BR112012018794B1

BR112012018794B1 - ferramenta de usinagem

Info

Publication number: BR112012018794B1
Application number: BR112012018794-5A
Authority: BR
Inventors: Martin Dressler
Original assignee: Ledermann Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2020-11-10
Also published as: JP2013517952A; EP2353758A1; RU2012134094A; DK2353758T3; CN102844138B; SI2353758T1; US20120282045A1; AU2011209146B2; UA101794C2; PL2353758T5; TWI504454B; EP2353758B1; CA2788062A1; ATE548147T1; US8974155B2; ES2384026T5; DK2353758T4; ES2384026T3; ITMI20110016U1; AU2011209146A1

Abstract

FERRAMENTA DE MECANIZAÇÃO. A presente invenção refere-se a uma ferramenta de mecanização (14) para a mecanização por arranque de apara de materiais, em especial para madeira ou materiais lenhosos, metais, materiais sintéticos e/ou materiais compósitos. A ferramenta de mecanização está prevista para o acionamento por rotação, em torno de um eixo de rotação (1) e compreende pelo menos uma fila (17,18,19), colocada na direção da periferia de lâminas de corte (2,2") individuais com arestas de corte (3,3") que se sobrepõem, pelo menos parcialmente. As arestas de corte (3,3") apresentam um ângulo de ataque e situam-se em um ângulo axial (Y), em relação ao eixo de rotação (1). O ângulo axial (lambda) situa-se em uma faixa de 55° inclusive a (menor) 90°. O ângulo de ataque é (maior) 55°.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma ferramenta de usinagem, para a usinagem por arranque de apara de materiais, em especial para madeira ou materiais lenhosos, metais, materiais sintéticos e/ou materiais compósitos, do género indicado no conceito genérico da reivindicação 1.

[002] Na usinagem por arranque de apara de materiais pretende- se uma superfície lisa sem operações de acabamento, para a qual tem de ser optimizada a geometria de corte da ferramenta de usinagem. Em especial no caso da usinagem de madeira ou materiais lenhosos, no entanto, podem ser observados diversos efeitos desvantajosos, que prejudicam a qualidade da superfície mecanizada. No arranque de apara de madeira surge, por exemplo, a chamada pré-fissura. Na remoção de uma apara na direção das fibras da madeira, à lâmina precede uma fenda designada como pré-fissura. Esta facilita, de fato, a usinagem e prolonga a vida útil da lâmina, mas conduz também a uma superfície indesejavelmente rugosa. Além disso, pode ocorrer uma recomposição das fibras da peça, após a separação.

[003] Para, apesar destes efeitos, conseguir uma superfície o mais lisa possível e sem operações de acabamento, a aresta de corte da ferramenta deve apresentar um reduzido boleamento da aresta de corte e um pequeno ângulo de ataque. Em especial o ângulo de ataque, no entanto, está sujeito à limitação de um determinado valor não poder ser excedido por defeito, com diversos materiais de corte. Com um ângulo de ataque demasiado reduzido, ocorre já no início da usinagem um embotamento da aresta de corte, com um aumento do boleamento da aresta de corte e/ou entalhes na aresta de corte, com a consequência de não ser conseguida a qualidade de corte necessária.

[004] Um outro fator de influência é o material a mecanizar. Assim, por exemplo, no caso da variedade de madeira Meranti, utilizada em especial para caixilhos de janelas, surge um desgaste da lâmina que atinge aproximadamente cinquenta vezes mais, em comparação com o desgaste da lâmina no arranque de apara de madeira de pinho.

[005] Portanto, para utilizar, por um lado por razões de desgaste, um ângulo de ataque não demasiado reduzido e, por razões de alta qualidade da superfície, um ângulo de ataque não demasiado grande, podem ser utilizados normalmente aço rápido com ângulos de ataque entre 30° e 45° e metais duros com ângulos de ataque entre 40° e 55°. Materiais de corte mais duros, com ângulos de ataque maiores, não podem ser utilizados.

[006] Um outro fator de influência para influenciar o resultado do arranque de apara é o ângulo axial, no qual a aresta de corte está situada relativamente ao eixo de rotação ou à sua direção de movimento de rotação. De acordo com o estado da técnica, é aqui encarado como problemático que, através da posição oblíqua das lâminas, surjam forças de reação, não só na direção do movimento de rotação, mas também perpendicularmente a esta, em direção axial. Para a solução deste problema, está descrita no documento WO 2008/113314 A1 uma fresa cilíndrica, na qual as pastilhas de metal duro estão orientadas por seções com ângulo axial diferente, de tal maneira que as forças axiais, que surgem nas diversas seções durante o processo de fresagem, se anulam reciprocamente, pelo menos aproximadamente. O problema do desgaste da lâmina e da qualidade da superfície, no entanto, não é assim anulado, de modo que têm de ser utilizadas lâminas com os ângulos de ataque normais, dentro dos limites acima descritos. Uma ferramenta de usinagem de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1 é conhecida a partir do documento US 5947649.

[007] Cabe à invenção o objetivo de aperfeiçoar uma ferramenta de usinagem do género referido, de tal maneira que, apesar da obtenção de um resultado melhorado na superfície, ocorra um desgaste reduzido.

[008] Este objetivo é resolvido através de uma ferramenta de usinagem com as características da reivindicação 1.

[009] De acordo com a invenção, é proposto que os ângulos axiais das lâminas individuais se situem em uma faixa de 55° inclusive a < 90° e por os ângulos de ataque destas lâminas serem > 55° e, de um modo vantajoso, se situarem em uma faixa de 55° inclusive a 80° inclusive. De um modo preferido, os ângulos axiais situam-se em uma faixa de 60° inclusive a 80° inclusive e perfazem, em especial, aproximadamente 70°.

