ITVR20070185A1 - SEGMENT FOR THE PROCESSING OF HARD MATERIALS AND THE METHOD FOR THE REALIZATION OF THE SAME - Google Patents
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Description
“SEGMENTO PER LA LAVORAZIONE DI MATERIALI DURI E METODO PER LA REALIZZAZIONE DELLO STESSO” "SEGMENT FOR THE PROCESSING OF HARD MATERIALS AND METHOD FOR THE REALIZATION OF THE SAME"
La presente invenzione si riferisce ad un segmento, preferibilmente diamantato, da applicare su dischi, lame o altri utensili per eseguire lavorazioni quali taglio, lucidatura, profilatura ed altre ancora, di oggetti in materiale duro, quale marmo, granito, vetro, cemento ed altri materiali. The present invention refers to a segment, preferably diamond-coated, to be applied on disks, blades or other tools to perform machining such as cutting, polishing, profiling and others, of objects in hard material, such as marble, granite, glass, concrete and others. materials.
Come noto, l’attuale produzione di segmenti diamantati da applicare su dischi, lame o altri utensili prevede la miscelazione di polveri metalliche e diamante. Variando le caratteristiche (grana e purezza) e la concentrazione del diamante, a parità di peso di lega metallica, è possibile ottenere un segmento con le relative caratteristiche di lavorazione. As is known, the current production of diamond segments to be applied on discs, blades or other tools involves the mixing of metal and diamond powders. By varying the characteristics (grain and purity) and the concentration of the diamond, with the same weight of metal alloy, it is possible to obtain a segment with the relative processing characteristics.
Tuttavia, essendo le polveri metalliche ed il diamante casualmente miscelati insieme, non è possibile ottenere una concentrazione perfettamente omogenea ed una disposizione uniforme del diamante, sia in spessore che sulla stessa superficie di taglio. Infatti, al consumarsi della superficie di lavoro, lo spessore del segmento si riduce e strati successivi di segmento possono presentare diverse proprietà di lavorazione. However, since the metal powders and the diamond are randomly mixed together, it is not possible to obtain a perfectly homogeneous concentration and a uniform arrangement of the diamond, both in thickness and on the cutting surface itself. In fact, as the work surface wears out, the thickness of the segment is reduced and subsequent layers of the segment can have different processing properties.
Una modalità per garantire la realizzazione di un segmento diamantato con caratteristiche migliorate è operare un controllo statistico del processo produttivo con l’innalzamento dei costi di produzione e con la generazione di scarti di processo. One way to ensure the creation of a diamond segment with improved characteristics is to perform a statistical control of the production process with the raising of production costs and with the generation of process waste.
Lo scopo principale della presente invenzione è fornire un segmento per lavorare materiali duri comprendente polveri di diamante (o altro materiale di taglio) concentrate e disposte secondo le variabili definite in fase di progettazione e dunque con capacità di lavorazione desiderate. The main object of the present invention is to provide a segment for machining hard materials comprising diamond powders (or other cutting material) concentrated and arranged according to the variables defined in the design phase and therefore with the desired processing capacity.
Questo ed altri scopi sono raggiunti da un segmento atto ad essere applicato su dischi e/o lame di taglio o altri utensili, caratterizzato dal fatto di comprendere un supporto, fissabile all’utensile ed avente una superficie di lavoro di contatto con l’oggetto da lavorare, in detta superficie essendo ricavate delle sedi di forma determinata, ed almeno un elemento tagliente accolto in almeno una di dette sedi ed avente forma omologa alla stessa. This and other purposes are achieved by a segment adapted to be applied on cutting discs and / or blades or other tools, characterized in that it comprises a support, which can be fixed to the tool and has a working surface in contact with the object to be working, in said surface being made some seats of a given shape, and at least one cutting element received in at least one of said seats and having a shape homologous to the same.
