BRPI0615271A2 - cabeçote de fresar - Google Patents
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Abstract
CABEçOTE DE FRESAR. A presente invenção refere-se a um cabeçote de fresar com vários porta-fresas (11) com fresas (12) dispostos em entalhes de um corpo básico (1 O), sendo que os porta-fresas (11) podem ser axialmente deslocados através de respectivamente um corpo de calço (14) e ser fixados no cabeçote de fresar por meio de elementos de aperto. De acordo com a presente invenção os porta-fresas apresentam respectivamente uma haste que é disposta em um furo de assento do corpo básico e que pode ser fixado por meio de uma peça de aperto (18) disposta centralmente (13).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CABEÇOTEDE FRESAR".
A presente invenção refere-se a um cabeçote de fresar com vá-rios porta-fresas com fresas dispostas em entalhes de um corpo básico,sendo que os porta-fresas podem ser axialmente deslocados respectivamen-te através de um corpo de calço e ser fixados por meio de elementos de a-perto no cabeçote de fresar.
Um cabeçote de fresar desse tipo a princípio é conhecido da DE40 03 862 C2. Os entalhes para os porta-fresas no cabeçote de fresa lá des-crito estendem-se de um dos lados frontais do seu corpo básico paralela-mente ao seu eixo de rotação e a uma distância da circunferência, sendoque as fresas das placas de corte usadas projetam-se somente um poucosobre a face frontal do corpo básico. Além disso, os eixos dos calços redon-dos que servem para o escoramento são respectivamente tortos relativa-mente aos eixos dos suportes das placas de corte que portam as placas decorte. Finalmente, também é previsto respectivamente um calço redondocom parafuso diferencial para o ajuste axial de cada placa de corte e dispos-to em um entalhe que se estende radialmente para dentro a partir da circun-ferência do corpo básico. Para o ajuste axial e para o escoramento voltadoradialmente para fora são usados calços redondos geometricamente idênti-cos. Como vantagem desse cabeçote de fresa é frisado o fato de que emvirtude da posição dos entalhes que alojam os suportes das placas de corteque é paralela ao eixo de rotação do corpo básico, somente ocorrem forçascentrífugas em sentido radial sem componente axial. Essas forças podembem ser neutralizadas, pois os entalhes não se encontram diretamente nacircunferência do corpo básico, e sim, radialmente para dentro, a uma dis-tância da circunferência. O cabeçote de fresas é concebido para números derotações extremamente altos e as forças centrífugas então ocorrentes. A-propriadamente é possível um ajuste fino dos elementos de corte em direçãoaxial sem sobreposição com componentes radiais.
Na usinagem de eixos de manivela e eixos de carnes é feito pri-meiro um processamento de limpeza ou grosso por meio de desbaste portorneamento, fresagem ou torneamento. A este processamento grosso se-gue um processamento de acabamento que é seguido por uma usinagem deacabamento fino. Este último acabamento é executado por meio de retificarou retificar por meio de correia, por exigência do processo sob o uso de Iu-brificante refrigerador.
Como alternativa, a patente DE 10 2004 022 360 A1 sugere usarpara o processamento de acabamento fino a fresagem de rotação ortogonal.O documento também considera, realizar este processamento da peça a sertrabalhada a seco ou com uma quantidade mínima de lubrificante o que édesejável visando os altos custos de remoção do lubrificante refrigerador.
Porém, o pré-requisito para um processamento de acabamentode partes de eixos de manivela ou de eixos de carnes por meio da fresagemde rotação ortogonal é o alinhamento otimizado dos jogos de fresas dispos-tos no cabeçote de fresar. Cada posição errada ou também defeitos de fre-sas produzem uma qualidade de superfície ruim das peças a serem traba-lhadas.
Portanto, a presente invenção tem a tarefa de criar um cabeçotede fresar de manuseio simples, especialmente deve este cabeçote de fresarpossibilitar uma usinagem de eixos de manivela, especialmente de eixos demanivela temperados para automóveis, e atender aos seguintes critérios:
1. Um posicionamento axial preciso dos jogos de fresas no por-ta-ferramenta existente.
2. Uma disposição radial precisa dos jogos de fresas em esqua-dro eqüidistante, a fim de evitar distorções de contorno.
3. Um movimento plano preciso de todas as fresas.
4. Capacidade de troca dos porta-fresas.
5. A possibilidade de equipar a fresadora com diferentes elemen-tos de corte, tanto no que se refere à composição do material das fresascomo também no que se refere à geometria das fresas.
