BR112016021302B1

BR112016021302B1 - Aparelho de fresagem de engrenagem e método para produzir uma engrenagem

Info

Publication number: BR112016021302B1
Application number: BR112016021302-5A
Authority: BR
Inventors: Benjamin Stephen Sheen
Original assignee: Eaton Intelligent Power Limited
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2022-08-30
Also published as: KR20170010767A; CN105290520A; BR112016021302A2; RU2016145644A; US9962783B2; EP3148737B1; US20170072486A1; EP3148737A1; RU2016145644A3; JP6407301B2; WO2015183342A1; RU2664496C2; AU2014395478A1; JP2017516667A; CN205085492U; CN105290520B

Abstract

APARELHO DE FRESAGEM DE ENGRENAGEM E MÉTODO PARA PRODUZIR UMA ENGRENAGEM. Um aparelho de fresagem de engrenagem para produzir uma engrenagem a partir de uma peça metálica de acordo com exemplo da presente divulgação pode incluir uma fresa, uma primeira série de dentes de fresa e uma segunda série de dentes de fresa. A fresa pode ter um corpo de fresa cilíndrico. A primeira série de dentes de fresa pode se estender a partir do corpo de fresa cilíndrico e ter uma primeira altura de dente. A segunda série de dentes de fresa pode se estender alternadamente a partir do corpo de fresa cilíndrico com a primeira série de dentes de fresa e ter uma segunda altura de dente. A primeira e segunda alturas de dentes são distintas e configuradas para criar uma engrenagem a partir da peça metálica que tenha dentes adjacentes tendo diâmetros externos distintos.

Description

Campo técnico

[001] A presente divulgação relaciona-se geralmente com ferramentas para fresagem de engrenagens e mais especificamente, com um aparelho de fresagem de engrenagem para produzir uma engrenagem a partir de uma peça metálica [“blank”].

Técnica anterior

[002] Engrenagens são tipicamente cortadas a partir de uma peça de trabalho ou peça metálica durante uma operação de geração de dente chamada fresagem. Um cortador de fresa é projetado para produzir uma forma de dente com uma dada altura de dente, ângulo de pressão, e espessura de dente. Todos os dentes produzidos com um cortador de fresa típico têm a mesma altura de dente, ângulo de pressão, e espessura de dente. O formato das características é descrito por uma cremalheira. Uma fresa típica tem formato cilíndrico e tem dentes de corte helicoidais. Estes dentes têm ranhuras que correm o comprimento da fresa. As ranhuras podem auxiliar a cortar a peça metálica e facilitam a remoção de aparas. Durante o uso, os dentes da fresa podem ser progressivamente cortados na peça de trabalho por uma série de cortes feito pela fresa.

Sumário da invenção

[003] Um aparelho de fresagem de engrenagens para produzir uma engrenagem a partir de uma peça metálica de acordo com um exemplo da presente divulgação pode incluir uma fresa, uma primeira série de dentes de fresa e uma segunda série de dentes de fresa. A fresa pode ter um corpo de fresa cilíndrico. A primeira série de dentes de fresa podem se estender a partir do corpo de fresa cilíndrico e ter uma primeira altura de dente. A primeira e segunda alturas de dentes são distintas e configuradas para criar uma engrenagem a partir da peça metálica que tenha dentes adjacentes tendo diâmetros externos distintos.

[004] De acordo com características adicionais, a fresa tem uma única rosca de partida. De acordo com outras características, a fresa tem múltiplas rocas de partida. A fresa pode ter uma primeira rosca tendo um primeiro perfil de cremalheira e uma segunda rosca tendo um segundo perfil de cremalheira. A primeira rosca e a segunda rosca são distintas. O primeiro e segundo perfis de cremalheira são distintos. Em outros exemplos, uma fresa tendo três ou mais roscas tendo três ou mais perfis de roscas é provida.

