BRPI0922831B1

BRPI0922831B1 - fresa de extremidade de ponta de esfera e inserção de corte para fresa de extremidade de ponta de esfera

Info

Publication number: BRPI0922831B1
Application number: BRPI0922831-4A
Authority: BR
Inventors: Donald R. Hughes; Travis J. Biggs
Original assignee: Greenleaf Technology Corporation
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2021-01-19
Also published as: US8177459B2; CN102281978A; CA2744524A1; WO2010062411A1; ZA201103812B; MY153134A; CN102281978B; EP2370224B1; US20100129165A1; DK2370224T3; BRPI0922831A2; EP2370224A1; EP2370224A4; HK1161572A1; HUE046246T2; CA2744524C; PL2370224T3; ES2747350T3

Abstract

FRESA DE EXTREMIDADE DE PONTA DE ESFERA E INSERÇÃO DE CORTE PARA FRESA DE EXTREMIDADE DE PONTA DE ESFERA. A presente invenção refere-se a uma inserção de corte (40) par uma fresa de extremidade com ponta de esfera (10) que inclui um corpo que compreende duas superfícies de retenção (42, 44) substancialmente planas e opostas. Cada superfície de retenção (42, 44) inclui um sulco de controle de apara (62, 64) que se estende de um ponto no, ou próximo do centro axial do corpo, em um ângulo relativo ao centro axial do corpo. A inserção (40) inclui, ainda, uma superfície periférica (45) que une as duas superfícies de retenção (42, 44), em que a superfície periférica (45) inclui uma superfície de localização (32) em uma primeira extremidade e duas superfícies arqueadas (48, 49) em uma segunda extremidade que se estende para trás, aproximadamente do centro axial da segunda extremidade e é posicionada em lados opostos da inserção (40), simetricamente com relação à linha central da inserção (40). As superfícies arqueadas (48, 49) incluem uma extremidade de corte arqueada, na intersecção da parte externa de um sulco de controle de apara (62, 64) da superfície arqueada. As superfícies arqueadas (48, 49) são formadas com um ângulo de folga de face sob as extremidades de corte (58, 60).

Description

Antecedentes da Invenção Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a ferramentas de corte e inserções de corte. Mais particularmente, a presente invenção refere- se a fresas de extremidade de ponta esférica com inserções de corte substituível.

Descrição dos Antecedentes da Invenção

[0002] A maioria dos produtos manufaturados contém um ou mais componentes manufaturados por meio de usinagem e, frequentemente, a etapa, ou etapas, de usinagem produz os componentes com tolerâncias muito precisas. A usinagem, embora seja um dos mais básicos e importantes processos usados na fabricação de produtos de metal, também é um dos mais caros. Assim, mesmo aperfeiçoamentos modestos no processo de usinagem podem ser feitos de maneira substancialmente econômica.

[0003] Um dos processos de usinagem básicos é o processo de fresar. No processo de fresar é gerada uma forma em uma peça de trabalho por meio da rotação de uma ferramenta de corte na peça de trabalho. A fresa da extremidade é um tipo específico de fresa que envolve, normalmente, a utilização de uma ferramenta de corte de diâmetro relativamente pequeno, com uma ou mais extremidades de corte em sua extremidade. A fresa da extremidade da ponta de esfera é um tipo especifico de fresa de extremidade que usa um cortador com uma extremidade de corte arqueada na extremidade do cortador. Os cortadores de fresa de extremidade de ponta, comumente chamados de "fresa de extremidade de ponta de esfera" são ideais para usinar formas em 3 dimensões em moldes e para prover uma forma arqueada na peça de trabalho. As fresas de extremidade de ponta de esfera podem ser sólidas, com extremidades de corte cisalhadas na superfície, ou podem ser construídas para usar inserções de corte substituíveis. A presente invenção refere-se a fresas de extremidade do tipo que tem um diâmetro de corte eficaz na faixa de 3/8" a 1,0". Como nos outros processos de usinagem, o design da ferramenta de corte é muito importante para tornar eficaz a remoção do material da peça de trabalho. Deste modo, anualmente são feitos elevados investimentos em pesquisa e desenvolvimento de ferramentas de corte aperfeiçoadas para usinagem.

