BRPI0711439A2

BRPI0711439A2 - insertos de corte

Info

Publication number: BRPI0711439A2
Application number: BRPI0711439-7A
Authority: BR
Inventors: James M Waggle
Original assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2011-11-01
Also published as: JP5108005B2; WO2007133437A3; WO2007133437A2; CN101448594B; EP2015885B1; JP2009536585A; US7476062B2; US20070258778A1; CN101448594A; EP2015885A4; KR20090033324A; EP2015885A2; CA2646479A1

Abstract

<UM>INSERTOS DE CORTE<MV>A presente invenção refere-se a um inserto de corte (10) com uma face de ângulo de corte (20), uma superfície de assentamento (25) e uma pluralidade defaces de flanco (30a-30d) que se estendem entre a face de ângulo de corte e a superfície de assentamento. A interseção da face de ângulo de corte e da pluralidadede faces de flanco define uma pluralidade de arestas de corte (35a-35d) . A face de ângulo de corte (20) do inserto (10) é dotada de uma pluralidade de regiões de canto (40a-40d) formadas na interseção das arestas de corte laterais (35a-35d) para definir arestas de corte de canto (45a-45d) . A aresta de corte de canto (45a- 45d) em pelo menos uma região de canto (40a-40d) tem um perfil rebaixado (50a) quando observado pelo lado do inserto, O perfil rebaixado (50a) tem uma forma cóncava e estende-se para dentro a partir da aresta de corte (45a) . Na aresta de corte, o rebaixo tem uma forma cónica para definir uma parte cónica (55a) e mais para dentro a aresta de corte pode ter uma forma cilíndrica para definir uma porte cilíndrica (60a)

Description

INSERTOS DE CORTE

Antecedentes da Invenção

Campo da Invenção

Refere-se a presente invenção, de uma ma- neira geral, a um inserto de corte usado em operações de usinagem de metal e, mais especificamente, a recur- sos de controle de escoamento de cavacos em um inserto de corte.

Descrição da Técnica Relacionada

Os insertos de corte são amplamente conhe- cidos e uma grande percentagem dos mesmos é de tipo descartável. Tais insertos são presos de forma desta- cável a um porta-ferramenta e então são descartados quando ficam rombudos ou quebrados. Os insertos des- cartáveis são usualmente indexáveis e/ou capazes de ser invertidos de forma que um inserto pode ser proporcio- nado com pelo menos duas arestas de corte para apresen- tação seletiva à posição de corte. Um inserto indexá- vel e/ou capaz de ser invertido dotado de múltiplas a- restas de corte é mais econômico porque depois que uma aresta foi usada, o inserto pode ser simplesmente inde- xado ou invertido para posicionar a aresta utilizável seguinte. Este recurso é especialmente importante quando se considera o alto custo dos materiais a partir dos quais são produzidos os insertos.

O objetivo principal da usinagem de metal é a conformação de uma nova superfície de usinagem. Presta-se muita atenção à formação do cavacos durante o processo de usinagem, mesmo que o cavaco seja um produ- to de refugo, porque o consumo de energia ocorre prin- cipalmente na formação e movimento do cavaco. Desta forma, um aspecto essencial de qualquer operação de u- sinagem de metal é um escoamento efetivo de cavacos. A patente U.S. N0. 6.769.844, intitulada "Inserto de Cor- te e Método para Produzir o Mesmo" expõe um inserto de corte com uma aresta de corte de contacto convexa com um canto chanfrado proporcionado entre as arestas de corte. Esta patente foi concedida à cessionária da presente invenção e fica incorporada neste contexto por referência.

Uma vez que o controle de escoamento de cavacos constitui uma consideração importante nas ope- rações de corte de metal, é um objetivo de longa data na técnica da usinagem de metais o desenvolvimento de superfícies de controle de escoamento de cavacos aper- feiçoadas para o uso com insertos de corte.

Sumário da Invenção

A presente invenção refere-se a um inserto de corte que compreende uma face de ângulo de corte, uma superfície de assento e uma pluralidade def faces de flanco que se estendem entre a face de ângulo de corte e a superfície de assento. A interseção da face de ângulo de corte e da pluralidade de faces de flanco define uma pluralidade de arestas de corte laterais. A face de ângulo de corte do corpo é dotada de uma plura- lidade de regiões de canto formadas na interseção das arestas de corte laterais para definirem arestas de corte de canto. A aresta de corte de canto em pelo me- nos uma região de canto tem um perfil rebaixado quando olhada a partir do lado do inserto. O perfil rebaixado tem uma forma côncava e estende-se para dentro a partir da aresta de corte. Na aresta de corte, o rebaixo tem uma configuração cônica para definir uma parte cônica e ainda para dentro a partir da aresta de corte o rebaixo pode ser dotado de uma forma cilíndrica para definir uma parte cilíndrica.

