BR112013003966B1

BR112013003966B1 - Inserto de corte

Info

Publication number: BR112013003966B1
Application number: BR112013003966-3A
Authority: BR
Inventors: Yuri Men
Original assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2010-09-19
Filing date: 2011-07-24
Publication date: 2021-03-30
Also published as: EP2616205A1; KR20130105835A; CN103097065A; KR101556832B1; IL208253A; WO2012035529A1; EP2616205B1; BR112013003966A2; CA2810293C; CA2810293A1; US20120070238A1; PL3763468T3; CN103097065B; EP3763468A1; JP5857052B2; BR122020026357B1; PL2616205T3; JP2013537117A; ES2916699T3; ES2864546T3

Abstract

inserto de corte, suporte de inserto, e, fresa. um inserto de corte (24) para montar em um soquete sobre um suporte de inserto (22) de uma fresa (20). o inserto de corte tem superfícies opostas de topo e de fundo, e uma superfície periférica que se estende entre as mesmas formando uma ou duas arestas de corte. a superfície periférica tem uma superfície frontal arqueada e uma superfície traseira. a superfície traseira tem uma protuberância que se estende em uma direção para longe de uma região central da superfície frontal. a protuberância é localizada no soquete. o soquete inclui uma primeira superfície de contato lateral de soquete para fornecer suporte axial de maneira primária para o inserto de corte contra forças de corte que atuam em direção axial para trás durante uma operação de fresagem.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] O tema do presente pedido é relativo a um inserto de corte, que é especialmente retido numa cavidade de inserto de uma fresa por meio de um parafuso de retenção.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

[002] Fresas, por exemplo, fresas de extremidades esféricas, muitas vezes têm de suportar elevadas forças de corte axiais, enquanto permanecendo fixadas de maneira segura ao suporte de ferramenta. É importante que, em tais casos, o parafuso de retenção seja protegido das forças de corte; de outro jeito, ele pode dobrar plasticamente ou mesmo quebrar. WO 2010/100953 A1 revela um inserto de corte de acordo com o preâmbulo da reivindicação principal (1).

[003] A Patente US 5.951.213 descreve uma fresa que tem uma haste e uma cabeça extrema arredondada que tem dois assentos de placa na cabeça, que são diametralmente opostos um ao outro. Os assentos de placa são adaptados para receber insertos de corte assimétricos, cada um tendo um furo transpassante central. Os insertos de corte são idênticos, e são elementos como placa, de forma genericamente pontuda, de folha alongada ou caroço de ameixa, definindo dois pontos extremos ou pontas, e tendo cada um duas arestas de corte diferentes. Quando uma aresta de corte está gasta, um inserto pode ser indexado ao redor de seu furo transpassante, e posicionado em um assento de placa diferente, para apresentar a outra aresta de corte para operações de corte.

[004] Contudo, existem algumas desvantagens. Primeiramente, o número máximo de insertos que pode ser preso à ferramenta de corte está limitado a dois. Em segundo lugar, a geometria do inserto é tal que o contorno da aresta de corte do inserto consiste de um quarto de círculo (isto é, onde o ângulo subentendido no centro do círculo é 90 °) e uma linha reta que se prolonga. Isto limita a capacidade de manobra da ferramenta de corte. Em terceiro lugar, quando a ferramenta de corte está perfurando em um movimento substancialmente para baixo ou para cima, nenhuma das superfícies de contato é perpendicular à direção da perfuração, evitando assim a absorção ótima das forças axiais.

[005] A Patente US 3.466.720 descreve um inserto de corte descartável, reversível, para montar em um suporte de ferramenta apropriado, que tem fáceis iguais, de topo e de fundo, dispostas de maneira simétrica divergindo para frente uma da outra.

[006] Contudo, os entalhes conformados em V são utilizados para localização de inserto e facilidade de montagem, e não servem à finalidade de absorver quaisquer forças axiais. Em segundo lugar, a aresta de corte é adequada para usinagem em torno de uma peça em elaboração cilíndrica, e não é apropriada para qualquer tipo de perfuração.