[005] Um aparelho de fresagem de engrenagens para produzir uma engrenagem a partir de uma peça metálica construído de acordo com características adicionais da presente divulgação inclui uma fresa, um primeiro dente e um segundo dente. A fresa pode ter um corpo de fresa cilíndrico e um eixo geométrico cilíndrico. O primeiro dente pode se estender a partir do corpo de fresa cilíndrico e ter um primeiro diâmetro medido a partir do eixo geométrico cilíndrico e prover uma primeira altura de dente. O segundo dente pode se estender adjacentemente a partir do corpo de fresa cilíndrico e prover uma segunda altura de dente. O primeiro e segundo diâmetros são equivalentes. A primeira e segunda alturas de dentes são distintas. A fresa é configurada para criar uma engrenagem a partir da peça metálica que tenha dentes adjacentes tendo diâmetros externos distintos.

[006] De acordo com características adicionais, o aparelho de fresagem de engrenagem pode adicionalmente incluir uma primeira série de dentes de fresa tendo a primeira altura de dente. O aparelho de fresagem de engrenagem pode adicionalmente incluir uma segunda série de dentes de fresa se estendendo alternadamente a partir do corpo de fresa cilíndrico com a primeira série de dentes de fresa. A segunda série de dentes de fresa pode ter a segunda altura de dente.

[007] De acordo com outras características, a fresa tem uma única rosca de partida. Em outros arranjos, a fresa pode ter múltiplas roscas de partida. A fresa pode ter uma primeira rosca tendo um primeiro perfil de cremalheira e uma segunda rosca tendo um segundo perfil de cremalheira. A primeira rosca e a segunda rosca são distintas. O primeiro e segundo perfis de rosca são distintos.

[008] Um método para produzir uma engrenagem a partir de uma peça metálica de engrenagem tendo um eixo geométrico de peça metálica de engrenagem de acordo com um exemplo da presente divulgação pode incluir, prover uma fresa tendo (i) um corpo de fresa cilíndrico tendo um eixo geométrico de fresa, (ii) uma primeira série de dentes de fresa se estendendo a partir do corpo de fresa cilíndrico e tendo uma primeira altura de dente e (iii) uma segunda série de dentes de fresa se estendendo alternadamente a partir do corpo de fresa cilíndrico com a primeira série de dentes de fresa e tendo uma segunda altura de dente. A primeira e segunda alturas de dentes são distintas. A fresa pode ser transladada através de uma face circunferencial da peça metálica de engrenagem. A fresa e a peça metálica de engrenagem podem girar sobre seus respectivos eixos geométricos. A peça metálica de engrenagem pode ser cortada com a primeira e segunda séries de dentes de fresa. O primeiro e segundo dentes de fresa criam uma engrenagem tendo dentes adjacentes tendo diâmetros externos distintos.

[009] A fresa pode ter uma única rosca de partida em um exemplo. A fresa pode ter múltiplas roscas de partida em um outro exemplo. A fresa pode ter uma primeira rosca tendo um primeiro perfil de cremalheira e uma segunda rosca tendo um segundo perfil de cremalheira. A primeira rosca e a segunda rosca podem ser distintas. O primeiro e segundo perfis de cremalheira podem ser distintos.

Descrição resumida dos desenhos

[0010] A presente divulgação se tornará mais completamente compreendida a partir da descrição detalhada e dos desenhos anexos, onde:

[0011] A figura 1 é uma vista lateral de uma fresa construída de acordo com um exemplo da presente divulgação e mostrada formando uma engrenagem tendo dentes de engrenagem em uma peça metálica;

[0012] A figura 2 é uma vista de detalhe da fresa e peça metálica da figura 1 e mostrada ilustrando respectivos dentes de fresa e dentes de engrenagem;

[0013] A figura 3 é uma vista axial da fresa da figura 1;

[0014] A figura 4 é uma outra vista lateral em perspectiva da fresa da figura 1;

[0015] A figura 5 é uma vista de detalhe de um dos dentes se estendendo a partir da fresa da figura 4;

[0016] A figura 6 é uma vista em corte da fresa ilustrando alturas de dentes adjacentes definidas por dentes adjacentes na fresa; e

[0017] A figura 7 é uma vista em planta de uma engrenagem resultante formada pela fresa da figura 1 e mostrada engrenando com uma segunda engrenagem adjacente de acordo com um exemplo da presente divulgação.