[0010] Através da disposição de acordo com a invenção, consegue-se que as arestas de corte, devido aos seus grandes ângulos axiais, incidam sobre a peça a trabalhar não perpendicularmente, mas antes em um corte por desbaste. Deste modo já não tem lugar qualquer fresagem no sentido clássico, mas antes um desbaste da peça a trabalhar, com uma componente direccional que se situa, predominantemente, perpendicular à direção do movimento de rotação. Apesar do ângulo de ataque sobredimensionado, em comparação com os ângulos de ataque normais para os objetivos da usinagem, no referido plano de corte por desbaste o ângulo de ataque eficaz, o ângulo de incidência eficaz e o ângulo de corte eficaz, constituído pelos dois ângulos referidos anteriormente, são nitidamente menores. Deste modo a pré-fissura é reduzida a um mínimo. A recomposição das fibras da peça após a separação é evitada, de modo que são obtidas, aquando do arranque de apara, superfícies lisas sem operações de acabamento. Além disso, torna-se necessária uma energia de corte mais reduzida, o que é também uma vantagem para materiais que não a madeira. Para o desgaste da aresta de corte, no entanto, não é decisivo o ângulo de ataque eficaz referido anteriormente, medido na direção do movimento de rotação, mas antes o ângulo de ataque efetivo, medido na seção transversal da lâmina. Uma vez que este é correspondentemente grande, a aresta de corte permanece afiada de modo duradouro. O embotamento da aresta de corte e a tendência para a formação de entalhes na aresta de corte são reduzidos para um mínimo, fato pelo qual é conseguido um aumento da vida útil da ferramenta de usinagem, com um resultado melhorado do processo de arranque de apara na superfície.

[0011] Em uma forma preferida de realização, as lâminas estão realizadas como lâminas periféricas, com uma direção de movimento de rotação, sendo os ângulos axiais respectivos medidos em um plano, que está abrangido pela direção de movimento de rotação e uma direção axial, que se situa paralelamente ao eixo de rotação e sendo os ângulos axiais formados entre a aresta de corte e a direção axial. Com lâminas periféricas colocadas desta maneira podem ser realizadas ferramentas de serrar circulares, fresas de disco, fresas de perfilar e fresas de contornos ou fresas frontais, bem como também ferramentas de plaina.

[0012] Em aperfeiçoamento preferido, as lâminas realizadas como lâminas periféricas estão situadas em grupos, com movimento em sentido contrário, em ângulos axiais com sinal oposto e, em especial, com o mesmo valor. As componentes de forças axiais que surgem nas lâminas individuais, aquando do arranque de apara, anulam-se desta maneira, pelo menos aproximadamente. Deste modo, são minimizadas ou eliminadas forças de reação na ferramenta e mesmo na peça a trabalhar.

[0013] Em especial, as lâminas realizadas como lâminas periféricas estão situadas aos pares, com movimento em sentido contrário. Deve-se observar, nomeadamente, que as ferramentas com ângulos axiais na usinagem de materiais de forma plana, através da elevação axial da pastilha, estão nitidamente mais ruidosas que ferramentas sem ângulos axiais. Na configuração acima referida de acordo com a invenção, as lâminas, colocadas diretamente em frente umas das outras em simetria de espelho, levantam-se devido às forças de corte axiais, em um espaço muito estreito, fato pelo qual a ferramenta de usinagem emite menos ruído.

[0014] Na usinagem dos materiais, com grandes ângulos axiais deve ser tido em consideração que as lâminas nos bordos do material devem sempre ser conduzidas dirigidas contra o material. Nomeadamente, se a lâmina estiver dirigida afastando-se do material, aumenta nitidamente o perigo de formação de fendas no bordo do material. Para que, para cada largura da peça a trabalhar possa ser encontrada simplesmente uma zona da ferramenta de usinagem na qual as lâminas estejam colocadas inclinadas na direção da peça a trabalhar, em ambos os bordos desta, em aperfeiçoamento preferido da invenção, os grupos individuais de lâminas e de lâminas com movimento em sentido contrário apresentam, respectivamente, uma marcação de cor diferente. Isto facilita um posicionamento relativo entre a ferramenta de usinagem e a peça a trabalhar, de tal maneira que, em ambas as arestas da peça a trabalhar, respectivamente, tenham utilização lâminas inclinadas na direção da peça a trabalhar.

[0015] Em uma variante vantajosa da invenção, as lâminas realizadas como lâminas periféricas estão situadas com movimento no mesmo sentido ou predominantemente no mesmo sentido, em ângulos axiais com o mesmo sinal e, em especial, com o mesmo valor. Isto pode ser conveniente, por exemplo, quando, devido às forças de reação axiais, se pretende um aperto da peça a trabalhar sobre um suporte. No caso de materiais lenhosos revestidos de ambos os lados, por exemplo, é conveniente uma disposição das lâminas de ambos os lados, contra o material de revestimento. Para poder mecanizar diferentes espessuras de placas, tais ferramentas são realizadas normalmente com poucas lâminas, partindo de uma superfície de referência na máquina, em uma direção e as restantes lâminas da ferramenta na outra direção. Consoante a espessura da placa mecanizada, podem ter intervenção mais ou menos das restantes lâminas, o que conduz à compressão axial pretendida.

[0016] No caso das lâminas periféricas, deve ser corrigida a distorção do contorno, que resulta através do grande ângulo axial das arestas de corte, em relação ao contorno de usinagem pretendido, através de um contorno da aresta de corte adaptado correspondentemente. As arestas de corte das lâminas realizadas como lâminas periféricas estão, portanto, de um modo vantajoso, perfiladas ou retificadas convexas, de tal maneira que, ao longo do seu comprimento total, correm sobre um perfil de órbita comum e, em especial, sobre um cilindro de órbita ou cone de órbita comum, sendo que o perfil de órbita corresponde ao perfil de fresagem pretendido. Deste modo resulta um contorno fresado exacto cilíndrico ou cônico ou de outra configuração pretendida ou o perfil fresado pretendido correspondentemente. No caso de um contorno que diverge da forma cilíndrica ou cônica, a trajetória das lâminas periféricas deve ser corrigida, de maneira análoga.

[0017] Em uma variante conveniente, as lâminas estão realizadas com as suas arestas de corte como lâminas frontais, com uma direção de movimento de rotação, sendo os ângulos axiais respectivos medidos em um plano abrangido pela direção de movimento de rotação e uma direção radial, que se situa perpendicularmente ao eixo de rotação, sendo que os ângulos axiais estão formados entre a aresta de corte e a direção radial. Deste modo podem ser realizadas ferramentas de furar e ferramentas de topo, em cujo lado frontal pode ser efetuado um arranque de apara, de uma maneira de acordo com a invenção.

