizar os assentos de montagem espaçados irregu- larmente, a ressonância do corpo de ferramenta poderá também ser evitada.
Além disso, o cortador para fresadora mostrado na Figura 2 e na Figura 3 é de um assim chamado tipo cunha (grampo de cunha) no qual os insertos de corte são fixados pelas peças de cunha. Entretanto, isto nao é uma limitação, e pode ser um assim chamado parafuso sobre o tipo de con- tador de fresadora no qual os insertos de corte sobre o assento de monta- gem por meio de parafusos de aperto inseridos através dos furos de passa- gem 32 e apertados.
Além disso, o inserto de corte é descrito como tendo um furo passante 32 formado passando através na direção de espessura. Entretanto, o furo passante pode ser provido.
Além do mais, o contador para fresadora é descrito ser um que corta ferro fundido, aço, ou similar. No entanto, não existe limitação para a peça de trabalho, e o inserto de corte pode ser um que corta outros materi- ais, como, por exemplo, metal não ferroso, plástico, e similares.
Além disso, uma vez que o cortador para fresadora da modali- dade é usado em uma rotação no sentido horário, cada uma das bordas de corte auxiliares 31b provida no inserto de corte 20 faz parte da borda de cor- te principal 23a e não participa do trabalho de acabamento de superfície. No entanto, quando o inserto de corte 20 é montado em um cortador para fresa- dora usado em uma rotação anti-horária, cada uma das bordas de corte au- xiliares 31b pode participar do trabalho de acabamento de superfície. Ou seja, uma vez que o inserto de corte é provido com bordas de corte auxilia- res 31a e 31b intercalando a aresta 26, é possível se usar o mesmo tanto em uma rotação horária como em uma rotação anti-horária.
A modalidade preferida da presente invenção é descrita como acima. No entanto, a presente invenção não se limita a esta modalidade. Qualquer adição, omissão, substituição, ou outra alteração à construção é possível, desde que não se afaste do âmago da presente invenção. A pre- sente invenção não se limita à descrição acima, sendo restrita tão-somente pelo âmbito de aplicação das reivindicações em apenso.
Claims (7)
1. Ferramenta de corte compreendendo um corpo de ferramenta que gira sobre o seu eixo geométrico, e um inserto de corte montado de ma- neira removível sobre a periferia externa da ponta do corpo de ferramenta, em que: - o inserto de corte tem um formato planar heptagonal substan- cialmente regular simétrico com inversão da frente e parte de trás, tendo du- as faces heptagonais paralelas uma à outra, uma face lateral contínua à ca- da uma das faces heptagonais em ângulos retos, e uma borda de corte pro- vida sobre cada linha de crista entre a face heptagonal e a face lateral; - a borda de corte inclui uma borda de corte principal projetada sobre o lado do heptágono regular, e bordas de corpo auxiliares que se es- tendem a partir das extremidades opostas da borda de corte principal de modo a se inclinarem para o centro da face heptagonal e se ligarem às bor- das de corte principais adjacentes, e - o corpo de ferramenta é equipado com um assento de monta- gem que prende o inserto de corte de tal modo que uma das bordas de corte principais seja direcionada para a ponta do corpo de ferramenta e em um sentido radial externo a fim de fazer a mesma trabalhar no corte, e um ângu- Io de aresta α entre a dita uma das bordas de corte principais e o eixo geo- métrico atendam a uma relação 40° < α < 44°.
2. Ferramenta de corte, de acordo com a reivindicação 1, em que: - a face lateral inclui flancos contínuos à cada uma das bordas de corte, e o assento de montagem é provido com: - uma primeira face de contato que faz contato com o flanco con- tínuo à borda de corte principal seguinte, porém um da borda de corte princi- pal que trabalha no corte, em um lado de extremidade traseira do corpo de ferramenta; - uma segunda face de contato que faz contato com o flanco se- guinte, porém um do flanco que faz contato com a primeira face de contato para um lado radial interno do corpo de ferramenta; e - um flanco que é provido entre a primeira face de contato e a segunda face de contato, e com o qual o inserto de corte não faz contato.
3. Ferramenta de corte, de acordo com a reivindicação 1, em que: - um raio r de um círculo inscrito da face heptagonal do inserto de corte; - um raio máximo R1 de uma trajetória de rotação formada em torno do eixo geométrico por meio do inserto de corte montado sobre o as- sento de montagem; e - um raio máximo R2 de uma trajetória de rotação formada em torno do eixo geométrico por meio do corpo de ferramenta atendem à ex- pressão: .2 χ rx (0,05) < R1 - R2 < 2 χ rχ (0,15)
4. Inserto de corte montado de maneira removível sobre a ferra- menta de corte, como definida na reivindicação 1, compreendendo: - um formato planar heptagonal substancialmente regular simé- trico com inversão da frente e parte de trás, tendo duas faces heptagonais paralelas uma à outra; - uma face lateral contínua às faces heptagonais em ângulos retos; e - uma borda de corte provida sobre cada linha de crista entre a face heptagonal e a face lateral, em que: - a borda de corte inclui: - uma borda de corte principal projetada sobre um lado do hep- tágono regular, e - uma borda de corpo auxiliar que se estende a partir das extre- midades opostas de cada borda de corte principal de tal modo que a mesma se incline para o centro da face heptagonal e ligue as bordas de corte princi- pais adjacentes.
5. Inserto de corte, de acordo com a reivindicação 4, no qual ca- da face heptagonal possui: - faces de fixação planares providas em ângulos retos à face lateral e paralelas entre si; - uma face de corte entalhada a partir da face de fixação; e - um britador provido sobre a face de corte contínua à borda de corte e entalhado a partir da face de corte.
6. Inserto de corte, de acordo com a reivindicação 4, no qual a face heptagonal possui: - faces de fixação planares providas em ângulos retos à face lateral e paralelas entre si; - uma face de corte planar entalhada a partir da face de fixação.
7. Inserto de corte, de acordo com a reivindicação 4, no qual, quando visto de um lado que faceia os flancos, as bordas de corte são pro- vidas de modo a produzir uma curva entalhada côncava.
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