BR102015004265B1 - Rebolo em forma de copo - Google Patents

Abstract

REBOLO EM FORMA DE COPO. A presente invenção refere-se a um rebolo em forma de copo (1), abrangendo: um suporte (2) em formato de copo, um corpo de esmerilhamento (3) em formato anelar, sendo que o corpo de esmerilhamento (3) é unido - em um único processo de prensagem a quente - com o suporte (2), estando o corpo de esmerilhamento (3) unido com a face de recepção anelar (6) do suporte (2) apenas pela área de ligação em forma de face anelar (5).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um rebolo em forma de copo, abrangendo: - um suporte em forma de copo - um rebolo em formato anelar, sendo que o rebolo está unido com o suporte por um único processo de prensagem a quente.

[002] Rebolos em forma de copo desta espécie já fazem parte do estado da técnica e são descritos, por exemplo, nos documentos US 2,469,398 A, GB 451,641 A, GB 557,194 A, EP 2 119 524 A1, DE 25 48 28 1 C2 e DE 26 14 743 A1.

[003] Rebolos em forma de copo são empregados para o esmerilhamento de metais, como, por exemplo, no esmerilhamento de ferramentas. Fazem parte, deste processo, técnicas de usinagem, como esmerilhamento de ranhuras, esmerilhamento de chanfros, usinagem terminal de perfuratrizes e ferramentas, etc. Um rebolo em forma de copo consiste, essencialmente, de um suporte (rebolo de esmerilhamento) e de um corpo de esmerilhamento, ou seja, um rebolo, em formato anelar que, na sua superfície, apresenta ou configura faces de esmerilhamento. As faces de esmerilhamentos são providas com meios para esmerilhamento, como sejam, por exemplo, CBN ou diamante que estão interligados em uma liga de metal e/ou resina sintética.

[004] Existem várias possibilidades para a produção de um rebolo em forma de copo padrão, no qual, inicialmente, é produzido o rebolo, sendo o aglutinante e o meio de esmerilhamento especial enchidos em um molde e sendo, em seguida, prensados a quente. Após este processo de prensagem a quente, o rebolo em formato anelar será removido do molde e introduzido em um outro molde. Este outro, segundo molde, é configurado de tal maneira que determina a geometria do suporte (rebolo de esmerilhamento). Neste segundo molde será introduzido o pó de liga (aglutinante) para o suporte na forma de pó de metal, resina sintética, mistura de metal - resina sintética, etc. para depois ser prensado a quente. São necessários dois procedimentos de prensagem a quente. O rebolo estará pronto após a retirada da forma. O rebolo possui no lado interno uma geometria de apoio na região do corpo de esmerilhamento. Esta geometria de apoio, frequentemente configurada como anel, fixa e apoia o corpo de esmerilhamento no suporte. Este anel de apoio terá de ser recuado - de acordo com o desgaste do anel de esmerilhamento - em forma de remoção de aparas (como, por exemplo, por um processo de torneamento em um torno).

[005] A desvantagem deste processo de produção é que precisam ser empregados dois procedimentos de prensagem a quente. Além disso, na retirada do primeiro molde, o rebolo poderá ser danificado. Após a remoção do primeiro molde precisam ser removidas arestas sinterizadas e impurezas no anel de esmerilhamento.

[006] Outra desvantagem, que nada tem a ver com o processo de produção, porém, com o emprego do rebolo, é o fato de que ao recuar a aresta de suporte através de um dispositivo de impulsão, como um torno, surge um esforço de trabalho, ou seja, de tempo. Em uma outra variante de produção, um anel de suporte específico plástico será inserido atrás do rebolo. No caso, o corpo de esmerilhamento e o rebolo são produzidos separadamente e, em seguida, serão reciprocamente colados. Isto ocorre, por exemplo, quando em virtude de sua forma, o corpo de esmerilhamento não puder se posicionado sobre um anel modelado pelo suporte. O anel de suporte, em seguida, após a colagem do corpo de esmerilhamento sobre o rebolo, será produzido pelo processo de verter um plástico como, por exemplo, resina de epóxi, para o que será necessário um molde adicional.