[0018] Em uma forma de execução preferida, as lâminas apresentam áreas de cortes planas. Com isso as lâminas e especialmente pastilhas de corte duras podem ser produzidas e afiáveis de modo fácil. Alternativamente, pode ser conveniente que a lâmina apresente uma área de cortes perfilada e especialmente concavamente abaulada. O perfilamento se estende então em tal medida pela área de cortes, que também a correspondente aresta de corte é abrangida pelo perfilamento e assim não mais tem um curso em linha reta. O ângulo axial ao longo de toda a aresta de corte não mais é constante, mas varia de ponto a ponto, embora o grande ângulo axial médio seja conservado no âmbito da invenção. Pelo ângulo axial localmente variável pode ser positivamente influenciado o comportamento de corte.

[0019] Em uma forma de execução vantajosa, as lâminas apresentam áreas frontais situadas transversalmente à direção do movimento de rotação, sendo que a área frontal a partir da aresta de lâmina é perfilada se estendendo para dentro na direção radial. Com isso, é levada em conta a circunstância de que as lâminas, devido ao grande ângulo axial segundo a invenção, incidem sobre a peça a trabalhar com suas áreas frontais situadas adiante em direção do movimento de rotação. Juntamente com um ângulo livre positivo, isso leva a uma elevada solicitação do canto de lâmina avançado. Pelo perfilamento segundo a invenção, essa solicitação pode ser minimizada e impedidas rupturas da lâmina.

[0020] Em outra execução conveniente, a área frontal é de tal maneira perfilada e especialmente abaulada côncava, que fica limítrofe à área de corte em um ângulo de aresta, que é menor do que 90 °. Com isso a área frontal dianteira incide menos obtusa sobre a peça a trabalhar. Em consequência do ângulo de aresta agudo, a lâmina penetra na região da área frontal mais facilmente no material a ser trabalhado, com o que são menores as forças de corte e, graças às menores forças de corte, isso contribui também para o alívio do material de lâmina ou do material de pastilha de lâmina e da aresta de corte associada. Também a área frontal traseira pode ser perfilada, com o que também é aliviada a correspondente aresta de corte.

[0021] Em uma variante conveniente, a área frontal é de tal maneira perfilada que por meio de um arredondamento convexo ou de uma chanfradura limita com a área de corte. Assim os ângulos dentro da lâmina na região de incidência sobre a peça a trabalhar ficam mais obtusos, com o que o material de lâmina tende menos à ruptura. Em combinação com um ângulo livre positivo, isso leva ainda a que a aresta de gume contígua seja arredondada ou radialmente deslocada para dentro e assim aliviada.

[0022] Pode ser conveniente realizar a geometria das lâminas de acordo com a invenção em uma única peça, na ferramenta de usinagem. Em aperfeiçoamento vantajoso, a ferramenta de usinagem compreende um corpo de base e lâminas realizadas separadamente deste, como pastilhas de corte, de um material de corte de alta dureza, em especial de metal duro, cerâmica de corte, diamante monocristalino, PCD (diamante policristalino) ou CVD (Chemical Vapor Deposition = precipitação química de fase gasosa, em especial para o revestimento diamantado), que apenas podem ser produzidos em forma plana. Deste modo é possível aumentar mais a vida útil da ferramenta de usinagem, em ligação com os grandes ângulos de ataque destes materiais de corte, e, não obstante, conseguir uma qualidade de superfície de primeira qualidade, devido ao reduzido ângulo de ataque ou ângulo de corte eficaz.

[0023] De um modo preferido, a ferramenta de usinagem é constituída por pelo menos uma, de um modo preferido várias ferramentas individuais, montadas sobre um eixo. Deste modo é possível ajustar, de forma modular, diferentes contornos totais fresados, consoante a necessidade. Neste caso podem também ser combinadas ferramentas individuais com diferentes ângulos axiais, para ajustar ou para eliminar forças de reação axiais ou para obter localmente um determinado resultado de corte.

[0024] Alguns exemplos de realização da invenção são descritos em seguida em pormenor, com base no desenho. Mostram:

[0025] figura 1 em uma vista em perspectiva, um primeiro exemplo de realização da ferramenta de usinagem de acordo com a invenção, com lâminas periféricas orientadas na mesma direção, bem como com lâminas frontais, em uma disposição com ângulos axiais de acordo com a invenção;

[0026] figura 2 uma vista periférica da disposição de acordo com a figura 1, com pormenores para a orientação dos ângulos axiais das lâminas periféricas;

[0027] figura 3 uma vista de cima esquemática de uma lâmina periférica de acordo com as figura 1 e 2, com indicações para diferentes seções transversais representadas nas figura 4 e 5;

[0028] figura 4 uma representação da seção transversal da lâmina de acordo com a figura 3, em uma seção transversal situada perpendicularmente ao eixo longitudinal da lâmina, ao longo da linha IV-IV de acordo com a figura 3;

[0029] figura 5 uma representação da seção transversal da lâmina de acordo com a figura 3, em uma seção transversal situada paralelamente à direção do movimento de rotação, ao longo da linha V-V de corte de acordo com a figura 3;

[0030] figura 6 uma variante da ferramenta de usinagem de acordo com as figura 1 e 2, com lâminas situadas aos pares, com movimento em sentido contrário;

[0031] figura 7 um outro exemplo de realização da invenção, sob a forma de uma ferramenta de plaina, com grupos de lâminas marcados opcionalmente com cores;

[0032] figura 8 um outro exemplo de realização da invenção, com uma ferramenta completa constituída por ferramentas individuais.

