PT2391471E

PT2391471E - Ferramenta de corte tendo um mecanismo de fixação

Info

Publication number: PT2391471E
Application number: PT107054413T
Authority: PT
Inventors: Hanoch Guy
Original assignee: Iscar Ltd
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2013-04-19
Also published as: KR101343221B1; IL196764A; BRPI1007548A2; US8434973B2; EP2391471B1; JP2012516243A; RU2502582C2; JP5555259B2; WO2010086846A1; CN102300659A; CA2752432A1; RU2011135731A; US20100189520A1; KR20110108374A; CA2752432C; ES2402888T3; CN102300659B; PL2391471T3; EP2391471A1; IL196764A0

Description

DESCRIÇÃO

Ferramenta de corte tendo um mecanismo de fixação 0 presente invento refere-se a mecanismos de fixação adequados para utilização no campo das ferramentas de corte para fixar um porta-ferramentas a uma haste. A utilização de mecanismos de fixação está muito espalhada na indústria das ferramentas de corte. Existem muitos tipos de mecanismos de fixação para uma grande gama de utilizações.

Nalgumas ferramentas de corte, uma inserção de corte, feita normalmente em carboneto cementado ou outro material duro, é mantido num suporte de inserção, feito tipicamente em aço. Com um grande prolongamento, quando a relação entre o comprimento e o diâmetro da ferramenta de corte é relativamente elevada, é vantajoso usar uma haste em carboneto cementado para aumentar a rigidez global da ferramenta de corte. Uma tal utilização de uma haste em carboneto cementado, no entanto, é também vantajosa em ferramentas de corte tendo um prolongamento mais curto. Com este tipo de ferramentas de corte, uma inserção de corte ou uma pluralidade de inserções de corte são retidas dentro de um suporte de inserção feito em aço, e o suporte de inserção é retido numa haste em carboneto cementado.

Existem vários tipos de mecanismos para ligar um suporte de inserção a uma haste em carboneto sementado. Nalguns mecanismos, o suporte de inserção é puxado para trás por meio de um parafuso de fixação que se estende ao longo de um furo atravessante na haste. A fixação do suporte de inserção à haste é feita por aperto do parafuso de fixação a partir do lado traseiro da haste. Uma desvantagem de uma tal forma de fixação é que, para substituir o suporte de inserção, é necessário 1 remover a haste da sua posição na máquina-ferramenta para se poder desapertar o parafuso de fixação. Uma tal tarefa, é, é claro, dispendiosa e demorada.

Noutros mecanismos, o aperto do suporte de inserção é feito por meio de um parafuso de fixação que passa através de um lado dianteiro ou um lado periférico do suporte de inserção. 0 parafuso de fixação pode engatar no suporte de inserção ou na haste. Uma tal fixação exige a execução de roscas adicionais, uma tarefa que é relativamente dispendiosa numa haste em carboneto cementado. Além disso, mais furos no suporte de inserção reduzem a capacidade de remoção suave das aparas que são produzidas durante a maquinagem.

Noutras ferramentas de corte, uma extremidade traseira do suporte de inserção em aço é brasada a uma extremidade dianteira da haste em carboneto sementado. Uma desvantagem de uma tal ligação é a distância relativamente grande entre a haste em carboneto cementado e o ponto de exercer a força na inserção de corte durante a maquinagem. Quando as forças exercidas na inserção de corte são principalmente radiais, uma tal distância relativamente grande reduz a vantagem de se ter uma haste rigida, e permite o desenvolvimento de distorção e vibração no suporte de inserção. A patente dos EUA n° 6,394,465 para Guy revela um dispositivo de fixação (1, 25, 35) para fixar de forma amovível um elemento de inserção 9, 27, 38 a uma parte de haste. 0 dispositivo de fixação compreendendo um elemento de fixação tendo um furo de inserção 11, 26, 40 formado pela união de uma parte de furo de acesso 19A, 31A, 41A e uma parte de furo de preensão 19B, 31B, 41B para a inserção por deslizamento livre e remoção da parte de haste em relação à parte de furo de acesso e a sua fixação por meio de uma superfície de fixação da parte 2 de furo de preensão no seu deslocamento forçado a partir da parte de furo de acesso. As partes de furo de acesso e de preensão tendo eixos longitudinais 20A, 20B; 32A, 32B; 43A, 43B afastados pelo menos ao longo de uma sua parte. 0 dispositivo de fixação da '465 permite a fixação firme da parte de haste pela parte de furo de preensão. No entanto, a fixação firme é mantida por meio de uma força externa exercida por um dispositivo adicional tal como uma manga, parafuso de fixação ou chave de porcas 17, 29, 35. A força externa garante que a haste permanece pressionada contra a parte de furo de preensão. Sem o dispositivo adicional, o dispositivo de fixação da '465 não pode funcionar como tal, uma vez que qualquer força externa aplicada na haste sujeita a preensão, numa direcção transversal a uma direcção longitudinal da haste, irá puxar a haste para fora da sua parte de furo de preensão.