[007] A Patente US 6.270.292 descreve um inserto de corte para montagem em um suporte de ferramenta de uma ferramenta de corte, que compreende uma porção de corte frontal que tem uma superfície frontal operacional associada com, no mínimo, uma aresta de corte e uma porção de montagem traseira. A porção de montagem traseira tem paredes de topo, de fundo e lateral, que se estendem a partir da porção de corte frontal até uma parede de contato traseira da porção de montagem traseira orientadas genericamente com a mesma direção com dita superfície frontal operacional.

[008] Embora a geometria do inserto tenha sido otimizada de modo a possibilitar a ele ter arestas de corte relativamente longas com porções de montagem traseiras que são de dimensões substancialmente reduzidas, a ferramenta de corte não pode ser utilizada para fazer furos conformados com extremidade esférica. Em adição, no mínimo 6 insertos de corte devem ser instalados no suporte de ferramenta, o que é consumidor de tempo quando os insertos precisam ser substituídos.

[009] O Pedido de Patente Publicado US 2010/0124465 descreve um inserto de corte que é capaz de ser montado dentro de uma cavidade de recepção de inserto de uma fresa de extremidade esférica. O inserto de corte inclui uma primeira superfície substancialmente plana, uma segunda superfície substancialmente plana, uma primeira superfície lateral curvilínea, uma segunda superfície lateral curvilínea, um primeiro par de arestas de corte formadas em uma interseção entre a primeira superfície substancialmente plana e as primeira e segunda superfícies laterais curvilíneas, um segundo par de arestas de corte formadas em uma interseção entre a segunda superfície substancialmente plana e as primeira e segunda superfícies laterais curvilíneas. A primeira superfície substancialmente plana é paralela à segunda superfície substancialmente plana. O inserto de corte é simétrico em espelho ao redor dos três eixos. Assim, por exemplo, quando um elemento de um dado par de arestas de corte está gasto, o inserto pode ser indexado ao redor de seu furo transpassante central, isto é, ao redor de seu eixo Z. para apresentar o outro elemento daquele par para operações de corte.

[0010] Novamente existem algumas desvantagens que são notáveis. Primeiramente, o número máximo de insertos que pode ser ligado à ferramenta de corte está limitado a dois. Em segundo lugar, a geometria do inserto é tal que o contorno da aresta de corte do inserto consiste de um quarto de círculo, isto é, onde o ângulo subentendido no centro do círculo é 90 °. Isto limita a capacidade de manobra da ferramenta de corte. Em terceiro lugar, quando a ferramenta de corte está perfurando em um movimento substancialmente para baixo ou para cima, nenhuma das superfícies de contato é perpendicular à direção de perfuração, evitando assim a absorção ótima das forças axiais.

[0011] É um objetivo do presente pedido fornecer um inserto de corte que reduza de maneira significativa, ou supere, as desvantagens anteriormente mencionadas.

[0012] É também um objetivo do presente pedido fornecer uma fresa para um inserto de corte deste tipo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] De acordo com o presente pedido, é provido um inserto de corte que compreende as características da reivindicação principal (1). Modalidades preferíveis são dadas nas reivindicações dependentes (2-8).

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0014] Para um melhor entendimento do presente pedido, e a fim de mostrar como o mesmo pode ser realizado na prática, referência será agora feita aos desenhos que acompanham, nos quais: A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de uma fresa; A Fig. 2 mostra a fresa da Fig. 1 com um inserto de corte que foi removido de uma cavidade de inserto; A Fig. 3 é uma vista superior do inserto de corte de acordo com uma primeira modalidade do presente pedido; A Fig. 4 é uma vista frontal do inserto de corte mostrado na Fig. 3; A Fig. 5 é uma vista lateral do inserto de corte mostrado na Fig. 3; A Fig. 6 é uma vista superior do inserto de corte de acordo com uma segunda modalidade do presente pedido; A Fig. 7 é uma vista frontal do inserto de corte mostrado na Fig. 6; A Fig. 8 é uma vista lateral do inserto de corte mostrado na Fig. 6; A Fig. 9 é uma vista em perspectiva traseira do inserto de corte de acordo com algumas modalidades do presente pedido; e A Fig. 10 é uma vista lateral de um suporte de inserto de acordo com algumas modalidades do presente pedido.