[007] Também esta variante de produção apresenta consideráveis desvantagens: o corpo de esmerilhamento e o rebolo são produzidos separadamente sempre em um molde próprio. Etapas de trabalhos adicionais, como o processo de verter interno por meio de uma resina de epóxi para criar um anel de suporte e uma colagem do corpo de esmerilhamento do suporte, constituem especificamente um esforço maior. Além disso, antes da colagem do corpo de esmerilhamento no suporte terá de ser aplicado um aderente (primer) nas faces de colagem, a fim de que estas sejam previamente tratadas. Do contrário, não poderia ser assegurado uma união colada suficiente. Antes de as faces a serem unidas do corpo do esmerilhamento e do rebolo serem coladas reciprocamente, estas precisam ser previamente tratadas, por exemplo, em um método de jateamento de areia e desengorduramento com um produto como, por exemplo, acetona, sendo revestidos com um aderente (primer).

[008] O objetivo da presente invenção é evitar as desvantagens acima descritas e propor um rebolo em forma de copo aprimorado em comparação com o estado da técnica.

[009] No rebolo em forma de espécie de acordo com a presente invenção isto é logrado pelo fato de que o corpo de esmerilhamento está unido com a face de recepção, em formato anelar do suporte, apenas por uma área de ligação em formato anelar.

[0010] Segundo outro exemplo de execução, poderá ser previsto que essencialmente o corpo de esmerilhamento esteja totalmente configurado como um anel cônico. Com uma configuração como anel cônico será necessário menos material para a formação do corpo de esmerilhamento, sendo que menor volume de massa precisa ser posto em movimento na operacionalização do rebolo.

[0011] Quando o corpo de esmerilhamento configurar uma área de ligação em formato anelar, poderá esta unidade ser fixada em um suporte através desta área de ligação em formato anelar.

[0012] Ficou demonstrado ser especialmente vantajoso que, ao apresentar o suporte um formato de copo na sua área marginal frontal, uma face de recepção em formato anelar poderá acolher, nesta face de recepção, a área de ligação do corpo de esmerilhamento.

[0013] Segundo outro exemplo de execução, poderá ser previsto que após a união do corpo de esmerilhamento com o suporte na área da transição, não seja visível uma camada de separação entre o corpo de esmerilhamento e o suporte, sendo que, no processo de prensagem a quente, se verifica uma fusão entre os materiais do corpo de esmerilhamento e do suporte. Desta maneira, surge uma forte ligação entre o corpo de esmerilhamento e o suporte, podendo ser dispensado um anel de suporte. Esta ligação é essencialmente mais forte do que uma ligação que é feita através de uma colagem ou semelhante processo.

[0014] Quando a face interna de esmerilhamento no lado interno do corpo esmerilhamento não estiver encoberta pelo suporte em forma de copo, podendo, portanto, também ser usado o lado interno como uma face de esmerilhamento interna, este rebolo em forma de copo viabiliza um espectro maior em termos de possibilidades de usinagem. Além disso, no caso do desgaste do corpo de esmerilhamento, o anel de suporte não precisa ser usinado, por exemplo, através do uso de um torno.

[0015] Segundo outra modalidade pode ser previsto não ser necessário um anel de suporte para fixar o corpo de esmerilhamento no suporte e, portanto, podendo também ser utilizado o lado interno como uma face de esmerilhamento interna. Desta maneira, amplia-se o espectro de possibilidades de usinagem que são viabilizadas pelo rebolo em forma de copo.

[0016] Quando na pré-moldagem do corpo de esmerilhamento não for aplicada a temperatura adicional, verificando-se apenas a prensagem com o suporte em forma de copo mediante a ação de calor, serão poupados outros passos de trabalho e serão reduzidos custos de energia.