[0033] figura 9 em uma vista periférica, uma outra ferramenta de usinagem executada segundo a invenção com lâminas periféricas perfiladas;

[0034] figura 10 em uma vista ampliada uma única lâmina periférica da ferramenta de usinagem segundo a figura 9 com detalhes de seu perfilamento;

[0035] figura 11 em uma representação esquemática em perspectiva uma lâmina com área frontal perfilada arredondada;

[0036] figura 12 uma vista girada da lâmina segundo a figura 11 com uma área periférica contraposta, perfilada por meio de uma chanfradura;

[0037] figura 13 em uma vista frontal a lâmina segundo as figuras 11 e 12 com detalhes das arestas de corte radialmente deslocadas para dentro devido ao perfilamento;

[0038] figura 14 em uma representação em perspectiva uma variante da lâmina segundo as figuras 11 a 13 com perfilamentos executados apenas nas proximidades imediatas da lâmina.

[0039] A figura 1 mostra, em vista em perspectiva, um primeiro exemplo de realização de uma ferramenta de usinagem 14 realizada de acordo com a invenção, para a usinagem por arranque de apara de materiais, em especial para madeira ou materiais lenhosos, como placas de aglomerado de madeira revestidas ou não revestidas, placas de fibras duras ou semelhantes. A ferramenta de usinagem 14 pode, no entanto, ser também conveniente para outros materiais, como materiais compósitos fibrosos, metais ou semelhantes. A ferramenta de usinagem 14 está configurada como fresa de disco e prevista para a montagem sobre um encabadouro de ferramenta, não representado. No funcionamento, a ferramenta de usinagem 14 é acionada em rotação, em torno de um eixo 1 de rotação, que se situa perpendicularmente ao plano do disco.

[0040] A ferramenta de usinagem 14 compreende um corpo de base 10, em forma de disco, com lâminas 2, 2", que, por seu lado, apresentam, respectivamente, arestas 3, 3" de corte. As lâminas 2, 2" podem estar realizadas em uma peça única com o corpo de base 10 e, no exemplo de realização mostrado, estão realizadas como pastilhas 11 de corte, separadamente do corpo de base 10. O corpo de base é constituído por aço de ferramentas, enquanto as pastilhas 11 de corte são constituídas por um material de corte de alta dureza, como metal duro, cerâmica de corte, diamante monocristalino, PKS ou CVD. As pastilhas 11 de corte podem estar fixadas firmemente ao corpo de base 10, por exemplo, através de soldadura fraca, colagem, soldadura ou semelhantes. Em alternativa, pode ser conveniente uma fixação amovível, na qual as pastilhas 11 de corte podem estar fixadas, por exemplo, sobre um suporte e, neste caso, são mantidas no corpo de base 10 aparafusadas, coladas ou em união positiva. As lâminas 2, 2" estão fixadas previamente ao corpo de base 10, na sua orientação tridimensional. Mas pode também ser conveniente configurar a orientação tridimensional das lâminas 2, 2" de modo a poder ser ajustada, relativamente ao corpo de base 10.

[0041] O corpo de base 10 está realizado cilíndrico, no essencial, sendo que sobre a sua superfície periférica cilíndrica está situada uma pluralidade de lâminas 2 com arestas 3 de corte, sendo que as lâminas 2 estão realizadas como lâminas periféricas. As lâminas 2 estão situadas em pelo menos uma, de um modo preferido em pelo menos duas, aqui em sete filas 17, 18 (figura 2), situadas na direção da periferia, sendo que estas filas 17, 18 ou grupos individuais se sobrepõem entre si na direção 5 axial (figura 2), para assim obter um resultado uniforme do arranque de apara. Além disso, na zona de uma superfície frontal do corpo de base 10 está situada uma fila 19 (figura 2) de lâminas 2" com arestas 3" de corte, que estão realizadas como lâminas frontais. As lâminas 2" individuais realizadas como lâminas frontais situam-se em uma direção 7 radial, em relação ao eixo 1 de rotação. Em consequência do movimento de rotação da ferramenta de usinagem 14, em torno do eixo 1 de rotação, as lâminas 2" individuais realizam um movimento de forma circular, perpendicularmente à direção 7 radial e ao eixo 1 de rotação, em uma direção 6 de movimento de rotação. A direção 6 de movimento de rotação e a direção 7 radial abrangem um plano que se situa perpendicularmente ao eixo 1 de rotação. As arestas 3" de corte das lâminas 2" realizadas como lâminas frontais encontram-se neste plano e estão situadas em um ângulo À2 axial, medido neste plano relativamente à direção 7 radial.

[0042] A figura 2 mostra uma vista periférica da disposição de acordo com a figura 1, com outros pormenores para a sua configuração geométrica. As lâminas 2 realizadas como lâminas periféricas, em consequência do movimento de rotação, realizam um movimento circular em torno do eixo 1 de rotação, com uma direção 4 de movimento de rotação. Além disso, através das lâminas 2 realizadas como lâminas periféricas corre uma direção 5 axial, que se situa paralelamente ao eixo 1 de rotação. Através da direção 4 de movimento de rotação e da direção 5 axial é abrangido um plano, no interior do qual se situam as arestas 3 de corte das lâminas 2 realizadas como lâminas periféricas, medidas em um ângulo Ài axial em relação à direção 5 axial.

[0043] Os ângulos Ài, À2 axiais de acordo com as figura 1 e 2 situam-se em uma faixa de 55° inclusive a < 90°, de um modo preferido em uma faixa de 60° inclusive a 80° inclusive e perfazem, no exemplo de realização mostrado, respectivamente, aproximadamente 70°. Todas as lâminas 2 realizadas como lâminas periféricas estão situadas com movimento no mesmo sentido, em ângulos Ài axiais com o mesmo sinal e o mesmo valor. Para determinadas operações de usinagem pode também ser conveniente que, de fato, o sinal dos ângulos Ài axiais seja o mesmo, mas não o seu valor, como pode ser significativo, por exemplo, no caso de materiais não homogéneos, como materiais compósitos de fibras.

[0044] A ferramenta de usinagem 14 mostrada está configurada como fresa de perfilar para um perfil fresado cilíndrico. Uma vez que as arestas 3 de corte das lâminas 2 realizadas como lâminas periféricas, devido ao seu grande ângulo Ài axial, se prolongam através de uma seção periférica significativa, estão realizadas convexas, de tal maneira que, ao longo do seu comprimento total, correm sobre um cilindro de órbita comum. A forma de realização convexa nas arestas 3 de corte acima referidas pode ser reconhecida correspondendo à representação de acordo com a figura 2.

