BRPI0810220B1

BRPI0810220B1 - Lâmina de corte posicionavel em uma cabeça de fresa e ferramenta de corte

Info

Publication number: BRPI0810220B1
Application number: BRPI0810220-1A
Authority: BR
Inventors: Hermann J. Stadtfeld; Alan E. Vossler
Original assignee: The Gleason Works
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2019-08-20
Also published as: EP2152459A1; MX2009011661A; JP5773408B2; CN101678489A; EP2152459B1; JP2010526674A; BRPI0810220A2; IN2009DN06590A; KR20100016320A; WO2008140723A1; CN101678489B; ATE513645T1; US20080279642A1

Abstract

lâmina de corte posicionavel em uma cabeça de fresa e ferramenta de corte uma maneira de reduzir ou eliminar a compactação de aparas em ferramentas de fresar engrenagens, especialmente em ferramentas de fresar engrenagens cônicas, nas quais as superfícies traseiras (d1) de pelo menos algumas das lâminas de corte são modificadas pela introdução de uma superfície angular de saída de apara (d2) ou superfície angular traseira (d3) dessa maneira resultando em uma ampliação do intervalo (86) entre sucessivas lâminas de corte em uma direção no sentido radial ou no sentido axial para ora da ferramenta cortante. uma ampliação deste tipo facilita a remoção de aparas dentre as lâminas de corte quando a ferramenta de fresa gira durante a ação de corte.

Description

“LÂMINA DE CORTE POSICIONAVEL EM UMA CABEÇA DE FRESA E FERRAMENTA DE CORTE”

Campo da Invenção [001] A presente invenção é dirigida a ferramentas de corte para fabricar engrenagens cônicas e em particular a ferramentas de corte com capacidades de fluxo de aparas melhoradas.

Fundamentos da Invenção [002] Na fabricação de engrenagens cônicas e hiperbólicas com linhas de flanco curvas as ferramentas utilizadas basicamente são fresas radiais ou fresas helicoidais. As fresas genericamente compreendem lâminas de corte formadas de um segmento de material em barra (por exemplo, aço de alta velocidade ou carboneto) tendo uma parte de base ou fuste e uma parte extrema cortante, incluindo pelo menos uma aresta cortante, em uma extremidade, ou em ambas as extremidades, da base ou fuste. Uma pluralidade de lâminas de corte é usualmente disposta em torno de uma cabeça de fresa com as extremidades cortantes das lâminas se estendendo de uma face da cabeça cortante. Estes tipos de lâminas de corte são bem conhecidos da técnica de fabricação de engrenagens.

[003] Nas ferramentas de fresa radiais, uma pluralidade de lâminas de corte é distribuída em torno de um círculo em uma cabeça de fresar de tal modo que uma fenda de dente seja formada com cada imersão da fresa e a fresa tem de ser retraída e a peça de trabalho progressivamente girada e avançada para a posição de fenda de dente seguinte de maneira a formar a fenda de dente seguinte (isto é, avanço intermitente). As fresas radiais usualmente compreendem lâminas de corte internas e externas alternada que usinam, respectivamente, partes internas e externas de uma fenda de dente; As fresas radiais também podem compreender sucessivas lâminas de corte que removem material da inteira fenda de dente, tal como exposto nos documentos US 1.236.834 (Gleason) e US 1.667.299 (Wildhaber) e US

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 6/43 / 15

2007/0011855 (Ribeck). Se conveniente, uma ou mais lâminas de corte inferiores podem ser incluídas para remoção de material do fundo ou parte de raiz de uma fenda de dente.

[004] As fresas radiais compreendem lâminas de corte distribuídas em torno de uma fresa, não em linha entre si, porém em grupos, com usualmente duas ou três lâminas de corte por grupo. Nos grupos de duas lâminas, tal como exposto nas patentes US 4 575 285 (Blakesley); 4 621 954 (Kitchen & al); 4 525 108 (Krenzer), o par de lâminas compreende uma lâmina de corte interna e uma lâmina cortante externa. No grupo de três lâminas, tal como exposto pela patente US 3 760 476 (Koffhaus), uma lâmina de corte ‘inferior’ é incluída juntamente com uma lâmina de corte interna e externa. Distintamente da maioria dos processos de usinagem radiais, nos quais todas as lâminas cortantes passam através da fenda de dente durante a sua formação, a fresagem radial compreende cada sucessivo grupo de lâminas de corte passando através de cada sucessivo grupo de lâminas de corte passando através de respectiva sucessiva fenda de dente com cada lâmina no grupo formando um corte completamente ao longo da parte longitudinal da fenda de dente. A fresa e a peça de trabalho giram em uma relação mutuamente sincronizada desse modo permitindo contínuo avanço da peça de trabalho e formação contínua de cada fenda de dente da engrenagem. Assim, na fresagem radial, um único mergulho da ferramenta cortante resulta em todas as fendas de dente de peça de trabalho ser formadas (isto é, um avanço contínuo).