Um objectivo do presente invento consiste em proporcionar um mecanismo de fixação que reduza significativamente, ou supere, as desvantagens assim mencionadas.

Um outro objectivo do presente invento consiste em proporcionar um mecanismo de fixação que permanece travado com segurança, sem necessidade de dispositivo complementar.

Um objectivo ainda do presente invento consiste em proporcionar um mecanismo de fixação que seja fácil e simples de utilizar.

Um outro objectivo ainda do presente invento consiste em proporcionar um mecanismo de fixação com um suporte prolongado para uma parte fêmea por meio de uma parte macho, e particularmente por meio de uma haste em carboneto cementado.

Um outro objectivo ainda do presente invento consiste em proporcionar uma ferramenta de corte tendo um mecanismo de fixação que permanece bloqueado com segurança sem necessidade 3 de qualquer outro mecanismo adicional. Uma tal ferramenta de corte proporciona um mecanismo de fixação fácil e simples de usar, e a vantagem de ter um suporte adicional para uma cabeça de corte por meio de um suporte prolongado da haste. Estas vantagens são particularmente aplicáveis quando se usa uma haste em carboneto cementado que suporta um suporte de inserção em aço.

De acordo com o presente invento, é proporcionado um mecanismo de fixação para uma ferramenta de corte compreendendo uma parte macho e uma parte fêmea; a parte macho compreendendo: uma parte de corpo tendo uma superfície dianteira de haste numa parte dianteira desta; uma protrusão de travamento estendendo-se para a frente a partir da superfície dianteira de haste, a protrusão de travamento tendo uma simetria de rotação em torno de um eixo de protrusão de travamento, um diâmetro de protrusão de travamento e um raio de protrusão de travamento numa dada primeira secção transversal perpendicular ao eixo de protrusão de travamento, e uma superfície dianteira de protrusão de travamento numa parte dianteira desta; e uma protrusão de alinhamento estendendo-se para a frente relativamente à superfície dianteira de protrusão de travamento, a protrusão de alinhamento tendo uma simetria de rotação em torno de um eixo de protrusão de alinhamento, que está afastado da protrusão de travamento numa distância não nula e uma superfície dianteira de protrusão de alinhamento e tendo um 4 diâmetro de protrusão de alinhamento numa segunda dada secção transversal; e uma parte fêmea compreendendo:

Um corpo fêmea tendo uma superfície traseira de suporte numa parte traseira desta;

Um furo de travamento tendo uma extremidade dianteira de furo de travamento numa parte dianteira desta, estendendo-se para a frente a partir da superfície traseira de suporte, o furo de travamento compreendendo: uma parte de furo de inserção tendo um raio de furo de inserção numa dada terceira secção transversal e um eixo de furo de inserção, e uma parte de furo de preensão tendo um raio de furo de preensão numa dada terceira secção transversal e um eixo de furo de preensão, o furo de preensão estando afastado do eixo de furo de inserção numa primeira distância não nula, a parte de furo de preensão fundindo-se com a parte de furo de inserção; e um furo de alinhamento estendendo-se para a frente relativamente à extremidade dianteira de furo de travamento, o furo de alinhamento tendo um eixo de furo de alinhamento que está afastada numa segunda distância do eixo de furo de preensão, e um diâmetro de furo de alinhamento numa dada quarta secção transversal, em que: 5 numa posição não fixa do mecanismo de fixação, a protrusão de alinhamento ocupa o furo de alinhamento, a protrusão de travamento ocupa a parte de furo de inserção do furo de travamento, não existe ajuste com aperto entre a protrusão de travamento e o furo de travamento e o elemento macho pode ser removido do elemento fêmea.

Com vantagem, numa posição fixa do mecanismo de fixação, a protrusão de travamento encosta à parte de furo de preensão numa superfície de preensão desta ao longo de uma extensão angular de preensão, a protrusão de alinhamento encosta a uma parte do furo de alinhamento, a protrusão de travamento ocupa a parte de furo de preensão do furo de travamento, um ajuste com aperto é formado entre a protrusão de travamento e o furo de travamento e a parte do furo de preensão 56 permanece bloqueada sobre a protrusão de travamento 36 sem a necessidade de qualquer outro dispositivo.

