PT1257379E

PT1257379E - Ferramenta para fresagem de roscas com sulcos helicoidais

Info

Publication number: PT1257379E
Application number: PT01909246T
Authority: PT
Inventors: David J Wills; X Daniel Fang; Clarence E Blackburn
Original assignee: Tdy Ind Inc
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2010-05-25
Also published as: CN102294523A; EP1257379B1; BR0108621B1; NO20023931D0; ATE464968T1; AU3702101A; BR0108621A; WO2001062422A1; CA2399010C; ES2357615T3; EP1257379A1; DE60141887D1; JP4836385B2; US6345941B1; MXPA02007844A; CN1404426A; CA2399010A1; EP1257379A4; NO20023931L; AU780029B2

Description

ΕΡ 1 257 379/ΡΤ

DESCRIÇÃO "Ferramenta para fresagem de roscas com sulcos helicoidais"

CAMPO TÉCNICO E APLICABILIDADE INDUSTRIAL DO INVENTO 0 presente invento refere-se a ferramentas de corte, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, para fresar roscas cónicas internas em peças de obra metálicas ou peças de obra construídas em outros materiais. 0 presente invento refere-se mais particularmente a ferramentas para fresagem de roscas com um ou mais sulcos helicoidais numa porção de corte das ferramentas. 0 presente invento pode ser incorporado nas ferramentas para fresagem de roscas para fresagem de roscas cónicas. É conhecida uma ferramenta de corte dessas a partir do documento US-A-5 098 232.

ANTECEDENTES DO INVENTO São conhecidas ferramentas de corte de roscas para cortar quer roscas internas em orifícios pré-perfurados numa peça de obra, quer roscas externas num perímetro de uma peça de obra. Estas ferramentas para fresagem de roscas são tipicamente conhecidas como "fresas de rosca". Uma fresa de rosca típica tem uma porção de haste e uma porção de corte de rosca. As fresas de rosca produzem em geral peças de obra roscadas de qualidade mais elevada quando comparadas com outras ferramentas de roscar tais como os machos. A porção de corte de rosca de uma fresa de rosca pode incluir dentes e sulcos de fresagem de roscas. Uma típica fresa de rosca pode ter entre dois a quatro sulcos, mas pode incluir mais do que quatro sulcos para certos tamanhos e aplicações de fresagem. Podem ser proporcionados sulcos nas fresas de rosca para proporcionar arestas de corte e para canalizar as aparas produzidas durante a operação de fresagem para fora de um orifício que está a ser roscado. Os sulcos definidos nas fresas de rosca podem ser direitos ou orientados num padrão em espiral ou na helicoidal, tendo quer um sentido para a direita quer um sentido para a esquerda. Os sulcos direitos encontram-se geralmente paralelos ao eixo 2 ΕΡ 1 257 379/ΡΤ longitudinal da fresa de rosca que se prolonga a partir da extremidade da porção de corte e ao longo da porção de corte. Os sulcos helicoidais ou em espiral podem ser definidos por um ângulo de hélice e envolverem a superfície externa da fresa de rosca. Tal como aqui utilizado, o ângulo de hélice é o ângulo constante entre o eixo central da ferramenta de corte ou qualquer linha paralela ao eixo central. Aqueles que são ordinariamente especialistas irão entender e podem prontamente determinar o ângulo de hélice para uma ferramenta de corte particular.

Os sulcos helicoidais definidos na porção de corte de uma fresa de rosca podem produzir uma acção de levantamento sobre as aparas produzidas durante a operação de roscagem. A acção de levantamento tende a forçar as aparas através do sulco e para fora do orifício que está a ser roscado. Os sulcos helicoidais também podem ser vantajosos, por exemplo, quando os orifícios de roscagem têm escateis ou outras interrupções. A disposição helicoidal do sulco faz com que os dentes de corte encontrem a interrupção progressivamente, cortando assim mais suavemente e estando menos sujeitos ao choque.