[0017] Segundo outra modalidade, poderá está previsto que para a moldagem do corpo de esmerilhamento, no passo de pré-moldagem se verifique a introdução de um punção superior do corpo de esmerilhamento e de um punção inferior do corpo de esmerilhamento no anel de prensagem, sendo exercida pressão sobre o material para o corpo de esmerilhamento que se encontra entre os punções. Consegue- se, desta maneira, que o material para o corpo de esmerilhamento se solidifica, aguardando em forma pré-moldada, em sua posição, a fim de que nos próximos passos venha a ser unido como suporte. Não será necessária uma retirada do corpo de esmerilhamento.

[0018] Quando, em um passo de moldagem a quente, o punção inferior do corpo de esmerilhamento for removido, sendo substituído por um punção inferior de suporte com um pino e sendo aplicado neste processo o material para o suporte em forma de copo, permanecendo o corpo de esmerilhamento pré-moldado na sua posição na unidade de prensagem, será poupado tempo de trabalho e será reduzido o risco de que, no desenforme do anel de esmerilhamento, este venha a ser danificado.

[0019] Segundo outro exemplo de execução poderá ser previsto que, no passo de moldagem a quente, seja introduzido um punção superior de suporte dentro do punção superior do corpo de esmerilhamento, sendo o punção superior do suporte juntamente com o punção superior do corpo de esmerilhamento prensado contra o punção inferior do suporte, sendo que o corpo de esmerilhamento com o suporte em formato de copo será prensado a quente. Pela prensagem a quente comum do suporte e do corpo de esmerilhamento, será produzida uma mescla dos materiais no suporte e no corpo de esmerilhamento. Neste procedimento, será formada uma ligação que não apresenta linha de separação. Com esta ligação muito boa não é necessário usinar um anel de suporte. Também não é necessário que o próprio suporte molde um anel de suporte que apoia o corpo de esmerilhamento.

[0020] Neste procedimento mostrou ser especialmente vantajoso que o suporte, em formato de copo, seja produzido de um material metálico quando o corpo de esmerilhamento apresentar ligantes metálicos e o suporte em forma de copo for produzido de um plástico, preferencialmente de resina sintética, quando o corpo de esmerilhamento apresentar uma resina sintética como aglutinante. Se for usada resina sintética como aglutinante no suporte, será acrescentado em mistura um enchedor como, preferencialmente, pó de metal. Com isto, fica assegurado que se pode verificar uma união dos materiais entre o suporte e o corpo de esmerilhamento sem uma linha de separação.

[0021] Outros detalhes e vantagens da presente invenção serão, em seguida, explicados mais detalhadamente com base nas descrições das Figuras e com referência aos exemplos de execução mostrados nos desenhos. As Figuras mostram: Figura 1a apresentação esquemática de um corpo de esmerilhamento em formato anelar, Figura 1b apresentação esquemática de um suporte em formato de copo, Figura 2a apresentação esquemática do corpo de esmerilhamento preso no suporte, Figura 2b apresentação esquemática do detalhe X, Figura 3 apresentação esquemática dos moldes usados no processo de pré-moldagem, Figura 4 apresentação esquemática dos moldes empregados no processo da prensagem a quente, Figura 5a apresentação de corte esquemático de um rebolo em forma de copo com anel de suporte e Figura 5b apresentação esquemática em corte de um rebolo em forma de copo sem anel de suporte.

[0022] A Figura 1a apresenta um corpo de esmerilhamento 3. O corpo de esmerilhamento 3, produzido de um grão abrasivo superior de esmerilhamento e de um aglutinante, apresenta, preferencialmente, quatro faces. Em cada um dos lados frontais do corpo de esmerilhamento 3, em formato anelar, encontra-se uma área de ligação 5, ou seja, uma face de esmerilhamento frontal 4b. No lado externo, o corpo de esmerilhamento 3 forma uma face de esmerilhamento externa 4a. O lado interno 7 do corpo de esmerilhamento 3 forma a face de esmerilhamento interna 4c.