[0004] As fresas de extremidade de ponta de esfera têm, tipicamente, desvantagens devido ao fato de, durante a operação de usinagem, a velocidade de corte mudar ao longo da extremidade de corte e ser zero no centro axial da ferramenta. O resultado é que a extremidade de corte fica prematuramente desgastada, cega, lascada ou quebrada, o que encurta sua vida útil. Ferramentas de design anteriores usam, tipicamente, uma inserção de carbeto cimentado substituível, que requer frequente substituição devido ao desgaste excessivo, ou à quebra. Geralmente considera-se que a cerâmica não pode ser usada como material de inserção para fresa de extremidade de ponta de esfera porque a cerâmica precisa ser processada a uma elevada taxa de alimentação de superfície para gerar o calor requerido para plastificar o metal que está sendo cortado durante a operação de usinagem. As velocidades baixas de corte em direção ao centro axial de uma extremidade de ponta de esfera e a velocidade de corte zero no centro da ferramenta foram considerados insuficientes para gerar o calor requerido. O caráter quebradiço da cerâmica a torna mais suscetível a formar lascas na extremidade e a rachar durante uma operação de usinagem de extremidade de ponta de esfera.

[0005] Em uma fresa de extremidade de ponta de esfera típica da técnica anterior, uma inserção com extremidade de corte arqueada é retida em uma fenda axial na extremidade de um corpo de ferramenta de corte cilíndrico. A inserção de ferramenta de corte pode ser mantida no lugar por uma serie de meios diferentes, incluindo um parafuso que une os lados de uma fenda, um grampo ou soldagem. Exemplos de fresas de extremidade de ponta de esfera da técnica anterior que usam inserções substituíveis são mostrados nas patentes US 5.782.589; US 6.158.927, US 7.044.695, US 5.632.576, US 6.231.275, US 6.607.333 e US 5.348.426. A presente invenção é um aperfeiçoamento significativo da técnica anterior no sentido de que permite o uso de inserções de cerâmica em fresas de extremidade de ponta de esfera com uso eficaz de extremidades de corte no centro axial da fresa de extremidade. Também provê desempenho aperfeiçoado e vida útil mais prolongada.

[0006] O uso de inserções de cerâmica é particularmente vantajoso porque a cerâmica tem, geralmente, uma elevada rigidez e é relativamente resistente à oxidação e, portanto, irá apresentar um desgaste inferior de ferramenta a elevadas temperaturas de corte. Quanto mais rápida é a velocidade de corte, mais elevada é a temperatura de corte. As propriedades da cerâmica permitem que ferramentas de corte de cerâmica operem a velocidades de corte mais rápidas enquanto mantém a vida longa da ferramenta,tornando mais eficaz o processo de usinagem.

Sumário da Invenção

[0007] De acordo com um aspecto, a presente invenção provê uma inserção de corte único para uma fresa de extremidade de ponta de esfera compreendendo um corpo incluindo duas superfícies de retenção substancialmente plana, opostas. Cada superfície de retenção inclui um sulco de controle de apara que se estende de um ponto no ou próximo do centro axial do corpo em um ângulo relativo ao centro axial do corpo. A inserção inclui, ainda, uma superfície periférica que une as duas superfícies de retenção em que a superfície periférica inclui uma superfície que se localiza em sua primeira extremidade e duas superfícies arqueadas em sua segunda extremidade oposta. As superfícies arqueadas estendem-se para trás, a partir, aproximadamente, do centro axial, da segunda extremidade e são posicionadas de lados opostos da inserção, simetricamente com relação à linha central da inserção. As superfícies arqueadas incluem uma extremidade de corte arqueada na intersecção da parte externa de cada sulco de controle de apara e a superfície arqueada, as superfícies arqueadas sendo formadas com um ângulo de folga dianteira sob as extremidades de corte.

[0008] Em certas modalidades não limitativas da inserção de corte, de acordo com a presente exposição, o ângulo de folga dianteira aumenta em uma direção no sentido do centro axial do segundo. Por exemplo, o ângulo de folga pode aumentar a partir de um ângulo na faixa de 2° a 10° para um ângulo na faixa de 5° a 20°, ou de um ângulo de 6.5° a um ângulo de 10° para um diâmetro de 0.5" para uma fresa de extremidade de diâmetro.

