BRPI1106940A2

BRPI1106940A2 - ponta cortante melhorada e ferramenta de corte rotativa empregando a mesma

Info

Publication number: BRPI1106940A2
Application number: BRPI1106940-6A
Authority: BR
Inventors: Karthik Sampath; Vladimir Volokh
Original assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-03-26
Also published as: CN102699389A; US8979445B2; GB2484597A; DE102011115484B4; DE102011115484A1; GB2484597B; GB201117874D0; US20120093600A1; FR2966068A1; CA2750373A1; CN102699389B

Abstract

PONTA CORTANTE MELHORADA E FERRAMENTA DE CORTE ROTATIVA EMPREGANDO A MESMA. Uma ferramenta de corte rotativa (30) para realizar operações de corte de furos em uma peça de trabalho inclui uma primeira extremidade (32) estruturada para empreender e realizar operações de corte na peça de trabalho. A primeira extremidade (32) é definida por um perfil de corte. A ferramenta de corte (30) inclui também uma segunda extremidade oposta (34) estruturada para ser montada em uma máquina ferramenta, um eixo central longitudinal (36) se estendendo entre as primeira e segunda extremidades (32, 34), e um corpo geralmente cilíndrico (42) disposto em torno do eixo central longitudinal (36) entre a primeira extremidade (32) e a segunda EXTREMIDADE OPOSTA (34). O perfil de corte compreende uma primeira parte (46) adjacente ao eixo central longitudinal (36) e geralmente disposta em um primeiro ângulo (<244>1) relativamente ao eixo central longitudinal (36); uma segunda parte (48) adjacente à primeira parte (46) e geralmente disposta em um segundo ângulo (<244>2) relativamente ao eixo central longitudinal (36); e uma terceira parte (50) adjacente à segunda parte (48) e geralmente disposta em um terceiro ângulo (<244>3) relativamente ao eixo central longitudinal (36). O segundo ângulo (<244>2) é maior que ambos os primeiro e terceiro ângulos (<244>1, <244>3).

Description

"PONTA CORTANTE MELHORADA E FERRAMENTA DE CORTE ROTATIVA EMPREGANDO A MESMA"

HISTÓRICO

Campo do Invento

O invento está geralmente relacionado com ferramentas de corte rotativas e, mais

particularmente, com pontas cortantes para ferramentas de corte rotativas.

Informação dos Antecedentes

São conhecidas ferramentas de corte rotativas, como sejam a broca de ranhuras 10 mostrada nas Figs. 1 e 2. Essas brocas são habitualmente formadas incluindo uma ponta cortante 12 localizada em uma ou perto de uma primeira extremidade 14, uma parte de montagem 16 localizada em uma ou perto de uma segunda extremidade 18, e uma parte de corpo 20 disposta em torno de um eixo central longitudinal 22 que se estende geralmente entre a primeira extremidade 14 e a segunda extremidade 18. A parte de corpo 20 é geralmente de uma forma cilíndrica e inclui um número de ranhuras helicoidais 24 dispostas no mesmo.

A ponta cortante 12 está estruturada para realizar operações de corte em uma peça de trabalho (não mostrada), as quais, no caso de brocas de ranhuras, incluem operações de corte de furos. Para auxiliar na realização dessas operações de corte, é conhecido fornecer a ponta cortante 12 com um perfil cônico reto 26 (Fig. 2) geralmente disposto em um ângulo φ em relação ao eixo central longitudinal 22.

Embora essas pontas cortantes tendo perfis cônicos retos tenham sido geralmente adequadas em muitas aplicações, ainda existe lugar para melhoramento. Por exemplo, quando se realizam operações de corte de furos em muitos materiais, manter um acabamento com uma superfície lisa é muitas vezes vital. Materiais concebidos, tais como polímeros reforçados com fibra de carbono (CFRPs) apresentam particularmente um tal desafio. Concepções de brocas conhecidas ou são tipicamente incapazes de produzir tais acabamentos com uma superfície desejada ou então são incapazes de o fazer durante uma vida útil satisfatória.

Existe, por conseguinte, uma necessidade de perfis de pontas cortantes melhora- dos para cortar materiais concebidos.