Descrição detalhada da invenção

[0018] Com referência inicial às figuras 1 e 2, um aparelho ou fresa de fresagem de engrenagens construído de acordo com um exemplo da presente divulgação é mostrado e identificado geralmente no numeral de referência 10. A fresa 10 pode ser construída para produzir uma engrenagem 20 a partir de uma peça de trabalho ou peça metálica 22. A fresa 10 pode ser configurada para girar ao redor de um fuso de fresa 30. A fresa 10 tem um corpo de fresa cilíndrico 32 que inclui um eixo geométrico 36 que é comum com um eixo geométrico rotacional do fuso de fresa 30. A fresa 10 pode geralmente incluir dentes de fresa 40. Cortes 42 são formados longitudinalmente ao longo do corpo de fresa cilíndrico 32 entre os dentes de fresa 40.

[0019] Como será descrito e se tornará mais completamente apreciado a partir da discussão seguinte, a fresa 10 é usada para formar a engrenagem 30 a partir da peça metálica 22. A este respeito, a engrenagem 20 terá dentes de engrenagem 50 formados ao redor dela. A peça metálica 22 pode ser configurada para girar sobre um eixo geométrico de peça metálica 56. A peça metálica 22 pode ser montada para rotação com um fuso de peça de trabalho 60. Como será descrito em detalhes adicionais aqui, a engrenagem 20 será formada pela fresa 10 de uma maneira tal que nem todos os dentes da engrenagem 50 terão o mesmo diâmetro externo.

[0020] A fresa 10 é construída tal que os dentes 50 tendo diferentes diâmetros externos podem ser formados em uma única operação sem subsequentes etapas de usinagem. A este respeito, durante a formação ou fresagem da engrenagem 20, uma primeira série de dentes de fresa 40A podem ser providos os quais têm uma altura de dente 70 enquanto uma segunda série de dentes de engrenagem 40B têm uma altura de dente 72. A primeira altura de dente 70 pode geralmente ser definida a partir de uma ranhura 74 na fresa 10 até uma ponta 76 no primeiro dente 40A. Similarmente, a altura de dente 72 pode ser definida entre uma ranhura 77 e uma ponta 78 do segundo dente 40B. A altura de dente 70 e a altura de dente 72 são distintas. Além disso, devido às ranhuras 74 e 77 estarem em locais distintos, o diâmetro da raiz da primeira e segunda série dos dentes de fresa 40A e 40B varia. O diâmetro de raiz variado permite o corte dos dentes de alturas de dentes diferentes 50 na engrenagem 20.

[0021] No exemplo mostrado, a altura de dente 72 é menor que a altura de dente 70. Como um resultado, os dentes de engrenagem 50 que são formados pela fresa 10 terão uma primeira série de dentes de engrenagem 50A e uma segunda série de dentes de engrenagem 50B. A primeira série de dentes de engrenagem 50A terá um diâmetro 80 medido a partir do eixo geométrico 56. Os dentes de engrenagem 50B terão um diâmetro 82 medido a partir do eixo geométrico de engrenagem 56. De acordo com os ensinamentos da presente divulgação, o dente de engrenagem 50A terá um diâmetro 80 que é maior que o diâmetro 82 do dente de engrenagem 50B.

[0022] Com referência adicional agora às figuras 3-5, características adicionais da fresa 10 serão descritas. A fresa 10 pode definir um diâmetro integral 100 formado através do corpo de fresa cilíndrico 32. A fresa 10 pode definir um diâmetro externo 110. O espaçamento de cortes 120 pode ser definido radialmente entre ranhuras adjacentes 74 e 78. Cada dente de fresa 40 pode incluir uma face de corte radial 122 e um came 124.

