BR0307220B1 - Ferramenta de corte de metal - Google Patents
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Description
“FERRAMENTA DE CORTE DE METAL” CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a ferramentas de corte de metal para uso em operações de tomeamento, entalhamento, divisão e rosqueamento que têm um inserto indexável com uma pluralidade de bordas de corte.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Ferramentas de corte de metal deste tipo são bem conhecidas na tecnologia. A patente U.S. no. 4.320.996 divulga uma ferramenta de corte que permite que entalhes estreitos sejam produzidos. A ferramenta consiste de um retentor que tem um recesso em uma face lateral, no qual um inserto de corte fica localizado e preso por meio de um parafuso de centro engatável de forma rosqueada no retentor. O inserto é triangular e é provido com uma região central triangular saliente, que é recebida no recesso, enquanto que o restante do inserto estende-se lateralmente do retentor com propósitos de corte. Uma vez que o inserto tem uma região central saliente, ele é de uso só para um lado, ou seja, se o inserto tiver sido projetado para uma ferramenta do lado direito, mostrada na patente U.S. no. 4.320.996, então ele só pode ser usado com uma ferramenta do lado direito. A patente U.S. no. 4.169.690 divulga um inserto indexável para capacidades de trabalho pesado. O inserto de corte tem uma pluralidade de áreas de borda de corte que estendem-se a partir de uma parte central do corpo. O inserto é retido em um receptáculo de um retentor por meio de um braço de preensão, tanto pelos lados como por cima. A existência do braço de preensão complica um pouco a estrutura do retentor. A patente U.S. no. 5.308.197 divulga um aparelho de usinagem que compreende uma barra retentora com um componente de receptáculo que é montado na barra que retém um inserto. O inserto tem uma parte de montagem e uma pluralidade de braços. A parte de montagem localizando sustentadores laterais contra um par de lados de posicionamento do componente de receptáculo. O componente de receptáculo complica a produção e uso do aparelho. Outras desvantagens incluem um sistema de preensão que limita a profundidade do corte. A patente U.S. no. 3.613.197 divulga um inserto de abertura de rosca ou entalhe indexável e reversível. Ela inclui um suporte do inserto que engata o inserto na borda de corte inferior. O suporte do inserto é aparafusado no corpo da ferramenta e engata o braço de corte em uso, limitando a profundidade de corte. A publicação da patente U.S. no. 2001/0022123 Al descreve em uma modalidade (ver figura 2) um elemento de retenção no qual uma ponta de corte com quatro bordas de corte no elemento de retenção são três locais espaçados 10’, 10” e 10’”. Salienta-se que a ponta de corte, em princípio, pode também tocar o elemento de retenção em um quarto local 10”” e que, durante o uso pretendido, é exercida uma força na ponta de corte, de maneira tal que a ponta possivelmente não mais se apóie no elemento de retenção no local 10””.
Isto significa que, em princípio, a ponta de corte não está assentada estavelmente. A ponta de corte estaria em uma posição com 4 pontos de contato, antes do uso, e em seguida se movería para uma outra posição com três pontos de contato durante o uso. Isto é claramente desvantajoso, em virtude de significar que a localização da borda de corte muda e, portanto, não é bem definida. r E um objetivo da presente invenção fornecer uma ferramenta de corte de metal nova, basicamente para operações de entalhamento, divisão e tomeamento, que compreende um inserto de corte indexável que tem uma pluralidade de bordas de corte, em que o inserto de corte pode ser usado tanto para operação à direita como à esquerda, e em que as dificuldades e desvantagens supra-referidas são significativamente reduzidas. r E um outro objetivo da presente invenção fornecer a ferramenta de corte de metal, em que o inserto de corte é seguro de forma positiva em uma posição bem definida, sem necessitar o uso de um prendedor externo.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
De acordo com a presente invenção, é provida uma ferramenta de corte de metal que compreende: um inserto de corte indexável, que compreende duas superfícies laterais opostas, e uma superfície de borda periférica que estende- se entre elas e que tem um eixo geométrico do inserto de simetria rotacional que passa através das superfícies laterais; a superfície da borda periférica possuindo uma pluralidade de seções de apoio, cada seção de apoio ficando disposta em uma região de uma parede lateral de um polígono regular imaginário que tem uma pluralidade de paredes laterais, uma pluralidade de porções de corte que estende-se para cima a partir do polígono imaginário, a pluralidade de porções de corte sendo igual ao número de paredes laterais do polígono imaginário, cada porção de corte possuindo uma borda de corte, cada seção de apoio sendo localizada entre duas porções de corte; e um retentor do inserto que compreende um receptáculo do inserto no qual o inserto de corte fica retido com a superfície da borda periférica sendo apoiada em duas seções de apoio apenas, o receptáculo do inserto compreendendo uma parede de suporte inferior que apóia em uma primeira seção de apoio, e uma parede de suporte superior que apóia em uma segunda seção de apoio; a parede de suporte inferior e a parede de suporte superior cada qual sendo partes fixas e integrais do retentor do inserto.
