BR112021006129A2

BR112021006129A2 - cabeça de corte rotatória e ferramenta de corte rotativa

Info

Publication number: BR112021006129A2
Application number: BR112021006129-0A
Authority: BR
Inventors: Arie Brodski; David BEN HAROUCHE; Anatoly Yanovski
Original assignee: Iscar Ltd.
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-07-20
Also published as: PL3860791T3; IL281238A; EP3860791B1; CN112789132B; EP3860791A1; WO2020070737A1; JP7391080B2; JP2022502267A; ES2930951T3; CA3115173A1; PT3860791T; KR102645349B1; TW202014261A; CN112789132A; US20200108449A1; KR20210059704A; TWI786325B

Abstract

CABEÇA DE CORTE TENDO PORÇÃO DE PONTA COM BORDAS DE CORTE FRONTAL SE EXTENDENDO RADIALMENTE FORNECIDA COM ÂNGULOS DE SAÍDA AMBOS NEGATIVOS E POSITIVOS, E FERRAMENTA DE CORTE ROTATIVA. Uma cabeça de corte rotatória em torno de um primeiro eixo, compreendendo uma porção intermediária e uma porção de ponta. A porção intermediária tem uma pluralidade de bordas de ataque definindo um diâmetro de corte, e a porção de ponta tem um ponto de ponta axialmente mais à frente e uma pluralidade de superfícies frontais com bordas de corte externas e internas. Uma superfície de saída externa adjacente a cada borda de corte externa tem um ângulo de saída externo positivo e uma superfície de saída interna adjacente a cada borda de corte interna tem um ângulo de saída interno negativo. Cada superfície de saída externa é disposta em uma ranhura de cabeça que intersecciona uma das bordas de ataque e cada superfície de saída interna é disposta em um rebaixo interseccionando uma das ranhuras de cabeça. Cada rebaixo se estende até um ponto final de percurso de rebaixo localizado a uma primeira distância axialmente para trás do ponto de ponta e a primeira distância é maior que trinta por cento do diâmetro de corte.

Description

CABEÇA DE CORTE TENDO PORÇÃO DE PONTA COM BORDAS DE CORTE FRONTAL SE EXTENDENDO RADIALMENTE FORNECIDA COM ÂNGULOS DE SAÍDA AMBOS NEGATIVOS E POSITIVOS, E FERRAMENTA DE CORTE ROTATIVA CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a uma cabeça de corte tendo uma porção de ponta com bordas de corte que se estendem radialmente e uma ferramenta de corte rotativa tendo tal cabeça de corte, para uso em processos de corte de metal em geral e para operações de perfuração em particular.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Dentro do campo de ferramentas de corte usadas em operações de perfuração, existem muitos exemplos de cabeças de corte com bordas de corte configuradas para levar em conta o aumento do desgaste nas porções radialmente externas devido às velocidades de corte relativamente mais altas e/ou estabilidade reduzida nas porções radialmente internas devido às forças de corte relativamente mais altas.

[003] O documento US 8,801,344 divulga uma broca de perfuração tendo pelo menos uma borda de corte principal e pelo menos uma borda de corte central, em que a broca de perfuração compreende um eixo longitudinal, e em que a pelo menos uma borda de corte principal e a pelo menos uma borda de corte central são, cada uma, atribuídas uma face de saída. A broca de perfuração é caracterizada pelo fato de que a face de saída atribuída a pelo menos uma borda de corte central tem pelo menos duas partes de faces que, vistas perpendiculares ao eixo longitudinal da broca de perfuração, formam um ângulo obtuso entre si, de modo que a pelo menos uma borda de corte central compreenda pelo menos duas partes de bordas de corte.

[004] O documento WO 2018/075921 A1 divulga uma broca incluindo uma pluralidade de áreas que se estendem até uma borda de corte, onde áreas adjacentes são separadas por ranhuras compreendendo um contorno de base arranjado em uma configuração geralmente helicoidal ao longo de um eixo central de um corpo de perfuração. A broca também inclui uma pluralidade de pontos de broca contornados, cada um tendo uma porção linear que se estende em direção a um diâmetro externo do corpo de broca, e uma porção arqueada que se estende da porção linear e em direção a um cinzel do corpo de broca. A broca inclui adicionalmente uma pluralidade de contornos de rebaixo posicionados dentro da pluralidade de ranhuras. Os contornos de rebaixo se estendem-se do cinzel do corpo de broca e os contornos de rebaixo são oblíquos aos contornos de base das ranhuras.

[005] O documento WO 2018/079489 A1 divulga uma ferramenta de corte com um corpo em forma de biela, uma lâmina de corte localizada em uma primeira extremidade do corpo e um sulco que se estende em uma espiral da lâmina de corte em direção a um segundo lado de extremidade do corpo. A lâmina de corte compreende uma primeira lâmina se interseccionando com um eixo de rotação quando vista em vista frontal, e uma segunda lâmina se estendendo da primeira lâmina em direção a uma superfície periférica externa do corpo. O sulco compreende uma primeira seção de desbaste localizada de modo a se conectar à primeira lâmina, e uma segunda seção de desbaste localizada de modo a se conectar à segunda lâmina. Um ângulo de desbaste da primeira seção de desbaste é menor que um ângulo de desbaste da segunda seção de desbaste.