[0045] Em lugar do contorno cilíndrico mostrado, pode também ser conveniente um contorno divergente, por exemplo, arqueado ou cônico, devendo ser escolhida uma trajetória das arestas 3 de corte adaptada de maneira análoga. O ângulo Ài axial é aqui igualmente determinado de maneira análoga.

[0046] A figura 3 mostra uma vista de cima esquemática de uma lâmina 2 realizada como lâmina periférica, de acordo com as figura 1 e 2, com a respectiva direção 4 de movimento de rotação. Através da lâmina 2 estão situadas duas linhas de corte, a saber, a linha IV-lV de corte, perpendicular ao eixo longitudinal da lâmina 2, bem como a linha V-V, paralela à direção 4 de movimento de rotação.

[0047] A figura 4 mostra uma representação esquemática em seção transversal da lâmina 2 de acordo com a figura 3, ao longo da linha IV-lV de corte ali representada. Portanto, a lâmina 2 apresenta, a título de exemplo, uma seção transversal trapezoidal, com um ângulo β de ataque realizado na aresta 3 de corte, estando o ângulo β de ataque incluído em uma superfície 12 de corte e uma superfície 13 livre da lâmina 2. O ângulo β de ataque é ainda completado por um ângulo α de incidência e um ângulo y de saída de apara, para um total de 90°. O ângulo β de ataque é, de acordo com a invenção, > 55° e situa-se, em especial, em uma faixa de 55° inclusive a 80° inclusive, de um modo preferido em uma faixa de 60° inclusive a 75° inclusive e perfaz aqui, a título de exemplo, 70°, enquanto para o ângulo α de incidência e o ângulo y de saída de apara estão previstos aqui, a título de exemplo, respectivamente, 10°.

[0048] Uma vez que as lâminas 2 correspondentes à representação das figura 1 a 3, devido ao seu movimento de rotação e ao seu ângulo Ài axial com as suas arestas 3 de corte, não incidem perpendicularmente à aresta 3 de corte, portanto, não incidem na peça a trabalhar ao longo da linha IV-lV de corte, de acordo com a figura 3, mas, em vez disso, se movem na direção 4 de movimento de rotação, relativamente à peça a trabalhar, para as relações de corte na lâmina 2 deve-se recorrer às relações geométricas ao longo da linha V-V de corte, como são mostradas na representação em seção transversal de acordo com a figura 5. Tal como a aresta 3 de corte se situa no ângulo Ài axial em relação à direção 5 axial (figura 2), também a linha V-V de corte se situa neste ângulo Ài axial em relação à linha IV-IV de corte. Correspondendo à representação de acordo com a figura 5, resultam daqui, em comparação com a seção transversal de acordo com a figura 4, um reduzido ângulo βeff de ataque eficaz ou efetivo, bem como um ângulo aefr de incidência eficaz ou efetivo, igualmente reduzido, que acrescem a um ângulo de corte reduzido, em relação à seção transversal de acordo com a figura 4. Ao mesmo tempo, o ângulo Yeff de saída de apara eficaz ou efetivo torna-se maior, em comparação com a seção transversal de acordo com a figura 4. Através de adaptação recíproca do ângulo β de ataque efetivo, de acordo com a figura 4 e do ângulo Ài axial, de acordo com as figura 2 e 3, desta maneira o ângulo βθff de ataque efetivo, para um bom resultado de corte, pode ser reduzido em 20°, por exemplo, em relação ao ângulo β de ataque efetivo ou até ser baixado para o valor de 30° a 55°, encarado como necessário de acordo com o estado da técnica.

[0049] Para a resistência ao desgaste da aresta 3 de corte, no entanto, não é decisivo o ângulo βeff de ataque efetivo de acordo com a figura 5, mas antes o ângulo β de ataque efetivo, de acordo com a figura 4. Uma vez que este, com as indicações dimensionais referidas mais acima, é muito elevado em comparação com o estado da técnica, são evitados, de modo fiável, entalhes nas lâminas 2, bem como um embotamento das arestas de corte ou outras manifestações de desgaste, fato pelo qual pode ser conseguido um resultado de primeira qualidade no arranque de apara, com uma superfície lisa, através de uma vida útil prolongada.

[0050] Analogamente, o mesmo se aplica também para as lâminas 2', descritas mais adiante no contexto das figura 6 e 7, com as suas arestas 3' de corte e respectivos ângulos Ai' axiais, bem como para as lâminas 2" realizadas como lâminas frontais, com as arestas 3" de corte e os respectivos ângulos À2 axiais, de acordo com as figura 1 e 2.

[0051] No exemplo de realização de acordo com as figuras 1 e 2, as lâminas 2 realizadas como lâminas periféricas apresentam, respectivamente, o ângulo Ài axial orientado na mesma direção, fato pelo qual surgem forças de reação axiais, que actuam na ferramenta de usinagem 14 e mesmo na peça a trabalhar, na direção 5 axial (figura 2). Isto pode ser pretendido ou conveniente, por exemplo, para a compressão da peça a trabalhar contra um batente. Contanto que tais forças axiais sejam indesejáveis ou pelo menos tenham de ser reduzidas, pode ter utilização uma forma de realização da invenção, como está representada, a título de exemplo, na vista em perspectiva de acordo com a figura 6. Aqui as lâminas 2, 2' realizadas como lâminas periféricas estão situadas em grupos ou em filas 17, 18, com movimento em sentido contrário, em ângulos Ai, Ài' axiais respectivos, com sinais opostos, no entanto, com o mesmo valor. No seu conjunto, está previsto um mesmo número de lâminas 2 com um ângulo Ài axial positivo e de lâminas 2' com um ângulo A? axial negativo, de modo que as forças axiais que surgem aquando da operação por arranque de apara se anulam ou compensam reciprocamente, pelo menos de forma aproximada. Em caso de necessidade, no entanto, pode também ser conveniente uma disposição na qual os valores dos ângulos Ai, A? axiais de sinal diferente divergem uns dos outros e também variam mesmo, eventualmente, dentro de um grupo com ângulos axiais com o mesmo sinal. Esta variação dos valores dos ângulos axiais pode estar configurada de modo que a força axial média de um grupo de lâminas 2 se anule reciprocamente com a força axial média de um grupo de lâminas 2'. Analogamente, o mesmo se aplica também para uma disposição com número diferente de lâminas 2 e de lâminas 2', com movimento em sentido contrário àquelas. Mas, evidentemente, pode também ser conveniente uma disposição de tal maneira que qualquer compensação das forças axiais não ocorra ou ocorra apenas parcialmente, de modo que surja durante o funcionamento uma força axial resultante em valor e direção de acordo com a necessidade.

