BRPI0711374A2

BRPI0711374A2 - inserto para fresamento e ferramenta, consistindo num porta-ferramenta e inserto para fresamento

Info

Publication number: BRPI0711374A2
Application number: BRPI0711374-9A
Authority: BR
Inventors: Juergen Zastrozynski
Original assignee: Kennametal Widia Prod Gmbh
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2011-11-01
Also published as: CA2646201A1; WO2007134561A1; DE102006023740A1; US8371774B2; EP2018238A1; MX2008014309A; DE102006023740B4; JP2009537335A; CN101437640A; US20090290946A1; KR20090019787A; RU2433890C2; RU2008149931A; CN101437640B

Abstract

<UM>INSERTO PARA FRESAMENTO E FERRAMENTA, CONSISTINDO NUM PORTA FERRAMENTA E INSERTO PARA FRESAMENTO<MV>A invenção relaciona-se com um inserto para fresamento com uma superfície de suporte (11) e uma superfície de corte a uma distância da mesma e pelo menos um flanco (12) posicionado por ângulo de incidência positivo, que formam uma aresta de corte circunferencial redonda ou poligonal, bem como pelo menos um ponto de aresta de corte (13) a uma distância máxima de um plano no qual está localizada a superfície de suporte (11) e pelo menos um pontode aresta de corte (16, 17) a uma distância mínima do referido plano. De acordo com a invençâo, a localização geométrica de cada ponto da aresta de corte, mas pelo menos o ponto da aresta de corte (16, 17) a uma distância mínima e pontos adjacentes à mesma é o ponto de intersecção de um envelope vertical com um plano paralelo em relação àsuperfície de suporte (11), em que o envelope vertical é perpendicular à superfície de suporte (11) e é formado por uma pluralidade de linhas verticaís paralelas (18, 19) que se situam no plano paralelo à superfície de suporte (11) em que se situa o ponto (13) com distância máxima do plano da superfície de suporte e constitui uma curva de aresta de corte redonda ou poligonal teórica ideal.

Description

"inserto para fresamento e ferramenta, consistindo num porta- ferramenta e inserto para fresamento"

A invenção relaciona-se com um inserto para fresamento tendo uma superfície de suporte e uma face de ataque a uma distância da mesma e, pelo menos um flanco disposto num ângulo de incidência positivo, a referida face de ataque e flanco formando uma aresta de corte redonda ou poligonal circundante e tendo, pelo menos um ponto de borda de corte a uma distância máxima de um plano no qual se situa a superfície de suporte e tendo, pelo menos, um ponto de aresta de corte a uma distância mínima do mesmo plano. Os insertos para fresamento descritos acima incluem os "insertos para fresamento positivos" que em vista em planta podem ser circulares, essencialmente triangulares, quadrilaterais, em particular quadrados, rômbicos ou rectangulares. A aresta de corte é formada pela face de ataque contígua e um ou mais flanços. No caso mais simples, a face de ataque é de desenho planar, isto é, o ângulo de saída é 0°. De acordo com o estado da técnica anterior, são conhecidos insertos para fresamento em que um lado inclinado é adjacente à aresta de corte na face de ataque, formando, deste modo, um ângulo de saída positivo. O estado da técnica anterior também inclui arestas de corte de desenho em forma de onda, adjacentes aos quais se encontram secções de face de ataque de desenhos em forma de onda. Finalmente, é conhecida uma aresta de corte arredondado ou a disposição de um bisel num ângulo positivo ou negativo com a finalidade de evitar o lascamento de uma aresta de corte. Para usinar as superfícies de funcionamento de rodas de vias férreas, são utilizados insertos para fresagem que têm uma borda cortante circular de altura constante e um ângulo de incidência positivo constante. Os insertos para fresagem em forma de tronco de cone são utilizados voltados para as superfícies de funcionamento. Depois do desgaste da aresta de corte activamente utilizada, os insertos de fresagem podem ser dispostos de tal modo a serem deslocados no portador de ferramenta por um ângulo de rotação de 90° ou 120° dependendo da profundidade de corte original, depois do que pode ser utilizada uma nova região da aresta de corte não-usada. Insertos intercambiáveis do tipo descrito, tendo uma aresta de corte circular de altura constante, desvantajosamente tendem a vibrar - "trepidar" - durante a operação de usinagem. Devido a estes movimentos vibratórios descontrolados durante a usinagem, são produzidas irregularidades (marcas de trepidação) sobre a superfície da peça trabalhada. Para além desta baixa qualidade de superfície da peça trabalhada, a duração de tais insertos intercambiáveis demonstra ser relativamente curta. São também conhecidos em princípio insertos intercambiáveis do tipo mencionado no início em que a aresta de corte ou uma das arestas de corte tem uma máxima e arestas de corte, em cada caso inclinadas a partir da mesma em ambos os lados, até um mínima de aresta de corte. No entanto, ao contrário do caso de insertos para fresamento negativos tendo um ângulo de incidência de 0°, o rebaixamento das arestas de corte em regiões actua sobre o flanco existente de tal modo que o formato da aresta de corte original é alterado.