[006] É um objetivo da presente invenção fornecer uma cabeça de corte aprimorada com bordas de corte radialmente externas com maior resistência ao desgaste e bordas de corte radialmente internas com maior estabilidade e robustez.

[007] É também um objetivo da presente invenção fornecer uma cabeça de corte aprimorada tendo rebaixos adjacentes às bordas de corte radialmente internas que fornecem uma evacuação de cavacos eficiente.

[008] É um objetivo adicional da presente invenção fornecer uma cabeça de corte aprimorada capaz de operar em altas taxas de avanço.

[009] É ainda um objetivo adicional da presente invenção fornecer uma ferramenta de corte rotativa aprimorada na qual a cabeça de corte é montada de maneira removível em uma haste.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[010] De acordo com a presente invenção, é fornecida uma cabeça de corte rotatória em torno de um primeiro eixo em uma direção de rotação e que compreende:

[011] uma porção intermediária tendo um número inteiro N, N ≥ 2, superfícies periféricas circunferencialmente espaçadas, cada superfície periférica tendo uma borda de ataque e a pluralidade de bordas de ataque definindo um diâmetro de corte; e

[012] uma porção de ponta tendo um ponto de ponta axialmente mais à frente contido no primeiro eixo e N superfícies frontais, cada superfície frontal tendo uma borda de corte frontal se estendendo radialmente que compreende uma borda de corte externa se estendendo radialmente para dentro de uma das bordas de ataque e uma borda de corte interna se estendendo radialmente para dentro a partir da referida borda de corte externa, cada borda de corte interna adjacente à sua borda de corte externa associada em um ponto de transição de borda de corte,

[013] em que:

[014] em uma seção transversal tomada em um primeiro plano vertical paralelo ao primeiro eixo e interseccionando qualquer uma das bordas de corte externas, uma superfície de saída externa adjacente à referida borda de corte externa é inclinada em um ângulo de saída externo positivo; e

[015] em uma seção transversal tomada em um segundo plano vertical paralelo ao primeiro eixo e interseccionando qualquer uma das bordas de corte internas, uma superfície de saída interna adjacente à referida borda de corte interna é inclinada em um ângulo de saída interno negativo,

[016] em que:

[017] cada superfície de saída externa é disposta em uma ranhura de cabeça que se estende axialmente para trás a partir da porção de ponta e intersecciona uma das bordas de ataque; e

[018] cada superfície de saída interna é disposta em um rebaixo que se estende axialmente para trás a partir da porção de ponta e intersecciona uma das ranhuras da cabeça,

[019] e em que:

[020] cada rebaixo tem um percurso de rebaixo definido por uma pluralidade de pontos de vértice de rebaixo de uma série de seções transversais tomadas em planos perpendiculares ao primeiro eixo e interseccionando o rebaixo ao longo de sua extensão axial;

[021] cada percurso de rebaixo se estende até um ponto final de percurso de rebaixo localizado a uma primeira distância axialmente para trás do ponto de ponta; e

[022] a primeira distância é maior que trinta por cento do diâmetro de corte.

[023] Além disso, de acordo com a presente invenção, é provida uma ferramenta de corte rotativa que compreende a cabeça de corte descrita acima e uma haste tendo um eixo longitudinal, e N ranhuras da haste alternando circunferencialmente com N áreas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[024] Agora, para uma melhor compreensão, apenas a título de exemplo, a invenção será descrita com referência aos desenhos anexos, nos quais as linhas tracejadas representam limites de corte para vistas parciais de um membro e em que: A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de uma cabeça de corte de acordo com a presente invenção; A Fig. 2 é uma vista lateral da cabeça de corte mostrada na Fig. 1; A Fig. 3 é uma vista superior da cabeça de corte mostrada na Fig. 1; A Fig. 4 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte mostrada na Fig. 3, tomada ao longo da linha IV-IV; A Fig. 5 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte mostrada na Fig. 3, tomada ao longo da linha V-V; A Fig. 6 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte mostrada na Fig. 2, tomada ao longo da linha VI-VI; A Fig. 7 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte mostrada na Fig. 2, tomada ao longo da linha VII-VII; A Fig. 8 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte mostrada na Fig. 3, tomada ao longo da linha VIII-VIII; A Fig. 9 é uma vista em perspectiva de uma ferramenta de corte rotativa de acordo com a presente invenção; e A Fig. 10 é uma vista explodida da ferramenta de corte rotativa mostrada na Fig. 9.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[025] Atenção é dada às Figs. 1 a 3, mostrando uma cabeça de corte 20 que pode ser fabricada por moldagem por pressão e sinterização de um carboneto cimentado, tal como o carboneto de tungstênio, e pode ser revestido ou não revestido.