Vantaggiosamente realizzando il supporto con sedi disposte uniformemente è possibile ottenere un’analoga disposizione degli elementi taglienti accolti nelle stesse sedi. Inoltre è possibile predisporre un unico tipo di supporto con un numero fisso di sedi ed inserire gli elementi taglienti solo nelle sedi desiderate; in questo modo con un unico supporto è possibile realizzare diversi tipi di segmenti (con diverse caratteristiche di lavorazione), semplicemente disponendo gli elementi taglienti in maniera diversa. Advantageously, by making the support with uniformly arranged seats, it is possible to obtain a similar arrangement of the cutting elements received in the same seats. Furthermore, it is possible to arrange a single type of support with a fixed number of seats and to insert the cutting elements only in the desired seats; in this way with a single support it is possible to create different types of segments (with different machining characteristics), simply by arranging the cutting elements in a different way.
L’elemento tagliente può essere realizzato fissando, ad esempio per elettrodeposito, dei corpi in diamante su un anima in metallo, ottenendo un elemento filiforme con sezione trasversale di forma desiderata ed omologa a quella delle sedi ricavate nel supporto. L’elemento tagliente così ottenuto è inserito e fissato nelle sedi del supporto riscaldando in appositi forni il supporto stesso comprensivo di elementi taglienti. The cutting element can be made by fixing, for example by electroplating, diamond bodies on a metal core, obtaining a thread-like element with a cross section of the desired shape and homologous to that of the seats obtained in the support. The cutting element thus obtained is inserted and fixed in the seats of the support by heating the support itself, including cutting elements, in special ovens.
Vantaggiosamente l’elemento tagliente può essere realizzato inserendo una miscela di polvere metallica e diamante all'interno delle sedi del supporto e riscaldando in appositi forni il segmento così ottenuto. Advantageously, the cutting element can be made by inserting a mixture of metal powder and diamond inside the seats of the support and heating the segment thus obtained in special ovens.
Lo scopo dell'invenzione è altresì raggiunto attraverso un metodo per la realizzazione di un segmento per la lavorazione di materiali duri caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di realizzare un supporto in cui sono ricavate delle sedi, e fissare ad almeno una di dette sedi almeno un elemento tagliente. The object of the invention is also achieved by means of a method for making a segment for processing hard materials characterized in that it comprises the steps of making a support in which seats are obtained, and fixing at least one of said seats to at least a sharp element.
La realizzazione del supporto può avvenire per stampaggio di polveri metalliche o di una miscela di polveri metalliche e materiali plastici e/o sintetici. Vantaggiosamente l’assenza di polveri di diamante nel fluido per la realizzazione del supporto aumenta la durata dello stampo. The support can be made by molding metal powders or a mixture of metal powders and plastic and / or synthetic materials. Advantageously, the absence of diamond dust in the fluid for making the support increases the life of the mold.
La forma del supporto può essere prismatica per le lame diamantate, semicircolare per i dischi diamantati o di altra forma così che il segmento diamantato ottenuto sia utilizzabile in qualsiasi utensile diamantato in commercio (filo diamantato, utensili a controllo numerico, ed altri ancora). The shape of the support can be prismatic for diamond blades, semicircular for diamond discs or other shapes so that the diamond segment obtained can be used in any diamond tool on the market (diamond wire, numerically controlled tools, and others).
Gli aspetti e vantaggi della presente invenzione risultano maggiormente evidenti dalla seguente descrizione, data a titolo puramente esemplificativo, con riferimento ai disegni allegati in cui: The aspects and advantages of the present invention are more evident from the following description, given purely by way of example, with reference to the attached drawings in which:
- la fig. 1 è una vista assonometrica di un segmento, oggetto d’invenzione; - fig. 1 is an isometric view of a segment, object of the invention;
- la fig. 2 è una vista dall’alto di un supporto per ottenere un segmento secondo l’invenzione; - fig. 2 is a top view of a support for obtaining a segment according to the invention;
- la fig. 3 è una vista laterale del supporto di fig. 2; - fig. 3 is a side view of the support of fig. 2;
- le figg. 4, 5, 6 sono rispettivamente delle viste dall’alto di tre elementi taglienti di pianta tra loro diversa secondo un metodo di realizzazione dell’invenzione; - figs. 4, 5, 6 are respectively top views of three cutting elements with a plan different from each other according to a method of carrying out the invention;
- le figg. 7, 8, 9 sono delle rispettive viste laterali degli elementi taglienti delle figg. 4, 5, 6; - figs. 7, 8, 9 are respective side views of the cutting elements of figs. 4, 5, 6;
- la fig. 10 è una vista laterale del segmento in fase di costruzione secondo un metodo di realizzazione dell'invenzione; - fig. 10 is a side view of the segment under construction according to an embodiment of the invention;
- le figg. 11, 12, 13, 14 sono delle viste dall’alto di segmenti secondo diverse forme di realizzazione dell’invenzione, la durata dello stampo. - figs. 11, 12, 13, 14 are top views of segments according to different embodiments of the invention, the duration of the mold.