Estes e outros aspectos e características da presente invenção, bem como os métodos de operação e funções dos elementos de estruturas relacionados e a combinação de partes e economias de manufatura, tornar- se-ão mais facilmente evidentes na consideração da des- crição seguinte e das reivindicações anexas com refe- rência aos desenhos anexos, os quais formam todos eles uma parte deste relatório, em que números de referência iguais designam partes correspondentes nas várias figu- ras. Tal como usada no relatório e nas reivindicações, a forma do singular para "um", "uma", e "o, a" incluem as correspondentes no plural, a não ser que o contexto determine claramente de outro modo.

Descrição Breve dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um inserto de corte de acordo com a presente invenção. A Figura 2A mostra uma vista em perspecti- va ampliada da região de canto quando observada ao lon- go da seta "2" na Figura 1.

A Figura 2B é uma vista plana de topo do canto posta em relevo na Figura 2A.

A Figura 3 mostra uma vista seccional do inserto de corte tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 2B.

A Figura 4 é uma vista plana de topo do inserto de corte da Figura 1.

A Figura 5 é uma vista em elevação lateral do inserto de corte da Figura 1 observada a partir do canto.

A Figura 6 é uma vista em elevação lateral do inserto de corte da Figura 1 observado a partir de um lado.

A Figura 7 é uma vista seccional do inser- to de corte tomada ao longo da linha 3-3 da Figura 2B, mas apresentando outra concretização pela qual o inser- to tem um cheio adjacente à aresta de corte; e

A Figura 8 é uma vista em perspectiva de um porta-ferramenta giratório que utiliza o inserto de corte de acordo com a presente invenção para usinar uma peça que se destina a ser usinada.

Descrição Detalhada da Presente Invenção

Para os propósitos da descrição apresenta- da em seguida, os termos "superior", "inferior", "di- reita", "esquerda", "vertical", "horizontal", "topo", "fundo", "lateral", "longitudinal" e seus derivados se- rão referentes à invenção tal como ela se encontra ori- entada nas figuras dos desenhos. Entretanto, deve ser compreendido que a invenção pode supor diversas varia- ções alternativas, exceto onde expressamente especifi- cado em contrário. Deve ser igualmente compreendido que os dispositivos específicos ilustrados nos desenhos anexos e descritos no relatório seguinte constituem concretizações meramente exemplificativas da invenção. Conseqüentemente, dimensões específicas e outras carac- terísticas físicas relacionadas com as concretizações expostas neste contexto não devem ser consideradas como limitativas.

Considerando-se inicialmente a Figura 1, um inserto de corte 10 é dotado de um corpo 15, compre- endido de uma face de ângulo de corte 20 e uma superfí- cie de assento 25. Uma pluralidade de superfícies de flanco 30a-30d estende-se entre a face de ângulo de corte 20 e a superfície de assento 25. Uma pluralidade de arestas de corte laterais 35a-35d são definidas pela interseção da face de ângulo de corte 20 e pela plura- lidade de faces de flanco 30a-30d. A face de ângulo de corte 20 é dotada de uma pluralidade de regiões de can- to 40a-40d formadas na interseção das arestas de corte laterais 35a-35d para definirem arestas de corte de canto 45a-45d.

Conforme ilustrado na Figura 1, o corpo 15 tem uma forma substancialmente quadrada. Entretanto, isto não deve ser considerado como limitativo uma vez que se previu uma variedade de outras geometrias para o inserto de corte 10, que inclui octogonal e pentagonal. Deverá ser apreciado ainda que cada uma das arestas de corte descritas neste contexto poderá ser indexada em uma posição de usinagem ou ativa e utilizada efetiva- mente em uma ferramenta de corte de um tipo amplamente conhecido na técnica. Um uso particular para este in- serto de corte 10 pode ser com uma fresa de mergulho.

Para propósitos de simplicidade, será dis- cutida adiante a região de canto 40a, com a compreensão de que esses detalhes poderão ser aplicados ás demais regiões de canto 40b-40d do inserto 10.