De acordo com o estado da técnica anterior, também são conhecidas ferramentas compreendendo de um porta-ferramenta tendo, pelo menos, um recesso para acomodar e para prender um inserto para fresamento do tipo descrito acima. Dependendo da operação de usinagem seleccionada, ângulos eficazes de ataque também podem ser regulados por meio da disposição do inserto para fresagem no porta-ferramenta, cujos ângulos de ataque podem variar dentro de limites na direcções axial e radial inclinando o inserto para fresamento específico.

O objectivo da presente invenção é especificar um inserto para fresamento e uma ferramenta consistindo num porta- ferramenta e um inserto para fresamento que tem uma taxa de desgaste a mais baixa possível e com os quais pode ser produzida uma qualidade de superfície melhorada da peça trabalhada.

Estes objectivo é conseguido por meio do inserto para fresamento de acordo com a reivindicação 1 ou por meio da ferramenta de acordo com a reivindicação 10. As sub- reivindicações descrevem desenvolvimentos do inserto para fresamento de acordo com a invenção.

De acordo com a presente invenção, a localização geométrica de cada ponto da aresta de corte, mas pelo menos dos pontos de aresta de corte adjacentes a uma distância mínima da superfície de suporte ou de pontos de aresta de corte adjacentes a uma distância mínima da superfície de suporte, situa-se na intersecção entre uma superfície circundante vertical e um plano paralelo à superfície de suporte, a superfície circundante vertical sendo disposta perpendicularmente em relação à superfície de suporte e sendo formada por uma pluralidade de linhas verticais que são paralelas umas às outras e que formam um perfil curvo de aresta de corte redondo ou poligonal teórico ideal no plano que é paralelo à superfície de suporte e em que se situa o ponto numa distância máxima do plano da superfície de suporte.

A geometria descrita é explicada de forma mais simples com referência a um inserto para fresamento positivo tendo uma face de ataque que é circular em vista em planta. Em primeiro lugar, em comparação com um formato de tronco de cone, o desenho da curvatura da aresta de corte é alterado de tal maneira que a aresta de corte percorre pelo menos duas máximas com mínimas entre elas, o ponto mais alto e mais profundo, respectivamente, do perfil da aresta de corte determina a respectiva curvatura da aresta de corte. No entanto, a aresta de corte nas mínimas desejadas não é rebaixada ao longo do flanco, mas sim verticalmente em relação à superfície de suporte, de tal modo que a face de ataque nesta região rebaixada é alargada em relação a face de ataque original. O grau de alargamento é maior, quanto mais profundo for o grau de rebaixamento da ponta de corte. Em concordância, o mesmo também se aplica aos outros pontos de aresta de corte que adoptam posições intermédias correspondentes. Por meio desta medida, o perfil da aresta de corte na face de ataque é adaptado em termos do desenho do perfil curvo da aresta de corte recém-criada, em que é obtido um rebordo que actua exactamente como uma aresta de corte circular em projecção.

A aresta de corte eficaz é alongada em comparação com um inserto intercambiável tendo uma aresta de corte que percorre um único plano, tendo como resultado a garantia de um corte mais liso (sem trepidação) durante a usinagem. A superfície da peça trabalhada criada c, consequentemente, mais lisa. Vibrações periódicas do inserto para fresamento ou da ferramenta só podem ocorrer quando todos os pontos 15 seleccionados de forma aleatória sobre o perfil da aresta de corte adoptam uma posição idêntica do ponto de vista da localização no processo de formação de lascas. Isto significa que a aresta de corte, em todos os pontos do perfil da aresta de corte, é submetida simultaneamente a cargas periódicas na fase de formação de lascas e alívio de carga na fase de cisalhamento. Se a freqüência dos períodos coincidir com a freqüência natural da ferramenta, ocorrem vibrações pronunciadas - a trepidação já mencionada. No entanto, se pontos aleatórios do perfil de aresta de corte encontrarem situações diferentes no processo de formação de lascas, tais vibrações são suprimidas, uma vez que as forças no sistema são sobrepostas e compensam uma à outra, pelo menos parcialmente.