[0023] A fresa 10 adicionalmente pode definir um diâmetro efetivo 130, um cubo 132, uma largura de face de corte 134 e um comprimento de fresa 136. Um ângulo de pressão 140 pode ser definido pelos dentes de fresa 40. Dentes adjacentes 40 podem definir um avanço 144. Uma primeira rosca 150 e uma segunda rosca 152 (figura 6) podem adicionalmente ser providas na fresa 10. Com referência específica à figura 5, um dente de fresa 40 pode incluir adicionalmente uma espessura de dente 160, um raio de ponta 162, um adendo de fresa 164, e uma modificação de alívio de ponta 168. Uma altura de dente de corte 170 pode ser definida para cada dente 40.

[0024] Voltando agora para a figura 6, a primeira rosca 150 e a segunda rosca 152 são mostradas no corpo cilíndrico 32 da fresa 10. As roscas 150 e 152 geralmente definem um ângulo de avanço da ação de corte da fresa 10. Voltando agora para a figura 7, a fresa 10 é configurada para formar a engrenagem 20 tendo dentes adjacentes 50 (tais como os dentes 50A e 50B) tendo diâmetros distintos 80 e 82. No exemplo mostrado, o diâmetro 80 é maior que o diâmetro 82. Devido aos dentes 50A e 50B, formados alternadamente ao redor da engrenagem 20 terem diâmetros distintos, eles terão pontos de engate distintos em dentes combinados 200 de uma correspondente engrenagem convencional 220 onde os dentes 200 têm diâmetros comuns. A este respeito, o evento de engrenamento pode ter diferentes frequências ressonantes criadas permitindo um engate mais silencioso entre as respectivas engrenagens 50 na engrenagem 20 e os dentes de engrenagem 200 na engrenagem 220.

[0025] Um método para produzir a engrenagem 20 usando a fresa 10 de acordo com um exemplo da presente divulgação será descrito agora. No início a fresa 10 é selecionada tendo características adequadas para produzir a desejada engrenagem 20. A este respeito, a fresa 10 é selecionada tendo um desejado diâmetro efetivo 130, largura de face de corte 134, comprimento de fresa 136, ângulo de pressão 140, espessura de dente 160, raio de ponta 162, adendo de fresa 164, modificação de alívio de ponta 168 e altura de dente de corte 170 para cada dente resultante. A primeira série de dentes de fresa 40A têm a altura de dente 70 que é maior que a altura de dente 72 provida pela segunda série alternada de dentes 40B.

[0026] O fuso de fresa 30 pode ser fixado para rotação ao redor do eixo geométrico 36. O fuso de fresa 30 pode ser girado por um motor de acionamento (não mostrado especificamente). O fuso de peça de trabalho 60 pode ser fixado para rotação ao redor do eixo geométrico de engrenagem 56. A fresa 10 é transladada através de uma face circunferencial da peça de trabalho 22 enquanto a fresa 10 gira sobre o eixo geométrico 36 e a peça de trabalho 22 gira sobre o eixo geométrico 56. A primeira e segunda séries de dentes de fresa 40A e 40B têm distintas alturas de dentes 70 e 72. A primeira e segunda séries de dentes de fresa 40A e 40B cortam a peça de trabalho 22 criando a engrenagem 20 tendo dentes de engrenagem alternados 50A e 50B. Os dentes de engrenagem 50A e 50B têm diâmetros externos distintos.

[0027] A descrição anterior das configurações foi provida para propósitos de ilustração e descrição. Ela não é intencionada a ser exaustiva ou a limitar a divulgação. Elementos ou características individuais de uma particular configuração não estão geralmente limitados àquela particular configuração, mas, onde aplicável, são intercambiáveis e podem ser usados em uma configuração selecionada, mesmo se não especificamente mostrada ou descrita. O mesmo também pode ser variado de muitos modos. Tais variações não devem ser vistas como um desvio a partir da divulgação, e todas tais modificações são intencionadas a estarem incluídas dentro do escopo da divulgação.