[0052] Pode ser conveniente prever grupos de lâminas 2, 2' com ângulos Ai, Ài' axiais com movimento em sentido contrário, de tal maneira que estejam reunidas em grupos próximos uns dos outros, uma ou várias lâminas 2 com um ângulo Ài axial associado e uma ou várias lâminas 2' com ângulos A? axiais associados, com movimento em sentido contrário. No exemplo de realização de acordo com a figura 6, no entanto, todas as lâminas 2, 2' realizadas como lâminas periféricas estão situadas aos pares, com movimento em sentido contrário, de modo que, em relação à direção 5 axial, junto de cada lâmina 2 com o ângulo Ài axial positivo está situada diretamente adjacente uma lâmina 2' com o ângulo Ai' axial associado com movimento em sentido contrário ou negativo. A disposição é, neste caso, escolhida de tal maneira que as duas arestas 3, 3' de corte de um tal par de lâminas 2, 2' se abram em forma de V, na direção 4 de movimento de rotação. Mas pode também ser conveniente uma disposição inversa, na qual as arestas 3, 3' de corte convergem entre si em forma de seta, na direção 4 de movimento de rotação.

[0053] As ferramentas de usinagem 14 em forma de disco, realizadas como fresas de topo, de acordo com as figura 1, 2 e 6, podem ser acionadas como ferramenta individual 15 ou em qualquer número, através de enfiamento em um encabadouro comum ou ser agrupadas em um eixo motor comum, mandril, árvore ou eixo 16, para formar uma ferramenta composta, como está representado, a título de exemplo e esquematicamente, na figura 8. Para a produção de um determinado contorno de fresa pretendido, pode neste caso ser conveniente que tenham aqui utilização ferramentas individuais 15, com contorno de fresa igual ou diferente. As ferramentas individuais 15 podem ser agrupadas para formar o contorno total pretendido, a partir do qual pode então ser formada a totalidade da ferramenta de usinagem 14 de acordo com a invenção e a partir da qual resulta o contorno total de fresa pretendido. Neste caso podem mesmo ser combinadas ferramentas individuais 15 com ângulos Ai, A? axiais diferentes (figura 1, 2), para ajustar ou eliminar forças de reação axiais ou para obter localmente um determinado resultado de corte. No seu conjunto, podem ser realizadas quaisquer ferramentas de usinagem 14 de acordo com a invenção, por exemplo, sob a forma de uma ferramenta de serrar circular, de uma ferramentas de dobrar, de uma fresa de perfilar ou, no contexto de lâminas 2" realizadas como lâminas frontais, de acordo com a figura 1, como fresas frontais ou brocas.

[0054] A figura 7 mostra ainda uma variante da disposição de acordo com a figura 6, na qual a ferramenta de usinagem 14 está configurada como ferramenta de plaina e, neste caso, está formada através de prolongamento axial da disposição de acordo com a figura 6. Para a disposição das lâminas 2, 2' aplica-se o mesmo que no caso da ferramenta de usinagem 14 de acordo com a figura 6, sendo que apenas na direção 5 axial, devido ao maior alongamento longitudinal da ferramenta de usinagem 14, medido nesta direção, está previsto um maior número de lâminas 2, 2'. Com uma ferramenta de usinagem 14 deste género pode ser importante um posicionamento exacto, relativamente à peça a trabalhar, de tal maneira que, na operação de usinagem, as lâminas 2, 2' voltadas uma para a outra ou orientadas na direção da peça a trabalhar, entram em contato com as arestas da peça a trabalhar, para evitar uma desintegração das arestas. Para facilitar ao operário a referida orientação axial relativa, os grupos individuais de lâminas 2 e os grupos de lâminas 2' com movimento em sentido contrário apresentam em opção, respectivamente, diferentes marcações 8, 9 de cor, que são visíveis não só em imobilização, mas também em funcionamento por rotação da ferramenta de usinagem 14. No funcionamento por rotação, as marcações 8, 9 de cor produzem círculos periféricos coloridos, reconhecíveis visualmente, com base nos quais pode verificar-se a orientação axial relativa da ferramenta de usinagem 14 e da peça a trabalhar.

[0055] Em todos os exemplos de execução anteriormente descritos, as áreas de corte 12 das lâminas 2 ou das pastilhas de lâmina 11 são executadas planas. Isso tem por consequência o fato de que as arestas de corte 3 das lâminas periféricas apresentam em uma vista radial paralelamente ao plano da área de corte 12 um curso em linha reta, embora na vista segundo a figura 2 em correspondência ao contorno periférico da ferramenta de usinagem 14 sejam esmerilhadas abauladas. As lâminas 2" segundo a figura 1, executadas como lâminas frontais, apresentam igualmente áreas de corte 13 planas e com isso arestas de corte 3" em linha reta.

[0056] Mas no âmbito da invenção pode ser também conveniente que as lâminas 2 apresentem uma área de corte 12 perfilada, de preferência abaulada e particularmente abaulada côncava, como descrito mais detalhadamente a seguir.

[0057] A figura 9 mostra em uma vista periférica uma outra ferramenta de usinagem 14 executada segundo a invenção, que no exemplo de execução mostrado é executada como fresadora cilíndrica com lâminas 2 dispostas na área periférica. As arestas de corte 3 das lâminas 2 se situam em um ângulo axial À1 para com o eixo de rotação 1 o 90 °- À1 para com a direção de movimento de rotação 6. O ângulo axial À1 importa no exemplo de execução mostrado em cerca de 70 °, mas também pode se situar nas faixas angulares anteriormente descritas. Além disso, as lâminas 2 estão dispostas em grupos com igual montante, mas distinto sinal prévio do ângulo axial À1.