Con riferimento alle figure, con 10 viene indicato un segmento per la lavorazione di materiali duri da fissare secondo la tecnica nota ad un utensile quale una lama, un disco o altro utensile. Il segmento 10 comprende un supporto 12 avente dei fori ciechi 14a, 14b, in alcuni dei quali sono accolti degli elementi taglienti 16. With reference to the figures, 10 indicates a segment for machining hard materials to be fixed according to the known art to a tool such as a blade, a disc or other tool. The segment 10 comprises a support 12 having blind holes 14a, 14b, in some of which cutting elements 16 are received.
Più in particolare, il supporto 12, visibile nelle figg. 2, 3, è una matrice prestampata di forma a parallelepipedo in cui sono ricavati i fori ciechi 14a, 14b a sezione circolare, tutti di uguale profondità ed aventi aperture sulla superficie 13 di contatto con l’oggetto da lavorare. I fori sono disposti su file alternate, composte da quattro fori 14a e da tre fori 14b ciascuna, e di sviluppo ortogonale rispetto alla superficie 13. Naturalmente i More particularly, the support 12, visible in figs. 2, 3, is a pre-molded parallelepiped-shaped matrix in which the blind holes 14a, 14b with circular section are obtained, all of equal depth and having openings on the surface 13 of contact with the object to be machined. The holes are arranged in alternate rows, made up of four holes 14a and three holes 14b each, and of orthogonal development with respect to the surface 13. Naturally i
fori possono avere asse inclinato rispetto alla superficie di contatto con l’oggetto da tagliare. holes may have an inclined axis with respect to the contact surface with the object to be cut.
Il supporto 12 può essere realizzato pompando in uno stampo di forma omologa un fluido costituito da polveri metalliche o da polveri metalliche miscelate con materiali plastici o sintetici. L’assenza di polveri di diamante nella sostanza di partenza aumenta la durata dello stampo per la realizzazione del supporto. The support 12 can be made by pumping into a mold of homologous shape a fluid consisting of metal powders or metal powders mixed with plastic or synthetic materials. The absence of diamond powders in the starting substance increases the life of the mold for the realization of the support.
La profondità dei fori 14a, 14b è tale che la base 15 del supporto 12 sia realizzata interamente in materiale metallico o materiale composito (materiali metallici, plastici e/o sintetici), così da consentire una corretta e più stabile saldatura del segmento all’utensile mediante saldobrasatura o laser. The depth of the holes 14a, 14b is such that the base 15 of the support 12 is made entirely of metal or composite material (metal, plastic and / or synthetic materials), so as to allow a correct and more stable welding of the segment to the tool by brazing or laser.
Gli elementi taglienti 16, di cui uno è illustrato nelle figg. 4, 7, sono degli inserti di forma cilindrica, comprendenti un filo 17 metallico (anima) attorno al quale sono fissati dei corpi 18 in diamante, preferibilmente di grana fine per aumentare la durezza del prodotto finito; secondo una modalità preferita l’elemento tagliente 16 è realizzato elettrodepositando dei corpi 18 in diamante sul filo 17 metallico ed ha un’altezza pari alla profondità dei fori 14a, 14b. The cutting elements 16, one of which is illustrated in figs. 4, 7, are cylindrical inserts, comprising a metal wire 17 (core) around which diamond bodies 18, preferably of fine grain, are fixed to increase the hardness of the finished product; according to a preferred method, the cutting element 16 is made by electroplating diamond bodies 18 on the metal wire 17 and has a height equal to the depth of the holes 14a, 14b.