Esta tarefa é solucionada com um cabeçote de fresar de acordocom a reivindicação 1. Este cabeçote de fresar possui vários porta-fresasencaixados em entalhes de um corpo básico, sobre os quais são respecti-vãmente soldados fresas. Os porta-fresas são axialmente reguláveis pormeio de um corpo de calço e podem ser fixadas no cabeçote de fresar pormeio de elementos de aperto.
De acordo com a presente invenção, os porta-fresas apresentamcada vez uma haste que é disposta em um furo de assento do corpo básicofeito com retifica por coordenadas ou que é cercado por um anel de apertoque fica no lado externo, preferencialmente encaixado sobre o corpo básicoe que pode ser fixado através de uma peça de aperto disposta centralmente.
Com a solução descrita, os porta-fresas podem ser posicionadosprecisamente através da sua face externa da haste. Em virtude da direçãolongitudinal axial escolhida dos porta-fresas ou das hastes, tampouco podemsurgir forças centrífugas na rotação do cabeçote de fresar, como naquelasconstruções onde o eixo longitudinal dos porta-fresas é disposto transver-salmente ao eixo de rotação. Em virtude do assento das hastes nos respec-tivos furos do corpo básico e da fixação axial através de uma peça de aper-to, resulta uma alta precisão de guia dos porta-fresas e, por conseguinte, doalinhamento das fresas. O aperto pode ser realizado na sua totalidade comaltura construtiva baixa com economia de espaço. Principalmente pode oapertar e soltar ser reproduzido precisamente repetidas vezes. O aperto coma ajuda de um anel de aperto e de uma peça de aperto disposta axialmentecentralizado possibilita uma simples fabricação e uma alta precisão de guiados porta-fresas e com isso, do alinhamento das fresas. O aperto apresentaalém disso a vantagem de uma altura construtiva baixa com economia deespaço. Os porta-fresas podem ser apertados com precisão na repetição.Outras vantagens da presente invenção são evidentes das sub-reivindicações.
Assim sendo, de preferência, a peça de aperto disposta central-mente é executada como um corpo poligonal na vista de cima, com η super-fícies transversais, sendo que em estado apertado cada superfície transver-sal encosta-se a uma superfície transversal de um porta-fresas ou da hastede um porta-fresa. O número η corresponde ao número dos porta-fresas u-sados, sendo que preferencialmente são usados três porta-fresas que estãodispostos em um ângulo de 120°. A peça de aperto é fixada no corpo básicopor meio de um parafuso de aperto, principalmente um parafuso sextavadointerno. Graças a esta medida se dá uma construção simples do cabeçotede fresar cujos porta-fresas podem ser facilmente substituídos depois dodesgaste das fresas. Para a substituição das ferramentas apenas é necessá-rio soltar o parafuso de fixação para a peça de aperto, quando então depoistodos os porta-fresas podem ser retirados sem problemas e ser substituídospor fresas novas. Em seguida, a peça de aperto é novamente colocada axi-almente centralizado, sendo que as η superfícies transversais definem orespectivo alinhamento do ângulo de rotação. A peça de aperto é agora fixa-da no corpo básico através do parafuso de aperto que preferencialmente éum parafuso de rosca dupla, quando forçosamente é alcançada uma fixação.Para tal, as superfícies transversais da peça de aperto e as superfíciestransversais correspondentes de um porta-fresas são levemente inclinadosno que se refere ao eixo de rotação do cabeçote de fresar.
Para o deslocamento axial das fresas é usado um corpo de cal-ço que é executado como calço redondo com uma superfície de calço plana.Este calço redondo encontra-se em um furo radial do corpo básico e podepreferencialmente ser regulado por meio de um parafuso de ajuste. As fre-sas no porta-fresas, de acordo com configurações preferidas da presenteinvenção, consistem em metal duro, nitreto de boro cúbico (CBN) ou de umcorpo de diamante policristalino (PKD) e de preferência, são soldados noporta-fresa.
Outras execuções do cabeçote de fresar serão explicadas a se-guir com a ajuda dos desenhos. Eles mostram:
a figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um cabeçote defresar com três porta-fresas, em uma primeira forma de execução.
a figura 2 mostra uma apresentação tipo modelo de arame docabeçote de fresar de acordo com a figura 1.
a figura 3 mostra uma seção transversal longitudinal através docabeçote de fresar de acordo com a figura 1 e 2, sem porta-fresas.
a figura 4 mostra uma vista lateral de um porta-fresas.a figura 5 mostra o princípio da posição de um porta-fresas emrelação a uma peça de aperto e um corpo de calço para o ajuste axial.
a figura 6 mostra uma vista em perspectiva de um cabeçote defresar com três porta-fresas, em uma outra forma de execução.
a figura 7 mostra uma vista de cima sobre o cabeçote de fresarde acordo com a figura 6.
a figura 8 mostra uma apresentação tipo modelo de arame docabeçote de fresar de acordo com a figura 6.
