IT202100003449U1 - TOOL FOR MILLING ARTICLES IN HARD MATERIALS, PARTICULARLY METALLIC - Google Patents
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Description
?UTENSILE PER LA FRESATURA DI MANUFATTI IN MATERIALI DURI, IN PARTICOLARE METALLICI? ?TOOL FOR MILLING ARTICLES IN HARD MATERIALS, PARTICULARLY METALLIC?
CAMPO DI APPLICAZIONE FIELD OF APPLICATION
Il presente trovato riguarda un utensile per la fresatura di manufatti in materiali duri, in particolare un utensile del tipo a ?T? per la fresatura di materiali metallici. The present invention relates to a tool for milling articles made of hard materials, in particular a tool of the ?T? for milling metallic materials.
In particolare l?innovazione in oggetto intende risolvere alcune problematiche inerenti ai limiti degli utensili a ?T? integrali, ovvero da un lato alle basse prestazioni degli utensili economici e dall?altro all?eccessiva onerosit? dei tradizionali utensili di alta gamma, nel primo caso inerenti alla scarsa qualit? dei materiali utilizzati nel processo di produzione e nel secondo all?utilizzo di materiali di produzione molto costosi che vengono impiegati sia per la realizzazione del corpo utensile che per la testa di lavorazione. In particular, the innovation in question intends to solve some problems inherent to the limits of ?T? integral, or on the one hand to the low performance of economic tools and on the other to the excessive burden? of traditional high-end tools, in the first case inherent in poor quality? of the materials used in the production process and secondly to the use of very expensive production materials which are used both for the construction of the tool body and for the machining head.
Secondo l?innovazione ? invece previsto che l?utensile del tipo a ?T? venga realizzato mediante il particolare abbinamento tra il corpo dell?utensile realizzato in materiale economico, non essendo necessaria in questo settore la durezza del metallo, e la testa dell?utensile realizzata in materiale di elevata qualit? e durezza, ottenendo in definitiva un?utensile estremamente performante e dai costi contenuti. According to the innovation? instead foreseen that the tool of the ?T? is achieved through the particular combination between the body of the tool made of cheap material, since metal hardness is not necessary in this sector, and the head of the tool made of high quality material. and hardness, ultimately obtaining an extremely high-performance tool at low cost.
Il presente trovato ? vantaggiosamente applicato nel settore degli utensili di fresatura, in particolare del tipo a ?T?, adibiti alla lavorazione di materiali ed in particolare per la realizzazione di scanalature su tavole porta pezzo o simili. The present found ? advantageously applied in the field of milling tools, in particular of the "T" type, used for working materials and in particular for making grooves on workpiece holder tables or the like.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE ART
? noto nella tecnica l?utilizzo di varie tipologie di utensili che generalmente sono applicati su macchine per la fresatura o tornitura di manufatti. ? the use of various types of tools is known in the art, which are generally applied to machines for milling or turning manufactured articles.
Gli utensili consentono di realizzare operazioni di fresatura o tornitura di manufatti ed in alcuni casi nell?industria meccanica vi ? la necessit? di realizzare le cosiddette ?cave a T?, ovvero cave realizzate all?interno di componenti come piastre od altro, che hanno una forma a ?T?. Ad esempio ? noto l?utilizzo di tavole o piastre di base, mobili o fisse, di molte postazioni di lavoro su cui vengono fissati, tramite morse, i pezzi da lavorare. The tools allow you to carry out milling or turning operations on manufactured articles and in some cases in the mechanical industry there is the need? to create the so-called ?T-slots?, or rather slots made inside components such as plates or other, which have a ?T? shape. For example ? I know the use of tables or base plates, movable or fixed, of many workstations on which the pieces to be machined are fixed by means of vices.
Queste cave a ?T? vengono realizzate tramite utensili da taglio (o da fresatura) opportunamente sagomati per ottenere la forma a ?T?. L?operazione avviene necessariamente in almeno due fasi, in quanto non vi ? la possibilit? tecnica di realizzare la fresatura con un unico utensile, con la forma della cava finita, che possa fresare in modo performante. These ?T? are made using cutting (or milling) tools suitably shaped to obtain the ?T? shape. The operation necessarily takes place in at least two phases, as there is no? the possibility? technique of carrying out the milling with a single tool, with the shape of the finished slot, which can mill in a high-performance way.