Nalgumas formas de realização, o raio do furo de preensão pode ser inferior ao raio de protrusão de travamento numa posição não fixa do mecanismo de fixação. A localização axial da dada primeira secção transversal pode coincidir com a localização axial da dada terceira secção transversal numa posição fixa do mecanismo de fixação. A localização axial da dada segunda secção transversal pode coincidir com a localização axial da dada quarta secção transversal numa posição fixa do mecanismo de fixação.

Tipicamente, a extensão angular de preensão é superior a 180° e a protrusão de alinhamento encosta a uma parte do furo de alinhamento. 6

Ainda tipicamente, a extensão angular de fixação é superior a 180° e inferior a 190°.

Quando se monta o mecanismo de fixação, num primeiro passo de montagem, o elemento fêmea é aproximado axialmente do elemento macho para que o furo de alinhamento seja guiado axialmente livremente sobre a protrusão de alinhamento, e a parte de furo de inserção seja guiada axialmente livremente sobre a protrusão de travamento.

Num primeiro passo de montagem, a parte do furo de inserção roda em relação ao eixo do furo de alinhamento para que a parte de furo de preensão seja colocada de modo forçado sobre a protrusão de travamento.

Se for pretendido, numa posição fixa, a superfície traseira de suporte encosta à superfície dianteira da haste.

Numa forma de realização, a protrusão de travamento converge para trás num primeiro ângulo de protrusão em relação ao eixo de protrusão de travamento; o furo de travamento converge para trás um primeiro ângulo de furo em relação ao eixo de furo de preensão; e o primeiro ângulo de furo pode ser semelhante ao primeiro ângulo de protrusão ou ligeiramente maior do que este.

Tipicamente, o primeiro ângulo de protrusão está compreendido entre Io e 20°.

Se for pretendido, numa posição fixa, a superfície traseira do suporte encosta à superfície dianteira da haste.

Numa forma de realização, a protrusão de alinhamento converge para a frente num segundo ângulo de protrusão; 0 furo de alinhamento converge para a frente num segundo ângulo de furo; e O segundo ângulo de furo pode ser semelhante ao segundo ângulo de protrusão ou ligeiramente maior do que este. 7

Tipicamente, o segundo ângulo de protrusão está compreendido entre 2o e 30°.

Numa forma de realização, numa posição fixa, a superfície traseira de suporte permanece desencostada da superfície dianteira da haste.

Tipicamente, a primeira distância está compreendida entre 0,2 mm a 2mm.

Ainda tipicamente, a protrusão de travamento tem um comprimento de protrusão de travamento; A protrusão de alinhamento tem um comprimento de protrusão de alinhamento; e O comprimento de protrusão de alinhamento é maior do que o comprimento da protrusão de travamento.

Tipicamente, a parte macho pode ser feita em carboneto cementado e a parte fêmea pode ser feita em aço. A parte macho pode compreender uma haste de uma ferramenta de corte e a parte fêmea pode compreender um suporte de inserção da ferramenta de corte. O suporte de inserção pode compreender uma inserção de corte. A inserção de corte pode ser substituível. A protrusão de alinhamento pode estender-se para a frente para um ponto que está radialmente para dentro da inserção de corte.