[026] De acordo com a presente invenção, a cabeça de corte 20 é rotatória em torno de um primeiro eixo A1 em uma direção de rotação DR, compreendendo uma porção intermediária 22 e uma porção de ponta 24.

[027] Conforme mostrado nas Figs. 1 a 3, a porção intermediária 22 tem uma pluralidade de N superfícies periféricas circunferencialmente espaçadas 26. Cada superfície periférica 26 tem uma borda de ataque 28, e a pluralidade de bordas de ataque 28 define um diâmetro de corte DC.

[028] Em algumas modalidades da presente invenção, cada borda de ataque 28 pode se estender na direção oposta à direção de rotação DR à medida que se estende axialmente para trás a partir da porção de ponta 24.

[029] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, cada borda de ataque 28 pode se estender helicoidalmente ao longo do primeiro eixo A1.

[030] Conforme mostrado nas Figs. 1 a 3, a porção da ponta 24 tem um ponto de ponta axialmente mais à frente NT contido no primeiro eixo A1 e uma pluralidade de N superfícies frontais 30, cada superfície frontal 30 tendo uma borda de corte frontal se estendendo radialmente 31 que compreende uma borda de corte externa 32 se estendendo radialmente para dentro de uma das bordas de ataque 28 e uma borda de corte interna 34 se estendendo radialmente para dentro da referida borda de corte externa 32.

[031] Cada superfície frontal 30 também inclui uma superfície de folga 36 adjacente às suas bordas de corte externas e internas associadas 32, 34, e cada borda de corte interna 34 junta-se à sua borda de corte externa associada 32 em um ponto de transição de ponta NR. Conforme discutido abaixo, a borda de corte externa 32 está associado a um ângulo de saída positivo, enquanto a borda de corte interna 34 está associada a um ângulo de saída negativo. Assim, o ponto de transição de ponta NR corresponde ao ponto na borda de corte frontal 31 onde o ângulo de saída muda de um ângulo positivo para um ângulo negativo, enquanto viaja ao longo da borda de corte frontal 31 em uma direção radialmente para dentro em direção ao ponto de ponta mais à frente NT.

[032] Conforme mostrado na Fig. 3, a pluralidade de pontos de transição da borda de corte NR define um primeiro círculo imaginário C1 tendo um primeiro diâmetro D1.

[033] Em algumas modalidades da presente invenção, o primeiro diâmetro D1 pode ser maior que trinta por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, D1 > 0,30 * DC.

[034] Conforme mostrado nas Figs. 1 a 3, a porção da ponta 24 também pode incluir uma pluralidade de N bordas de cinzel 38, cada borda de cinzel 38 sendo formada por duas superfícies de folga adjacentes 36 e se estendendo radialmente para longe do ponto de ponta NT para uma das bordas de corte internas 34.

[035] Deve ser apreciado ao longo da descrição e reivindicações, que N é um número inteiro de pelo menos dois, ou seja, N ≥ 2.

[036] Em algumas modalidades da presente invenção, a cabeça de corte 20 pode apresentar simetria rotacional com N-dobras em torno do primeiro eixo A1.

[037] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, N pode ser igual a 3, e a porção intermediária 22 pode ter três bordas de ataque 28, e a porção de ponta 24 pode ter três bordas de corte externas 32 e três bordas de corte internas 34.

[038] Tendo três bordas de corte externas 32 e três bordas de corte internas 34 permite a cabeça de corte 20 para operar em altas taxas de avanço.

[039] Conforme mostrado na Fig. 4, em uma seção transversal tomada em um primeiro plano vertical PV1 paralelo ao primeiro eixo A1 e interseccionando qualquer uma das bordas de corte externas 32, uma superfície de saída 40 adjacente à referida borda de corte externa 32 está inclinada em um ângulo de saída externo positivo α1.

[040] Deve ser apreciado que a expressão “plano vertical”, conforme usada no presente pedido, se refere a qualquer plano que seja paralelo ao primeiro eixo A1, embora não necessariamente contenha o primeiro eixo A1.

[041] Deve ser apreciado ao longo da descrição e reivindicações, que o termo “ângulo de saída” se refere ao ângulo agudo formado entre uma superfície de saída e uma linha de referência imaginária paralela ao primeiro eixo A1.

[042] Também deve ser apreciado que as bordas de corte externas 32 são suscetíveis a maior desgaste do que as bordas de corte internas 34 devido às suas velocidades de corte relativamente mais altas, e que configuram o ângulo de saída externo α1 ser positivo na redução de desgaste nas bordas de corte externas 32, prolongando assim a vida operacional das mesmas.

[043] Conforme mostrado na Fig. 3, a pluralidade de superfícies de saída 40 é voltada para a direção de rotação DR.

[044] Em algumas modalidades da presente invenção, em uma seção transversal tomada em qualquer plano paralelo ao primeiro eixo A1 e interseccionando qualquer uma das bordas de corte externas 32, a superfície de saída 40 adjacente à referida borda de corte externa 32 pode ser inclinada em um ângulo de saída externo positivo α1.