De acordo com a presente invenção, a parede de suporte superior e a parede de suporte inferior definem um ângulo agudo oc entre elas.
De acordo com uma aplicação específica, o ângulo agudo α é de 36° De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, as porções de corte são no geral triangulares em uma vista lateral do inserto de corte.
Em uma aplicação preferida da presente invenção, a ferramenta de corte é para entalhamento, divisão e tomeamento.
De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o inserto de corte tem uma dimensão na largura variada, tomada em uma direção paralela ao eixo geométrico do inserto.
Preferivelmente, o inserto de corte tem três dimensões na largura, uma primeira dimensão na largura Dl nas porções de corte, uma segunda dimensão D2 em uma região localizada no geral centralmente do inserto de corte e uma terceira dimensão na largura D3 em todas outras regiões do inserto de corte.
Ainda mais preferivelmente, a segunda dimensão na largura D2 é maior do que a primeira dimensão na largura Dl, e a primeira dimensão na largura Dl é maior do que a terceira dimensão na largura D3.
Também ainda mais preferivelmente, a região localizada no geral centralmente do inserto de corte que tem a segunda dimensão na largura é de forma poligonal, de uma vista lateral do inserto de corte, formando assim um polígono saliente a partir de cada superfície lateral.
Tipicamente, o polígono imaginário tem um eixo geométrico do polígono que é coincidente com o eixo geométrico do inserto.
Caso desejado, o polígono saliente é deslocado angularmente do polígono imaginário em relação ao eixo geométrico do inserto.
De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o polígono imaginário regular é um pentágono imaginário regular; o inserto de corte tendo cinco seções de apoio, cada seção de apoio ficando disposta em uma parte de uma parede lateral do pentágono regular imaginário; cinco porções de corte espaçadas em intervalos regulares uma da outra; e os polígonos salientes são pentágonos salientes, cada pentágono saliente possuindo uma área menor do que a área superficial do pentágono imaginário, e cada pentágono saliente é deslocado angularmente em relação ao pentágono imaginário.
De acordo com a presente invenção, o receptáculo do inserto compreende uma superfície de base a partir da qual as paredes de suporte inferior e superior que estendem-se no geral verticalmente, a superfície de base sendo apoiada por um dado polígono saliente do inserto de corte.
De acordo com a presente invenção, o inserto de corte compreende adicionalmente um parafuso, para segurar o inserto no receptáculo do inserto, o parafuso estendendo-se através de um furo transpassante do inserto e engatado de forma rosqueada no furo de recebimento rosqueado na superfície de base; o furo transpassante do inserto estendendo-se entre duas superfícies laterais opostas.
De acordo com a presente invenção, o furo transpassante do inserto estende-se entre os polígonos salientes.
De acordo com a modalidade preferida da presente invenção, a primeira e segunda seções de apoio operantes dividem o inserto de corte em duas seções.