[005] Lâminas de corte podem ser produzidas de qualquer material de ferramenta apropriado tal como de aço rápido de metal pulverulento (HSS) de qualquer composição de liga (tal como, p.ex. M2, M4, Rex 45, Rex 54. Rex 76. T15. Rex 121 ou outros) ou produzido de metal duro carboneto de qualquer composição de liga, tais como dos tipos P e K. As superfícies de desgaste das lâminas de corte podem ser revestidas (e receberem novo

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 7/43 / 15 revestimento depois de afiadas) com revestimentos de PVD de camada única ou de múltiplas camadas consistindo de qualquer revestimento anti-desgaste ou combinação de revestimentos anti-desgaste tais como, por exemplo, TiN, TiCN, TiAIN, AlTIN, AiTIN, CrAlN, ZrN, CrN e outros. Operações de abertura de engrenagens podem ser realizadas utilizando um refrigerante ou lubrificante (i.e., usinagem a úmido) ou podem ser executadas na ausência de qualquer dito refrigerante ou lubrificante (isto é, usinagem a seco). As operações de usinagem a seco são usualmente efetuadas utilizando lâminas de corte compreendendo materiais de carboneto). Em geral, a velocidade da dita usinagem a seco juntamente com o volume de remoção de aparas por tempo unitário é significativamente mais alta que aquela realizada por processos de usinagem a úmido, utilizando matérias HSS.

[006] Como acima mencionado, o volume de remoção de aparas por unidade de tempo na usinagem a seco de alta velocidade é significativamente mais alto quando comparado com a usinagem a úmido com aço de alta velocidade (por exemplo, 2 a 5 vezes). Aparas podem permanecer no intervalo entre duas sucessivas lâminas de corte e podem eventualmente se posicionar entre o gume de folga da lâmina e uma superfície de flanco de dente no corte seguinte que podem causar um acabamento de superfície insatisfatório, soldagem de aparas e/ou danos à lâmina. Caso os aparas permaneçam no intervalo, é também possível que os ditos aparas previnam que novos aparas formados durante as ações de corte seguintes possam sair do intervalo o que pode levar a um acúmulo de aparas no intervalo observado. Tanto mais aparas se acumulem tanto maior a compressão que exercem mutuamente até o intervalo ser compactado com um feixe de aparas apertado. Esta condição é designada de “compacto de chips” e em muitos casos conduz a um automático aborto da máquina devido a consumo de energia mais alto. As partes, cortadas durante a presença de compactos de aparas, são comumente danificadas e na maioria dos casos não podem ser aproveitadas. A

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 8/43 / 15 compactação de aparas também pode danificar as arestas cortantes das lâminas e pode mesmo resultar na quebra de lâminas.

[007] Na operação de corte a úmido, a compactação de aparas pode ser reduzida ou mesmo eliminada pelo dirigir uma corrente aguda de óleo cortante radialmente sobre a cabeça de corte de maneira descarregar os aparas antes poderem se acumular e causar compactação dos aparas. Na usinagem ou corte a seco tentativas foram feitas para soprar fora os aparas usando ar comprimido. O custo de ar comprimido em oficina é alto e uma corrente de ar usualmente excede o nível de ruído aceitável de uma maquina e processo cortante e, por conseguinte, representa um aspecto negativo para o ambiente de trabalho. A água contida no ar comprimido contribui significativamente para o enferrujar de partes e pode também causar um choque de temperatura sobre as arestas cortantes de lâmina que conduz à geração de micro fissuras nas lâminas de carboneto. Outrossim, a energia cinética de ar comprimido com uma pressão de linha de 4 bares está a uma magnitude abaixo de uma corrente de óleo aguda com uma pressão de bomba de 4 bares e um volume de bomba de 100 litros/minuto, que representa outra razão pela qual o ar comprimido não constitui uma solução eficaz para evitar a formação de compactos de aparas.