[045] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, na seção transversal tomada no primeiro plano vertical PV1, o ângulo de saída externo positivo α1 pode ter uma magnitude superior a 5 graus, enquanto em algumas modalidades o ângulo de saída externo positivo α1 pode ter uma magnitude superior a 10 graus.

[046] Conforme mostrado na Fig. 4, na seção transversal tomada no primeiro plano vertical PV1, a superfície de folga 36 está inclinada em um ângulo de folga externo positivo β1.

[047] Deve ser apreciado ao longo da descrição e reivindicações, que o termo “ângulo de folga” se refere ao ângulo agudo formado entre uma superfície de folga e uma linha de referência imaginária perpendicular ao primeiro eixo A1.

[048] Conforme mostrado na Fig. 5, em uma seção transversal tomada em um segundo plano vertical PV2 paralelo ao primeiro eixo A1 e interseccionando qualquer uma das bordas de corte internas 34, uma superfície de saída interna 42 adjacente à referida borda de corte interna 34 está inclinada em um ângulo de saída interno negativo α2.

[049] Deve ser apreciado que as bordas de corte internas 34 são suscetíveis a forças de impacto maiores do que as bordas de corte externas 32 devido às suas velocidades de corte relativamente mais baixas, especialmente em altas taxas de avanço, e que configurando o ângulo de saída interno α2 a ser negativo aumenta a estabilidade e robustez das bordas de corte internas 34, prolongando assim a sua vida operacional.

[050] Conforme mostrado na Fig. 3, a pluralidade de superfícies de saída internas 42 é voltada para a direção de rotação DR.

[051] Em algumas modalidades da presente invenção, em uma seção transversal tomada em qualquer plano paralelo ao primeiro eixo A1 e interseccionando qualquer uma das bordas de corte internas 34, a superfície de saída interna 42 adjacente à referida borda de corte interna 34 pode ser inclinado em um ângulo de saída interno negativo α2.

[052] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, na seção transversal tomada no segundo plano vertical PV2, o ângulo de saída interno negativo α2 pode ter uma magnitude maior que 5 graus.

[053] Conforme mostrado na Fig. 5, na seção transversal tomada no segundo plano vertical PV2, a superfície de folga 36 está inclinada em um ângulo de folga interno positivo β2.

[054] Em algumas modalidades da presente invenção, o ângulo de folga interno β2 pode ser maior que o ângulo de folga externo β1, ou seja, β2 > β1.

[055] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, o ângulo de folga interno β2 pode aumentar continuamente quando medido em uma série de seções transversais paralelas tomadas em planos verticais paralelos localizados progressivamente mais perto do primeiro eixo A1.

[056] Configurando o ângulo de folga interno β2 para aumentar continuamente radialmente para dentro, reduz-se as altas forças de corte e impacto tipicamente associadas a velocidades de corte muito baixas, ocorrendo em direção ao centro da cabeça de corte.

[057] Conforme mostrado nas Figs. 1 a 3, cada superfície de saída 40 está disposta em uma ranhura de cabeça 44 se estendendo axialmente para trás a partir da porção de ponta 24 e interseccionando uma das bordas de ataque 28, e cada superfície de saída interna 42 está disposta em um rebaixo 46 se estendendo axialmente para trás a partir da porção de ponta 24 e interseccionando uma das ranhuras de cabeça 44.

[058] Além disso, conforme mostrado nas Figs. 1 a 3, cada rebaixo 46 tem um percurso de rebaixo GP definido por uma pluralidade de pontos de vértice de rebaixo de uma série de seções transversais paralelas tomadas em planos paralelos, cada um dos quais é perpendicular ao primeiro eixo A1 e intersecciona o rebaixo 46 ao longo de sua extensão axial.

[059] Deve ser apreciado ao longo da descrição e reivindicações, que para cada seção transversal tomada em um plano perpendicular ao primeiro eixo A1 e interseccionando o rebaixo 46, um ponto de vértice de rebaixo associado está localizado no ponto médio de um segmento do perfil associado tendo um raio mínimo, o raio mínimo tendo uma tolerância de + 0,20/- 0,00 mm.

[060] De acordo com a presente invenção, como mostrado na Fig. 2, cada percurso de rebaixo GP se estende a um ponto final de percurso de rebaixo NP localizado a uma primeira distância d1 axialmente para trás do ponto de ponta PT, e a primeira distância d1 é maior que trinta por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, d1 > 0,30 * DC.

[061] Configurando cada percurso de rebaixo GP para ter um comprimento axial extenso, por meio da primeira distância d1 sendo maior que trinta por cento do diâmetro de corte DC, contribui vantajosamente para um maior volume de rebaixo e uma evacuação eficiente de cavacos.

[062] Em algumas modalidades da presente invenção, a primeira distância d1 pode ser maior que quarenta por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, d1 > 0,40 * DC.

[063] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, cada percurso de rebaixo GP pode se estender em uma direção oposta à direção de rotação DR à medida que se estende axialmente para trás a partir da porção de ponta 24.