[0015] Será apreciado que para simplicidade e clareza de ilustração, elementos mostrados nas Figs. não foram necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos podem estar exageradas em relação ao outros elementos para clareza, ou diversos componentes físicos podem ser incluídos em um bloco ou elemento funcional. Além disto, onde considerado apropriado, numerais de referência podem ser repetidos entre as Figs. para indicar elementos correspondentes ou análogos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0016] Na descrição a seguir, diversos aspectos do presente pedido serão descritos. Para finalidades de explicação, configurações específicas e detalhes são descritos de modo a fornecer um entendimento completo do presente pedido. Contudo, também será evidente a alguém versado na técnica, que o presente pedido pode ser tornado prático sem os detalhes específicos aqui apresentados. Além disto, características bem conhecidas podem ser omitidas ou simplificadas para não obscurecer o presente pedido.

[0017] Atenção é trazida primeiro para as Figs. 1 e 2 que mostram uma fresa 20. A fresa 20 está na forma de um suporte de inserto 22 que tem uma pluralidade de insertos de corte de fresa idênticos 24 retidos de maneira removível em uma pluralidade correspondente de cavidades de inserto idênticos 26. A fresa 20 tem um eixo de rotação longitudinal R que define uma direção da frente para trás com as cavidades de inserto 26 e os insertos de corte 24 localizados na extremidade dianteira da fresa 20. Cada inserto de corte 24 é preso a um respectivo cavidade de inserto 26 por meio de um parafuso de retenção 28 que passa através de um furo transpassante de inserto 30 no inserto de corte 24, e recebido em rosqueamento em um furo de cavidade 32 em uma superfície de base 34 do cavidade de inserto 26. O suporte de inserto 22 pode ser fabricado a partir de um primeiro material, e o inserto de corte 24 de um segundo material mais duro. De acordo com algumas modalidades, a fresa 20 pode ter dois até quatro insertos de corte 24 retidos em cavidades de inserto correspondentes 26.

[0018] Como mostrado nas Figs. 3, 4 e 5, o inserto de corte 24 inclui uma superfície de topo 36 e uma superfície de fundo oposta 38, com o furo transpassante de inserto 30 tendo um eixo central C e passando através das superfície de topo e de fundo 36, 38. Uma superfície periférica 40 se estende entre a superfície de topo 36 e a superfície de fundo 38. A superfície periférica 40 circunda todo o inserto de corte 24. A superfície periférica 40 contém uma superfície arqueada frontal 42 e uma superfície traseira 44.

[0019] A superfície traseira 44 é multifacetada e compreende uma superfície traseira central 46, duas superfícies de contato laterais 48, 50, uma primeira superfície de contato lateral 48 e uma segunda superfície de contato lateral 50, duas superfícies de contato traseiras 52, 54, uma primeira superfície de contato traseira 52 e uma segunda superfície de contato traseira 54. As duas superfícies de contato traseiras 48, 50 são paralelas uma à outra e perpendiculares à superfície traseira central 46. As duas superfícies de contato traseiras 52, 54 são chatas e coplanares. A superfície traseira central 46 é localizada entre as duas superfícies de contato laterais 48, 50. No inserto de corte 24 as duas superfícies de contato laterais 48, 50 se estendem para frente a partir da superfície traseira central 46 que é orientada transversalmente a elas. Cada superfície de contato lateral 48, 50 é adjacente a uma superfície de contato traseira respectiva 52, 54. No inserto de corte 24 a superfície traseira central 46 e as duas superfícies de contato laterais 48, 50 são localizadas em uma protuberância 56 do inserto de corte 24. Como visto nas Figs., a superfície traseira central 46 é localizada em uma parede voltada para trás da protuberância 56, enquanto as duas superfícies de contato laterais 48, 50 são localizadas nas paredes voltadas lateralmente para fora da protuberância 56. A protuberância 56 se salienta além das superfícies de contato traseiras 52, 54, em uma direção para longe de uma região central da superfície arqueada frontal 42.