Sumário da Invenção [008] A presente invenção é dirigida para uma maneira de reduzir ou eliminara compactação de aparas nas ferramentas de fresar engrenagens, especialmente nas fresas para a formação de engrenagens cônicas. As superfícies traseiras de pelo menos algumas lâminas de fresar são modificadas pela introdução de uma superfície inclinada e/ou uma superfície em gancho inclinada desse modo resultando em uma expansão do intervalo entre sucessivas lâminas de corte em uma direção no sentido radial ou axial para fora de ferramenta de fresa. Esta expansão facilita a remoção de aparas dentre as lâminas de corte quando a ferramenta de fresar gira durante a ação de

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 9/43 / 15 fresar.

Descrição Sucinta dos Desenhos [009] A figura 1 ilustra um processo de fresagem radial para manufatura de engrenagens, no qual a fresa compreende lâminas de corte internas e externas alternadas.

[0010] A figura 2 ilustra um processo de fresagem radial para manufatura de engrenagens, no qual a fresa compreende sucessivas lâminas cortantes que individualmente usinam o inteiro perfil de uma fenda de dente.

[0011] A figura 3 ilustra um processo de fresagem radial para manufatura de engrenagens no qual a ferramenta de fresa compreende grupos de lâminas cortantes internas e externas, no qual cada sucessivo grupo usina uma respectiva fenda de dente de uma engrenagem.

[0012] A figura 4 mostra a ampliação da técnica anterior de volume de intervalo de aparas pela condição protuberante de lâmina como uma maneira de aliviar a compactação de aparas.

[0013] A figura 5 mostra o tipo de abordagem da técnica anterior de eliminar lâminas cortantes alternativas em uma cabeça de fresa para aliviar a condição compacta de aparas.

[0014] A figura 6 mostra a abordagem da técnica anterior para reduzir a espessura de lâmina para ampliar o intervalo de aparas de maneira a aliviar a condição compacta de aparas.

[0015] A figura 7 mostra a abordagem da técnica anterior de alterar o espaçamento entre determinadas lâminas para ampliar o intervalo de aparas de maneira a aliviar a condição compacta de aparas.

[0016] A figura 8 mostra uma vista superior de uma parte de uma fresa radial típica mostrando a disposição de lâminas cortantes internas e externas.

[0017] A figura 9 é uma vista superior de uma parte de uma fresa radial da presente invenção mostrando uma primeira modalidade inventiva

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 10/43 / 15 que compreende uma modificação para a superfície traseira de uma lâmina cortante interna.

[0018] A figura 10 é uma vista periférica de uma parte de uma fresa radial da presente invenção mostrando uma segunda modalidade inventiva que compreende uma modificação para a superfície traseira de uma lâmina de corte interna.

[0019] A figura 11 é uma vista em perspectiva do dorso de uma lâmina cortante ilustrando as modalidades inventivas da presente invenção. Descrição Detalhada da Modalidade Preferencial [0020] A presente invenção será exposta em detalhe com referência às figuras do desenho apenso que são propostas para representar a invenção meramente a título de exemplo.

[0021] As figuras 1 e 2 ilustram genericamente o processo de fresagem radial para manufatura de engrenagens cônicas. No contexto da presente invenção, o termo engrenagens ‘cônicas’ é entendido ser de âmbito suficiente para incluir aqueles tipos de engrenagens conhecidos como engrenagens cônicas, engrenagens “hipóide”, assim como aquelas engrenagens conhecidas como “coroas dentadas” ou engrenagens “de coroa”.