Ainda de acordo com a modalidade preferida da presente invenção, uma primeira seção contém uma porção de corte operante e duas porções de corte em ambos os lados da porção de corte operante e uma segunda seção contém duas porções de corte adjacentes.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
Para um melhor entendimento, a invenção será agora descrita, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, em que: A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma ferramenta de corte de metal de acordo com a presente invenção; A figura 2 é uma vista em perspectiva de um retentor do inserto de acordo com a presente invenção; A figura 3 é uma vista lateral da ferramenta de corte de metal mostrada na figura 1; e A figura 4 é uma vista da borda do inserto de corte mostrada na figura 1.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Atenção se volta primeiro para as figuras 1-3, que mostram uma ferramenta de corte de metal 10 de acordo com a presente invenção. A ferramenta de corte de metal 10 compreende um inserto de corte 12, que tem um eixo geométrico do inserto A, e um retentor do inserto 14 com os insertos de corte 12 retidos em um receptáculo do inserto 16(16’, 16”) do retentor do inserto 14. O inserto de corte 12 é produzido por meios de conformação por prensagem e sinterização de um corpo metálico duro feito de um pó de carbeto, tal como carbeto de tungstênio. Entretanto, o inserto de corte 12 pode também ser produzida por moldagem por injeção. O retentor do inserto 14 é formado de aço usinado ou outros materiais duros. O retentor do inserto 14, mostrado na figura 2, tem dois receptáculos do inserto 16, um 16’ para operações de corte à direita e o outro 16” para operações de corte à esquerda. O inserto de corte 12, que será descrito com detalhes a seguir, pode ser usado tanto para operações de corte à direita como à esquerda, e, como tal, pode ficar retido em qualquer um dos receptáculos 16’, 16”. O eixo geométrico do inserto A é um eixo geométrico de simetria rotacional em tomo do qual o inserto de corte 12 tem simetria rotacional quíntupla. O receptáculo do inserto 16 compreende uma superfície de base 18, uma parede de suporte inferior 20 que estende-se no geral verticalmente a partir da superfície de base 18, e uma parede de suporte superior 22 que também se estende no geral verticalmente a partir da superfície de base 18. A parede de suporte superior 22 e a parede de suporte inferior 20 formam um ângulo agudo α entre elas. De acordo com uma aplicação específica, o ângulo agudo α é de 36°, dentro das tolerâncias de fabricação. As paredes de suporte inferior e superior 20, 22 são formadas integralmente com a superfície de base 18.
Atenção é adicionalmente voltada agora para a figura 4. O inserto de corte 12 compreende duas superfícies laterais opostas idênticas 24 e uma superfície da borda periférica 26 que estende-se entre elas. Uma vez que as superfícies laterais 24 são idênticas, somente uma será descrita, entendendo-se que a outra superfície lateral tem estrutura idêntica. A superfície da borda periférica 26 tem cinco seções de apoio 28 e cinco porções de corte igualmente espaçadas uma da outra 32. Cada uma das cinco seções de apoio 28 fica disposta em uma área de uma parede lateral 34 de um pentágono regular imaginário 36 (mostrado por uma linha tracejada na figura 3) e são separadas uma da outra por uma dada porção de corte 32.
Cada porção de corte 32 do inserto de corte 12 tem forma triangular e estende-se para fora do pentágono regular imaginário 36 do inserto de corte 12. Em uma área radialmente mais externa de cada porção de corte 32 é formada uma borda de corte 38 na interseção de uma superfície de saída do cavaco 40, e um lado de avanço 41 da porção de corte 32, e uma superfície de folga 42, um lado de saída 43 da porção de corte 32. Os lados de ataque e fuga 41, 43 da porção de corte 32 não são direcionados radialmente.
Conforme pode-se ver, as bordas de corte 38 são radialmente mais distantes do eixo geométrico do inserto A do que das seções de apoio 28. As superfícies de saída do cavaco e de folga 40 e 42 sendo localizadas na superfície da borda periférica 26. Uma porção de corte operante 321 projeta- se de uma superfície extrema 44 (na figura 3 mostrada por uma linha tracejada curta) do retentor do inserto 14 para cortar uma peça de trabalho (não mostrada). Uma primeira seção de apoio operante 28” apóia-se na parede de suporte superior 22. Claramente, a primeira e segunda seções de apoio operantes 28’, 28” formam um ângulo entre elas substancialmente igual ao ângulo a. Fora da primeira e segunda seções de apoio operantes 28’, 28”, nenhuma outra área da superfície da borda periférica 26 entra em contato com o retentor do inserto 14. A primeira e segunda seções de apoio operantes 28’, 28” dividem o inserto de corte 12 em duas seções. Uma primeira seção contém a porção de corte operante 32’ de duas porções de corte 32 em ambos os lados da porção de corte operante 32”. A segunda seção contém duas porções de corte adjacentes 32.