Quindi, tipicamente, per una cava con le dimensioni caratteristiche sotto riportate, la successione delle operazioni, facendo riferimento alle figure A, B, C e D, ? la seguente: Therefore, typically, for a quarry with the characteristic dimensions shown below, the sequence of operations, with reference to figures A, B, C and D, ? the following:
? Realizzazione di un ?corridoio? dritto, o imbocco, con un primo utensile standard (figura C) o fresa cilindrica di diametro ?G pari all?imbocco della cava, e lunghezza minima fuori pinza pari alla profondit? totale del corridoio (figura A). L?utensile deve tagliare la cava del ?corridoio? per la lunghezza in senso longitudinale desiderata. ? Creation of a ?corridor? straight, or entrance, with a first standard tool (figure C) or cylindrical cutter with diameter ?G equal to the entrance of the slot, and minimum length outside the collet equal to the depth? corridor total (figure A). The tool must cut the slot of the ?corridor? for the desired longitudinal length.
? Realizzazione del profilo finale a sottosquadro della cava tramite un secondo utensile sagomato a ?T? (figura D), con diametro del gambo (o del codolo) minore di ?G (per non strisciare sulla parete interna e rischiare di rompersi), diametro di taglio ?M pari al diametro maggiore della cava e lunghezza minima fuori pinza pari alla profondit? totale della cava. Il problema riscontrato attuando questa tecnologia ? quello che riguarda sia i tempi che i costi di realizzazione. Infatti ? necessario disporre di due utensili, il primo cilindrico ed il secondo con testa a ?T?, che devono effettuare due distinte operazioni in successione. ? Creation of the final undercut profile of the groove using a second ?T? (figure D), with shank (or tang) diameter smaller than ?G (to avoid sliding on the internal wall and risk breaking), cutting diameter ?M equal to the major diameter of the groove and minimum length outside the collet equal to the depth ? quarry total. The problem encountered by implementing this technology? what concerns both the times and the costs of realization. Indeed ? It is necessary to have two tools, the first cylindrical and the second with a ?T? head, which must carry out two distinct operations in succession.
I criteri costruttivi di un tradizionale utensile a ?T? possono essere diversi, in particolare: The construction criteria of a traditional ?T? they can be different, in particular:
? Utensile integrale: l?utensile (testa diam. ?M e gambo ?G) ? un pezzo unico, tutto dello stesso materiale. In particolare i materiali utilizzati possono essere: ? Integral tool: the tool (head diam. ?M and shank ?G) ? a single piece, all of the same material. In particular, the materials used can be:
- Acciaio da utensili (o HSS); - Tool steel (or HSS);
- Metallo duro (o carburo di tungsteno e cobalto). ? Utensile saldobrasato: i taglienti sono realizzati in metallo duro e saldobrasati su corpo fresa in acciaio. - Hard metal (or tungsten carbide and cobalt). ? Brazed tool: the cutting edges are made of hard metal and brazed on the steel cutter body.
L?utilizzo di questi tradizionali utensili noti nella tecnica ha evidenziato che da un lato l?utilizzo dell?acciaio da utensili (o HSS) si ? rivelato non performante a causa della economicit? del materiale ed alla sua scarsa resistenza all?usura, mentre dall?altro l?utilizzo dell?utensile realizzato totalmente in metallo duro (o carburo di tungsteno e cobalto) si ? rivelato eccessivamente oneroso dati elevati costi della materia prima utilizzata per realizzare l?intero corpo dell?utensile. The use of these traditional tools known in the art has shown that on the one hand the use of tool steel (or HSS) is revealed not performing because of the cheapness? of the material and its poor resistance to wear, while on the other hand the use of the tool made entirely of hard metal (or tungsten carbide and cobalt) is ? proved excessively expensive given the high cost of the raw material used to make the entire body of the tool.