Para um melhor entendimento do presente invento, e para mostrar como este pode ser executado na prática, será agora feita referência aos desenhos acompanhantes nos quais: a figura 1 é uma vista em perspectiva de uma ferramenta de corte fixa por um mecanismo de fixação de acordo com o presente invento; a figura 2 é uma vista em perspectiva explodida da ferramenta de corte da figura 1; 8 a figura 3 é uma vista em perspectiva por trás explodida da ferramenta de corte da figura 1; a figura 4 é uma vista frontal da haste; a figura 5 é uma vista lateral parcial da haste; a figura 6 é uma vista por trás do suporte de inserção; a figura 7 é uma vista lateral em corte do suporte de inserção ao longo da linha VII-VII na figura 6; a figura 8 é uma vista em corte do suporte de inserção ao longo da linha VIII-VIII na figura 7; a figura 9 é uma vista em corte longitudinal da haste e suporte de inserção montados ao longo da linha IX-IX na figura 10; a figura 10 é uma vista em corte da haste e suporte de inserção montados, ao longo da linha X-X na figura 9; a figura 11 é uma vista em corte longitudinal de uma haste e suporte de inserção montados, de acordo com outra forma de realização do presente invento; e a figura 12 é uma vista em corte longitudinal de uma haste e suporte de inserção montados, de acordo com outra forma de realização do presente invento; É chamada a atenção, em primeiro lugar, para as figuras 1 a 5. As figuras 1 a 3 mostram uma ferramenta de corte 10 fixa por meio de um mecanismo de fixação 12, de acordo com o invento. A ferramenta de corte 10 tem um eixo de ferramenta de corte A e compreende uma haste 14 e um suporte de inserção 16 que está ligado de forma amovível à haste 14. A presente divulgação descreve a parte macho do mecanismo de fixação como uma haste 14, e a parte fêmea do mecanismo de fixação como o suporte de inserção 16. Deve entender-se, no entanto que, num 9 sentido geral, a parte macho é simplesmente um primeiro componente, enquanto a parte fêmea é um segundo componente. A haste 14 de acordo com o presente invento é feita em carboneto cementado. No entanto, o presente invento não está limitado a hastes feitas apenas em carboneto cementado e podem ser igualmente aplicados outros materiais de haste, tais como aço duro, aço para ferramentas, ou semelhante. 0 suporte de inserção 16 de acordo com o presente invento é feito em aço para ferramentas. No entanto, o presente invento não está limitado a suportes de inserção feitos apenas em aço para ferramentas, podendo ser igualmente aplicados outros materiais, sendo vantajoso, no entanto, que o material do suporte de inserção seja mais macio do que o material da haste. 0 suporte de inserção 16 é proporcionado com um segundo corpo de componente 17 e com um receptáculo de inserção 18 numa parte dianteira 10 do suporte de inserção 16. Uma inserção de corte 22 é retida de um modo fixo no receptáculo de inserção 18 por meio de um parafuso de inserção 24. Um canal de aparas 26 estende-se para trás a partir da inserção de corte 22 para remover adequadamente as aparas produzidas durante a maquinagem. Um furo de arrefecimento 27 de suporte de inserção é proporcionado no canal de aparas 26 para proporcionar um agente de arrefecimento à inserção de corte 22 durante a maquinagem. O receptáculo de inserção 18, assim como a forma de retenção da inserção de corte 22 para o receptáculo de inserção 18, não constituem uma caracteristica essencial do presente invento e não serão, por isso, mais descrito. Além disso, a inserção de corte 22 não tem de ser retida no suporte de inserção 16 por meio de um parafuso de fixação 24, e outros processos de retenção podem ser igualmente aplicados. Por 10 exemplo, a inserção de corte 22 pode ser retida por meio de um grampo. Em alternativa, a inserção de corte pode ser brasada ao receptáculo de inserção, ou pode ser formada integralmente com o suporte de inserção para ter uma construção unitária de uma peça. Nesse caso, todo o suporte constitui, efectivamente, uma inserção substituível.

Como se pode ver claramente na figura 2, a haste 14 tendo um eixo de haste B, tem um corpo de haste alongado 28 tendo um diâmetro de corpo de haste Dl. Durante a maquinagem, o corpo de haste 28 é retido por meio de um adaptador ou directamente pela máquina de corte (não ilustrada) . De acordo com uma forma de realização do presente invento, o corpo de haste 28 é cilíndrico. Nesse caso, o corpo de haste 28 pode ser proporcionado com um entalhe de haste 30 para facilitar a fixação do corpo de haste 28 à máquina de corte. Deve entender-se que são possíveis outras formas do corpo de haste. Por exemplo, o corpo de haste 28 pode ser cónico, quadrado, hexagonal ou ter qualquer outra forma desejada.

Uma parte dianteira 32 do corpo de haste 28 é proporcionada com uma superfície dianteira anular de haste 24. A superfície dianteira de haste 34 pode ser plana e perpendicular ao eixo da haste B.

Uma protrusão de travamento 36 estende-se para a frente a partir da superfície dianteira de haste 34. A protrusão de travamento 36 é cilíndrica, tendo um diâmetro de protrusão de travamento D2, e tem um eixo de protrusão de travamento C que coincide com um eixo da haste B. O diâmetro da protrusão de travamento D2, tendo um raio de protrusão de travamento r2, é inferior ao diâmetro do corpo de haste Dl. A protrusão de travamento 36 estende-se para a frente a partir da superfície dianteira de haste 34 num comprimento de protrusão de 11 travamento LI e termina com uma superfície dianteira de protrusão de travamento 38. A superfície dianteira de protrusão de travamento 38 pode ser plana e perpendicular ao eixo de travamento C.