Gli elementi taglienti 26, 36 possono avere anche forme diverse da quella a pianta circolare, ad esempio possono essere di forma a parallelepipedo (vedi figg. 5, 8) o a pianta esagonale (vedi figg. 6, 9). Anche in questi casi si elettrodepositano dei corpi 28, 38 in diamante su rispettivi fili in metallo 27, 37. The cutting elements 26, 36 can also have shapes other than those with a circular plan, for example they can have a parallelepiped shape (see figs. 5, 8) or a hexagonal plan (see figs. 6, 9). Also in these cases, diamond bodies 28, 38 are electrodeposited on respective metal wires 27, 37.
Gli elementi taglienti 16 così realizzati sono inseriti nei fori 14a, 14b e tenuti in sede meccanicamente o mediante saldatura ottenuta in opportuni forni. Più precisamente nei forni il fissaggio delle diverse componenti avviene per sinterizzazione e/o brasatura grazie al ritiro delle parti in metallo, consentendo così l’ancoraggio delle parti in diamante. The cutting elements 16 thus made are inserted into the holes 14a, 14b and held in place mechanically or by welding obtained in suitable furnaces. More precisely in the furnaces the fixing of the different components takes place by sintering and / or brazing thanks to the withdrawal of the metal parts, thus allowing the anchoring of the diamond parts.
È possibile ottenere segmenti con capacità di lavorazione diverse a seconda della disposizione degli elementi taglienti 16. Nelle figure 11-14 sono illustrate, a titolo esemplificativo, quattro diverse possibili disposizioni, tutte a distribuzione regolare, degli elementi taglienti. Il segmentalo illustrato in fig. 11 comprende un numero ridotto di elementi taglienti 16, mentre il segmento 110 come da fig. 12, comprende un maggior numero di elementi 116, che aumentano ancora nei supporti 210, 310 delle figg. 13, 14. It is possible to obtain segments with different machining capacities according to the arrangement of the cutting elements 16. Figures 11-14 illustrate, by way of example, four different possible arrangements, all with regular distribution, of the cutting elements. The segmental illustrated in fig. 11 comprises a reduced number of cutting elements 16, while the segment 110 as shown in fig. 12, comprises a greater number of elements 116, which further increase in the supports 210, 310 of figs. 13, 14.
In modo analogo agli elementi taglienti, anche i fori ricavati nel supporto del segmento oggetto d’invenzione possono avere forma diversa da quella illustrata. Ad esempio un supporto può presentare sia fori a sezione circolare, sia fori a sezione poligonale. Anche la disposizione degli stessi fori può variare a seconda delle esigenze di taglio. Similarly to the cutting elements, even the holes made in the support of the segment object of the invention may have a different shape from the one illustrated. For example, a support can have both holes with a circular section and holes with a polygonal section. The arrangement of the same holes can also vary according to the cutting needs.
Secondo una seconda forma di realizzazione dell’invenzione illustrata in fig. 10 gli elementi taglienti sono realizzati direttamente nei fori 64 di un supporto 62, inserendo mediante un imbuto 63 una polvere 48 costituita da metalli e diamante all'interno dei fori scelti del supporto, così da ottenere, dopo il riscaldamento in forni opportuni, un segmento 60 analogo a quelli illustrati nelle figure 11-14. According to a second embodiment of the invention illustrated in fig. 10 the cutting elements are made directly in the holes 64 of a support 62, by inserting, by means of a funnel 63, a powder 48 consisting of metals and diamond inside the selected holes of the support, so as to obtain, after heating in suitable furnaces, a segment 60 similar to those illustrated in figures 11-14.
Per entrambe le varianti dell’invenzione, la parte di supporto 12 che viene a contatto con l’oggetto da lavorare può avere una forma diversa a seconda dell’utensile su cui il supporto 12 deve essere fissato: ad esempio, nel caso delle lame la forma è prismatica, per i dischi la superficie di lavorazione ha una forma semicircolare. For both variants of the invention, the support part 12 which comes into contact with the object to be machined can have a different shape depending on the tool on which the support 12 is to be fixed: for example, in the case of the blades the shape is prismatic, for the discs the machining surface has a semicircular shape.
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