Chamando-se a atenção para as Figuras 2A e 5, a aresta de corte de canto 45a na região de canto 40a tem um perfil rebaixado 50a quando observado a par- tir do lado do corpo 15. Tal como ilustrado nas Figu- ras 2A e 5, o perfil rebaixado 50a tem uma forma cônca- va. Considerando-se as Figuras 2A e 2B, o perfil re- baixado 50a estende-se para dentro a partir da aresta de corte de canto 45a. O perfil rebaixado 50a estende- se para dentro e na face de ângulo de corte 20 a partir da aresta de corte de canto 45a. Conforme ilustrado nas Figuras 2A e 3, o perfil rebaixado 50a tem uma for- ma cônica para definir uma parte cônica 55a. Sucinta- mente, chamando-se a atenção para a Figura 2B, a parte cônica 55a estende-se para dentro a partir da aresta de corte de canto 45a uma distância "A" de cerca de 0,508-0,762 mm (0,02-0,030 de polegada) e preferente- mente está na faixa de cerca de 0, 127-0, 152 mm (0, 005- 0,006 de polegada). Adicionalmente, chamando-se a a- tenção para a Figura FIG. 2B, a parte cônica 55a pode ter um ângulo de cone "B" de entre cerca de 5-45 graus com um ângulo preferido de cerca de 20 graus. Confor- me ilustrado na Figura 3, o eixo central L do cone pode formar um ângulo "C" com uma linha 26 paralela com a superfície de assento 25 do corpo 15 entre cerca de 2- 30 graus e preferentemente entre cerca de 5-10 graus.

Conforme ilustrado na Figura 2B, o perfil rebaixado 50a estende-se para dentro sobre toda a lar- gura W da face de ângulo de corte 20.

Tal como ilustrado adicionalmente na Figu- ra 2B, o perfil rebaixado 50a pode incluir uma parte cilíndrica 60a rebaixada dentro da face de ângulo de corte 20 e localizada dentro da parte cônica 55a. Uma parte de junção 65a pode conectar a parte cônica 55a com a parte cilíndrica 60a para proporcionar uma tran- sição suave entre estas partes.

Chamando-se a atenção para as Figuras 5 e 6, as arestas de corte 35a, 35b, por exemplo, adjacen- tes à região de canto 40a podem ser retas ou convexas quando observadas a partir do lado tal como ilustrado na Figura 6. Por exemplo, a aresta de corte 35a con- forme ilustrada na Figura 6 pode ter um raio de curva- tura R de aproximadamente 203 mm (8 polegadas). Cha- mando-se a atenção brevemente para a Figura 3, pode ser facilmente antecipado que a face de ângulo de corte 20 pode ter também um perfil convexo quando ela se estende para dentro a partir da aresta de corte 35a.

Discutiu-se até agora uma aresta de corte 35a que é orientada adjacente à face de ângulo de corte 20, em que a face de ângulo de corte tem um ângulo de corte face positivo de forma tal que a aresta de corte 35a é relativamente aguçada e a aresta pode ser afiada para proporcionar um raio para aumentar assim a resis- tência da aresta de corte 35a. Com referência agora à Figura 7, observa-se que é inteiramente possível intro- duzir um cheio 70 entre a aresta de corte 35a e a face de ângulo de corte 20, proporcionando-se assim resis- tência adicional para as arestas de corte, tais como a aresta de corte 35a.

Conforme ilustrado na Figura 7, o perfil rebaixado 50a estende-se para dentro a partir de uma aresta de corte de canto 45a dentro da face de ângulo de corte 20. Em particular, a parte rebaixada 50a con- tinua para dentro a partir da aresta de corte 45a com a parte cônica 55a estendendo-se dentro da face de ângulo de corte 20. Depois disso, o perfil rebaixado 50a con- tinua a estender-se para dentro até a parte de junção 65a e dentro da parte cilíndrica 60a. Em operação, a aresta de corte 45a segue-se à aresta de corte 35 e faz com que o cavaco de corte se levante e seja carregado para fora da peça usinada. Chamando-se a atenção para a Figura 6, ca- da face de flanco, por exemplo, a face de flanco 30d, é substancialmente plana e forma um ângulo de afastamento "F" de entre cerca de 0-30 graus, preferentemente cer- ca de 11-20 graus, com uma linha perpendicular à su- perfície geralmente plana definida pela aresta de cor- tes 35.