[0022] A figura 1 representa uma fresa com faces de lâminas do tipo alternado compreendendo lâminas cortantes internas 2 e lâminas de corte externas 4 dispostas em linha entre si (por exemplo, sobre o círculo 6) sobe uma cabeça de fresa (não mostrada). Para fins ilustrativos, somente uma parte do numero total de lâminas de corte 2, 4 é mostrada. As lâminas de corte 2, 4 são giradas na direção da seta 8 para formar um rasgo de dente 10 de uma peça de trabalho representada em 12. As lâminas cortantes internas 2 abrem a respectiva superfície de flanco interna 14 da fenda ou rasgo de dente 10, ao passo que as lâminas de corte externas 4 abrem a respectiva superfície de flanco externa 16 do rasgo de dente 10. Todas as lâminas de corte 2, 4 da fresa passam através um único rasgo da peça de trabalho durante a rotação da

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 11/43 / 15 fresa. As lâminas de corte 2, 4 são avançadas, em relação à peça de trabalho 12, até uma profundidade de fenda de dente final ser atingida. A fresa é então retraída, a peça de trabalho é avançada para a posição de outro rasgo de dente (18, por exemplo) e a ação de fresar é reassumida. Esta seqüência é repetida até todos os rasgos ou fendas de dente serem formados.

[0023] A figura 2 ilustra outro conjunto de lâminas de fresagem radial que compreende sucessivas lâminas de corte 20 dispostas em linha entre si (por exemplo, sobre um círculo 6) no qual cada lâmina de corte 20 efetua o corte de ambos os lados 14 16 do rasgo de dente 10. Para fins ilustrativos, somente uma parte do número total de lâminas de corte 20 é mostrada. Conforme ocorre com o conjunto alternativo de lâminas da figura 1, todas as lâminas de corte 20 da fresa de uni rasgo da peça de trabalho durante a rotação da fresa. As lâminas de corte 20 são alimentadas, em relação à peça de trabalho, até uma primeira profundidade de fenda de dente final ser alcançada. A fresa é então retraída, a peça de trabalho é avançada para a posição de outra fenda de dente (18, por exemplo), e a fresagem é reassumida. Esta seqüência é repetida até completada a formação de todos os rasgos de dente da peça de trabalho.

[0024] A figura 3 ilustra o processo de fresagem radial de manufatura de engrenagens. A fresagem radial compreende lâminas de corte distribuídas em torno de uma fresa, não em linha entre si, porém em grupos, com usualmente duas ou três lâminas de corte por grupo. Na figura 3, duas lâminas de corte por grupo (lâmina de corte externa 22 e lâmina de corte interna 24) são ilustradas. Para fins ilustrativos, somente uma parte do número total de grupos de lâmina de corte (isto é, lâminas de corte 22, 24) é mostrada. Distintamente da maioria dos processos de fresagem radial, na qual todas as lâminas de corte passam através de uma fenda ou rasgo de dente durante a sua formação, a fresagem radial compreende cada sucessivo grupo de lâminas cortantes 22, 24 passando através de respectivos sucessivos rasgos de dente

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 12/43 / 15 com cada lâmina no grupo formando um corte completamente ao longo da parte longitudinal deste rasgo de dente. Na figura 5, por exemplo, o grupo de lâminas de corte 22' e 24'corta a respectiva superfície externa 28 e superfície interna 30 do rasgo de dente 26 enquanto que o sucessivo grupo de lâminas de corte 22”e 24” corta correspondentes superfícies no rasgo de dente seguinte 32. A fresa e a peça de trabalho giram em uma relação sincronizada entre si desse modo permitindo o contínuo alinhamento da peça de trabalho e a contínua formação de rasgos de dente da engrenagem. Assim, na fresagem radial, uma única ação de imersão da ferramenta cortante resulta em todos os rasgos de dente da peça de trabalho ser formados.

[0025] Na produção de engrenagens cônicas, os tipos acima descritos de ferramentas de fresagem radial são comumente empregados em processos de geração e em processos que não envolvem geração. Nos processos de geração para fresagem radial (divisão intermitente), uma ferramenta rotativa é alimentada ao interior da peça de trabalho a uma profundidade predeterminada. Uma vez que esta profundidade seja atingida, a ferramenta e a peça de trabalho são então conjuntamente giradas em uma ação de rolamento recíproco predeterminada, conhecida como rolamento gerador, como se a peça de trabalho estivesse girando em entrosamento com a engrenagem geradora teórica, os dentes da engrenagem geradora teórica sendo representados pelas superfícies da ferramenta removedora de material. A configuração do perfil do dente é formada pelo movimento recíproco da ferramenta e da peça de trabalho durante o rolamento gerador. A ferramenta é então retraída, a peça de trabalho avançada para posição de formação de rasgo de dente seguinte, e o processo é repetido até todos os dentes terem sido formados. Nos processos de gerar fresagem radial (divisão contínua), a ferramenta e a peça de trabalho giram em uma relação sincronizada, e a ferramenta é avançada em profundidade desse modo formando todos os rasgos de dente em uma única ação de imersão da ferramenta. Após a

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 13/43 / 15 profundidade plena ter sido atingida, a ação de rolamento é iniciada.