Uma protrusão de alinhamento 40 estende-se para a frente a partir da superfície dianteira de protrusão de travamento 38. A protrusão de travamento 40 é cilíndrica, tendo um diâmetro de protrusão de alinhamento D3, e tem um eixo de protrusão de alinhamento E. Como pode ver-se nas figuras 4 e 5, o diâmetro de protrusão de alinhamento D3 é muito inferior ao diâmetro de protrusão de travamento D2. O eixo da protrusão de alinhamento E pode ser paralelo ao eixo de protrusão de travamento C. No entanto, o eixo de protrusão de alinhamento E não coincide com o eixo de protrusão de travamento C e está afastado deste numa distância de eixo L. A protrusão de alinhamento 40 estende-se para a frente a partir da superfície dianteira de protrusão de travamento 38 num comprimento de protrusão de alinhamento L2 e termina com uma superfície dianteira de protrusão de alinhamento 42. Numa forma de realização, como pode ver-se na figura 5, o comprimento de protrusão de alinhamento L2 é maior do que o comprimento de protrusão de travamento LI. No entanto, noutras forma de realização, o comprimento de protrusão de alinhamento L2 pode ser menor ou igual ao comprimento de protrusão de travamento LI.

Numa forma de realização, a protrusão de alinhamento 40 é proporcionada com uma parte reforçada 44 adjacente à superfície dianteira de protrusão de travamento 38. Da mesma forma, a protrusão de travamento 36 pode ser proporcionada com uma segunda parte reforçada 46 adjacente à superfície dianteira de haste 34. Nalgumas forma de realização, a haste 14 é ainda 12 proporcionada com um furo de arrefecimento de haste 48 que se estende de uma superfície traseira de haste 50 da haste 14 para a superfície dianteira de protrusão de travamento 38. É chamada agora a atenção para as figuras 6 a 8 que mostram o suporte de inserção 16. Tal como está ilustrado, o suporte de inserção 16 compreende um furo de travamento 52 que abre para uma extremidade traseira de suporte do suporte de inserção 16. A extremidade traseira de suporte tem uma superfície traseira de suporte 54 que pode ser plana e perpendicular a um eixo de suporte G. O furo de travamento 52 compreende duas partes de furo, nomeadamente uma parte de furo de preensão 56 e uma parte de furo de inserção 58. Como pode ver-se na figura 6, a parte de furo de preensão 56 funde-se com a parte de furo de inserção 58. A parte de furo de preensão 56 tem um eixo de furo de preensão H que coincide com o eixo de suporte G, e um raio de furo de preensão RI. O involucro periférico da parte de furo de preensão 56 constitui a superfície de preensão 60. O furo de travamento 52 estende-se para a frente a partir da superfície traseira de suporte 54 num comprimento de furo de travamento L3 e termina numa extremidade dianteira de furo de travamento 62. A extremidade dianteira de furo de travamento 62 pode ser plana e perpendicular ao eixo de suporte G. O raio de furo de preensão RI é ligeiramente inferior ao raio de protrusão de travamento r2, isto é, RI < r2. Tipicamente, o raio do furo de travamento RI é inferior ao raio de protrusão de travamento r2 em cerca de 0,001 mm a 0,05 mm. De acordo com uma forma de realização, o raio de furo de travamento RI é inferior ao raio de protrusão r2 em 0,005 mm. A parte de furo de travamento 5 6 tem uma extensão angular de preensão oí que é superior a 180°. Tipicamente, a extensão 13 angular de preensão a é superior a 180° e inferior a 190°. De acordo com uma forma de realização, a extensão angular de preensão α é de 184° com um desvio de ± 0,5°. A parte de furo de inserção 58 tem um eixo de furo de inserção K que pode ser paralelo ao eixo de suporte G, e um raio de furo de inserção R2. O raio de furo de inserção R2 é maior do que o raio de protrusão de travamento r2 e maior do que o raio de furo de preensão Rl, isto é, R2 > r2 > rl.

Tipicamente, o raio de furo de inserção r2 é maior do que o raio de protrusão de travamento r2, em 0,01 mm a 1 mm. De acordo com uma forma de realização, o raio de furo de inserção R2 é maior do que o raio de protrusão de travamento r2 em 0,1 mm.

Como pode ver-se na figura 6, o eixo de furo de inserção K está afastado numa primeira distância não nula M do eixo de furo de preensão Η. A linha que liga o eixo de furo de inserção K e o eixo de furo de preensão H pode formar uma bissectriz da extensão angular de preensão a, como se vê na vista traseira do suporte de inserção 16. A primeira distância M está compreendida tipicamente num intervalo de 0,2 mm a 2 mm. No entanto, podem ser escolhidas dimensões maiores ou menores da primeira distância M, dependendo da dimensão da ferramenta de corte 10. De acordo com uma forma de realização, a primeira distância M é de cerca de 0,9 mm.