A Figura 8 mostra o inserto de corte 10 montado dentro do porta-ferramenta e executando a tare- fa de usinagem de uma peça a usinar. Em particular, a Figura 8 ilustra o inserto de corte 10 disposto montado dentro de uma fresa 100. A fresa 100 é compreendida de um corpo 105 que se estende ao longo de um eixo longi- tudinal 110 e tem uma primeira extremidade 115. Um re- baixo 120 estende-se dentro da primeira extremidade 115 e é dotado de uma cavidade de inserto 125 adaptada para receber o inserto de corte 10. O inserto de corte 10 pode ser dotado de um furo 80 (Figura 4) que se estende através do mesmo para acomodar um parafuso de montagem 132 o qual pode ser engranzado por meio de rosca dentro do furo rosqueado (não ilustrado) que se estende atra- vés de um fundo na cavidade 125 do rebaixo 120. Utili- zando-se esta disposição, pode-se fazer girar a fresa 100 em torno do eixo longitudinal 110 em uma direção correspondente aos ponteiros do relógio de forma tal que o inserto de corte 10 engancha com a peça a usinar 130 para configurar a peça a usinar 130 com a configu- ração desejada. Muito embora a invenção fosse descrita em detalhes para o propósito de ilustração com base no que é considerado atualmente como sendo as concretizações mais práticas e preferidas, deve ser compreendido que este detalhe tem somente esse propósito e que a inven- ção não fica limitada às concretizações expostas, mas, em vez disso, é intenção que abranja modificações e disposições equivalentes que estejam situadas dentro do espirito e escopo das reivindicações em anexo. Por e- xemplo, deve ser compreendido que a presente invenção considera, na extensão possível, que um ou mais aspec- tos de qualquer concretização podem ser combinados com um ou mais aspectos de qualquer outra concretização.

Claims

1. Inserto de corte, dotado de um corpo, caracterizado por compreender: a) uma face de ângulo de corte; b) uma superfície de assento; c) uma pluralidade de faces de flanco que se estendem entre a face de ângulo de corte e a superfície de assento, em que a interseção da face de ângulo de corte e a pluralidade de faces de flanco define uma pluralidade de arestas de corte laterais; e d) em que a face de ângulo de corte do corpo tem uma pluralidade de regiões de canto formadas na in- terseção das arestas de corte laterais para definir a- restas de corte de canto e em que a aresta de corte de canto em pelo menos uma região de canto tem um perfil rebaixado quando observado a partir do lado do corpo de inserto.

2. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizado por o perfil rebaixado ter uma forma côncava.

3. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 2, caracterizado por o perfil rebaixado esten- der-se para dentro a partir da aresta de corte.

4. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 3, caracterizado por cada região de canto ser dotada de um cheio que se estende para dentro a partir da aresta de corte de canto e o perfil rebaixado esten- de-se dentro do cheio.

5. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 4, caracterizado por o perfil rebaixado esten- der-se para dentro a partir da aresta de corte e ser dotado de uma forma cônica.

6. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 3, caracterizado por o perfil rebaixado esten- der-se dentro da face de ângulo de corte do corpo de inserto.

7. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 6, caracterizado por o perfil rebaixado esten- der-se para dentro a partir da aresta de corte e ser dotado de uma forma cônica para definir uma parte côni- ca.

8. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 7, caracterizado por a parte cônica estender-se para dentro a partir da aresta de corte cerca de entre -0,0508-0,762 mm (0,002 - 0,030 de polegada).

9. Inserto de corte, de acordo com a reivin- dicação 7,, caracterizado por a parte cônica ser dotada de um ângulo de cone entre cerca de 5 - 45 graus.

10. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 9, caracterizado por a parte cônica ser do- tada de um eixo central e o eixo central formar um ân- gulo com a superfície de assento de entre cerca de 2 - -30 graus.

11. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 7, caracterizado por o perfil rebaixado es- tender-se para dentro por toda a largura da face de ân- gulo de corte.

12. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 11, caracterizado por o perfil rebaixado in- cluir ainda uma parte cilíndrica rebaixada dentro da face de ângulo de corte no interior da parte cônica.

13. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 12, caracterizado por incluir ainda uma par- te de junção que conecta a parte cônica com a parte ci- lindrica.

14. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado por as arestas de corte en- tre as partes de canto serem convexas quando observado a partir do lado.

15. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 14, caracterizado por as arestas de corte serem afiadas.

16. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 14, caracterizado por a face de ângulo de corte ser dotada de um perfil convexo quando ela se es- tende para dentro a partir da aresta de corte.

17. Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado por as faces de flanço se- rem substancialmente planas.

18 . Inserto de corte, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado por o corpo ser dotado de uma forma substancialmente quadrada.

19. Inserto de corte dotado de um corpo, ca- racterizado por compreender: uma face de ângulo de corte dotada de uma parte inclinada; uma pluralidade de faces de flanco, em que pelo menos uma das faces de flanco tem um ângulo de a- fastamento positivo; pelo menos duas arestas de corte laterais formadas em uma interseção entre a face de ângulo de corte e uma da pluralidade de faces de flanco, em que as arestas de corte laterais ficam adjacentes umas às outras; e pelo menos uma aresta de corte de canto for- mada na interseção das duas arestas de corte laterai- sadjacentes, em que uma parte de canto rebaixada dotada de uma forma geralmente cônica é proporcionada na pelo me- nos uma aresta de corte de canto.