O inserto para fresamento é, preferencialmente, caracterizado por um perfil de aresta de corte circular ideal, essencialmente triangular, quadrado ou rômbico. Isto significa que o principio do desenho seleccionado pode ser aplicado não apenas a arestas de corte redondas no plano da face de ataque como também a arestas de corte rectilineo. O inserto para fresamento de acordo com a invenção, preferencialmente, tem pelo menos um formato essencialmente redondo e, pelo menos dois, preferencialmente três pontos de aresta de corte a uma distância máxima do plano da superfície de suporte. As mínimas da aresta de corte situam-se entre as máximas da aresta de corte. Além disso, o formato dos insertos para fresamento (conforme observado em vista em planta) é, preferencialmente, de desenhos rotativamente simétrico. Há uma simetria rotativa de 180° no caso de duas máximas de aresta de corte, 120° de simetria rotativa no caso de três máximas de aresta de corte, etc.

O ângulo de incidência positivo é seleccionado para ter, em particular, entre 2° e 15°, preferencialmente até no máximo 10°.

A distância vertical, medida na direcção da superfície de suporte, do ponto de uma distância máxima do ponto a uma distância mínima é de, pelo menos, 0,5 mm e/ou, no máximo, 3 mm, preferencialmente, no máximo 2 mm.

Os ângulos de saída do inserto para fresamento podem ser constantes por todo o perfil da aresta de corte, neste caso os mesmos são, preferencialmente cerca de 2o a 25°, ou podem variar ao longo da aresta de corte. De acordo com uma outra configuração da invenção, a região da face de ataque anular mais distante da aresta de corte situa-se num plano paralelo à superfície de suporte.

Finalmente, o único flanco pode ser concebido como uma superfície lateral de tronco de cone a um ângulo constante, ou regiões de flanco individuais podem ser concebidas como planos abaixo da aresta de corte. De acordo com uma forma de realização especial da presente invenção, as regiões de flanco são divididas em duas zonas, das quais uma é adjacente à aresta de corte e a outra c adjacente à superfície de suporte. As duas zonas de flanco incluem um ângulo < 180°, isto é, a zona de flanco mais distante da aresta de corte fica disposta no maior ângulo de incidência.

A invenção também se relaciona com uma ferramenta, que consiste num porta-ferramenta compreendendo, pelo menos, um recesso para acomodar e para prender um inserto para fresamento tendo uma superfície de suporte e uma face de ataque a uma distância da mesma e, pelo menos, um franco disposto num ângulo de incidência positivo, a referida face de ataque e flanco formando uma aresta de corte circundante redonda ou poligonal e tendo, pelo menos, um ponto de aresta de corte a uma distância máxima de um plano em que se situa a superfície de suporte e tendo, pelo menos, um ponto de aresta de corte a uma distância mínima do mesmo plano, o inserto para fresamento no porta-ferramenta sendo inclinado num ângulo de montagem axialmente e/ou radialmente em relação à superfície, a ser usinada, de uma peça trabalhada ou uma superfície tangencial à mesma. De acordo com a invenção, a localização geométrica de cada ponto da aresta de corte é a intersecção entre uma superfície circundante vertical e um plano paralelo a um plano vertical à superfície, a ser usinada, da peça trabalhada ou à superfície tangencial à mesma, a superfície circundante vertical sendo disposta perpendicularmente ao referido plano vertical e sendo formada por uma pluralidade de linhas verticais que são paralelas umas às outras e que formam um perfil de curva de aresta de corte redondo ou poligcnal teórico ideal no plano que é paralelo ao plano vertical e em que se situa o ponto numa distância máxima do plano vertical. Em princípio, o mesmo que já foi declarado para o inserto para fresamento descrito acima, aplica-se a esta ferramenta; aqui, no entanto, a referência à superfície de suporte, esta referência sendo aplicável apenas a insertos para fresamento posicionados verticalmente, é substituída por uma superfície vertical correspondente ao plano de usinagem da peça trabalhada ou a uma superfície tangencial ao ponto de usinagem da peça trabalhada. Em outras palavras, o grau de inclinação do inserto para fresamento pode ser incluído na correcção da aresta de corte.

Outras vantagens da presente invenção e outras formas de realização são discutidas adiante com referência aos desenhos, em que: a fig. 1 apresenta uma ilustração que explica o principio do desenho,

a fig. 2 apresenta uma vista em perspectiva de um inserto para fresamento de acordo com a invenção,

a fig. 3 apresenta uma vista lateral do inserto para fresamento de acordo com a fig. 2, e

a fig. 4 apresenta uma vista em planta da face de ataque do inserto para fresamento de acordo com a fig. 2.