[0026] Processos não geradores quer de avanço intermitente quer de avanço contínuo, são aqueles em que a configuração do perfil de uma ferramenta sobre a peça de trabalho é produzida diretamente a partir da configuração do perfil sobe a ferramenta. A ferramenta é avançada para o interior da peça de trabalho e a configuração do perfil sobre a ferramenta é conferida à peça de trabalho. Embora nenhuma ação de rolamento gerador seja empregada, o conceito de uma engrenagem geradora teórica na forma de uma “coroa dentada” é aplicável nos processos não geradores. A coroa dentada é aquela engrenagem teórica, as superfícies de dente da qual são complementares com as superfícies de dente da peça de trabalho em processos não geradores. Por conseguinte, as lâminas de corte sobre a ferramenta representam os dentes da engrenagem de coroa teórica ao formar as superfícies de dente sobre a peça de trabalho não gerada.

[0027] Como acima mencionado, esforços prévios para reduzir ou eliminar a conglomeração de aparas entre elementos cortantes incluem a lavagem com óleo ou insuflação de ar. Entre outros recursos tentados incluem o aumento da condição protuberante da lâmina conforme visto na figura 4, onde é mostrada uma vista periférica de duas seções de cabeça de fresa 34, 36. A seção de cabeça de fresa 34 contém duas lâminas 38, 40 tendo uma determinada distância de saliência acima da face 42 da cabeça. A condição saliente é definida pela profundidade das engrenagens a serem usinadas e pela dimensão da cabeça de fresa de maneira de modo a evitar interferência entre a face da ferramenta de fresa e a preforma de engrenagem. As lâminas 44, 46 na seção de cabeça de fresa 36 apresentam uma maior saliência por um valor AX, que aumenta o volume do intervalo de aparas. Todavia, uma condição de maior saliência enfraquecerá a disposição entre a cabeça de fresa e as lâminas que pode levar à vibração e trepidação durante a operação de fresar.

[0028] A figura 5 mostra uma vista periférica de duas seções de

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 14/43 / 15 cabeça de fresa 48, 50. A seção de cabeça de fresa 48 contém três lâminas 52, 54, 56 onde as lâminas têm uma distância N entre elas. De maneira a aumentar a distância (isto é, o intervalo) de N para N’, lâminas intermediárias podem ser eliminadas como mostrado na seção de cabeça de fresa 8. Isto, por sua vez, reduzirá a produtividade do processo de usinagem em 50%. A remoção de lâminas alternadas somente pode ser realizada no caso de lâminas de perfil inteiro todas idênticas. É possível, no caso de lâminas internas e externas alternadas, remover grupos de lâminas alternados. Uma vez que a compactação de aparas ocorre basicamente na frente de lâminas externas, a lâmina interna e a lâmina externa em frente de uma lâmina externa tem de ser removida para obter o efeito desejado. A remoção de lâminas alternadas ou grupo de lâminas não é possível em cabeças de fresa helicoidais se o número de grupos de lâminas é impar.

[0029] De uma maneira similar à figura 5, cabeças de fresa com menor número de rasgos de lâmina foram utilizadas. Tal procedimento, todavia, requer cabeças de fresa especiais que anula as vantagens econômicas de fresagem à alta velocidade.

[0030] A figura 6 mostra uma vista periférica de duas seções de cabeça de fresa 58, 60. A seção de cabeça de fresa 58 contém duas lâminas 62, 64 com uma determinada distância F. Para aumentar o volume do intervalo de aparas entre lâminas de corte 62 e 64, a distância da face frontal das lâminas (de preferência as lâminas externas) pode ser aumentada pelo reduzir a espessura de lâmina. Como mostrado na seção de cabeça de fresa 60, uma redução na espessura de lâmina 62 amplia o volume de intervalo de aparas para F’. Todavia, o tempo de fresagem requerido para aumentar a distância da face frontal é maior e a lâmina é enfraquecida por esta modificação. A lâmina mais fraca está mais sujeita a vibrar e pode causar trepidação no processo de fresar.