[064] Adicionalmente, em algumas modalidades da presente invenção, cada ponto final de percurso do rebaixo NP pode estar localizado radialmente mais longe do primeiro eixo A1 do que qualquer um dos pontos de transição da borda de corte NR.

[065] Configurando cada ponto final do percurso de rebaixo NP para ser localizado radialmente para fora dos pontos de transição da borda de corte NR promove-se desenvolvimento aprimorado de cavacos ao longo do rebaixo 46.

[066] Conforme mostrado na Fig. 6, em uma seção transversal tomada em um primeiro plano horizontal PH1 perpendicular ao primeiro eixo A1 e interseccionando a pluralidade de bordas de corte internas 34, cada rebaixo 46 pode ter um primeiro perfil de forma côncava P1.

[067] Em algumas modalidades da presente invenção, cada primeiro perfil P1 pode ser continuamente curvado.

[068] Configurando cada primeiro perfil P1 para ser continuamente curvado, promove-se um desenvolvimento aprimorado de cavaco na região de rebaixo associada.

[069] Conforme mostrado na Fig. 6, o primeiro perfil P1 tem um primeiro raio mínimo R1 medido ao longo de um primeiro segmento S1 do mesmo, o primeiro segmento S1 contendo um primeiro ponto de vértice de rebaixo NA1.

[070] Em algumas modalidades da presente invenção, o primeiro raio mínimo R1 pode ser maior que seis por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, R1 > 0,06 * DC.

[071] Configurando cada primeiro perfil P1 para ter seu primeiro raio mínimo R1 maior que seis por cento do diâmetro de corte DC promove-se um fluxo suave de cavacos ao longo do rebaixo 46 e um risco reduzido de entupimento de cavacos.

[072] Além disso, configurando cada primeiro perfil P1 para ter seu primeiro raio mínimo R1 maior que seis por cento do diâmetro de corte DC aumenta a resistência de núcleo da porção de ponta 24.

[073] Em algumas modalidades da presente invenção, o primeiro raio mínimo R1 pode ser preferencialmente maior que oito por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, R1 > 0,08 * DC.

[074] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, o primeiro raio mínimo R1 pode ser menor que quinze por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, R1 <0,15 * DC.

[075] Conforme mostrado na Fig. 6, cada primeiro perfil P1 pode ter um primeiro ponto radialmente mais interno NI1 contido em seu primeiro segmento S1.

[076] Em algumas modalidades da presente invenção, o primeiro segmento S1 pode subtender um ângulo maior que 15 graus em torno de um primeiro ponto central E1 do primeiro raio mínimo R1.

[077] Configurando cada primeiro perfil P1 para ter seu primeiro ponto radialmente mais interno NI1 no primeiro segmento S1, permite um espaçamento circunferencial mais eficiente da pluralidade de rebaixos 46, permitindo configurações de cabeça de corte onde N é maior que 2, ou seja, N >

2.

[078] Conforme mostrado na Fig. 7, em uma seção transversal tomada em um segundo plano horizontal PH2 perpendicular ao primeiro eixo A1 e interseccionando a pluralidade de bordas de ataque 28, cada rebaixo 46 pode ter um segundo perfil de forma côncava P2.

[079] Em algumas modalidades da presente invenção, cada segundo perfil P2 pode ser continuamente curvado.

[080] Configurando cada segundo perfil P2 para ser continuamente curvado, promove-se um desenvolvimento aprimorado de cavaco na região de rebaixo associada.

[081] Conforme mostrado na Fig. 7, o segundo perfil P2 tem um segundo raio mínimo R2 medido ao longo de um segundo segmento S2 do mesmo, o segundo segmento S2 contendo um segundo ponto de vértice de rebaixo NA2.

[082] Em algumas modalidades da presente invenção, o segundo raio mínimo R2 pode ser maior que seis por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, R2 > 0,06 * DC.

[083] Configurando cada segundo perfil P2 para ter seu segundo raio mínimo R2 maior que seis por cento do diâmetro de corte DC promove um fluxo suave de cavacos ao longo de rebaixo 46 e um risco reduzido de entupimento de cavacos.

[084] Em algumas modalidades da presente invenção, o segundo raio mínimo R2 pode ser preferencialmente maior que oito por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, R2 > 0,08 * DC.

[085] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, o segundo raio mínimo R2 pode ser menor que quinze por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, R2 <0,15 * DC.

[086] Deve ser apreciado que o segundo raio mínimo R2 pode ter uma faixa entre oitenta e cinco e cento e quinze por cento do primeiro raio mínimo R1, ou seja, 0,85 * R1 < R2 <1,15 * R1.

[087] Conforme mostrado na Fig. 7, cada segundo perfil P2 pode ter um segundo ponto radialmente mais interno NI2 contido em seu segundo segmento S2.

[088] Em algumas modalidades da presente invenção, o segundo segmento S2 pode subtender um ângulo maior que 15 graus em torno de um segundo ponto central E2 do segundo raio mínimo R2.