O cabeçote de fresar mostrado nas figuras 1 a 3 consiste essen-cialmente em um corpo básico 10 onde estão dispostos três porta-fresas 11com fresas 12 respectivamente fixadas por meio de solda fina. Os porta-fresas 11 estão inseridos cada vez em furos de assento 22 (vide a figura 3)dispostos paralelamente ao eixo longitudinal 13. Em essência em direçãoradial ou levemente inclinado para a mesma, mais furos estão previstos nocorpo básico 10, onde estão dispostos corpos de calço 14 que podem serdeslocados em direção radial por meio do parafuso de ajuste 15 de prefe-rência, um parafuso de rosca dupla. Como se pode ver da figura 5, estescorpos de calço 14 possuem superfícies de calço 16 que vão diagonalmenteao plano radial do corpo básico, de modo que em um movimento radial docorpo de calço 14 o porta-fresas 11 pode ser deslocado ao longo do seu eixolongitudinal, isto é em direção axial. Para o aperto dos porta-fresas serve apeça de aperto 18 que é disposto centralmente e possui três superfíciestransversais 19 que se encostam a superfícies transversais 20 correspon-dentes dos porta-fresas 11. No caso mostrado, a peça de aperto 18 servepara a fixação de três porta-fresas 11 que cada um apresentam uma super-fície transversal 20 plana. Em virtude da execução da peça de aperto 18 eda disposição das superfícies transversais 19 em uma forma triangular con-segue-se um alinhamento exato das fresas e dos porta-fresas 11 sob umângulo de 120° entre si (vide a figura 1). Cada porta-fresas 11 pode ser axi-almente deslocado por meio de um calço redondo 14 e o parafuso de ajuste15 pertencente. Para o alinhamento coaxial dos porta-fresas e das fresasservem os furos 22. Como mostra a figura 4, o porta-fresas 11 também podeapresentar uma superfície inclinada 24 cuja inclinação corresponde à incli-nação de uma superfície transversal 19 da peça de aperto. Com isto é ga-rantido que o porta-fresas 11 é pressionado de modo dirigido sobre a super-fície transversal 19 (devido à fragmentação da força de aperto em uma com-ponente de ação radial ou axial).
As vantagens da forma de execução escolhida consistem princi-palmente no fato de que é possível um posicionamento axial exato dos por-ta-fresas 11 e também das fresas e que toda a ferramenta apresenta ummodo de construção compacto e fechado em si que é apropriada para núme-ros de rotações altos.
O cabeçote de fresar 10 de acordo com as figuras 6 a 8 consisteem essência de um corpo básico 10 onde estão dispostos três porta-fresas11 com as respectivas fresas 12 dispostas por meio de soldadura fina. Osporta-fresas 11 estão respectivamente dispostos em furos que vão paralela-mente ao eixo longitudinal 13. Em essência em direção radial ou levementeinclinado para a mesma, mais furos estão previstos no corpo básico 10, on-de estão dispostos corpos de calço 14 que podem ser deslocados em dire-ção radial por meio de um parafuso de ajuste 15, de preferência, um parafu-so de rosca dupla. Como se pode ver da figura 5, estes corpos de calço 14possuem superfícies de calço 16 que vão diagonalmente ao plano radial docorpo básico de modo que em um movimento radial do corpo de calço 14 oporta-fresas 11 pode ser deslocado ao longo do seu eixo longitudinal, isto é,em direção radial. Para o aperto dos porta-fresas 11 servem um anel de a-perto 17 (vide as figura 6 e 7) e a peça de aperto 18 que é disposta central-mente e possui três superfícies transversais 19 que se encostam a superfí-cies transversais 20 correspondentes dos porta-fresas. A peça de aperto 18pode ser fixada por meio de um parafuso 21, de preferência, executado co-mo parafuso de rosca dupla. No exemplo de execução mostrado, a peça deaperto 18 serve para a fixação de três porta-fresas 11 que cada um apresen-ta uma superfície transversal 20 fechada. Em virtude da execução da peçade aperto e da disposição das superfícies transversais 19 em uma formatriangular consegue-se um alinhamento exato das fresas e dos porta-fresas11 sob um ângulo de 120° entre si. Cada porta-fresas 11 pode ser axialmen-te deslocado por meio do calço redondo 14 e o parafuso de ajuste 15 per-tencente. Para o alinhamento coaxial das fresas ou dos porta-fresas sen/e oanel de aperto 17 em forma de luva. O corpo básico 10 e o anel de aperto 17possuem em estado de aperto faces cilíndricas que encostam uma na outra.Como mostra a figura 5, o porta-fresas 11 também apresenta uma superfície23 estreita, polida radialmente para fora que se estende axialmente ao lon-go. Esta superfície 23 providencia um toque de linhas duplo entre o anel deaperto e a fresa.