A configuração de acordo com a invenção pode ser observada mais claramente com referência à fig. 1,- em que um inserto para fresamento na forma de tronco de cone é adoptado como corpo precursor, que tem uma face de ataque planar 10 uma superfície de suporte 11 que é disposta paralela à mesma e um flanco 12, dispostos todos è volta de um ângulo de incidência idêntico, como a superfície lateral do tronco de cone. O perfil da aresta de corte de tal inserto para fresamento, que define o pano 10, é circular.

Com um máximo de aresta de corte 13 sendo mantido, os pontos da aresta de corte 14 e 15 são agora rebaixados para o ponto 16 ou 17, respectivamente, que ficam numa vertical 18 ou 19, respectivamente, ao plano no qual a superfície de suporte 11 está disposta. De uma maneira correspondente, os outros pontos da aresta de corte entre os pontos 13 e 14 ou 13 e 15 são rebaixados de uma maneira variada, sendo obtida uma aresta de corte curva que forma um plano de corte que está ilustrado pelo numerai de referência 20 e que, apesar do contorno não planar da aresta de corte, produz um rebordo que actua como uma aresta de corte circular em projecção. O número de máximos 13 no perfil de aresta de corte pode ser seleccionado conforme desejado, desde que seja mantida uma aresta de corte eficaz suficientemente longa. As dimensões precisa da curvatura da aresta de corte resultam da relação de desenho que é determinada pelo ponto mais alto 13 e o ponto mais baixo 16 ou 17 do perfil de aresta de corte. Se uma secção horizontal for colocada directamente abaixo do ponto mais baixo do plano da aresta de corte, obtém-se um perfil convexo, não-circular do contorno externo, uma vez que o ponto do flanco 21 que teria resultado se o flanco fosse mantido no tamanho original é deslocado para fora do ponto 16. No caso ilustrado, no qual os insertos intercambiáveis redondos têm dois máximos 13 em vista em planta, a localização mais estreita do contorno externo corresponde aos máximos de corte 13 e a localização mais larga do contorno externo coincide com a localização mais profunda da aresta de corte (ponto 16), que, deste modo, desvia do formato circular ideal neste plano de secção (paralelo à superfície de suporte).

O princípio do desenho descrito acima pode ser aplicado a qualquer inserto intercambiável tendo arestas de corte inclinadas, isto quer dizer também no caso de insertos intercambiáveis quadrados, rectangulares ou rômbicos. A correcção da aresta de corte assegura que seja produzido um perfil exactamente rectilineo da aresta de corte na aplicação mesmo no caso de arestas de corte inclinadas.

As figs. 2 a 4 ilustram um inserto para fresamento que é circular em vista em planta e que tem três máximos de aresta de corte 13 e mínimas de aresta de corte entre estas. A aresta de corte percorre uma curva no espaço e é definida ou formada, por um lado, por um flanco circundante 22 num ângulo de incidência positivo, e por outro lado, por uma região de ataque 23, concebida para inclinar-se continuamente. A região do flanco inferior 24, que se situa por cima da superfície de suporte 11, é inclinada a um ângulo de incidência mais acentuado do que a região do flanco 22, O inserto para fresamento tem um orifício central de fechamento 25 para acomodar um parafuso de fixação. A dimensão a na fig. 4 que ilustra a distância entre o ponto 16 da aresta de corte e o ponto 13 da aresta de corte ilustra o grau de rebaixamento. Se o desenho do perfil da aresta de corte for orientado com referência ao máximo 13 e o ponto de rebaixamento 16, o grau de desvio, designado por b, do formato circular ideal pode ser reduzido a um mínimo (numa gama de μm).

Conforme torna-se evidente, em particular com referência à fig. 2, o curso do ângulo de saída ao longo da aresta de corte depende de se a linha 26 visível na fig. 3, sendo que a linha 26 determina o fim da região da face de ataque inclinada 23, situa-se um plano - neste caso ângulos de saída diferentes são obtidos ao longo do perfil da aresta de corte

Claims

dependendo do rebaixamento da aresta de corte - ou o curso da curva 26 é adaptado para o curso vertical do perfil de aresta de corte construído no espaço, de tal modo que os ângulos de saída permanecem constantes ao longo de toda a aresta de corte. O inserto para fresamento é adequado, em particular, para o torneamento longitudinal de faces planas. Durante uma alimentação do inserto para fresamento, em primeiro lugar as regiões de aresta de corte à volta do máximo 13 entram em encaixe com a peça trabalhada, depois do que sucessivamente são as regiões restantes de acordo com o ângulo de inclinação ua aresta de corte ao longo do perfil de aresta de corte, O inserto para fresamento é, portanto, posto em encaixe com a peça trabalhada mais suavemente do que seria o caso com um inserto para fresamento estritamente troncocónico tendo uma face de ataque planar.