Inoltre l?adozione di un corpo unico per testa e gambo impone la realizzazione di un oggetto sbozzato, prodotto con elevata asportazione di materiale e costi di lavorazione elevati. Quindi per effettuare operazioni tutto sommato piuttosto semplici che per? richiedono la realizzazione di sottosquadri, ? necessario disporre di utensili o scadenti, in quanto estremamente economici, oppure performanti ma molto costosi. Furthermore, the adoption of a single body for head and shank requires the creation of a rough-hewn object, produced with high material removal and high processing costs. So to carry out operations all in all rather simple than for? require the creation of undercuts, ? It is necessary to have tools either of poor quality, as they are extremely cheap, or of high performance but very expensive.
Tutto questo richiede notevoli investimenti sugli utensili utilizzati e sulla mano d?opera da parte degli operatori che devono provvedere anche alla sostituzione degli utensili eventualmente danneggiati, impiegando tempi di esecuzione prolungati sia in fase di lavorazione degli utensili che in fase di lavorazione del manufatto da trattare, con tutti i notevoli costi che ne derivano. All this requires considerable investments in the tools used and in the manpower by the operators who must also replace any damaged tools, using extended execution times both in the tool processing phase and in the processing phase of the product to be treated , with all the considerable costs that come with it.
In alcuni casi sono stati realizzati utensili mediante l?abbinamento di due o pi? componenti, ad esempio taglienti saldo brasati in forma di placchette sagomate, che consentono l?ottenimento di un corpo in materiale composito, ma con forti limitazioni sulla geometria di taglio, legate prevalentemente alla impossibilit? di eseguire numero di taglienti ed angoli d?elica e di taglio di qualsiasi genere, pertanto realizzati con una tecnologia poco soddisfacente per questa specifica tipologia di prodotto. In some cases, tools have been made through the combination of two or more? components, for example brazed-welded cutting edges in the form of shaped plates, which allow for the obtainment of a body in composite material, but with strong limitations on the cutting geometry, mainly linked to the impossibility? to perform any number of cutting edges and helix and cutting angles, therefore made with a technology that is not very satisfactory for this specific type of product.
DESCRIZIONE DELL?INNOVAZIONE DESCRIPTION OF THE INNOVATION
La presente innovazione si propone di mettere a disposizione un utensile per la fresatura di manufatti metallici o simili, in particolare utensili del tipo a ?T?, utilizzando una tecnologia in grado di eliminare o quantomeno ridurre gli inconvenienti sopra evidenziati. The present innovation proposes to provide a tool for milling metallic or similar manufactured articles, in particular tools of the ?T? type, using a technology capable of eliminating or at least reducing the drawbacks highlighted above.
L?innovazione si propone in particolare di fornire un utensile del tipo a ?T? per la fresatura di materiali metallici che prevede la realizzazione di un corpo realizzato in materiale diverso rispetto alla testa, la quale viene realizzata a partire da un corpo sostanzialmente cilindrico dotato di foratura cieca coassiale. The innovation proposes in particular to provide a tool of the ?T? for milling metallic materials which provides for the creation of a body made of a different material than the head, which is made starting from a substantially cylindrical body equipped with coaxial blind drilling.
Secondo il trovato ? previsto che il corpo o gambo della fresa, costituito da uno stelo sostanzialmente cilindrico, od eventualmente anche prismatico con qualsiasi numero di lati, venga inserito in detta foratura cieca coassiale previa interposizione di materiale saldo brasante, in modo che l?accoppiamento possa essere sottoposto a fusione per ottenere la stabile congiunzione tra le due parti. Durante la fusione il materiale, inizialmente appoggiato al fondo della cava, riempie anche l?intera ?intercapedine? fra gambo e cava, realizzando un?ampia superficie di tenuta. According to the invention ? provision is made for the body or shank of the cutter, consisting of a substantially cylindrical stem, or possibly even a prismatic one with any number of sides, to be inserted in said coaxial blind hole after interposition of brazing material, so that the coupling can be subjected to fusion to obtain the stable conjunction between the two parts. During the smelting, the material, initially resting on the bottom of the quarry, also fills the entire ?cavity? between stem and groove, creating a large sealing surface.