[0009] De acordo com outro aspecto, a presente invenção provê uma fresa de extremidade de ponta de esfera para remoção de material, em que a fresa de extremidade inclui um corpo de ferramenta cilíndrica e uma inserção e corte montada de forma segura no corpo da ferramenta. O corpo da ferramenta inclui uma fenda posicionada axialmente em uma extremidade do corpo total, em que a fenda inclui uma superfície local para posicionar, de forma precisa, uma inserção de corte montada na fenda relativa a uma linha central axial do corpo da ferramenta. O corpo da ferramenta inclui, ainda, um prendedor para fixar a inserção de corte na fenda em uma posição desejada com relação à linha central axial do corpo da ferramenta. A inserção de corte inclui um corpo que inclui duas superfícies de retenção planas, substancialmente opostas, cada superfície de retenção incluindo um sulco de controle de apara que se estende de um ponto no centro axial do corpo ou próximo dele, em um ângulo relativo ao centro axial do corpo. A inserção inclui, ainda, uma superfície periférica que une as duas superfícies de retenção, em que a superfície periférica inclui uma superfície local em uma sua primeira extremidade e duas superfícies arqueadas, em sua segunda extremidade. As superfícies arqueadas estendem-se para trás, aproximadamente do centro axial da segunda extremidade e são posicionadas em lados opostos da inserção, simetricamente com relação à linha central da inserção. Cada uma das superfícies arqueadas inclui uma extremidade de corte arqueada na intersecção da parte externa de cada sulco de controle de apara e a superfície arqueada, as superfícies arqueadas sendo formadas com um ângulo de folga de face sob as extremidades de corte.

[00010] Em certas modalidades não limitativas da fresa de extremidade de ponta de esfera, de acordo com a presente invenção, o ângulo da inserção da folga aumenta progressivamente na direção axial da segunda extremidade. Por exemplo, o ângulo da folga pode aumentar de um ângulo na faixa de 2° para 10° até um ângulo na faixa de 5° a 20° ou de um ângulo de 6.5° para um ângulo de 0.5" de diâmetro de fresa de extremidade.

Breve Descrição dos Desenhos

[00011] As vantagens da presente invenção podem ser melhor compreendidas por referência aos desenhos, nos quais: a figura 1 é uma vista superior de uma modalidade de uma fresa de extremidade de ponta de esfera, construída de acordo com a presente invenção; a figura 2 é uma vista lateral, semitransparente, da modalidade de uma fresa de extremidade de ponta de esfera mostrada na figura 1, com o parafuso de retenção mostrado na parte externa da fresa de extremidade de ponta de esfera; a figura 3 é uma vista dianteira, semitransparente, da modalidade de uma fresa de extremidade de ponta de esfera, mostrada na figura 1; a figura 4 é uma vista superior, semitransparente de uma inserção de fresa de extremidade de ponta de esfera, conforme usado na modalidade mostrada na figura 1; a figura 5 é uma vista dianteira, semitransparente, de uma inserção de fresa de extremidade de ponta de esfera, mostrada na figura 4; a figura 6 é uma vista lateral, semitransparente, de uma inserção de fresa de extremidade de ponta de esfera mostrada na figura 4; a figura 7 é uma perspectiva sólida da inserção da fresa de extremidade de ponta de esfera, mostrada na figura 4; a figura 8 é uma perspectiva sólida, adicional, da inserção da fresa de extremidade de ponta de esfera mostrada na figura 4, mostrada ligeiramente girada na posição relativa à figura 8; a figura 9 é uma perspectiva sólida, adicional, da inserção da fresa de extremidade de ponta de esfera mostrada na figura 4; a figura 10 é uma perspectiva sólida, adicional, da inserção da fresa de extremidade de ponta de esfera, mostrada na figura 4; e a figura 11 é uma perspectiva sólida, adicional da inserção da fresa de extremidade de ponta de esfera, mostrada na figura 4, mostrando uma extremidade da inserção.