SUMÁRIO DO INVENTO

Tais deficiências no estado da técnica são visadas através de modalidades do in- vento que estão dirigidas para uma ponta cortante melhorada e uma ferramenta de corte rotativa incorporando uma ponta cortante melhorada. Como um aspecto do invento, é fornecida uma ferramenta de corte rotativa para

realizar operações de corte de furos em uma peça de trabalho. A ferramenta de corte rotati- va compreende: uma primeira extremidade estruturada para empreender e realizar operações de corte na peça de trabalho, sendo a primeira extremidade definida por um perfil de corte; uma segunda extremidade oposta estruturada para ser montada em uma máquina ferramenta; um eixo central longitudinal se estendendo entre a primeira extremidade e a segunda extremidade oposta; e um corpo geralmente cilíndrico disposto em torno do eixo central longitudinal entre a primeira extremidade e a segunda extremidade oposta, tendo o corpo geralmente cilíndrico uma superfície externa. O perfil de corte compreende: uma primeira parte adjacente ao eixo central longitudinal e geralmente disposta em um primeiro ângulo relativamente ao eixo central longitudinal; uma segunda parte adjacente à primeira parte e geralmente disposta em um segundo ângulo relativamente ao eixo central longitudinal; e uma terceira parte adjacente à segunda parte e geralmente disposta em um terceiro ângulo relativamente ao eixo central longitudinal. O segundo ângulo é maior que o primeiro ângulo e o segundo ângulo é maior que o terceiro ângulo.

O primeiro ângulo pode estar na gama de cerca de 30 graus até cerca de 35 graus. O segundo ângulo pode ser cerca de 60 graus. O terceiro ângulo pode estar na gama de cerca de 40 graus até cerca de 50 graus.

Como um outro aspecto do invento, é fornecida uma ferramenta de corte melhorada para realizar operações de corte de furos em uma peça de trabalho quando a ferramenta de corte e a ponta cortante são rodadas em torno de um eixo central longitudinal. A ponta cortante compreende: uma primeira parte geralmente disposta em um primeiro ângulo relativamente ao eixo central longitudinal; uma segunda parte adjacente à primeira parte e geralmente disposta em um segundo ângulo relativamente ao eixo central longitudinal; e uma terceira parte adjacente à segunda parte e geralmente disposta em um terceiro ângulo relativamente ao eixo central longitudinal. O segundo ângulo é maior que o primeiro ângulo e o segundo ângulo é maior que o terceiro ângulo. A primeira parte pode estar disposta adjacente ao eixo central longitudinal. A se-

gunda parte e a terceira parte podem estar dispostas radialmente para o exterior a partir da primeira parte. A terceira parte pode estar disposta radialmente para o exterior a partir da segunda parte. O primeiro ângulo pode estar na gama de cerca de 30 graus até cerca de 35 graus. O segundo ângulo pode ser cerca de 60 graus. O terceiro ângulo pode estar na gama de cerca de 40 graus até cerca de 50 graus.

Como um outro aspecto do invento, é fornecida uma ponta cortante melhorada para ser utilizada com uma ferramenta de corte e realizar operações de corte de furos numa peça de trabalho quando a ferramenta de corte e a ponta cortante são rodadas em torno de um eixo central longitudinal. A ponta cortante compreende uma parte com formato côncavo e uma parte com formato convexo.

A parte convexa pode estar disposta radialmente para o exterior a partir da parte côncava. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Uma completa compreensão do invento pode ser obtida a partir da seguinte descrição das modalidades preferenciais quando lidas em conjunto com os desenhos juntos, nos quais:

A Fig. 1 é uma perspectiva isométrica de uma conhecida ferramenta de corte rotati-

va;

A Fig. 2 é uma vista lateral elevada de uma parte da ferramenta de corte rotativa da Fig. 1 mostrando o perfil da ponta cortante;

A Fig. 3 é uma perspectiva isométrica de uma ferramenta de corte rotativa de acor- do com uma modalidade do presente invento;

A Fig. 4 é uma vista de trás elevada da ferramenta de corte rotativa da Fig. 3 mos- trando o eixo longitudinal da ferramenta na direção da segunda extremidade;

A Fig. 5 é uma vista lateral elevada da ponta cortante da ferramenta de corte rotati- va da Fig. 3.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

As expressões direcionais aqui utilizadas, tais como, por exemplo, esquerda, direita, frente, trás, cima, baixo e derivadas das mesmas, estão relacionadas com a orientação dos elementos mostrados nos desenhos e não são Iimitativos sobre as reivindicações a menos que expressamente referidas nas mesmas. As partes idênticas são fornecidas com o mesmo número de referência em todos os desenhos.