[0058] A figura 10 mostra, em uma vista ampliada, uma única lâmina 2 da ferramenta de usinagem 14 conforme a figura 9, segundo a qual uma pastilha de lâmina 11 com a aresta de corte 3 aí executada está fixada no lado traseiro em um corpo de base 10 e voltada a um compartimento de corte 30 com sua área de corte 12 contraposta, do lado dianteiro. A aresta de corte 3 se estende de uma aresta de corte 25 dianteira com relação à direção de movimento de rotação 6 para uma aresta de corte 26 traseira e apresenta pelo seu traçado da aresta de corte 25 dianteira para a aresta de corte 26 traseira um ângulo axial À1 médio com a medida anteriormente descrita ou na faixa angular anteriormente descrita.

[0059] Divergindo dos exemplos de execução segundo as figuras 1 a 8, esse traçado não é, contudo, exclusivamente em linha reta. Antes pelo contrário, a lâmina 2 apresenta uma área de corte 12 perfilada. Para tanto, a área de corte 12 é provida por exemplo ao longo de um contorno 28 cilíndrico de um recesso abaulado côncavo, que no exemplo de execução mostrado fica disposto na região do meio entre as duas arestas de corte 25, 26 e não se estende por todo o comprimento da área de corte 12 medido em direção da aresta de corte 3. Fora do perfilamento côncavo e contíguo a ambas as arestas de corte 25, 26, a área de corte 12 é plana, de modo que nessa região a aresta de corte 3 se estende em linha reta na vista do alto radial mostrada paralelamente ao plano da área de corte 12. Intermediariamente, a aresta de corte 3 apresenta na mesma vista e devido ao contorno 28 cilíndrico côncavo, um traçado curvado em forma de um segmento de círculo. Disso decorre, em correspondência à representação segundo a figura 10, que um ponto 29 qualquer na aresta de corte 3 se situa dentro do contorno 28 em um ângulo axial À1" para com o eixo de rotação 1, que diverge em seu valor ligeiramente do ângulo axial À1 médio, não obstante se situe dentro dos limites acima descritos. Dentro do contorno perfilado 28, a aresta de corte 3 apresenta portanto em qualquer ponto 29 um ângulo axial À1" divergente dos outros pontos. Em lugar do contorno 28 cilíndrico côncavo mostrado, pode também ser selecionada uma forma geométrica convexa ou outra qualquer. Além disso, o contorno 28 da área de corte 12, ainda que modificado, pode se estender por todo o comprimento da aresta de corte 3.

[0060] Além disso, a lâmina 2 pode também ainda ser perfilada na região de suas arestas de corte 25, 26. Da vista do alto segundo a figura 10 se pode depreender que a lâmina 2 apresenta áreas frontais 20, 21 situadas essencialmente perpendiculares à área de corte 12, que devido ao grande ângulo axial À1 se situam transversalmente à direita de movimento de rotação 6 no ângulo 90 °. Quando da operação de levantamento de aparas, a lâmina 2 incide não apenas com sua aresta de corte 3 e da área de corte 12 aí contígua, mas sim também com a área frontal 20 dianteira ou avançada na direção de movimento de rotação 6 sobre a peça a ser trabalhada. Para aperfeiçoamento do comportamento de corte e para alívio da aresta de corte 25 avançada na direção de movimento de rotação 6, a lâmina 2 ou a pastilha de corte 11 é perfilada na região da área frontal 20 dianteira. No exemplo de execução mostrado, a pastilha de corte 11 na área frontal 20 é para tanto abaulada côncava na vista do alto radial mostrada de tal maneira que a área frontal 20 fica limítrofe em um ângulo de aresta δ à área de corte 12, sendo que o ângulo de aresta õ < 90 °. Assim se evita que a lâmina 2 ou a pastilha de corte 11 na região de sua aresta de corte 25 avançada incida em ângulo obtuso sobre a peça a ser trabalhada. Para execução do ângulo de aresta δ por meio da área frontal 20 se estendendo concavamente abaulada está selecionado no exemplo de execução mostrado um contorno 27 cilíndrico, indicado tracejado. Mas também pode ser conveniente um contorno divergente.

[0061] Além disso, a lâmina 2 ou a pastilha de corte 11 pode ser perfilada opcionalmente também na região de sua área frontal 21, recuada, contígua à aresta de corte 26 traseira, para o que no exemplo de execução mostrado é previsto um arredondamento 22 convexo mostrado detalhadamente nas figuras 11 e 14. Também aí pode ser conveniente um contorno divergente do perfilamento na área frontal 21.

[0062] A figura 11 mostra em uma representação esquemática em perspectiva uma lâmina 2 com maiores detalhes para sua configuração contornada relativamente à direção de movimento de rotação 6 e à direção radial 7. Avançada na direção de movimento de rotação 6 a lâmina 2 apresenta uma área de corte 12 bem como na direção radial 7 apontando para fora uma área livre 13, sendo que a área livre 13 forma com a direção de movimento de rotação 6 um ângulo livre α positivo comparável à representação segundo a fig. 4. Transversalmente ou perpendicularmente à área de corte 12 e à área livre 13 se situa a área frontal 20 e em contraposição a área frontal 21 representada na figura 12. As áreas frontais 20, 21 são perfiladas a partir da aresta de corte 3 executada entre a área de corte 12 e a área livre 13 contra a direção radial 7, portanto se estendendo radialmente para dentro. No exemplo de execução segundo a figura 11, esse perfilamento é de tal maneira selecionado que a área frontal 20 fica contígua à área de corte 12 por meio de um arredondamento 22 convexo.