La presente innovazione, inoltre, diversamente da altre soluzioni che prevedono l?impiego di utensili compositi, non impone particolari limitazioni sulla cosiddetta geometria di taglio (eliche, angoli di spoglia, numero di taglienti), ma offre massima libert? al progettista dell?utensile. Furthermore, unlike other solutions that involve the use of composite tools, the present innovation does not impose particular limitations on the so-called cutting geometry (helixes, rake angles, number of cutting edges), but offers maximum freedom? to the tool designer.
Ci? ? ottenuto mediante un utensile in materiali compositi in particolare utensili del tipo a ?T? per la fresatura in sottosquadro di materiali metallici le cui caratteristiche sono descritte nella rivendicazione principale. There? ? obtained by means of a tool in composite materials, in particular tools of the ?T? for undercut milling of metallic materials, the characteristics of which are described in the main claim.
Le rivendicazioni dipendenti della soluzione in oggetto delineano forme di realizzazione vantaggiose dell?innovazione. The dependent claims of the solution in question outline advantageous embodiments of the innovation.
I principali vantaggi di questa soluzione riguardano sostanzialmente la possibilit? di ottenere industrialmente frese del tipo a ?T? ad elevate prestazioni e con costi relativamente contenuti. The main advantages of this solution essentially concern the possibility? to industrially obtain ?T? with high performance and relatively low cost.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI ILLUSTRATION OF THE DESIGNS
Altre caratteristiche e vantaggi dell?innovazione risulteranno evidenti, alla lettura della descrizione seguente di una forma di realizzazione dell?innovazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con l'ausilio dei disegni illustrati nelle tavole allegate, in cui: Other characteristics and advantages of the innovation will become evident upon reading the following description of an embodiment of the innovation, provided by way of non-limiting example, with the aid of the drawings illustrated in the attached tables, in which:
- le figure dalla A alle D illustrano viste schematiche di un sistema di realizzazione tradizionale di cavit? longitudinali dotate di sottosquadri; - figures from A to D illustrate schematic views of a traditional cavity construction system? longitudinal with undercuts;
- la figura 1 rappresenta una vista schematica evidenziante una prima fase di lavoro per l?ottenimento dell?utensile a ?T? secondo il trovato, nella quale i componenti sono distanziati; - la figura 2 illustra una vista schematica dell?utensile secondo l?innovazione assemblato, prima dell?affilatura; - figure 1 represents a schematic view highlighting a first working phase for obtaining the ?T? according to the invention, in which the components are spaced apart; - figure 2 shows a schematic view of the assembled tool according to the innovation, before sharpening;
- le figure 3 e 4 mostrano viste schematiche della testa dell?utensile rispettivamente dal basso ed in assonometria, prima dell?affilatura; - figures 3 and 4 show schematic views of the tool head respectively from below and in axonometric view, before sharpening;
- la figura 5 rappresenta una vista particolareggiata della testa dell?utensile associata al corpo mediante saldobrasatura; - figure 5 is a detailed view of the head of the tool associated with the body by brazing;
- le figure 6 e 7 illustrano viste schematiche ed assonometriche dell?utensile in una prima ed una seconda fase di lavorazione; - figures 6 and 7 show schematic and axonometric views of the tool in a first and a second processing step;
- la figura 8 mostra una vista schematica ed assonometrica dell?utensile finito con la testa di lavorazione lavorata e pronta all?uso; - figure 8 shows a schematic and isometric view of the finished tool with the machining head machined and ready for use;
- le figure 9, 10 ed 11 rappresentano viste schematiche evidenzianti tre possibili diverse conformazioni della testa dell?utensile. - figures 9, 10 and 11 are schematic views showing three possible different configurations of the tool head.
DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT
DELL?INNOVAZIONE OF INNOVATION
Facendo riferimento alle figure allegate, ed inizialmente in particolare alla figura 1, con 10 si indica generalmente il corpo o gambo e con 11 la testa a tagliente di un?utensile di fresatura del tipo a ?T?. With reference to the attached figures, and initially in particular to figure 1, 10 generally indicates the body or shank and 11 the cutting head of a milling tool of the ?T? type.