Conforme aqui utilizado, o termo "número" irá ser utilizado para se referir a qualquer quantidade não nula (isto é, uma ou qualquer quantidade maior que um).

As Figs. 3-5 representam um exemplo de uma ferramenta de corte rotativa 30, de acordo com uma modalidade não Iimitativa do invento, para conduzir operações de corte rotativas em uma peça de trabalho (não mostrada) quando a ferramenta de corte 30 é roda- da em torno de um eixo central longitudinal 36. A ferramenta de corte 30 inclui uma primeira extremidade 32 e uma segunda extremidade oposta 34. Embora a ferramenta de corte 30 esteja mostrada na forma de uma broca, deve ser apreciado que os conceitos aqui descritos podem também ser aplicados a outras ferramenta de corte rotativas tais como, por exemplo, brocas modulares e brocas planas.

Fazendo referência à Fig. 3, da mesma forma que a broca de ranhuras 10 anterior- mente discutida, a ferramenta de corte 30 inclui uma parte de montagem 38 disposta em ou próxima da primeira extremidade 32 para montar a ferramenta de corte 30 num mecanismo de mandril (não mostrado) de uma máquina ferramenta, uma ponta cortante 40 geralmente disposta na segunda extremidade 34 para prender e cortar uma peça de trabalho (não mostrada), e uma parte de corpo 42 geralmente de forma cilíndrica disposta entre a parte de montagem 38 e a ponta cortante 40. Um número de ranhuras 44, preferencialmente de for- ma helicoidal, são fornecidas na parte de corpo 42.

Ao contrário da ponta cortante 12 da broca de ranhuras 10 anteriormente discutida que utiliza um perfil cônico reto 26 (Fig. 2), a ponta cortante 40 da ferramenta de corte 30 utiliza um perfil de corte não linear tendo um perfil geralmente côncavo-convexo formado a partir de um número de partes orientadas em diferentes ângulos. Conforme mostrado na vista lateral elevada da Fig. 5, o perfil de corte inclui uma primeira parte 46 adjacente ao eixo central longitudinal 36 geralmente disposta em um primeiro ângulo α1 relativamente ao eixo central longitudinal 36. Esta primeira parte 46 define geralmente uma ponta 47 da ferramenta de corte que entra primeiro em contato com uma peça de trabalho. Preferencialmente, α1 está na gama de cerca de 30 graus até cerca de 35 graus. Através do fornecimento de uma ponta 47 relativamente íngreme (e por isso com um diâmetro da ponta relativamente pequeno), a ferramenta de corte 30 é capaz de penetrar facilmente um material concebido.

O perfil inclui ainda uma segunda parte 48 geralmente disposta em um segundo ângulo a2 relativamente ao eixo central longitudinal 36. Esta segunda parte 48 define geralmente uma zona de transição entre a ponta 47 e a parte de corpo 42. Preferencialmente, a2 é maior que a1, geralmente cerca de 60 graus para desta forma fornecer uma zona de transição forte.

Uma terceira parte 50 geralmente disposta em um terceiro ângulo a3 relativamente ao eixo central longitudinal 36 geralmente conclui o perfil de corte. A terceira parte serve geralmente para fornecer pressão reduzida nos cantos de um orifício a ser maquinado numa peça de trabalho (não mostrada). Esta pressão reduzida ajuda a reduzir a delaminação da peça de trabalho que está a ser maquinada. Preferencialmente, a3 é menor que a2, geralmente na gama de cerca de 40 graus até cerca de 50 graus. Continuando a fazer referência à Fig. 5, pode ser apreciado que a primeira e

segunda partes 46, 48 formam uma parte geralmente de forma convexa na ponta cortante 40, enquanto as segunda e terceira partes 48, 50 formam uma parte geralmente côncava na ponta cortante 40.

Enquanto modalidades específicas do invento foram descritas em detalhe, será a- preciado por aqueles que são qualificados na técnica que várias modificações e alternativas a esses detalhes poderiam ser desenvolvidas à luz dos ensinamentos globais da divulgação. Consequentemente, os arranjos particulares divulgados pretendem ser apenas ilustrativos e não Iimitativos do âmbito do invento ao qual é para ser dado o fôlego completo das reivindicações juntas e qualquer e todos os equivalentes dos mesmos.