Descrição Detalhada da Invenção

[00012] A presente invenção provê uma fresa de extremidade de ponta de esfera que usa uma nova inserção de corte substituível. A fresa de extremidade de ponta de esfera da presente invenção pode ser melhor compreendida por referência à modalidade não limitativa mostrada nas figuras 1 a 11. As figuras 1 a 3 mostram uma fresa de extremidade de ponta 10 da presente invenção, a qual compreende um suporte de ferramenta cilíndrica 20 e uma inserção de ferramenta de corte substituível 40, retida em uma fenda axial 22, em uma extremidade do suporte de ferramenta 20. A parte para trás 24 do suporte de ferramenta 20 tem, tipicamente, um diâmetro maior que é adaptado para ser montado no eixo de uma ferramenta de máquina onde é acionado, de forma giratória, em torno do eixo longitudinal. Espaços de fluxo de apara 26 podem ser providos axialmente em lados opostos, na superfície externa da parte dianteira 28 do suporte de ferramentas 20. Um parafuso rosqueado 30 estende-se através de um orifício 31 no suporte de ferramentas 20, em um lado da fenda 22, através de um orifício na inserção 40 e no orifício rosqueado 33 no outro lado da fenda de suporte de ferramenta 22 para prender a inserção 40 no suporte de ferramenta 20 puxando os lados opostos da parte dianteira 28, que definem as fendas, para que fiquem juntos de um modo bem conhecido na técnica.

[00013] A parte inferior da fenda 22 tem uma superfície de localização, substancialmente em forma de V, 32 (indicada pelas linhas pontilhadas na figura 3) posicionada com a linha "L" (vide figura 2) formando a região mais baixa da superfície em forma de V que intersecta a linha central axial "C" do suporte de ferramenta 20. Com referência à figura 3, o ângulo 0 entre os lados de intersecção da superfície de localização axial em forma de V, 32, é preferivelmente em torno de 110°. Como pode ser visto na figura 2, a superfície de localização 32 é, preferivelmente, perpendicular a linha central axial "C" do suporte de ferramenta 20. A superfície de localização axial 32 é construída para permitir uma localização precisa da inserção 40 axialmente e em relação à linha central axial "C" na extremidade dianteira 28 do suporte de ferramenta 20.

[00014] A superfície de localização em forma de V 32 pode incluir duas superfícies que se estendem em um ângulo um do outro de uma superfície plana, centralmente localizada.

[00015] A superfície de localização 32 pode ter outras formas, tais como uma forma em V invertida, que age em conjunto com uma superfície moldada de forma complementar na inserção para posicionar, de forma acurada, a inserção de corte com relação ao centro axial do suporte de ferramenta. A extremidade da parte dianteira 28 do suporte de ferramenta 20 é moldada para prover folgas requeridas para permitir um corte livre pela inserção 40. Os orifícios axiais, ou canais, não mostrados, podem ser providos no suporte de ferramenta 20 para direcionar ar de refrigeração em um jateamento de ar para a extremidade de corte de um modo bem conhecido na técnica.

[00016] As figuras 4 a 6 são vistas semitransparentes e as figuras 7 a 11 são vistas sólidas da inserção de ferramenta de corte substituível, descartada, 40. A inserção 40 inclui superfícies de retenção planas, substancialmente opostas, 42 e 44, e uma superfície periférica 45 que une as superfícies de retenção. As superfícies de retenção 42 e 44 são adaptadas para engatar as superfícies laterais da fenda axial 22 na parte dianteira 28 do suporte de ferramenta 20 quando as superfícies laterais são puxadas uma para a outra, pelo parafuso 30, para contatar, de forma segura, a inserção de corte 40 e reter, positivamente, a inserção 40 na posição do suporte de ferramenta 20. A superfície periférica 45 inclui uma superfície de localização axial, substancialmente em forma de V, 46, em uma extremidade da inserção 40 e superfícies arqueadas 48 e 49 em uma extremidade oposta da inserção 40. A superfície de localização 46 é, preferivelmente, perpendicular às superfícies de retenção 42 e 44. Uma superfície plana 54 pode ser localizada no centro da superfície de localização axial em forma de V 46, de modo que o posicionamento da inserção 40 da superfície de localização em forma de V 32 do suporte de ferramenta 20 é principalmente determinado pelos lados das superfícies de localização e permite uma precisão maior. Conforme mostrada na figura 9, as superfícies em ângulo da superfície de localização axial 48 pode incluir extremidades chanfradas 47 para impedir rachadura.

[00017] As superfícies laterais 50 e 52 podem ser localizadas entre a superfície de localização 46 e as superfícies arqueadas 48 e 49 na modalidade preferida.