Em virtude da fixação do anel de aperto podem ser realizadosnúmeros de rotações altos do cabeçote de fresar de até 6000 rotações porminuto sem prejuízos para a qualidade na usinagem. Somente quando devi-do a números de rotações extremamente altos as forças centrífugas que a-gem sobre o anel de aperto ultrapassam valores decisivos pode ocorrer umalargamento do anel de aperto.
De preferência, o anel de aperto tem forma de luva e possuiprincipalmente uma espessura de 0,5 mm a 1 mm e/ou uma altura de 75 mma 100 mm. Estas dimensões são suficientes para o material usado (aço), afim de garantir com números de rotações extremamente altos uma fixaçãosegura dos porta-fresas.
A fresadora apresentada é apropriada para trabalhos de fresa-gem de rotação ortogonais, especialmente para o acabamento final de eixosde manivela no lugar da retifica. A fresagem de rotação ortogonal pode serfeita a seco, de modo que podem ser obtidas outras vantagens econômicas,ao contrário da retifica a úmido sob a utilização de lubrificantes refrigerado-res. O cabeçote de fresar de acordo com a presente invenção cumpre altasexigências quanto à concentricidade, a qualidade da superfície da peça a serbeneficiada, a convexidade do assento do mancai e permite uma produçãode unidades econômica. A ferramenta pode ser usada especialmente para afresagem rotativa ortogonal com colocação excêntrica da ferramenta sem,eventualmente com avanço axial.LISTA DE REFERÊNCIAS
10 Corpo básico 11 Porta-fresas 12 Fresas 13 Eixo longitudinal 14 Corpo de calço 15 Parafuso de ajuste 16 Superfícies de calço do corpo de calço 14 17 Anel de aperto 18 Peça de aperto 19 Superfícies transversais 20 Superfície transversal 21 Parafuso 22 Furos de assento 23 Superfície plana 24 Superfície inclinada
Claims (8)
1. Cabeçote de fresar com vários porta-fresas (11) com fresas(12) dispostos em entalhes de um corpo básico (10), sendo que os porta-fresas (11) podem ser axialmente deslocados através de respectivamenteum corpo de calço (14) e ser fixados no cabeçote de fresar por meio de ele-mentos de aperto, caracterizado pelo fato de que os porta-fresas (11) apre-sentam respectivamente uma haste que é disposta em um furo de assento(22) do corpo básico e que pode ser fixado por meio de uma peça de aperto(18) disposta centralmente.
2. Cabeçote de fresar de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado pelo fato de que os furos de assento (22) são retificados por coorde-nadas.
3. Cabeçote de fresar de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizado pelo fato de que o anel de aperto (17) é montado por contração nocorpo básico (10) e/ou é executado na forma de luva, e preferencialmentetem uma espessura de 0,5 mm a 1 mm e/ou uma altura de 75 mm a 100mm.
4. Cabeçote de fresar de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a peça de aperto (18) disposta centralmen-te na vista de cima é um corpo poligonal com η superfícies transversais (19),sendo que cada superfície transversal (19) em estado de aperto encosta-sea uma superfície transversal (20) de um porta-fresas (11).
5. Cabeçote de fresar de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a peça de aperto (18) é fixada no corpobásico (10) através de um parafuso de aperto (21), especialmente um para-fuso sextavado interno.
6. Cabeçote de fresar de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o corpo de calço (14) é um calço redondocom uma superfície de calço (16) plana que é disposta em um furo radial docorpo básico (10) e de preferência, pode ser ajustado por meio de um para-fuso de ajuste (15).
7. Cabeçote de fresar de acordo com uma das reivindicações 1 a-6, caracterizado por três porta-fresas (11) dispostos a uma distância angularde 120°.
8. Cabeçote de fresar de acordo com uma das reivindicações 1 a-7, caracterizado pelo fato de que as fresas (12) consistem em um corpo demetal duro, de CBN ou de PKD (CBN = nitreto de boro cúbico, PKD = dia-mante policristalino) preferencialmente fixado no porta-fresas por meio desolda fina.
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