[0023] A Figura 1b apresenta um suporte 2 em forma de copo. O suporte 2, conforme a maciez do corpo de esmerilhamento 3 (não visível na Figura 1b), é essencialmente produzido totalmente de metal ou de plástico. A variante habitual representa uma ligação de plástico e de metal, como também pode ser verificado na vista detalhada X na Figura 2b. O suporte 2, em forma de copo, forma em uma de suas faces frontais a face de recepção 3. Além disso, o suporte 2 apresenta uma abertura que se encontra no fundo do suporte 2. Esta abertura não pode ser vista nesta apresentação 1b, por estar encoberta pela camisa do suporte 2. Sobre esta abertura de recepção 17 (não visível na Figura 2a, porém, nas Figuras 5a e 5b) será aplicado o rebolo em forma de copo 1 em um dispositivo de esmerilhamento.

[0024] A Figura 2a apresenta um corpo de esmerilhamento 3 que está preso no suporte 2. Para tanto, o corpo de esmerilhamento 3, com sua área de ligação 5, foi fundido com a face de recepção 6 anelar do suporte 2. Também após a fusão do corpo de esmerilhamento 3 com o suporte 2, as faces de esmerilhamento 4a, 4b, 4c permanecem preservadas. Somente a área de ligação 5 passa a ser perdida pela fixação no suporte 2 e não poderá ser usada como face de esmerilhamento. O detalhe X da Figura 2a é explicado mais detalhadamente na Figura 2b.

[0025] A Figura 2b apresenta uma vista de detalhe X da Figura 2a, em forma esquemática. A vista em detalhe X mostra que o material do corpo de esmerilhamento 3 se misturou com o material do suporte 2. Portanto, não aparece um plano divisor entre o corpo de esmerilhamento 3 e o suporte 2. Através desta transição homogênea, as forças acolhidas no corpo de esmerilhamento 3 serão derivadas para o suporte 2. Os meios de super-esmerilhamento 22, mostrados na Figura 2b, são mantidos coesos através de um aglutinante 23. O aglutinante 23 pode ser tanto de origem metálica como pode consistir de resina sintética. Também seria imaginável uma mistura dos dois. Em outras palavras: um corpo de esmerilhamento 3 com uma ligação de resina sintética como aglutinante 23 será usado em um suporte 2 com uma mistura de resina sintética, ou seja, uma mistura de metal-resina sintética. Para um corpo de esmerilhamento 3 com uma liga de metal como aglutinante 23, será usado um pó de metal para o suporte 2.

[0026] A Figura 3 apresenta, em forma esquemática, um processo de produção denominado passo de pré-moldagem, no qual o corpo de esmerilhamento 3 é pré-moldado em um molde constituído de um anel de prensagem 13, de um punção inferior de cobertura 12 e de um punção superior de cobertura 11. Para tanto, a mistura do aglutinante 23 e do meio de esmerilhamento superior 22 será cheia na região entre o punção superior de cobertura 11, no punção inferior de cobertura 12 e no anel de prensagem 13. O material ali existente será solidificado sob pressão. No caso, não é alimentada uma temperatura adicional. Através deste processo de pré-moldagem a frio é formado o corpo de esmerilhamento 3 que também na retirada do punção inferior de cobertura 12 preserva a sua forma.

[0027] A Figura 4 mostra como o punção inferior de cobertura 12 foi substituído pelo punção inferior do suporte 14. O corpo de esmerilhamento 3, já pré-moldado, permanece na sua posição também na troca dos punções 14, 15 e 16. Na área da abertura do punção superior de cobertura 11, após o enchimento do material para o suporte 2, será introduzido o punção superior do suporte 15. A abertura 17 não visível na Figura 4 que estará então prevista para receber o rebolo em forma de copo 1 em um dispositivo de esmerilhamento, será configurada pelo pino 16. Por meio de pressão e de calor, no processo de moldagem a quente, pela ação conjugada do punção superior de cobertura 11, do punção superior do suporte 15, do punção inferior do suporte 14, do pino 16 e do anel de prensagem 13, será moldado o suporte 2, sendo simultaneamente fundido com o corpo de esmerilhamento 3. Desta maneira, será poupado tempo de trabalho, o corpo de esmerilhamento não precisará ser retirado do molde entre os passos, e, desta maneira, não existe o perigo de uma ruptura no desenforme do anel de esmerilhamento 3. Pela prensagem conjunta no passo de moldagem a quente verifica-se uma ligação otimizada entre o corpo de esmerilhamento 3 e o suporte 2, de maneira que pode ser dispensado um anel de suporte 20 (não mostrado na Figura 4). Ao microscópio poderá ser vista uma fusão do material entre o corpo de esmerilhamento 3 e o suporte 2, podendo, portanto, também ser comprovado. No método de produção através de uma união por cola, e com uma produção padronizada com dois passos de moldagem a quente separados, ao microscópio poderá ser verificada uma face clara de delimitação entre o corpo de esmerilhamento 3 e o suporte 2.