[00018] As superfícies laterais 50 e 52 são formadas com um ângulo de folga β, indicado na figura 4. O ângulo de folga β é, preferivelmente, um ângulo constante. O ângulo de folga lateral β se estende, preferivelmente, por todo o comprimento das superfícies laterais 50 e 52, a partir das extremidades opostas da superfície arqueada 48 e 49 (mostrada como "y" na figura 5) até as extremidades externas da superfície de localização 46 (mostrada como "x" na figura 5). O tamanho do ângulo de folga lateral 56 pode variar com o diâmetro de corte da inserção e é, preferivelmente, na faixa de 2° a 10° . O ângulo de folga lateral 56 é, preferivelmente, 6.5° até 0.5" de diâmetro da inserção de fresa de extremidade de ponta de esfera. As superfícies laterais 50 e 52 podem ser encurtadas ou eliminadas em inserções de tamanho menor.

[00019] As superfícies arqueadas 48 e 49 estendem-se para trás, aproximadamente do centro axial da extremidade de corte 40 e são posicionadas em lados opostos da inserção, simetricamente com relação à linha central da inserção. As superfícies arqueadas 48 e 49 incluem extremidades de corte 58 e 60 que se estendem, aproximadamente, do centro axial da extremidade de corte da inserção 40 para as superfícies 52 e 50, respectivamente em lados opostos da inserção de corte 40. As extremidades de corte 58 e 60 são formadas nas intersecções das superfícies arqueadas 48 e 49 com as partes externas 63 dos sulcos de controle de apara 62 e 64 formados nas superfícies de retenção em lados opostos da inserção 40. Os sulcos de controle de apara 62 e 64 ajudam a quebrar as aparas formadas durante a operação de usinagem.

[00020] Os sulcos de controle de apara 62 e 64 são formados em superfícies de retenção 42 e 44 em um ângulo definido pela parte inferior dos sulcos. As partes inferiores dos sulcos de controle de apara 62 e 64 se estendem, preferivelmente, de um ponto nas superfícies de retenção 42 e 44 (mostrado como "y" na figura 5) nas extremidades, ou próximo das superfícies de corte 48 e 49 em um ponto no ou próximo ao centro axial da extremidade de corte da inserção 40 (mostrada como "z" na figura 5). Preferivelmente, as extremidades das partes inferiores dos sulcos de controle de apara 62 e 64 mais próximas ao centro axial da inserção 40 são localizados a uma curta distância do centro axial, tanto vertical quanto horizontalmente, para prover uma seção ligeiramente mais grossa no centro axial da inserção que reforça a inserção nesse ponto. As distâncias entre as partes inferiores dos sulcos de controle de apara 62 e 64 mais próximos ao centro axial da extremidade de corte da inserção 40 e a linha central vertical da inserção 40 (mostrado como A na figura 4) não excede, preferivelmente, 5% da largura da inserção. A largura da inserção é a distância de "Y’ para "y", conforme visto na figura 5. Essa distancia é, preferivelmente, cerca de 0,008" para uma inserção de fresa de extremidade de ponta de esfera. A distância entre as partes inferiores dos sulcos de controle de apara 62 e 64 mais próximas do centro axial da extremidade de corte e da inserção de corte 40 e da linha central horizontal da inserção de corte 40 (mostrada como B na figura 4) não excede, preferivelmente, 10% da largura da inserção. Essa distancia é, preferivelmente, cerca de 0,016" para uma inserção de fresa de extremidade de ponta de esfera.

[00021] Os sulcos de controle de apara 62 e 64 são, preferivelmente, formados com paredes laterais planas 63 e 65. O ângulo entre as paredes laterais 63 e 65 será, provavelmente, na faixa de 80° a 150° e, preferivelmente, 131,5° para uma inserção de fresa de extremidade de ponta de esfera. As partes inferiores dos sulcos de controle de apara 62 e 64 são, preferivelmente, formadas como um pequeno raio, tipicamente 0,05" para prover resistência. As paredes laterais externas 63 dos sulcos de controle de apara 62 e 64 também podem ser ligeiramente côncavas para prover extremidades um pouco mais afiadas e ajudar a cortar e quebrar os aparas usinados.