Conforme pode-se ver, cada superfície lateral 24 tem uma parte saliente para fora localizada centralmente na forma de um pentágono saliente 46 que tem uma superfície plana 50. As superfícies planas 50 de cada pentágono saliente 46 são paralelas entre si. A superfície plana 50 do pentágono saliente 46 é menor em área superficial do que o pentágono imaginário 36. A superfície 50 do pentágono saliente 46 se apóia na superfície de base 18 do receptáculo do inserto 16. O pentágono saliente 46 é também deslocado angularmente em relação ao pentágono imaginário em tomo do eixo geométrico do inserto A, de maneira tal que uma dada parede lateral 52 do pentágono saliente 46 fique coplanar com a superfície extrema 44 do retentor do inserto 14. Este deslocamento maximiza a área de contato entre o inserto 12 e o retentor do inserto 14 sem reduzir a profundidade de corte. O inserto de corte 12 tem três dimensões na largura. Uma primeira dimensão na largura Dl sendo a largura da porção de corte. Uma região localizada no geral centralmente do inserto de corte 12 tem uma segunda dimensão na largura D2 entre as superfícies planas 50 dos dois pentágonos salientes 46. Uma terceira dimensão na largura D3 é definida por todas as outras regiões do inserto de corte 12 não incluídas na primeira e segunda dimensões da largura Dl, D2. A segunda dimensão na largura D2 é maior do que a primeira dimensão na largura Dl, que garante que a borda de corte 38 não se apóie na superfície de base 18 do receptáculo do inserto 16.
Percebe-se que a porção de corte 32 se afunila ligeiramente para dentro a partir da borda de corte 38. Ou seja, a primeira dimensão na largura Dl é ligeiramente variável, tendo um valor máximo na borda de corte 38 e diminuindo de magnitude para dentro em direção ao eixo geométrico do inserto A. Este arranjo garante que os lados 24 das porções de corte 32 sejam liberados de uma peça de trabalho durante operações de corte.
Um furo transpassante do inserto 56 estende-se entre a superfície plana 50 do pentágono saliente 46 e tem um eixo geométrico do furo que é coincidente com o eixo geométrico do inserto A. O furo transpassante do inserto 56 é escareado em ambos os lados. Um parafuso 54 estende-se através do furo transpassante do inserto 56 e se engata de forma rosqueada em um furo de recebimento rosqueado 57 na superfície de base 18 do receptáculo do inserto 16. A parede do suporte inferior 20, a parede do suporte superior 22, e a superfície de base 18 do retentor do inserto Meo parafuso 54 travam positivamente o inserto de corte 12 no receptáculo do inserto 16. O posicionamento relativo da parede do suporte inferior 20 e a parede do suporte superior 22 são tais que as forças de corte exercidas na porção de corte operante 32’ durante operações de corte sejam exercidas basicamente na parede do suporte inferior 20 e na parede do suporte superior 22 e somente de maneira desprezível no parafuso 54. Isto elimina a necessidade de estrutura adicional, tal como um prendedor, para travar positivamente o inserto de corte 12 e limita a possibilidade de falha pelo parafuso 54.
Embora a presente invenção tenha sido descrita com um certo grau de particularidade, deve-se entender que várias alterações e modificações podem ser feitas sem fugir do espírito ou escopo da invenção na forma reivindicada a seguir. Por exemplo, um inserto de corte podería ter quatro ou seis ou mais porções de corte, em vez de cinco. As dimensões na largura Dl, D2 e D3 podem ser mudadas de forma a se adequarem às várias aplicações.
Além disso, percebe-se que a presente invenção pode também ser aplicada a operações de rosqueamento. O ângulo α pode ser modificado de maneira a se adequar a outras configurações geométricas. Um mecanismo de pino ou alavanca podería ser usado em lugar do parafuso.