[0020] O inserto de corte 24 mostrado nas Figs. 3 até 5 está de acordo com uma primeira modalidade do presente pedido. De acordo com a primeira modalidade, uma aresta de corte 58 é formada onde a superfície arqueada frontal 42 contacta a superfície de topo 36. Além disto, de acordo com a primeira modalidade, uma aresta 60 que não é uma aresta de corte, é formada onde a superfície arqueada frontal 42 contacta a superfície de fundo 38, isto é, o inserto de corte 24 é “de um lado”.

[0021] De acordo com algumas modalidades, em uma vista superior do inserto de corte 24 a aresta de corte 58 pode se situar em um arco circular onde o ângulo α subtendido no centro do círculo pode ser 120°.

[0022] Deveria ser apreciado que com o primeiro ângulo α sendo maior do que 90 °, em adição a realizar operações de fresagem com forças de corte atuando na direção axial para trás, a fresa 20 é capaz de realizar operações de fresagem com forças de corte atuando na direção axial para frente, e assim operar com uma faixa aumentada de capacidade de manobra.

[0023] Como mostrado nas Figs. 4 e 5, em algumas modalidades do presente pedido a largura da superfície arqueada frontal 42 entre as superfícies de topo e de fundo 36, 38 pode ser menor nos lados do que no meio. Além disto, como visto na Fig. 5, a superfície arqueada frontal 42 pode ser inclinada para dentro, em uma direção para longe da superfície de topo 36.

[0024] Como mostrado nas Figs. 4 e 7, em algumas modalidades do presente pedido as superfícies de topo e de fundo 36, 38 podem ser substancialmente planas.

[0025] Como mostrado nas Figs. 3, 6 e 9, pode haver uma ranhura de alívio de tensão 62, 64 de cada lado da protuberância 56, correndo entre a protuberância 56 e as superfícies de contato traseiras 52, 54.

[0026] Atenção é trazida para as Figs. 6, 7 ou 8, que mostram um inserto de cortem 24 de acordo com uma segunda modalidade do presente pedido. De acordo com a segunda modalidade, uma outra aresta de corte 60 é formada onde a superfície arqueada frontal 42 contacta a superfície de fundo 38. As arestas de corte 58, 60 formadas na superfície de topo e de fundo 36, 38 são idênticas, de modo que o inserto é “de dois lados”, e pode ser invertido.

[0027] De acordo com a segunda modalidade, o inserto de corte 24 apresenta simetria de rotação em 180° ao redor de um eixo de simetria B. O eixo de simetria B passa através da superfície traseira central 46, do eixo central C do furo transpassante 30 e também passa através da superfície arqueada frontal 42. É observado, contudo, que o inserto de corte 24 não é indexável ao redor de seu furo transpassante 30, diferentemente dos insertos descritos nas patentes anteriormente mencionadas, Patente US No. 5.951.213 e Pedido Publicado US No. 2010/0124465. Na modalidade ilustrada, o eixo de simetria B é perpendicular à e divide ao meio a superfície traseira central 46.

[0028] Como pode ser visto nas Figs. 2 e 10, cada cavidade de inserto 26 tem uma parede lateral 66 que se estende geralmente vertical para cima a partir da superfície de base 34. De acordo com alguns exemplos, a superfície de base 34 e a parede lateral 66 podem ser perpendiculares uma à outra. Um soquete 68 é formado na parede lateral 66, adjacente à superfície de base 34. O soquete 68 tem uma superfície de soquete de fundo 70, uma superfície de soquete de topo oposta 72, uma superfície traseira de soquete 74 e duas superfícies de contato laterais de soquete 76, 78, uma primeira superfície de contato lateral de soquete 76 e uma segunda superfície de contato lateral de soquete 78. As duas superfícies de contato laterais de soquete 76, 78 podem ser genericamente paralelas uma à outra e transversais ao eixo longitudinal de rotação R. A superfície traseira de soquete 74 e as superfícies de contato laterais de soquete 76, 78 são situadas entre as superfícies de soquete de topo e de fundo 72, 70.