[00022] As superfícies arqueadas 48 e 49 são formadas com um ângulo de folga de face sob extremidades de corte 58 e 60. Um exemplo de ângulo de folga de face é indicado, geralmente, como "0" na figura 10. Como se pode ver na modalidade mostrada nas figuras em anexo, e com referência particular à figura 5, o ângulo de folga de face 0 aumenta, de preferência progressivamente, de um valor em um ponto "y’ nas, ou próximo às extremidades das superfícies arqueadas 48 e 49 para um valor na posição "z" no centro axial da extremidade de corte da inserção de corte 40. O tamanho do ângulo de folga de face 0 irá variar com o diâmetro de corte da fresa de extremidade de ponta de esfera e, preferivelmente, aumenta de um ângulo na faixa de 2" a 10° em uma posição "y" até um ângulo na faixa de 5° para 20° na posição "z". Preferivelmente, o ângulo de folga de face 0 aumenta, progressivamente, de 6.5° para 10.00 para uma fresa de extremidade de ponta de esfera com diâmetro de 0.5°.

[00023] Superfícies arqueadas 48 e 49 são, preferivelmente, circulares com um raio igual a metade da largura da inserção 40. A extremidade de corte da inserção 40 pode ser formada cisalhando-se uma superfície com raio circular da posição "y" da inserção para a posição "y" no lado oposto e, então, cisalhando-se os ângulos de folga de face orientados na direção das superfícies de retenção opostas 42 e 42. Os sulcos de controle de apara 62 e 64 podem ser cisalhados nas superfícies de retenção apropriadas 42 e 44 antes ou depois de os ângulos de folga serem cisalhados. As superfícies arqueadas 48 e 49 podem ser formadas com um raio um tanto maior do que metade da largura da inserção. A inserção de corte também pode ser formada em uma operação convencional de pressionar e acabamento de cisalhamento, se necessário.

[00024] A inserção 40 tem um orifício com saída 65 posicionado na direção da inserção 40 para acomodar o parafuso 30. O orifício 66 é, tipicamente, chanfrado em cada extremidade para impedir rachadura.

[00025] A inserção 40 é, preferivelmente, feita de um material de cerâmica reforçado whisker, preferivelmente material de cerâmica reforçado com whisker WG-300 ®fabricado pela Greenleaf Corporation of Saegertown, Pennsylvania. O material de cerâmica reforçado com whisker WG-300® tem uma composição geralmente descrita na Patente US N° 4.961.757, cuja descrição é aqui incorporada por referência. A inserção de ferramenta de corte 40 também pode ser construída de qualquer variedade de material, tal como, por exemplo, carboneto (cisalhado ou não cisalhado), cermet (carboneto/cerâmica), nitreto de boro cúbico, cerâmica e diamante policristalino, dentre outros. A inserção de ferramenta de corte 40 também pode incluir um revestimento. Se for usado um revestimento, este pode compreender uma ou mais camadas de material que pode ser depositado na inserção de ferramenta de corte 40 por qualquer um dentre uma variedade de métodos conhecidos. Os materiais de revestimento típicos incluem TIC, TICN, TIN, AL2O3, HFN E TIAN, dentre outros.

[00026] As fresas de extremidade de ponta com esfera, de acordo com a presente descrição, têm sido usadas com êxito para fresar tanto aço de ferramenta quanto uma liga de elevada temperatura. As fresas com extremidade de ponta de esfera tendo o design geralmente mostrado nas figuras 1-1 e em que a inserção de corte foi feita a partir de cerâmica reforçada com whisker WG-300® foram montadas no eixo de uma máquina de fresa vertical e usada para realizar cortes de teste a várias velocidades e taxas de alimentação. Uma tal fresa de extremidade incluindo um ângulo de folga constante nas superfícies arqueadas da inserção de corte usinou, de forma ásperas, com êxito, um orifício de diâmetro de 3" em um bloco quadrado de 5" feito de aço de ferramenta P20 (rigidez de 55 Rc) sem índices. A fresa de extremidade foi operada a uma velocidade de 1.300 pés de superfícies por minuto, uma taxa de alimentação de 0.004 polegadas por revolução e uma profundidade de corte de 0.040". a mesma fresa de extremidade, incluindo uma inserção feita de cerâmica reforçada com whisker WG-300® e um ângulo de folga de face que aumenta progressivamente na superfície arqueada usinou, de forma áspera, com êxito, um corte de face em espiral, na extremidade de uma haste feita de Inconel liga 718 (rigidez de 43 Rc) sem cortar, quebrar ou desgastar significativamente a inserção. O corte de face em espiral foi usinado a uma velocidade de 1.100 pés de superfície por minuto, o que é cinco vezes mais rápido do que a velocidade obtida com uma fresa de extremidade de ponta de esfera comercializada por Sandvik Coromat usando uma inserção de carboneto cimentada (RA216F- 13013S-053 fresa de extremidade com inserção RA216F- 13 30 E-L em grau de carboneto P20A). A fresa de extremidade experimental removida mais do que 0,5 polegadas cúbicas mais metal em menos de 1/4 de tempo. A inserção Sandvik mostrou excessiva rachadura e desgaste lateral. O cortador experimental foi operado a uma velocidade de 1.100 de superfície por minuto, uma proporção de alimentação de 414 polegadas por minuto e uma profundidade de corte de 0,020". O cortador Sandvik foi operado à velocidade recomendada de 200 pés de superfície por minuto, a taxa de alimentação recomendada de 88 polegadas por minuto e uma profundidade de corte de 0.020". Foi fácil controlar e lidar com as aparas das operações de usinagem usando fresas de extremidade, conforme aqui descrito. Não se esperava que uma fresa com extremidade de ponta de esfera com uma inserção de cerâmica pudesse realizar cortes de teste sem desgaste, aparas ou fratura excessivos.