Secondo l?innovazione ? previsto che il corpo o gambo 10 dell?utensile presenti una conformazione sostanzialmente cilindrica con l?estremit? 12 cilindrica avente un diametro corrispondente a quello di una sede 14 ricavata da una foratura cieca posta al centro della testa 11 a tagliente dell?utensile di fresatura del tipo a ?T?. According to the innovation? it is envisaged that the body or shank 10 of the tool has a substantially cylindrical shape with the end? 12 having a diameter corresponding to that of a seat 14 obtained from a blind hole located in the center of the cutting head 11 of the ?T? type milling tool.
Pi? precisamente secondo la forma di realizzazione rappresentata delle figure da 1 a 4, la testa di fresatura 11, illustrata senza taglienti in quanto vengono ricavati in una successiva fase di lavoro, presenta una cavit? cieca 14 coassiale con la testa di fresatura 11. Pi? precisely according to the embodiment shown in figures 1 to 4, the milling head 11, shown without cutting edges as they are obtained in a subsequent work step, has a cavity blind 14 coaxial with the milling head 11.
Come ? rappresentato in figura 1, la giunzione tra il corpo o gambo 10 dell?utensile e la testa a tagliente 11 di un?utensile di fresatura del tipo a ?T?, avviene inserendo nella cavit? cieca 14 del materiale brasante, che pu? essere sotto forma di dischetto 16, od altre conformazioni o tipologie, e successivamente inserendo pure l?estremit? 12 del corpo 10 nella stessa cavit? cieca 14 della testa 11. As ? represented in figure 1, the joint between the body or shank 10 of the tool and the cutting head 11 of a milling tool of the ?T? type, takes place by inserting in the cavity? blind 14 of the brazing material, which can? be in the form of a disk 16, or other conformations or types, and subsequently also inserting the? extremity? 12 of the body 10 in the same cavity? blind 14 of the head 11.
Durante la fusione il materiale di saldatura 16, inizialmente appoggiato al fondo della cava, riempie anche l?intera ?intercapedine? fra gambo e cavit? cieca, realizzando una superficie di tenuta molto ampia e solida. During melting, the welding material 16, initially resting on the bottom of the hollow, also fills the entire ?interspace? between stem and cavity? blind, creating a very large and solid sealing surface.
Secondo la forma di realizzazione rappresentata in figura 5, viene posta in evidenza la zona di tenuta realizzata dalla brasatura del materiale saldante 16. According to the embodiment represented in figure 5, the sealing area created by the brazing of the welding material 16 is highlighted.
La profondit? di inserimento dell?estremit? 12 nella sede della cavit? cieca 14 ? in relazione al diametro del foro medesimo. The depth? of insertion of the? extremity? 12 in the seat of the cavity? blind 14 ? in relation to the diameter of the hole itself.
Ad esempio, a titolo puramente indicativo, il rapporto fra la profondit? di inserimento ed il diametro del gambo ? maggiore o uguale a 0,1, ovvero il 10%. For example, purely indicative, the relationship between the depth? of insertion and the diameter of the stem? greater than or equal to 0.1, or 10%.
Il gambo pu? comunque avere, in zone non interessate alla giunzione con la testa 11 nella cava 14, anche diametri diversi. The stem can in any case have, in areas not involved in the junction with the head 11 in the groove 14, also different diameters.
Secondo ulteriori forme di realizzazione ? pure previsto che la congiunzione tra il corpo o gambo 10 dell?utensile e la testa a tagliente 11 di un?utensile di fresatura del tipo a ?T?, avvenga inserendo nella cavit? cieca 14 del materiale adesivo od altro materiale che consente la saldatura dei due componenti anche non a caldo. According to further embodiments ? it is also foreseen that the joint between the body or shank 10 of the tool and the cutting head 11 of a milling tool of the ?T? type, takes place by inserting in the cavity? blind 14 of the adhesive material or other material which allows the two components to be welded even when not hot.