[0063] A figura 12 mostra o corte 2 segundo a figura 11 em uma posição de tal maneira girada que ao lado da área de corte 12 e da área livre 13 também pode ser vista a área frontal 21 contraposta à área frontal 20 (figura 11). A área frontal 21 é então de tal maneira perfilada que por meio de uma chanfradura 22 se estendendo radialmente para dentro da aresta de corte 3 fica limítrofe à área de corte 12.

[0064] A figura 13 mostra uma vista frontal da lâmina 2 segundo as figuras 11 e 12. Da vista conjunta das figuras 11, 12 e 13 resulta que, devido ao arredondamento 22 convexo e/ou à chanfradura 23 em combinação com o ângulo livre α (figura 11) positivo se estabelece um deslocamento radial das arestas de corte 25, 26. A aresta de corte 25 contígua à área frontal 20 e a aresta de corte 26 contígua à área frontal 21 estão radialmente deslocadas para dentro contra a direção radial 7 com relação à aresta de corte 3 e, assim, quando da incidência sobre a peça a ser trabalhada é aliviada apenas do grande ângulo axial À1 (figura 10).

[0065] No exemplo de execução segundo as figuras 11 a 13, o perfilamento das áreas frontais 20, 21 se estende na direção radial 7 por toda a altura da lâmina 2. Alternativamente, pode ser convenientemente uma execução segundo a figura 14, pela qual o arredondamento 22 convexo ou a chanfradura 23 são executados apenas em uma região exterior com relação à direção radial 7, diretamente contígua à aresta de corte 3. O mesmo é válido, correspondentemente, também para a área de corte 12 perfilada ou abaulada côncava segundo a figura 10.

[0066] O arredondamento convexo 22 na área frontal 22 e a chanfradura 23 na área frontal 21 representam apenas uma de várias possibilidades. Cada área frontal 20, 21 pode, opcionalmente, apresentar um dos perfilamentos anteriormente mencionados inclusive a execução concavamente abaulada segundo a figura 10 ou também com uma outra forma de perfilamento. Além disso, pode ser conveniente prover apenar uma de ambas as áreas frontais 20, 21 e especialmente a área frontal 20 adiantada de um correspondente perfilamento.

[0067] O perfilamento da área de corte 12 e das áreas frontais 20, 21 está representada segundo as figuras 9 a 14 a título de exemplo para lâminas 2 executadas como lâminas periféricas, mas também pode, de maneira análoga, ser executada nas lâminas 2" executadas como lâminas frontais segundo as figuras 1 e 2. Na medida em que não indicado expressamente de modo divergente, os exemplos de execução segundo as figura 9 a 14 coincidem nas demais características e referências entre si bem como com os exemplos de execução segundo as figuras 1 a 8.

Claims

1. Ferramenta de usinagem (14) prevista para o acionamento por rotação, em torno de um eixo de rotação (1), que compreende um corpo de base (10) e pelo menos uma fila (17, 18, 19), colocada na direção da periferia, de lâminas (2, 2', 2") individuais de material de corte de alta dureza, configuradas como pastilhas de corte (10) planas separadas do corpo de base (10), com arestas de corte (3, 3', 3"), que se sobrepõem, pelo menos parcialmente, sendo que as arestas de corte (3, 3', 3") apresentam um ângulo de ataque (β) e se situam em um ângulo axial (Ai, À/, Ài", À2,), em relação ao eixo de rotação (1), caracterizada por o ângulo axial (Ai, Ai’, Ài", À2,) se situar em uma faixa de 55° < (Ai, Ai', Ài", À2,) < 90° e por o ângulo de ataque (β) ser > 55°.

2. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o ângulo (β) de ataque se situar em uma faixa de 55° inclusive a 80° inclusive.

3. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o ângulo axial (Ai, Ai', Ài", À2,) se situar em uma faixa de 60° inclusive a 80° inclusive e, perfazer em especial, aproximadamente 70°.

4. Ferramenta de usinagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por as lâminas (2, 2') com as suas arestas de corte (3, 3') estarem realizadas como lâminas periféricas, com uma direção de movimento de rotação (4), sendo os ângulos axiais (Ai, A?, Ài") respectivos medidos em um plano abrangido pela direção de movimento de rotação (4) e uma direção axial(5), situada paralelamente ao eixo de rotação (1) e sendo os ângulos axiais (Ai, Ai', Ài") formados entre a aresta de corte (3, 3') e a direção axial (5).

5. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por as lâminas (2, 2') realizadas como lâminas periféricas estarem situadas em grupos, com movimento em sentido contrário, em ângulos axiais (Ai, Ài') com sinal oposto e, em especial, com o mesmo valor.

6. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por as lâminas (2, 2') realizadas como lâminas periféricas estarem situadas aos pares, com movimento em sentido contrário.

7. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada por os grupos individuais de lâminas (2) e de lâminas (2') com movimento em sentido contrário apresentarem, respectivamente, uma marcação de cor (8, 9) diferente.

8. Ferramenta de usinagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por as lâminas (2) realizadas como lâminas periféricas estarem situadas com movimento no mesmo sentido ou predominantemente no mesmo sentido, em ângulos axiais (Ài) com o mesmo sinal e, em especial, com o mesmo valor.

9. Ferramenta de usinagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por as arestas de corte (3, 3') das lâminas (2, 2') realizadas como lâminas periféricas serem perfiladas convexas, de tal maneira que, ao longo do seu comprimento total, correm sobre um perfil de órbita comum e, em especial, sobre um cilindro de órbita comum.

10. Ferramenta de usinagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por as lâminas (2") estarem realizadas com as suas arestas de corte (3") como lâminas frontais, com uma direção de movimento de rotação (6), sendo os ângulos axiais (À2) respectivos medidos em um plano abrangido pela direção de movimento de rotação (6) e uma direção radial (7) situada perpendicularmente ao eixo de rotação (1), sendo os ângulos axiais (À2) formados entre a aresta de corte (3") e a direção radial (7).

11. Ferramenta de usinagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que as pastilhas de corte (11) são constituídas de metal duro, cerâmica de corte, diamante monocristalino, PCD ou CVD.

12. Ferramenta de usinagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por a ferramenta de usinagem (14) ser constituída por pelo menos uma, de um modo preferido várias ferramentas individuais, montadas sobre um eixo (16).