Os dentes de corte de rosca das fresas de rosca podem ser configurados para formar roscas definidas pelas normas ISO ou NPT, ou podem ter qualquer outra forma de rosca. Os dentes de corte de rosca têm uma configuração complementar à configuração das roscas a serem formadas na superfície interna do furo ou na superfície externa da peça de obra. As filas dos dentes de corte estão separadas pelos sulcos definidos na porção de corte da fresa de rosca. A porção de haste da fresa de rosca pode ser montada, por exemplo, no fuso de uma máquina de fresar, num centro de maquinagem, ou numa máquina de fresagem controlada numericamente por computador. As fresas de rosca são em geral utilizadas em máquinas que permitem o movimento ao longo dos três eixos, o que permite que a fresa de rosca se mova no percurso helicoidal necessário da fresa de rosca em operação. A fresa de rosca roda em torno do seu eixo longitudinal, roda em torno do centro do perímetro da peça de obra a ser 3 ΕΡ 1 257 379/ΡΤ roscada, e também se move numa direcção axial em relaçao à peça de obra.

As fresas de rosca com múltiplos sulcos trabalham de forma similar aos machos de roscagem, mas a sua concepção e operação diferem em muitos aspectos. Um macho opera principalmente como uma broca que pode ser introduzida muito rapidamente dentro da peça de obra para formar roscas. 0 perfil da forma de rosca no diâmetro exterior do macho é desbastado com um padrão em espiral que iguala o passo do padrão de rosca resultante que se deseja na peça de obra. Assim, o macho é literalmente puxado para a frente à medida que é torcido dentro da peça de obra e, por conseguinte, o sentido rotacional de alimentação tem usualmente de ser invertido de modo a remover o macho de um furo roscado cego. Tipicamente, têm de ser utilizados dois ou três machos para produzir uma rosca completa. As fresas de rosca, contudo, são ferramentas de fresagem, e as mesmas removem o material apara por apara à medida que as roscas são fresadas na peça de obra. As fresas de rosca têm usualmente diâmetros mais pequenos do que um furo numa peça de obra a ser roscada.

Muito embora o perfil da rosca também seja desbastado no diâmetro externo das fresas de rosca, de modo similar aos machos, as roscas encontram-se em linha umas com as outras e não estão orientadas de modo helicoidal. Por conseguinte, a fresa de rosca tem de ser interpolada de modo helicoidal na peça de obra para formar as roscas helicoidais resultantes que se desejam. As fresas de rosca tem arestas de corte em cada dente de corte de rosca formado com um ângulo de corte na porção de corte da ferramenta para fresagem de rosca.

Os exemplos das ferramentas para fresagem de roscas conhecidos incluem as ferramentas que combinam a abertura do furo e a roscagem descritas nas patentes dos Estados Unidos N.° 5 413 438 e 4 761 844. É proporcionada uma ferramenta que combina a abertura de furo e a fresagem de rosca com um corpo direito alongado que tem uma haste numa extremidade, e uma porção de perfuração de furo e uma porção de abertura de rosca ao longo de uma porção de trabalho da ferramenta. A porção de abertura de rosca da ferramenta tem um diâmetro máximo igual ao diâmetro máximo dos meios de perfuração de furo, de modo que a porção de abertura de rosca pode entrar 4 ΕΡ 1 257 379/ΡΤ no furo sem interferência, enquanto o furo está a ser perfurado. A porção de abertura de rosca da ferramenta pode ter sulcos dispostos a direito ou de modo helicoidal. 0 furo é formado pela porção de perfuração de furo e é depois roscado utilizando a porção de abertura de rosca pela combinação do movimento simultâneo rotativo, axial e orbital da ferramenta. 0 movimento orbital da ferramenta é um movimento do eixo da ferramenta em torno da linha central do orifício, nomeadamente, ao longo de um círculo cujo centro assenta numa linha central do orifício. Os movimentos combinados rotativo, axial e orbital da ferramenta combinada cortam uma rosca interna na superfície interna do orifício. A patente dos Estados Unidos N.° 5 733 078 proporciona uma ferramenta de perfuração e fresagem de rosca, em que a porção de corte da ferramenta inclui dentes de fresagem de rosca numa superfície circunferencial externa, e também inclui uma ou mais arestas de corte de extremidade numa face distai da ferramenta. Cada aresta de corte de extremidade tem um diâmetro máximo, o qual é intermédio em comprimento em relação a um diâmetro menor e um diâmetro maior dos dentes de fresagem de rosca na mesma ferramenta. Esta ferramenta de perfuração e de fresagem de rosca permite a formação de um furo roscado perto de um bordo da peça de obra ao reduzir a espessura de parede mínima necessária entre o diâmetro maior da rosca que está a ser gerada e o bordo da peça de obra.