[0031] A figura 7 mostra uma vista periférica de duas seções de

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 15/43 / 15 cabeça de fresa 66, 68. A seção de cabeça de fresa 66, contém três lâminas 70, 72, 74 com uma determinada distância H. De maneira a aumentar o volume de intervalo de aparas, o espaçamento das lâminas pode ser modificado de tal modo que o intervalo de aparas em fronte de uma lâmina externa seja aumentado para H'conforme mostrado no gráfico à direita. Esta modificação requer configurações de cabeça de fresa especiais e não é possível para fresagem radial devido à relação de tempo alterada entre lâminas internas e externas e os dentes de engrenagem.

[0032] Os inventores observaram durante a fresagem de engrenagens que a compactação de aparas principalmente ocorreu em fronte das lâminas cortantes externas especialmente nos processos de fresagem lateral. As lâminas de fresagem internas têm um ângulo de inclinação lateral dianteiro que assegura um intervalo coniforme, onde o intervalo se abre no sentido do exterior (figura 8, δ1). De maneira inversa, as lâminas externas têm um ângulo de inclinação lateral que assegura um intervalo paralelo ou coniforme, onde o intervalo se fecha no sentido do exterior (figura 8, δ2). A força centrífuga atua sobre os aparas radialmente no sentido do exterior de uma cabeça de fresa causado pelo número elevado de RPM da cabeça de fresa durante um processo de fresagem. A força centrífuga pode ser, dependendo das RPM da fresa, cerca de 50 a 100 vezes mais alta que a força de gravitação “g”. Os aparas provenientes da ação de corte de uma lâmina externa se encaracolam e se deslocam no sentido do centro da cabeça de fresa que tem o efeito de que os aparas com um determinado comprimento (dependendo da extensão de um rasgo ou fenda) não podem ser lançados para fora, porém, vem a ficar acunhados entre as lâminas de corte devido ao decréscimo do intervalo (figura 8, δ2).

[0033] A figura 8 mostra a vista superior de uma parte da face da cabeça cortante de uma fresa axial 76 tendo lâminas igualmente espaçadas (ângulo de espaçamento φ): lâmina externa 78, lâmina interna 80, e lâmina

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 16/43 / 15 externa 82. a figura as linhas A, B e C são as linhas de espaçamento de lâminas. As faces frontais de referência teórica de lâmina externa 78 (OB-1), lâmina interna 80 (IB-1) e lâmina externa 82 (OB-2) estão exatamente nas posições de espaçamento de lâminas. O ângulo de inclinação lateral dianteiro -Y torna as lâminas externas aguçadas no lado externo e o ângulo de inclinação lateral dianteiro +Y torna as lâminas internas aguçada no lado interno. As superfícies traseiras teóricas (e a maioria das efetivas) das lâminas de corte são paralelas à frente teórica das lâminas e, por conseguinte, também à respectiva linha de espaçamento. O ângulo δ1 é o ângulo recíproco entre a frente da lâmina IB-1 e a traseira de lâmina OB-1. O ângulo δ1 abre o intervalo de aparas 84 para o exterior. O ângulo δ2 é o ângulo recíproco entre a frente da lâmina OB-2 e a traseira de lâmina IB-1. O ângulo δ2 efetivamente fecha o intervalo de aparas 86 para o exterior. δ é calculado como segue:

δ = φ + y (1) por exemplo: δ₁ = 11,25° + 12° = 23,25° ou δ2=11,25° - 12° = -0,75° [0034] A direção da força centrífuga no centro dos intervalos 84, 86 é indicada pela seta. É aplicada aos aparas em um intervalo devido à rotação da fresa 76.

[0035] A figura 9 mostra a mesma disposição da fresa como na figura

8, porém, com uma modificação da face posterior D1 da lâmina IB-1 na figura 8. A face posterior D2 na figura 9 não é mais paralela à linha de espaçamento B, porém, tem uma inclinação de ε. δ2 é agora calculado como:

δ = φ + y + ε (2) ou por exemplo: δ₂ = 11,25° - 12° + 12° = 11,25° [0036] A face posterior modificada da lâmina interna, por conseguinte, apresentará um ângulo positivo δ2 que abre o intervalo 86 em fronte da lâmina OB-2 para o exterior da cabeça de fresa 76, na direção em que a força centrífuga atua.