Um furo de alinhamento 64 estende-se para a frente a partir do furo de travamento 52 num comprimento de furo de alinhamento L4, e termina com uma extremidade dianteira de furo de alinhamento 66. Como se vê na figura 7, o comprimento de furo de alinhamento L4 é maior do que o comprimento de furo de travamento L3. No entanto, noutras forma de realização, o 14 comprimento de furo de alinhamento L4 pode ser menor ou igual ao comprimento de furo de travamento L3. 0 furo de alinhamento 64 tem um eixo de furo de alinhamento N e um diâmetro de furo de alinhamento D4 tendo um raio de furo de alinhamento R3. 0 diâmetro de furo de alinhamento D4 é ligeiramente maior do que o diâmetro de protrusão de alinhamento D3 para permitir a inserção livre da protrusão de alinhamento 40 no furo de alinhamento 64. Nalgumas forma de realização, o diâmetro de furo de alinhamento D4 é maior do que o diâmetro de protrusão de alinhamento D3 em 0,05 mm a 0,5 mm. O eixo de furo de alinhamento N pode ser paralelo ao eixo de furo de preensão H. Tal como está ilustrado na figura 6, o eixo de furo de alinhamento N não coincide com o eixo de furo de preensão H e está daqui afastado numa segunda distância Q.

Numa forma de realização, o furo de alinhamento 64 é proporcionado, numa sua parte traseira, com um alargamento de furo 68. O alargamento de furo 68 serve dois objectivos. Em primeiro lugar, facilita a introdução da protrusão de alinhamento 40 no furo de alinhamento 64. Em segundo lugar, casa com a parte reforçada 44 entre a protrusão de travamento 35 e a protrusão de alinhamento 40.

Tipicamente, o suporte de inserção 16 pode ser proporcionado com pelo menos um entalhe de suporte 70 para facilitar a utilização de uma chave de porcas (não ilustrada) para o aperto final do suporte de inserção 16 na haste 14. O processo de utilização do mecanismo de fixação 12, nomeadamente a montagem do suporte de inserção 16 na haste 14, será agora descrito.

Em primeiro lugar, o suporte de inserção 16 está alinhado axialmente com a haste 14 para que a protrusão de alinhamento 15 40 seja introduzida no furo de alinhamento 64, e o eixo de protrusão de alinhamento E coincida genericamente com o eixo de furo de alinhamento N. O termo "coincida genericamente" refere-se ao facto do eixo de protrusão de alinhamento E poder coincidir com o eixo de furo de alinhamento N até as folgas de produção entre a protrusão de alinhamento 40 e o furo de alinhamento 64.

Em segundo lugar, a protrusão de travamento 36 está alinhada axialmente com a parte de furo de inserção 58.

Na fase seguinte, o suporte de inserção 16 é empurrado axialmente num movimento linear em direcção à haste 14, até que a superfície traseira de suporte 54 encoste à superfície dianteira de haste 34. Deve entender-se que até esta fase não há tensão envolvida entre o suporte de inserção 16 e a haste 14 .

Seguidamente, o suporte de inserção 16 roda excentricamente em relação à haste 14, em torno do eixo de protrusão de alinhamento E, numa direcção de travamento do suporte de inserção 16, para que o furo de alinhamento 64 retenha a protrusão de alinhamento 40 como um eixo, encostando a uma parte deste, e a protrusão de travamento 36 seja introduzida à força na parte de furo de preensão 56. Uma vez que o raio de furo de preensão RI é ligeiramente inferior ao raio de protrusão de travamento r2, o suporte de inserção 16 tem de ser rodado à força, por exemplo, com uma chave de porcas que agarra o entalhe de suporte 70 para que a parte de furo de preensão 56 seja ligeiramente alargada devido à elasticidade do suporte de inserção 16. O suporte de inserção 16 roda excentricamente até que a protrusão de travamento 36 encoste totalmente à superfície de preensão 60 da parte de furo de preensão 56, formando desta forma um ajuste com aperto 16 circunferencial no qual a superfície exterior circunferencial da protrusão de travamento 36 encosta à superfície inferior circunferencial da parte de furo de preensão 56.

Nesta posição, a rotação relativa entre o suporte de inserção 16 e a haste 14 pára, e a chave de porcas de aperto externo pode ser removida, uma vez que a protrusão de alinhamento encosta a uma parte do furo de alinhamento, e a protrusão de travamento 36 é mantida, de forma independente e segura, pela parte de furo de preensão 56, uma vez que a extensão angular de preensão cx da parte de furo de pensão 56 é superior a 180°.