De modo a que as ferramentas para fresagem de roscas operem de maneira eficiente, as aparas geradas durante a roscagem têm de ser eficientemente removidas quando um furo numa peça de obra está a ser roscado. A prisão das aparas ou a remoção ineficiente das aparas é uma causa principal do aumento do consumo de energia, da redução da qualidade das roscas fresadas e do desgaste da ferramenta. As fresas de rosca utilizadas para roscagem de furos cegos são tipicamente concebidas com sulcos, de modo que as aparas são levantadas para fora do furo ou, caso possa ser proporcionada folga suficiente no fundo do orifício, as aparas são empurradas para a frente da ferramenta de corte. Quando a concepção do sulco da ferramenta de corte é tal que as aparas são levantadas para fora do orifício pela acção de levantamento dos sulcos, também pode ser proveitoso dirigir um jacto de

Claims

ΕΡ 1 257 379/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Ferramenta (10) para fresagem de roscas para produzir roscas cónicas em pelo menos uma porção de um furo numa peça de obra, compreendendo: uma porção de haste proximal (14); uma porção de corte distai (12) que compreende uma extremidade terminal (24) e uma pluralidade de dentes de corte de rosca (16) que têm uma cristã e que definem um ângulo de conicidade (32), sendo o ângulo de conicidade (32) definido por uma diminuição sucessiva na distância entre um eixo central (22) da ferramenta (10) e a cristã dos dentes de corte de rosca individuais (16) à medida que os dentes de corte de rosca (16) se aproximam da extremidade terminal (24), caracterizada por o referido ângulo de conicidade (32) ser maior do que 0o e até 5o, e por a referida ferramenta para fresagem de roscas compreender ainda pelo menos um sulco (20) orientado de modo helicoidal definido na referida porção de corte (12), em que o referido sulco helicoidal é definido por um ângulo de hélice de pelo menos 20°.
2 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 1, em que a referida porção de haste se pode fixar a um dispositivo para deslocar a ferramenta para fresagem de roscas para formar roscas numa peça de obra.
3 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 2, em que os dentes de fresagem de rosca têm uma forma de rosca a qual produz roscas na peça de obra em conformidade com os padrões do National Pipe Thread.
4 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 1, em que não são definidos mais do que seis sulcos helicoidais na referida porção de corte.
5 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 1, em que o referido sulco helicoidal é definido por um ângulo de hélice inferior a 40°. ΕΡ 1 257 379/ΡΤ 2/2
6 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 1, que compreende ainda um furo através da referida porção de haste e da referida porção de corte para dirigir um escoamento de refrigerante para a referida porção de corte.
7 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 1, em que o referido sulco helicoidal é definido por um ângulo de hélice de 30°.
8 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 1, em que a referida porção de haste compreende uma haste Weldon.
9 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 1, em que a referida porção de haste compreende uma fenda de localização.
10 - Ferramenta para fresagem de roscas da reivindicação 2, em que o dispositivo é uma máquina controlada numericamente por computador. Lisboa, 2010-05-18 ΕΡ 1 257 379/ΡΤ RESUMO "Ferramenta para fresagem de roscas com sulcos helicoidais" Uma ferramenta (10) para fresagem de roscas inclui uma porção de haste proximal (14) e uma porção de corte distai (12). A porção de corte (12) inclui pelo menos um dente de fresagem de rosca (20) e pelo menos um sulco (16) orientado de modo helicoidal, ou em espiral, em torno de um eixo de rotação (22) da ferramenta (10) . O ângulo de hélice (26) da ferramenta (10) para fresagem de roscas é pelo menos 20 graus. A porção de corte (12) pode ser configurada para formar roscas internas ou externas numa peça de obra à medida que a porção de corte (12) se move em relação à peça de obra.

24 22' ΕΡ 1 257 379/ΡΤ 1/7

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