Claims (16)
1. Ferramenta de corte de metal (10), compreendendo: um inserto de corte indexável (12), que compreende duas superfícies laterais opostas (24), e uma superfície de borda periférica (26) que estende-se entre elas e que tem um eixo geométrico do inserto (A) de simetria rotacional que passa através das superfícies laterais (24); a superfície da borda periférica (26) possuindo uma pluralidade de seções de apoio (28, 28’, 28”), cada seção de apoio (28, 28’, 28”) ficando disposta em uma parte de uma parede lateral (34) de um polígono regular imaginário (36) que tem uma pluralidade de paredes laterais (34), uma pluralidade de porções de corte (32) que estende-se para cima a partir do polígono imaginário (36), a pluralidade de porções de corte (32) sendo igual ao número de paredes laterais do polígono imaginário (36), cada porção de corte (32) possuindo uma borda de corte (38), cada seção de apoio (28, 28’, 28”) sendo localizada entre duas porções de corte (32); e, um retentor do inserto (14) que compreende um receptáculo do inserto (16, 16’, 16”) no qual o inserto de corte (12) fica retida com a superfície da borda periférica (26) sendo apoiada em duas seções de apoio (28’, 28”) apenas, o receptáculo do inserto (16, 16’, 16”) compreendendo uma parede de suporte inferior (20) que apóia em uma primeira seção de apoio (28”), e uma parede de suporte superior que apóia em uma segunda seção de apoio (28”); a parede de suporte inferior (20) e a parede de suporte superior (22) cada qual sendo partes fixas e integrais do retentor do inserto (14), caracterizada pelo fato de que a parede de suporte superior (22) e a parede de suporte inferior (20) definem um ângulo agudo (a) entre elas.
2. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ângulo agudo (a) é de 36°.
3. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as porções de corte (32) são no geral triangulares em uma vista lateral do inserto de corte (12).
4. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ferramenta de corte (10) é para entalhamento, divisão e tomeamento.
5. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o inserto de corte (12) tem uma dimensão na largura variável (Dl, D2, D3), tomada em uma direção paralela ao eixo geométrico do inserto (A).
6. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o inserto de corte (12) tem três dimensões na largura, uma primeira dimensão na largura (Dl) nas porções de corte (32), uma segunda dimensão (D2) em uma região localizada no geral centralmente do inserto de corte (12) e uma terceira dimensão na largura (D3) em todas outras regiões do inserto de corte (12).
7. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a segunda dimensão na largura (D2) na largura D2 é maior do que a primeira dimensão na largura (Dl), e a primeira dimensão na largura (Dl) é maior do que a terceira dimensão na largura (D3).
8. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a região localizada no geral centralmente do inserto de corte (12) que tem a segunda dimensão na largura (D2) é de forma poligonal, de uma vista lateral do inserto de corte (12), formando assim um polígono saliente (46) a partir de cada superfície lateral (24).
9. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o polígono imaginário (36) tem um eixo geométrico do polígono coincidente com o eixo geométrico do inserto (A).
10. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o polígono saliente (46) é deslocado angularmente do polígono imaginário (36) em relação ao eixo geométrico do inserto (A).
11. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que: o polígono imaginário regular (36) é um pentágono imaginário regular (36); e, o inserto de corte (12) tem cinco seções de apoio (28, 28’, 28”), cada seção de apoio (28,28’, 28”) ficando disposta em uma área de uma parede lateral (34) do pentágono regular imaginário (36); cinco porções de corte (32) espaçadas em intervalos regulares uma da outra; e os polígonos salientes (46) são pentágonos salientes (46), cada pentágono saliente (46) possuindo uma área menor do que a área superficial do pentágono imaginário (36) e cada pentágono saliente (46) é deslocado angularmente em relação ao pentágono imaginário (36).
12. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o receptáculo do inserto (16, 16’, 16”) compreende uma superfície de base (18) a partir da qual as paredes de suporte inferior e superior (20, 22) que estendem-se no geral verticalmente, a superfície de base (18) sendo apoiada por um dado polígono saliente (46) do inserto de corte (12).
13. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que ferramenta de corte (10) compreende adicionalmente um parafuso (54) para segurar o inserto de corte (12) no receptáculo do inserto (16, 16’, 16”), o parafuso (54) estendendo-se através de um furo transpassante do inserto (56) e engata de forma rosqueada no furo de recebimento rosqueado (57) na superfície de base (18); o furo transpassante do inserto (56) estendendo-se entre duas superfícies laterais opostas (24).
14. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o furo transpassante do inserto (56) estende-se entre os polígonos salientes (46).
15. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a primeira e segunda seções de apoio (28) dividem o inserto de corte (12) em duas seções.
16. Ferramenta de corte de metal (10) de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que uma primeira seção contém uma porção de corte operante (32’) e duas porções de corte (32) em ambos os lados da porção de corte operante (32’) e uma segunda seção contém duas porções de corte adjacentes (32).
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