1. Inserto para fresamento tendo uma superfície de suporte (11) e uma face de ataque a uma distância da mesma e pelo menos um flanço (12) disposto num ângulo de incidência positivo, a referida face de ataque e flanço (12) formando uma aresta de corte circundante redonda ou poligonal e tendo pelo menos um ponto de aresta de corte (13) a uma distância máxima de um plano no qual se situa a superfície de suporte (11) e tendo, pelo menos um ponto de aresta de corte (16, 17) a uma distância mínima do mesmo plano, caracterizado pelo fato de que a localização geométrica de cada ponto da aresta de corte, mas pelo menos o ponto da aresta de corte (16, 17) a uma distância mínima e pontos adjacentes à mesma, ser a intersecção entre uma superfícies envolvente vertical e um plano paralelo à superfície de suporte (11), a superfície envolvente vertical sendo disposta perpendicularmente em relação à superfície de suporte (11) e sendo formada por uma pluralidade de linhas verticais (18, 19) que são paralelas umas às outras e que formam um perfil curvo de aresta de corte redondo ou poligonal teórico ideal no plano que é paralelo à superfície de suporte (11) e em que se situa o ponto (13) a uma distância máxima do plano da superfície de suporte.

2. Inserto para fresamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um perfil de curva de aresta de corte ideal circular, essencialmente triangular, quadrado ou rômbico.

3. Inserto para fresamento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por um formato essencialmente redondo e pelo menos dois, preferencialmente três pontos de aresta de corte (13) a uma distância máxima do plano da superfície de suporte (11).

4. Inserto para fresamento de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o formato ser de desenho rotativamente simétrico.

5. Inserto para fresamento de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o ângulo de incidência positivo ter entre 2° e 15°, preferencialmente até no maximo 10°.

6. Inserto para fresamento de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a distância vertical (a), medida na direcção da superfície de suporte (11), do ponto a uma distância máxima do ponto a uma distância mínima ter pelo menos 0,5 mm e/ou no máximo 3 mm, preferencialmente, no máximo 2 mm.

7. Inserto para fresamento de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os ângulos de saída serem constantes por todo o perfil da aresta de corte e terem preferencialmente de 2° a 25°.

8. Inserto para fresamento de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por os ângulos de saída variarem ao longo da aresta de corte, em que preferencialmente a região da face de ataque anular mais distante da aresta de corte situa-se num plano paralelo à superfície de suporte.

9. Inserto para fresamento de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por uma primeira região de flanço (22) ser disposta abaixo da aresta de corte e uma outra região de flanco (24) tendo ângulos de incidência maiores ser disposta abaixo desta, adjacenteà superfície de suporte (11).

10.

Ferramenta, consistindo num porta-ferramenta compreendendo pelo menos um recesso para acomodar e para prender um inserto para fresamento tendo uma superfície de suporte (11) e uma face de ataque a uma distância da mesma e pelo menos um flanco (12) disposto num ângulo de incidência positivo, a referida face de ataque e flanco (12) formando uma aresta de corte circundante redonda ou poligonal e tendo pelo menos um ponto de aresta de corte (13) a uma distância máxima de um plano no qual se situa a superfície de suporte (11) e tendo, pelo menos um ponto de aresta de corte (16, 17) a uma distância mínima do mesmo plano, o inserto para fresamento no porta-ferramenta sendo inclinado a um ângulo de montagem axialmente e/ou radialmente em relação à superfície, a ser usinada, de uma peça trabalhada ou uma superfície tangencial à mesma, caracterizada por a localização geométrica de cada ponto da aresta de corte ser a intersecção entre uma superfície circundante vertical e um plano paralelo a um plano vertical à superfície a ser usinada, da peça trabalhada ou à superfície tangencial à mesma, a superfície circundante vertical sendo disposta perpendicularmente ao referido plano vertical e sendo formada por uma pluralidade de linhas verticais que são paralelas umas às outras e que formam um perfil de curva de aresta de corte redondo ou poligonal teórico ideal no plano que é paralelo ao plano vertical e em que se situa o ponto numa distância máxima do plano vertical.