Claims

1. Uma ferramenta de corte rotativa (30) para realizar operações de corte de furos numa peça de trabalho, a ferramenta de corte rotativa (30), CARACTERIZADA pelo fato de compreender: uma primeira extremidade (32) estruturada para empreender e realizar operações de corte na peça de trabalho, a primeira extremidade (32) estando definida por um perfil de corte; uma segunda extremidade oposta (34) estruturada para ser montada em uma máquina ferramenta; um eixo central longitudinal (36) se estendendo entre a primeira extremidade (32) e a segunda extremidade oposta (34); e um corpo geralmente cilíndrico (42) disposto em torno do eixo central longitudinal (36) entre a primeira extremidade (32) e a segunda extremidade oposta (34), tendo o corpo geralmente cilíndrico (42) uma superfície externa, em que o perfil de corte compreende: uma primeira parte (46) adjacente ao eixo central longitudinal (36) e geralmente disposta em um primeiro ângulo (a1) relativamente ao eixo central longitudinal (36); uma segunda parte (48) adjacente à primeira parte (46) e geralmente disposta em um segundo ângulo (a2) relativamente ao eixo central longitudinal (36); e uma terceira parte (50) adjacente à segunda parte (48) e geralmente disposta em um terceiro ângulo (a3) relativamente ao eixo central longitudinal (36), e em que o segundo ângulo (a2) é maior que o primeiro ângulo (a1) e o segundo ângulo (a2) é maior que o terceiro ângulo (a3).

2. A ferramenta de corte rotativa (30) da reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de o primeiro ângulo (a1) estar na gama de cerca de 30 graus até cerca de 35 graus.

3. A ferramenta de corte rotativa (30) da reivindicação 1 CARACTERIZADA pelo fa- to de o segundo ângulo (a2) ser cerca de 60 graus.

4. A ferramenta de corte rotativa (30) da reivindicação 1 CARACTERIZADA pelo fa- to de o terceiro ângulo (a3) estar na gama de cerca de 40 graus até cerca de 50 graus.

5. Uma ponta cortante melhorada (47) para utilizar com uma ferramenta de corte (30) para realizar operações de corte de furos numa peça de trabalho quando a ferramenta de corte (30) e a ponta cortante (47) são rodadas em torno de um eixo central longitudinal (36), a ponta cortante (47), CARACTERIZADA pelo fato de compreender: uma primeira parte (46) geralmente disposta em um primeiro ângulo (a1) relativamente ao eixo central longitudinal (36); uma segunda parte (48) adjacente à primeira parte (46) e geralmente disposta em um segundo ângulo (a2) relativamente ao eixo central longitudinal (36); e uma terceira parte (50) adjacente à segunda parte (48) e geralmente disposta em um terceiro ângulo (a3) relativamente ao eixo central longitudinal (36), e em que o segundo ângulo (a2) é maior que o primeiro ângulo (a1) e o segundo ângulo (a2) é maior que o terceiro ângulo (a3).

6. A ponta cortante (47) da reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de a primeira parte (46) estar disposta adjacente ao eixo central longitudinal (36).

7. A ponta cortante (47) da reivindicação 6, CARACTERIZADA pelo fato de a se- gunda parte (48) e a terceira parte (50) estarem dispostas radialmente para o exterior a partir da primeira parte (46).

8. A ponta cortante (47) da reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de a terceira parte (50) estar disposta radialmente para o exterior a partir da segunda parte (48).

9. A ponta cortante (47) da reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de o primeiro ângulo (a1) estar na gama de cerca de 30 graus até cerca de 35 graus.

10. A ponta cortante (47) da reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de o segundo ângulo (a2) ser cerca de 60 graus.

11. A ponta cortante (47) da reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de o terceiro ângulo (a3) estar na gama de cerca de 40 graus até cerca de 50 graus.

12. Uma ponta cortante melhorada (47) para utilizar com uma ferramenta de corte (30) para realizar operações de corte de furos numa peça de trabalho quando a ferramenta de corte (30) e a ponta cortante (47) são rodadas em torno de um eixo central longitudinal (36), a ponta cortante (47), CARACTERIZADA pelo fato de compreender: uma parte com formato côncavo; e uma parte com formato convexo.

13. A ponta cortante melhorada (47) da reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de a parte convexa estar disposta radialmente para o exterior a partir da parte côncava.