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 17/43 / 15 [0037] A ferramenta inventiva utiliza uma configuração de intervalo que é otimizada em fluxo na direção da força centrífuga. Esta otimização é especialmente vantajosa para o intervalo em fronte das lâminas externas. A solução inventiva evita (o reduz) um enfraquecimento das lâminas de corte enquanto realizando uma otimização do fluxo de aparas no sentido do exterior da cabeça de fresa. A solução é uma modificação para pelo menos o lado traseiro das lâminas internas (superfície D1 na figura 8), que forma a extremidade frontal dos intervalos (86 na figura 8) que se situam em fronte das lâminas externas (OB-2 na figura 8). A modificação é um ângulo de inclinação lateral ε sobre a superfície traseira bastante amplo para compensar o efeito efetivo ângulo de inclinação lateral e o ângulo de espaçamento na frente das lâminas externas (-δ na figura 9). Por conseguinte, é preferível realizar um valor positivo para δ₂.

[0038] A figura 10 mostra a vista periférica de duas seções de cabeça de fresa 88, 90. A seção de cabeça de fresa 88 contém duas lâminas 92, 94 onde a distância entre as lâminas é aproximadamente paralela ao longo da direção de lâmina axial. A seção de cabeça de fresa 90 mostra uma modificação para o lado traseiro D3 da seção de lâmina de corte interna 94 (ângulo η). Esta segunda modificação apresenta uma configuração afusada do intervalo 96 se abrindo na direção de lâmina axial para que os aparas possam sair do intervalo 96.

[0039] A figura 11 mostra uma vista tridimensional para o lado traseiro D4 de uma lâmina de barra 98. De maneira a realizar as modificações inventivas, três parâmetros são definidos. ε é o ângulo de inclinação lateral traseiro, η é o ângulo de gancho traseiro e DBF é a distância da face traseira.

[0040] Uma modalidade preferida é um ângulo de inclinação lateral traseiro de 12° ou pelo menos 3° maior que o ângulo de inclinação lateral dianteiro da lâmina externa. Isto formará intervalos de aparas entre o lado traseiro de lâminas internas e a frente de lâminas externas que são afiladas

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 18/43 / 15 para o exterior para permitir que a força centrífuga lance fora os aparas. A forma do intervalo de aparas inventivo também, devido à rotação da fresa e da aceleração Coriolis, dirigirá o apara para o exterior da fresa.

[0041] Uma modalidade adicional da construção de ferramenta inventiva é uma inclinação angular da face traseira de lâmina interna (ângulo de gancho traseiro) que realizará uma abertura de intervalo na direção de lâmina axial oposta à face da fresa. A modalidade preferencial utiliza um ângulo de gancho deste tipo entre 3° e 8°.

[0042] A modalidade de formação do ângulo de inclinação lateral sobre a superfície posterior de uma lâmina de corte e a modalidade da inclinação angular da superfície traseira de uma lâmina de corte podem ser utilizadas separadamente uma da outra ou em conjunção entre si.

[0043] A face posterior inventivas de lâminas internas podem ser definidas com três parâmetros:

- Distância de face traseira DFB;

- Ângulo de inclinação traseiro ε;

- Ângulo de gancho traseiro η.

[0044] Adicionalmente, superfícies curvadas ou de ordem mais elevada podem ser introduzidas de maneira a otimizar o efeito de fluxo de aparas.

[0045] Embora as modalidades inventivas sejam de preferência aplicadas (isoladamente ou em combinação) às superfícies traseiras de lâminas de corte internas de fresas radiais, a invenção não está limitada às mesmas. As modalidades inventivas são igualmente aplicáveis às superfícies traseiras das lâminas cortantes internas de fresas para engrenagens radiais assim como às superfícies traseiras de lâminas de corte externas de fresas axiais de maneira a adicionalmente ampliar os respectivos intervalos de lâminas. Além disso, as modalidades de superfícies traseiras inventivas são também igualmente aplicáveis àquelas lâminas que simultaneamente fresam

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 19/43 / 15 ambos os lados de um rasgo de dente (por exemplo, como mostrado na figura

2).