[089] Configurando cada segundo perfil P2 para ter seu segundo ponto radialmente mais interno NI2 no segundo segmento S2, permite um espaçamento circunferencial mais eficiente da pluralidade de rebaixos 46, permitindo configurações de cabeça de corte onde N é maior que 2, ou seja, N >

2.

[090] Para modalidades da presente invenção em que N é igual a 3, como mostrado nas Figs. 6 e 7, o primeiro perfil P1 pode formar uma curva de busca tendo um primeiro ponto de partida NS1 localizado rotativamente à frente de um primeiro ponto final NE1, e o segundo perfil P2 pode formar uma curva de busca com um segundo ponto de partida NS2 localizado rotativamente atrás de um segundo ponto final NE2.

[091] Deve ser apreciado que o uso do termo “curva de busca” ao longo da descrição e reivindicações refere-se à forma da curva descrita em https://en.wikipedia.org/wiki/Pursuit_curve, recuperado em 2 de julho de 2019, a curva sendo traçada por um buscador na busca de um buscado, com o buscado movendo-se em linha reta e sempre na tangente do buscador.

[092] Como visto na Fig. 1, a ranhura de cabeça 44 e seu rebaixo associado 46 se encontram ao longo de uma linha de limite de rebaixo-ranhura GFB. Conforme mostrado na Fig. 7, em uma seção transversal tomada em um terceiro plano horizontal PH3 perpendicular ao primeiro eixo A1 e interseccionando a pluralidade de bordas de ataque 28, cada rebaixo 46 intersecciona sua ranhura de cabeça associada 44 em um ponto de intersecção de rebaixo-ranhura IG, a linha de limite de rebaixo-ranhura GFB, constituindo uma coleção de tais pontos de intersecção de rebaixo-ranhura IG em vários desses planos horizontais.

[093] Em algumas modalidades da presente invenção, cada um de tais pontos de intersecção rebaixo-ranhura IG, exceto no ponto de transição da borda de corte associada NR em si, pode estar localizado rotacionalmente à frente de seu ponto de transição de borda de corte associado NR.

[094] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, o segundo e o terceiro planos horizontais PH2, PH3 podem ser coplanares.

[095] Conforme mostrado na Fig. 8, em uma seção transversal tomada em um terceiro plano vertical PV3 contendo o primeiro eixo A1 e interseccionando a superfície de folga 36, a superfície de folga 36 pode ter um perfil de folga em forma côncava PC.

[096] Em algumas modalidades da presente invenção, cada perfil de folga em forma côncava PC pode ter um raio de folga RC tendo uma faixa entre cinquenta e cento e cinquenta por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, 0,50

* DC < RC <1,50 * DC.

[097] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, cada perfil de folga em forma côncava PC pode ser continuamente curvado e estender-se linearmente para o primeiro eixo A1.

[098] Atenção é dada às Figs. 9 e 10, mostrando uma ferramenta de corte rotativa 48 de acordo com a presente invenção, compreendendo a cabeça de corte 20 e uma haste 50 tendo um eixo longitudinal L.

[099] A haste 50 tem N ranhuras de haste 52 alternando circunferencialmente com N áreas 54, e cada ranhura de haste 52 pode se estender helicoidalmente ao longo do eixo longitudinal L.

[100] Conforme mostrado nas Figs. 9 e 10, a cabeça de corte 20 pode ter uma superfície inferior voltada axialmente para trás 56, a haste 50 pode ter uma superfície de suporte 58 transversal ao eixo longitudinal L, e a cabeça de corte 20 pode ser montada de maneira removível na haste 50 com a superfície inferior 56 em contato com a superfície de suporte 58.

[101] Configurando a cabeça de corte 20 para ser montada de maneira removível na haste 50 permite a cabeça de corte 20 ser fabricada com um material adequadamente duro, como carboneto de tungstênio e a haste 50 ser fabricada com um material menos duro e menos caro, como aço rápido. A haste 50 pode ser reutilizável após o descarte de uma cabeça de corte gasta ou danificada 20.

[102] Em algumas modalidades da presente invenção, cada ranhura de cabeça 44 pode interseccionar a superfície inferior 56 e cooperar com uma das ranhuras de haste 52.

[103] Além disso, em algumas modalidades da presente invenção, a superfície inferior 56 pode ser perpendicular ao primeiro eixo A1, a superfície de suporte 58 pode ser perpendicular ao eixo longitudinal L, e o primeiro eixo A1 pode ser coaxial com o eixo longitudinal L.

[104] Conforme mostrado na Fig. 2, a superfície inferior 56 está localizada a uma segunda distância d2 axialmente para trás do ponto de ponta PT, e a primeira distância d1 pode ser maior que setenta por cento da segunda distância d2, ou seja, d1 > 0,70 * d2.

[105] Em algumas modalidades da presente invenção, a cabeça de corte 20 pode incluir uma protuberância de montagem 60 se estendendo axialmente para trás da superfície inferior 56.