Assim, a ferramenta de corte 10 proporciona um mecanismo de fixação 12 que permanece travado com segurança sem necessidade de qualquer dispositivo adicional, e assim os dois elementos 14, 16 estão fixos um ao outro sem um parafuso de retenção ou outro mecanismo que fixe o suporte de inserção 16 quer à protrusão de travamento 36 quer à protrusão de alinhamento 40. Além disso, como pode ser facilmente apreciado por quem tem competência na técnica, o mecanismo de fixação 12 é de utilização fácil e simples, uma vez que só é necessário um movimento de rotação relativo muito pequeno para se conseguir o ajuste com aperto circunferencial, tipicamente cerca de 2o, entre o suporte de inserção 16 e a haste 14 para passar de uma posição destravada para uma posição travada e vice-versa.

Tal como está ilustrado nas figuras 3 e 6, nas quais o suporte de inserção 16 é visto por trás, para colocar o suporte de inserção 16 numa posição travada em relação à haste 14, o suporte de inserção 16 roda excentricamente num sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, tal como está ilustrado pelo sentido de travamento 72. De forma correspondente, para colocar o suporte de inserção 16 numa posição desbloqueada em 17 relação à haste 14, o suporte de inserção 16 roda excentricamente num sentido contrário ao dos ponteiros do relógio, tal como está ilustrado pelo sentido de destravamento 74 .

Quando a ferramenta de corte funciona num processo de corte, as forças tangenciais FT que actuam na inserção de corte 22 durante a maquinagem, tendem a manter o suporte de inserção 16 apertado à haste 14, contribuindo assim para o reforço do aperto do mecanismo de fixação 12. Quem tem competência na técnica pode tomar-se em consideração que também as forças radiais FR e forças axiais FA que actuam na inserção de corte 22 durante o processo de maquinagem tendem a manter o suporte de inserção 16 apertado na haste 14. A fixação simples e fácil da cabeça de corte 16 à haste 14 permite a substituição fácil do suporte de inserção 16 enquanto a haste 14 permanece fixa à máquina de corte. Assim, pode poupar-se tempo de mão de obra durante a substituição de um suporte de inserção 16.

Para remover o suporte de inserção 16 da haste 14, o primeiro é simplesmente feito rodar excentricamente, por meio de uma chave de porcas, em relação à haste 14, no sentido de destravamento 74. Isto leva a protrusão de alinhamento 40, que serve como um eixo, a rodar dentro do furo de alinhamento 64, e leva a protrusão de travamento 36 a desengatar da parte de furo de preensão 56 e assentar livremente no interior da parte de furo de inserção 58. Nesta fase, não há tensão entre o suporte de inserção 16 e a haste 14, e o suporte de inserção 16 pode ser puxado livremente e linearmente para a frente e removido da haste 14.

Além disso, uma vez que numa posição travada a protrusão de travamento 36 encosta firmemente no interior da parte de 18 furo de preensão 56 enquanto a protrusão de alinhamento encosta à parte do furo de alinhamento, a posição do suporte de inserção 16 e, assim, a posição do bordo activo de corte da inserção de corte 22 está bem definida dentro das tolerâncias admissíveis. Assim, quando a haste 14 permanece fixa à máquina de corte e apenas o suporte de inserção 16 é substituído, o novo suporte de inserção 16 será fixo na haste 14 com a mesma localização e orientação direccional da inserção de corte 22, obtendo-se uma boa repetibilidade. Consegue-se, assim, uma substituição rápida e económica do suporte de inserção 16, e evita-se, com vantagem, a tarefa demorada de ajustar o bordo de corte da nova inserção de corte 22.

Uma vez que basta um ligeiro movimento angular para colocar o suporte de inserção 16 de uma posição desbloqueada para uma posição bloqueada, a ferramenta de corte 10 usando o mecanismo de fixação 12 de acordo com o presente invento é particularmente útil para chegar a locais onde o espaço disponível para a desmontagem do suporte de inserção 16 é algo limitado.

Uma vez que é fácil substituir o suporte de inserção 16, é vantajoso usar vários tipos de suportes de inserção, se necessário, isto é, depois de se usar um dado suporte de inserção este pode ser facilmente substituído por outro suporte de inserção que pode ter outra função e reter um tipo diferente de inserção de corte. Assim, pode ser económico produzir vários chamados suporte de inserção "em bruto" tendo a mesma parte de fixação para engate com uma única haste 14. Então, a parte dianteira de cada um dos suporte de inserção pode ser facilmente maquinada para satisfazer exigências de uma função específica. 19

Tal como está ilustrado na figura 7, a extremidade dianteira de furo de alinhamento 68 do furo de alinhamento 64 estende-se para a frente quase até à parte dianteira 20 do suporte de inserção 16. Nalgumas forma de realização, tal como está ilustrado, por exemplo, nas figuras 7 a 9, o furo de alinhamento 64 abre para um furo de relevo de receptáculo de inserção 74 gue faz parte do receptáculo de inserção 18. Esta caracteristica significa, praticamente, que numa posição bloqueada do suporte de inserção 16 na haste 14, a protrusão de alinhamento 40 estende-se para a frene para um ponto, ou quase para um ponto, que está radialmente para dentro em relação à inserção de corte 22.