[0046] Ainda que a invenção tenha sido exposta com referência a lâminas de fresar engrenagens que são posicionadas em e sobressaem da face de uma cabeça de ferramenta de fresa, as ditas lâminas de corte sendo comumente conhecidas como lâminas do tipo de barra, o presente conceito inventivo se estende igualmente a outros conjuntos de lâminas de corte onde a compactação de aparas ocorre ou é de ocorrência provável. Entre os exemplos se incluem aquelas lâminas de corte conhecidas como lâminas perfiladas que usualmente sobressaem da face frontal de uma cabeça de fresa ou lâminas de corte que sobressaem radialmente da superfície periférica de m cabeça de fresa. A presente invenção é também igualmente aplicável a outras operações de usinagem de metais além da fresagem de engrenagens onde são empregadas ferramentas dotadas de uma pluralidade de lâminas de corte sucessivamente dispostas.

[0047] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidades preferenciais, deve ser entendido que a invenção não está limitada aos seus aspectos específicos. A presente invenção é proposta para abranger modificações que se evidenciem aqueles versados na técnica de que trata a matéria objeto da invenção sem se afastar do espírito e âmbito das reivindicações apensas.

Claims

1. Lâmina de corte (98) posicionável em uma cabeça de fresa, a lâmina de corte tem um comprimento compreendendo uma parte de haste e uma parte extrema cortante formada sobre pelo menos uma extremidade da parte de haste, a parte de haste incluindo uma superfície dianteira e uma superfície traseira e a parte extrema cortante incluindo uma face frontal munida de pelo menos uma aresta cortante e uma face traseira (D4), caracterizada pelo fato de que:

a face traseira (D4) é, em relação à superfície traseira da parte de haste, modificada para ser orientada a um ângulo de inclinação lateral traseiro (ε), como visto em um plano ortogonal à direção de comprimento; e, a face traseira é orientada a um ângulo de gancho traseiro (η), como visto na direção de comprimento.

2. Lâmina de corte, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ângulo de gancho (η) é entre 3° e 8°.

3. Ferramenta de corte, caracterizada pelo fato de que compreende uma cabeça de fresa tendo um eixo de rotação e uma pluralidade de lâminas de corte (78, 80, 82) posicionadas em e distribuídas em torno da cabeça de fresa com uma parte extrema cortante de cada uma das lâminas de corte se estendendo de uma superfície da cabeça de fresa, a parte extrema cortante incluindo uma face frontal munida de pelo menos uma aresta cortante e de uma face traseira (D4), em que a face traseira é, em relação à superfície traseira da parte de haste, modificada para ser orientada a um ângulo de inclinação lateral traseiro (ε), como visto em um plano ortogonal à direção de comprimento; e a face traseira é orientada a um ângulo de gancho traseiro (η), como visto na direção de comprimento.

4. Ferramenta de corte, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a pluralidade de lâminas de corte é distribuída

Petição 870190042902, de 07/05/2019, pág. 21/43

2 / 2 em torno do eixo de rotação e compreender lâminas de corte internas alternadas e lâminas de corte externas, a face traseira de cada lâmina de corte interna sendo orientada no ângulo de inclinação lateral traseiro (ε).

5. Ferramenta de corte, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a face traseira de uma lâmina de corte interna e a face dianteira de uma sucessiva lâmina de corte externa formam, como visto em uma vista de topo na cabeça de fresa, um ângulo (62) que tem um valor positivo.

6. Ferramenta de corte, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que as face dianteiras das lâminas de corte externas são orientadas a um ângulo de inclinação lateral dianteiro;

o ângulo de inclinação lateral traseiro (c)de uma lâmina de corte interna sendo maior do que o ângulo de inclinação lateral dianteiro de uma sucessiva lâmina de corte externa.

7. Ferramenta de corte, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a face traseira de cada lâmina de corte externa é orientada a um ângulo de inclinação lateral traseiro (ε).

8. Ferramenta de corte, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7 , caracterizada pelo fato de que o ângulo de inclinação lateral traseiro (ε) de uma lâmina de corte interna é pelo menos 3° maior que o ângulo de inclinação lateral dianteiro (Y) da lâmina externa.