[106] Em outras modalidades da presente invenção (não mostrado), a cabeça de corte 20 e a haste 50 podem ser partes integrantes de uma construção de uma peça unitária, e cada ranhura de cabeça 44 pode se fundir com uma das ranhuras de haste 52.

[107] Conforme mostrado nas Figs. 9 a 10, a porção intermediária 22 da cabeça de corte 20 pode incluir uma pluralidade de N superfícies de transmissão de torque 62 voltada para o lado oposto da direção de rotação DR, a haste 50 pode incluir uma pluralidade de N protuberâncias de acionamento 64, com cada protuberância de acionamento 64 tendo uma superfície de acionamento 66 voltada para a direção de rotação DR, e cada superfície de transmissão de torque 62 pode estar em contato com uma das superfícies de acionamento 66.

[108] Em algumas modalidades da presente invenção, a primeira distância d1 pode ser menor que noventa por cento da segunda distância d2, ou seja, d1 <0,90 * d2.

[109] Para modalidades da presente invenção em que N é igual a 3, configurando a primeira distância d1 para ser menor que de noventa por cento da segunda distância d2, provê-se espaço suficiente para a pluralidade de protuberâncias de acionamento 64 para engatar a cabeça de corte 20, sem obstruir o fluxo de cavacos suave entre os rebaixos 46 e as ranhuras de haste 52.

[110] Em algumas modalidades da presente invenção, cada superfície de transmissão de torque 62 pode interseccionar uma das superfícies periféricas 26.

[111] Para modalidades da presente invenção em que N é igual a 3, como mostrado nas Figs. 1 a 3, cada rebaixo 46 pode interseccionar uma das superfícies de transmissão de torque 62 em um ponto de rebaixo radialmente mais externo NO.

[112] Em algumas modalidades da presente invenção, como mostrado na Fig. 3, os três pontos de rebaixo radialmente mais externos NO podem definir um segundo círculo imaginário C2 tendo um segundo diâmetro D2 maior que setenta por cento do diâmetro de corte DC, ou seja, D2 > 0,70 * DC.

[113] Configurando o segundo círculo imaginário C2 para ter um segundo diâmetro D2 maior que setenta por cento do diâmetro de corte DC, contribui vantajosamente para um maior volume de rebaixo e uma evacuação eficiente de cavacos.

[114] Embora a presente invenção tenha sido descrita com um certo grau de particularidade, deve-se entender que várias alterações e modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito ou do escopo da invenção, conforme reivindicado a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Uma cabeça de corte (20) rotatória em torno de um primeiro eixo (A1) em uma direção de rotação (DR), e compreendendo: uma porção intermediária (22) tendo um número inteiro N, N ≥ 2 superfícies periféricas (26) espaçadas circunferencialmente, cada superfície periférica (26) tendo uma borda de ataque (28) e a pluralidade de bordas de ataque (28) definindo um diâmetro de corte (DC); e uma porção de ponta (24) tendo um ponto de ponta axialmente à frente (NT) contido no primeiro eixo (A1) e N superfícies frontais (30), cada superfície frontal (30) tendo uma borda de corte frontal se estendendo radialmente (31) que compreende um borda de corte externa (32) se estendendo radialmente para dentro de uma das bordas de ataque (28) e uma borda de corte interna (34) se estendendo radialmente para dentro a partir da referida borda de corte externa (32), cada borda de corte interna (34) adjacente à sua borda de corte externa associada (32) em um ponto de transição de borda de corte (NR), em que: em uma seção transversal tomada em um primeiro plano vertical (PV1) paralelo ao primeiro eixo (A1) e interseccionando qualquer uma das bordas de corte externas (32), uma superfície de saída externa (40) adjacente à referida borda de corte externa (32) é inclinada em um ângulo de saída externo positivo (α1); e em uma seção transversal tomada em um segundo plano vertical (PV2) paralelo ao primeiro eixo (A1) e interseccionando qualquer uma das bordas de corte internas (34), uma superfície de saída interna (42) adjacente à referida borda de corte interna (34) está inclinada em um ângulo de saída interno negativo (α2), em que:

cada superfície de saída externa (40) é disposta em uma ranhura de cabeça (44) se estendendo axialmente para trás a partir da porção de ponta (24) e interseccionando uma das bordas de ataque (28); e cada superfície de saída interna (42) é disposta em um rebaixo (46) se estendendo axialmente para trás a partir da porção de ponta (24) e interseccionando uma das ranhuras de cabeça (44), e em que: cada rebaixo (46) tem um percurso de rebaixo (GP) definido por uma pluralidade de pontos de vértice de rebaixo de uma série de seções transversais tomadas em planos perpendiculares ao primeiro eixo (A1) e interseccionando o rebaixo (46) ao longo de sua extensão axial; cada percurso de rebaixo (GP) se estende até um ponto final de percurso de rebaixo (NP) localizado a uma primeira distância (d1) axialmente para trás do ponto de ponta (PT); e a primeira distância (d1) é maior que trinta por cento do diâmetro de corte (DC).