[0028] A Figura 5a apresenta um rebolo em forma de corpo 1 com um anel de suporte 20. Neste exemplo de execução, o anel de suporte 20 é configurado pelo suporte 2. O suporte 2 reforça o corpo de esmerilhamento 3. Ao apresentar o corpo de esmerilhamento 3 um desgaste na sua face de esmerilhamento frontal 4b, então o anel de suporte 20, através de torneamento em um torno ou outro dispositivo, teria de ser deslocado para trás. Para tanto, o rebolo em forma de copo 1, na sua abertura de encaixe 17, por exemplo, em um torno, será ali montado e com uma ferramenta de tornear o anel de suporte 20 será torneado para trás. A liberação do dispositivo de esmerilhamento, a fixação em um meio de fixação adequado em um torno através da abertura de encaixe 17, o processo de tornear, a remoção do torno e a inserção no dispositivo de esmerilhamento requerem muitos passos de trabalho desnecessários. Ao invés dos anéis de suporte 20 moldados pelo suporte, estes também poderão ser posteriormente vertidos atrás do corpo de esmerilhamento 3, mediante ligação com o suporte 2. Também isto requer muitos passos de trabalho adicionais na produção do rebolo em forma de copo.

[0029] A Figura 5b apresenta o rebolo em forma de copo 1 de acordo com a presente invenção. Pode-se ver que não está configurado um anel de suporte 20 de interferência no corpo de esmerilhamento 3 ou no suporte 2. Desta maneira, surgem três faces de esmerilhamento - a face de esmerilhamento externa 4a, a face de esmerilhamento frontal 4b e a face de esmerilhamento interna 4c. Estas três faces de esmerilhamento poderão ser usadas para a usinagem de uma peça trabalhada. Se o rebolo em forma de copo 1 tiver que ser esmerilhado na sua face de esmerilhamento 4b frontal, não será necessária uma usinagem sequencial de um anel de suporte 20.

Claims (3)

1. Rebolo em forma de copo (1), compreendendo - um suporte (2) em formato de copo, e - um corpo de esmerilhamento (3) em formato anelar, sendo que o corpo de esmerilhamento (3) em formato anelar está unido somente por uma área de ligação (5) em formato de uma face anelar com uma face de recepção anelar (6) do suporte (2) em formato de copo, de modo que o corpo de esmerilhamento (3) em formato anelar esteja completamente fora do suporte (2) em formato de copo, caracterizado pelo fato de que o corpo de esmerilhamento (3) em formato anelar apresenta sua configuração completamente na forma de um anel cônico, e sendo que a face de esmerilhamento interna (4c) no lado interno do corpo de esmerilhamento (3) em formato anelar está descoberta pelo suporte (2) em formato de copo e, assim, o lado interno do corpo de esmerilhamento (3) em formato anelar pode também ser empregado como uma face de esmerilhamento interna.

2. Rebolo em forma de copo (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, após a ligação do corpo de esmerilhamento (3) com o suporte (2), uma camada divisória entre o corpo de esmerilhamento (3) e o suporte (2) é invisível, sendo que, no processo de prensagem a quente, ocorre uma fusão ou transfixação entre os materiais do corpo de esmerilhamento (3) e do suporte (2).

3. Rebolo em forma de copo (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é desnecessário um anel de suporte (20) para a fixação do corpo de esmerilhamento (3) no suporte (2) e, portanto, também o lado interno (7) pode ser usado como face de esmerilhamento interno (4).

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