[00027] Embora a descrição acima tenha apresentado, necessariamente, apenas um numero de modalidades limitadas, os versados na técnica relevante irão observar que varias mudanças nos artigos e métodos e outros detalhes dos exemplos que foram aqui descritos e mostrados poderão ser feitas e que todas as modificações permanecerão dentro do espírito e escopo da presente apresentação, conforme aqui expresso e nas reivindicações em anexo. Por exemplo, embora a presente invenção tenha, necessariamente, apenas apresentado um número limitado de fresas de extremidade e modalidades de inserção de corte de acordo com a presente invenção, ficará claro que a presente invenção e reivindicações associadas não são tão limitadas. Os versados na técnica irão identificar, de imediato, os designs adicionais, podendo acrescentar novos designs, contanto que estejam dentro do espírito e do número necessariamente limitado de modalidades aqui discutidas. Portanto, entende-se que a presente invenção não se limita às modalidades particulares aqui apresentadas ou incorporadas, mas que pretende cobrir as modificações que estejam dentro do escopo e sigam os princípios da invenção, conforme definido pelas reivindicações. Também ficará claro, para os versados na técnica, que poderão ser feitas mudanças às modalidades, sem que se afastem do amplo conceito da invenção.

[00028] Os exemplos aqui apresentados pretendem mostrar as implementações potenciais e específicas das modalidades. Pode-se observar que, para os versados na técnica, os exemplos são projetados, principalmente, para fins de ilustração. Nenhum aspecto particular dos exemplos pretende limitar o escopo das modalidades descritas.

[00029] Entende-se que as figuras e descrições das modalidades foram simplificadas para mostrar elementos que são relevantes para uma clara compreensão das modalidades enquanto elimina, para fins de clareza, outros elementos. Pelo fato de muitas técnicas de usinagem serem bem conhecidas na técnica, e pelo fato de não facilitarem uma melhor compreensão das modalidades, não é provida aqui uma discussão de tais técnicas.

Claims

1. Inserção de corte (40) para uma fresa de extremidade de ponta de esfera (10) compreendendo: um corpo incluindo duas superfícies de retenção (42, 44) substancialmente planas, opostas, cada superfície de retenção inclui um sulco de controle de aparas (62, 64) que se estende de um ponto no ou próximo do centro axial do corpo em um ângulo relativo ao centro axial do corpo; e uma superfície periférica (45) que une as duas superfícies de retenção (42, 44) em que a superfície periférica (45) inclui uma superfície de localização (46) em uma primeira extremidade e duas superfícies arqueadas (48, 49) em sua segunda extremidade oposta que se estendem para trás, a partir, aproximadamente, do centro axial da segunda extremidade e são posicionadas de lados opostos da inserção, simetricamente com relação à linha central da inserção, as superfícies arqueadas (48, 49) incluem uma extremidade de corte arqueada na intersecção da parte externa de cada sulco de controle de aparas (62, 64) e a superfície arqueada, as superfícies arqueadas (48, 49) sendo formadas com um ângulo de folga dianteira sob as extremidades de corte (58, 60); a superfície de localização (46) tendo uma forma que é adaptada para atuar em conjunto com uma superfície de forma complementar (32) em um porta-ferramenta (20) para posicionar com precisão o inserto de corte (40) em relação a um centro axial do porta-ferramenta ( 20), caracterizada por o ângulo de afastamento da face sob cada aresta de corte (58,60) aumentar progressivamente em uma direção em direção ao centro axial da segunda extremidade.

2. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ângulo de folga aumenta a partir de um ângulo na faixa de 2° a 10° para um ângulo na faixa de 5° a 20°.

3. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sulco de controle de apara (62, 64) é definido por uma parede lateral interna e uma parede lateral externa e o ângulo incluído entre tais paredes laterais interna e externa (63, 65) está na faixa de 80° a 150°.

4. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a superfície periférica (45) inclui superfícies laterais (50, 52) localizadas entre a superfície de localização (46) e as superfícies arqueadas (48, 49), em lados opostos do corpo de inserção de corte (40), em que cada superfície lateral define um ângulo de folga lateral e o ângulo de folga lateral está na faixa de 2° a 10°.

5. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a inserção de corte (40) é fabricada de pelo menos um material selecionado do grupo que consiste em carboneto, carboneto cimentado, cermet, nitreto de boro cúbico, diamante policristalino e cerâmica e é preferencialmente fabricada de um material cerâmico reforçado com whisker.

6. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a inserção compreende, ainda, um revestimento formado de pelo menos uma sua superfície, e em que o revestimento preferencialmente compreende pelo menos um material selecionado do grupo que consiste em TiC, TiCN, TiN, Al2O3, HfN e TIAIN.

7. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as partes inferiores dos sulcos de controle de apara (62, 64) mais próximas ao centro axial da extremidade de corte da inserção (40) são espaçadas da linha central vertical da inserção (40) por uma quantidade que não excede 5% da largura da inserção (40), de preferência os fundos dos sulcos de controle de aparas (62,64) são espaçados por cerca de 0,2 mm (0,008 ") e a inserção (40) tem um diâmetro de corte efetivo de 13 mm (0,5 ").

8. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as partes inferiores dos sulcos de controle de apara (62, 64) mais próximas ao centro axial da extremidade de corte da inserção (40) são espaçadas da linha central vertical da inserção (40) por uma quantidade que não excede 10% da largura da inserção (40), e preferencialmente as partes inferiores dos sulcos de controle de apara (62, 64) mais próximas ao centro axial da extremidade de corte são espaçadas da linha central vertical da inserção por cerca de 0,4 mm (0.018") e a inserção (40) tem um diâmetro de corte eficaz de 13 mm (0,5").

9. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os fundos dos sulcos de controle de aparas (62,64) mais próximas do centro axial da extremidade de corte da inserção (40) são espaçados da linha de centro vertical da inserção (40) por uma quantidade que não excede 5% da largura da inserção (40) e as partes inferiores dos sulcos de controle de aparas (62,64) mais próximas do centro axial da extremidade de corte da inserção (40) são espaçadas da linha central horizontal de inserção (40) por um valor que não exceda 10% da largura da inserção (40).

10. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as partes inferiores dos sulcos de controle de apara (62, 64) mais próximas ao centro axial da extremidade de corte da inserção (40) são espaçadas da linha central vertical da inserção (40) por cerca de 0,2 mm (0,008") e as partes inferiores dos sulcos de controle de apara (62, 64) mais próximas ao centro axial da extremidade de corte da inserção (40) são espaçadas da linha central horizontal da inserção (40) em cerca de 0,4 mm (0,016") e a inserção (40) tem um diâmetro de corte eficaz de 13 mm (0,5").

11. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície de localização (46) é em forma de V.

12. Inserção de corte (40), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície de localização (46) inclui duas superfícies que se estendem em um ângulo uma da outra a partir de uma superfície plana localizada centralmente.

13. Fresa de extremidade de ponta de esfera (10) para remoção de material, a fresa de extremidade compreendendo um corpo de ferramenta cilíndrica (20) que inclui: uma fenda (22) posicionada axialmente em uma extremidade do corpo de ferramenta (20), incluindo uma superfície de localização para posicionar, adequadamente, uma inserção de corte (40) montada na fenda (22), axialmente, e relativa a uma linha central axial do corpo de ferramenta (20); caracterizada por compreender uma inserção de corte (40), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12; e um prendedor para conectar uma inserção de corte (40) na fenda (22), em uma posição desejada, axialmente e em relação à linha central axial do corpo de ferramenta (20).