Le fasi che, secondo l?innovazione, consentono di ottenere l?utensile di fresatura sono dunque le seguenti: The phases which, according to the innovation, allow to obtain the milling tool are therefore the following:
A) realizzazione di un corpo o gambo 10 con estremit? 12 di conformazione approssimativamente cilindrica o prismatica avente dimensioni predefinite e di una testa tagliente 11 di conformazione sostanzialmente cilindrica o conica, tronco-conica o simili e di diametro maggiore rispetto a quello del corpo o gambo 10, detta testa tagliente 11 comprende una cava cieca 14 coassiale avente conformazione corrispondente a quella dell?estremit? 12 del corpo 10, o leggermente maggiore per favorire l?inserimento; A) creation of a body or stem 10 with extremity? 12 of an approximately cylindrical or prismatic shape having predefined dimensions and a cutting head 11 of a substantially cylindrical or conical, frusto-conical or similar shape and of a larger diameter than that of the body or shank 10, said cutting head 11 comprises a blind slot 14 coaxial having a conformation corresponding to that of? extremity? 12 of the body 10, or slightly greater to facilitate insertion;
B) posizionamento all?interno della cavit? cieca 14 della testa di tagliente 11 di materiale saldante 16; B) positioning inside the cavity? blind 14 of the cutting head 11 of welding material 16;
C) introduzione dell?estremit? 12 del corpo 10 nella cavit? cieca 14 della testa di tagliente 11 in cui ? inserito il materiale saldante 16; C) introduction of the extremity? 12 of the body 10 in the cavity? blind 14 of the cutting head 11 in which ? inserted the sealing material 16;
D) congiunzione a caldo od a freddo tra il corpo 10 e la testa 11 per la realizzazione della giunzione; E) realizzazione dei taglienti mediante idonea lavorazione della testa 11. D) hot or cold joining between the body 10 and the head 11 for making the joint; E) creation of the cutting edges by means of suitable machining of the head 11.
Nelle figure 9, 10 ed 11 vengono illustrate tre possibili utensili provvisti di diverse conformazioni della testa. Figures 9, 10 and 11 show three possible tools provided with different head configurations.
In particolare in figura 9 viene rappresentato un?utensile con testa di tipo cilindrico, in figura 10 con testa tronco-conica con svasatura rivolta verso l?interno ed in figura 11 un?utensile con testa di tipo tronco conica e svasatura rivolta verso l?esterno. In particular, figure 9 shows a tool with a cylindrical head, figure 10 with a truncated-conical head with flaring facing inwards and figure 11 a tool with a frusto-conical head and flaring facing inwards. external.
Come ? possibile notare il metodo secondo l?innovazione consente di realizzare utensili del tipo a ?T? per la fresatura di materiali metallici mediante la congiunzione tra un gambo realizzato in materiale diverso rispetto alla testa. Ancora pi? in particolare il gambo pu? essere realizzato in materiale pi? economico come in acciaio da utensili (HSS) e la testa in metallo duro, ovvero carburo di tungsteno e cobalto. As ? possible to notice the method according to the innovation allows to realize tools of the ?T? for milling metallic materials by joining a shank made of a different material to the head. even more in particular, the stem can? be made of material pi? economic as in tool steel (HSS) and the head in carbide, i.e. tungsten carbide and cobalt.
Come detto la congiunzione tra i due materiali consente di ottenere la massima affidabilit? e prestazione dell?utensile e contemporaneamente un contenimento dei costi di produzione e di conseguente commercializzazione, rendendo l?utensile potenzialmente molto appetibile sul mercato. As mentioned, the conjunction between the two materials allows you to obtain maximum reliability? and performance of the tool and at the same time a containment of production and consequent marketing costs, making the tool potentially very attractive on the market.
L?innovazione ? stata precedentemente descritta con riferimento ad una sua forma di realizzazione preferenziale. Tuttavia ? chiaro che l?innovazione ? suscettibile di numerose varianti che rientrano nel proprio ambito, nel quadro delle equivalenze tecniche. The innovation ? previously described with reference to a preferred embodiment thereof. However ? clear that? innovation? susceptible to numerous variations that fall within its scope, within the framework of technical equivalences.
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2021
- 2021-07-02 IT IT202021000003449U patent/IT202100003449U1/en unknown
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