[0029] Cada superfície de contato lateral de soquete 76, 78 se estende a partir da superfície traseira de soquete adjacente 74 até a parede lateral 66. A primeira superfície de contato lateral de soquete 76 fornece de maneira primária suporte axial para o inserto de corte 24 contra forças de corte que atuam na direção axial para trás. Se estendendo ao longo da parede lateral de do cavidade 66 a partir das adjacentes primeira e segunda superfícies de contato lateral de soquete 76, 78 e adjacente à superfície de base de cavidade de inserto 44, existem primeira e segunda superfícies de contato laterais 82, 80, respectivamente. De acordo com alguns exemplos, as referidas primeira e segunda superfícies de contato laterais 82, 80 são chatas e coplanares, não diferentemente das duas superfícies de contato traseiras 52, 54 formadas no inserto de corte 24. As primeira e segunda superfícies de contato laterais 82 e 80 fornecem de maneira primária suporte radial para o inserto de corte 24.

[0030] Em outros exemplos do presente pedido (não mostrados), o soquete 68 pode não incluir a superfície de soquete de topo72.

[0031] Como pode ser visto na Fig. 2, cada cavidade de inserto 26 tem duas ranhuras 84, 86 na superfície de base 34 que correm em uma direção perpendicular à parede lateral 66. Estas ranhuras 84, 86 são uma consequência do método de produção para criar o soquete 68.

[0032] O assento e suporte do inserto de corte 24 no cavidade de inserto 26 será descrito com referência às Figs. 1, 2 e 10. Quando o inserto de corte 24 está localizado no cavidade de inserto 26 do suporte de inserto 22, a protuberância 56 do inserto de corte 24 é localizada no soquete 68 do suporte de inserto 22. De acordo com alguns exemplos, existem quatro regiões de contato nas quais o inserto de corte 24 e o cavidade de inserto 26 engatam um com o outro. A primeira região de contato é formada entre a superfície de fundo 38 do inserto de corte 24 e a superfície de base 34 do suporte de inserto 22. A segunda região de contato é formada entre a primeira superfície de contato traseira 52 do inserto de corte 24 e a primeira superfície de contato lateral 82 do suporte de inserto 22. A terceira região de contato é formada entre a segunda superfície de contato traseira 54 do inserto de corte 24 e a segunda superfície de contato lateral 80 do suporte de inserto 22. A quarta região de contato surge quando a protuberância 56 engata o soquete 68, e é formada entre a primeira superfície de contato lateral 48 e a primeira superfície de contato lateral de soquete 76. A quarta região de contato fornece, de maneira primária, suporte axial para o inserto de corte 24 contra forças de corte que atuam sobre o inserto de corte 24 na direção axial para trás durante uma operação de fresagem. De maneira similar, as segunda e terceira regiões de contato fornecem de maneira primária suporte radial para o inserto de corte 24 contra forças de corte que atuam sobre o inserto de corte 24 durante uma operação de fresagem.

[0033] Pode ser visto então, a partir do arranjo de assento e suporte que precede, que a superfície traseira central 46 do inserto de corte 24 embora localizada no soquete 74, permanece não contactada pela superfície traseira de soquete 74. Pode ser ainda visto que o soquete 68 é configurado e dimensionado para receber uma porção de um inserto de corte retida no cavidade de inserto associado com apenas uma das duas superfícies de contato laterais de soquete 76, 78, contactando um lado daquela porção.