2. A cabeça de corte (20) de acordo com a reivindicação 1, em que: em uma seção transversal tomada em um primeiro plano horizontal (PH1) perpendicular ao primeiro eixo (A1) e interseccionando a pluralidade de bordas de corte internas (34), cada rebaixo (46) tem um primeiro perfil de forma côncava (P1); o primeiro perfil (P1) tem um primeiro raio mínimo (R1) medido ao longo de um primeiro segmento (S1) do mesmo, o primeiro segmento (S1) contendo um primeiro ponto de vértice de rebaixo (NA1); e o primeiro raio mínimo (R1) é maior que seis por cento do diâmetro de corte (DC).

3. A cabeça de corte (20) de acordo com a reivindicação 2, em que:

cada primeiro perfil (P1) tem um primeiro ponto radialmente mais interno (NI1) contido em seu primeiro segmento (S1).

4. A cabeça de corte (20) de acordo com a reivindicação 2 ou 3, em que: cada primeiro perfil (P1) é continuamente curvado.

5. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, em que: em uma seção transversal tomada em um segundo plano horizontal (PH2) perpendicular ao primeiro eixo (A1) e interseccionando a pluralidade de bordas de ataque (28), cada rebaixo (46) tem um segundo perfil de forma côncava (P2), o segundo perfil (P2) tem um segundo raio mínimo (R2) medido ao longo de um segundo segmento (S2) do mesmo, o segundo segmento (S2) contendo um segundo ponto de vértice de rebaixo (NA2); e o segundo raio mínimo (R2) é maior que seis por cento do diâmetro de corte (DC).

6. A cabeça de corte (20) de acordo com a reivindicação 5, em que: cada segundo perfil (P2) tem um segundo ponto radialmente mais interno (NI2) contido em seu segundo segmento (S2).

7. A cabeça de corte (20) de acordo com a reivindicação 5 ou 6, em que: cada segundo perfil (P2) é continuamente curvado.

8. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que: em uma seção transversal tomada em qualquer plano vertical paralelo ao primeiro eixo (A1) e interseccionando qualquer uma das bordas de corte externas (32), a superfície de saída externa (40) adjacente à referida borda de corte externa (32) é inclinada em um ângulo de saída externo positivo (α1).

9. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que:

em uma seção transversal tomada em qualquer plano vertical paralelo ao primeiro eixo (A1) e interseccionando qualquer uma das bordas de corte internas (34), a superfície de saída interna (42) adjacente à referida borda de corte interna (34) é inclinada em um ângulo de saída interno negativo (α2).

10. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que: na seção transversal tomada no segundo plano vertical (PV2), o ângulo de saída interno negativo (α2) tem uma magnitude maior que 5 graus.

11. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que: cada percurso de rebaixo (GP) se estende em uma direção oposta à direção de rotação (DR), conforme se estende axialmente para trás a partir da porção de ponta (24).

12. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que: cada ponto final do percurso de rebaixo (NP) é localizado radialmente mais longe do primeiro eixo (A1) do que qualquer um dos pontos de transição da borda de corte (NR).

13. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que: cada superfície frontal (30) inclui uma superfície de folga (36) adjacente às suas bordas de corte externas e internas associadas (32, 34); e em uma seção transversal tomada em um terceiro plano vertical (PV3) contendo o primeiro eixo (A1) e interseccionando a superfície de folga (36), a superfície de folga (36) tem um perfil de folga de forma côncava (PC).

14. A cabeça de corte (20) de acordo com a reivindicação 13, em que:

cada perfil de folga de forma côncava (PC) é continuamente curvado e se estende linearmente até o primeiro eixo (A1).

15. A cabeça de corte (20) de acordo com a reivindicação 13 ou 14, em que: a porção de ponta (24) inclui N bordas de cinzel (38), e cada borda de cinzel (38) é formada por duas superfícies de folga adjacentes (36) e se estende radialmente para longe da ponta (NT) a uma das bordas de corte internas (34).

16. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que: a pluralidade de pontos de transição da borda de corte (NR) define um primeiro círculo imaginário (C1) com um primeiro diâmetro (D1), e o primeiro diâmetro (D1) é maior que trinta por cento do diâmetro de corte (DC).

17. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que: a cabeça de corte (20) exibe simetria rotacional de N-dobras em torno do primeiro eixo (A1).

18. A cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que N = 3.

19. Uma ferramenta de corte rotativa (48), compreendendo: a cabeça de corte (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, e uma haste (50) tendo um eixo longitudinal (L), e N ranhuras da haste (52) alternando circunferencialmente com N áreas (54).

20. A ferramenta de corte rotativa (48) de acordo com a reivindicação 19, em que:

a cabeça de corte (20) tem uma superfície inferior voltada axialmente para trás (56), a haste (50) tem uma superfície de suporte (58) transversal ao eixo longitudinal (L), e a cabeça de corte (20) é montada de maneira removível na haste (50) com a superfície inferior (56) em contato com a superfície de suporte (58).