Claims

1. Aparelho de fresagem de engrenagem, para produzir uma engrenagem (20) a partir de uma peça metálica (22), o aparelho de fresagem de engrenagem compreendendo: - uma fresa (10) tendo um corpo de fresa cilíndrico (32), caracterizado pelo fato de: - uma primeira série de dentes de fresa (40A) se estender a partir do corpo de fresa cilíndrico (32) e tendo uma primeira altura de dente (70); e - uma segunda série de dentes de fresa (40B) se estendendo alternadamente a partir do corpo de fresa cilíndrico (32) com a primeira série de dentes de fresa (40A) e tendo uma segunda altura de dente (72); - sendo que a primeira e segunda alturas de dentes (70, 72) são distintas e configuradas para criar uma engrenagem (20) a partir da peça metálica (22) que tenha dentes adjacentes tendo diâmetros externos distintos.

2. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter uma única rosca de partida.

3. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter múltiplas roscas de partida.

4. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter uma primeira rosca (150) tendo um primeiro perfil de cremalheira e uma segunda rosca (152) tendo um segundo perfil de cremalheira, sendo que a primeira e segunda roscas (150, 152) são distintas.

5. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo perfis de cremalheira serem distintos.

6. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 1 , caracterizado pelo fato de: - o corpo de fresa cilíndrico (32) ter um eixo geométrico cilíndrico; - o primeiro dente ter um primeiro diâmetro medido a partir do eixo geométrico cilíndrico; - o segundo dente ter um segundo diâmetro medido a partir do eixo geométrico cilíndrico; e sendo que o primeiro e segundo diâmetros são equivalentes.

7. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter uma única rosca de partida.

8. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter múltiplas roscas de partida.

9. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter uma primeira rosca (150) tendo um primeiro perfil de cremalheira e uma segunda rosca (152) tendo um segundo perfil de cremalheira, sendo que a primeira e segunda roscas são distintas.

10. Aparelho de fresagem de engrenagem, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo perfis de cremalheira serem distintos.

11. Método para produzir uma engrenagem, a partir de uma peça metálica de engrenagem (20) tendo um eixo geométrico de peça metálica de engrenagem (56) , caracterizado pelo fato de consistir de: - prover uma fresa (10) tendo: (i) um corpo de fresa cilíndrico (32) tendo um eixo geométrico de fresa (36), (ii) uma primeira série de dentes de fresa (40A) se estendendo a partir do corpo de fresa cilíndrico (32) e tendo uma primeira altura de dente (70); e (iii) uma segunda série de dentes de fresa (40B) se estendendo alternadamente a partir do corpo de fresa cilíndrico (32) com a primeira série de dentes (40A) e tendo uma segunda altura de dente (72), sendo que a primeira e segunda alturas de dentes (70, 72) são distintas; - transladar a fresa (10) através de uma face circunferencial da peça metálica de engrenagem (22) sendo que a fresa (10) e a peça metálica de engrenagem (22) giram sobre seus respectivos eixos geométricos; e - cortar a peça metálica de engrenagem (22) com a primeira e segunda série de dentes de fresa (40A, 40B) sendo que o primeiro e segundo dentes de fresa criam uma engrenagem tendo dentes adjacentes tendo diâmetros externos distintos.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter uma única rosca de partida.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter múltiplas roscas de partida.

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a fresa (10) ter uma primeira rosca (150) tendo um primeiro perfil de cremalheira e uma segunda rosca (152) tendo um segundo perfil de cremalheira, sendo que a primeira rosca e a segunda roscas (150, 142) são distintas.

15. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o primeiro e segundo perfis de cremalheira serem distintos.