[0034] As segunda, terceira e quarta regiões de contato são geradas projetando o furo transpassante de inserto 30 para ser adequadamente excêntrico em relação ao furo de cavidade 32. Devido à excentricidade, quando o parafuso de retenção 28 é apertado, uma força de deslocamento é aplicada ao inserto de corte 24 forçando o inserto de corte 24 contra o cavidade de inserto 26 nas segunda, terceira e quarta regiões de contato. Este arranjo é utilizado para a maior parte das operações de fresagem nas quais as forças de corte axiais são orientadas na direção da frente para trás. Em tais operações de fresagem não há contato entre a segunda superfície de contato lateral 50 e a segunda superfície de contato lateral de soquete 78. Contudo, para operações de corte para as quais as forças de corte axiais são orientadas na direção da traseira de trás para frente, não haverá contato entre a primeira superfície de contato lateral 48 e a primeira superfície de contato lateral de soquete 76, de modo que estas duas superfícies não irão formar a quarta região de contato. Ao invés disto, haverá contato entre a segunda superfície de contato lateral 50 e a segunda superfície de contato lateral de soquete 78 formando com isto a quarta região de contato.

Claims

1. Inserto de corte (24), o qual compreende: superfícies opostas de topo e de fundo (36, 38) e uma superfície periférica (40) que se estende entre as mesmas, a dita superfície periférica (40) compreendendo uma superfície arqueada frontal (42) e uma superfície traseira (44), a dita superfície arqueada frontal (42) contactando as superfícies de topo e de fundo (36, 38) em duas arestas (58, 60), no mínimo uma das arestas (58) compreendendo uma aresta de corte; a superfície traseira (44) compreendendo uma superfície traseira central (46), duas superfícies de contato laterais (48, 50) e duas superfícies de contato traseiras (52, 54), a dita superfície traseira central (46) sendo localizada entre as duas superfícies de contato laterais (48, 50) que se estendem para frente a partir da mesma, cada superfície de contato lateral (48, 50) sendo adjacente a uma respectiva superfície de contato traseira (52, 54), dita superfície traseira central (46) e as duas superfícies de contato laterais (48, 50) sendo localizadas sobre uma protuberância (56) do inserto de corte (24), a protuberância (56) se salientando além das superfícies de contato traseiras (52, 54) em uma direção para longe de uma região central da superfície arqueada frontal (42); e um furo transpassante de inserto (30) que passa entre aquelas superfícies de topo e de fundo (36, 38); caracterizado pelo fato de que: as duas superfícies de contato laterais (48, 50) são paralelas uma à outra; e as duas superfícies de contato traseiras (52, 54) são chatas e coplanares.

2. Inserto de corte (24) de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que a aresta de corte (58) se situa sobre um círculo imaginário e subtende a um ângulo (α) de 120° no centro do círculo.

3. Inserto de corte (24) de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que as duas superfícies de contato laterais (48, 50) são perpendiculares à superfície traseira central (46).

4. Inserto de corte (24) de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que o inserto de corte é não indexável ao redor do furo transpassante de inserto (30).

5. Inserto de corte (24) de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que: o inserto de corte é de dois lados; cada uma das arestas (58, 60) compreende uma aresta de corte; e o inserto de corte (24) tem simetria de rotação em 180° ao redor de um eixo de simetria (B) que passa através da superfície traseira central (46), do furo transpassante (30) e da superfície arqueada frontal (42).

6. Inserto de corte (24) de acordo com a reivindicação 5, sendo caracterizado pelo fato de que: o eixo de simetria (B) é perpendicular à superfície traseira central (46) e divide ao meio a superfície traseira central (46).

7. Inserto de corte (24) de acordo com a reivindicação 5, sendo caracterizado pelo fato de que a aresta de corte (58) se situa sobre um círculo imaginário e subtende a um ângulo (α) de 120° no centro do círculo.

8. Inserto de corte (24) de acordo com a reivindicação 5, sendo caracterizado pelo fato de que as duas superfícies de contato laterais (48, 50) são perpendiculares à superfície traseira central (46).