Esta caracteristica aplica-se também a formas de realização ilustradas nas figuras 11 e 12. Nomeadamente, mesmo o furo de alinhamento não abre para o furo de relevo de receptáculo de inserção 76, ainda assim a protrusão de alinhamento estende-se para a frente para um ponto, ou quase para um ponto, que está radialmente para dentro em relação à inserção do corte 22.

Uma vez que o material da haste 14 é, tipicamente, muito mais duro do que o material de suporte de inserção 16, por exemplo carboneto cementado comparado com aço para ferramentas, o suporte do furo de alinhamento 64 pela protrusão de alinhamento 40 aumenta substancialmente a rigidez global do suporte de inserção 16. Assim, o presente invento proporciona um mecanismo de fixação com um maior suporte da haste. O maior suporte de haste é particularmente vantajoso quando a haste é feita em carboneto cementado.

Deste forma, a ferramenta de corte 10 beneficia em dois aspectos. Em primeiro lugar, a construção do suporte de inserção 16 em aço para ferramentas torna a sua produção 20 relativamente barata, fácil de produzir e fácil de substituir. Em segundo lugar, o maior suporte da haste em carboneto cementado proporciona a ferramenta de corte 10 com uma elevada rigidez, semelhante à rigidez que teria se fosse toda feita em carboneto cementado. Assim, ao aumentar a rigidez da ferramenta de corte 10, ela fica menos susceptivel de dobrar e de vibrar, e pode trabalhar, assim com um maior grau de precisão. A figura 9 é uma vista em corte longitudinal da haste 14 e suporte de inserção 16 montados e fixos pelo mecanismo de fixação 12 de acordo com o presente invento. Tal como está ilustrado, na posição fixa a protrusão de travamento 36 é retida no interior do furo de travamento 52, a protrusão de alinhamento 40 é retida dentro do furo de alinhamento 64, e a superfície traseira de suporte 54 encosta à superfície dianteira de haste 34. A figura 10 é um corte da protrusão de travamento 36 e furo de travamento 52 quando o suporte de inserção 16 está montado na haste 14.

Tal como está ilustrado na figura 10, numa posição fixa da protrusão de travamento 36, é fixa pela parte de furo de preensão 56 e encosta totalmente à superfície de preensão 60 ao longo duma extensão angular de preensão cx que é superior a 180°. Nesta posição, a parte de furo de inserção 58 permanece não encostada. Como já foi mencionado, a protrusão de alinhamento encosta a uma parte do furo de alinhamento (não ilustrado nesta figura) e o suporte de inserção 16 permanece fixo à haste 14, sem qualquer dispositivo adicional ou força envolvida. Assim, para colocar o suporte de inserção 16 numa posição não travada em relação à haste 14 tem de usar-se uma chave de porcas para rodar de forma excêntrica o suporte de 21 inserção 16 num sentido de destravamento 74 em relação à haste 14. A figura 11 é uma vista em corte longitudinal da haste e suporte de inserção montados e fixos de acordo com outra forma de realização de um mecanismo de fixação de acordoo com o presente invento. Nesta forma de realização, são usados números de referência semelhantes em relação à forma de realização ilustrada nas figuras 1 a 10, são identificados com números de referência semelhantes, mas acrescentados de 100.

Nesta forma de realização, um suporte de inserção 116 é fixo a uma haste 114. A haste 114 compreende uma superfície dianteira de haste 134. Uma protrusão de travamento 136 estende-se para a frente a partir da superfície dianteira de haste 134. Uma protrusão de alinhamento 140 estende-se para a frente a partir da protrusão de travamento 136. A protrusão de travamento 136 converge para trás e está inclinada num primeiro ângulo de protrusão β em relação ao eixo de haste B. O primeiro ângulo de protrusão β pode estar compreendida entre Io e 20°. De acordo com uma forma de realização especifica do presente invento, o primeiro ângulo de protrusão β é de 10°. O suporte de inserção 116 tem uma superfície traseira de suporte 154. Um furo de travamento 152 estende-se para a frente a partir da superfície traseira de suporte 154. O furo de travamento 152 converge para trás e está inclinado num primeiro ângulo de furo γ em relação ao eixo de suporte G. O primeiro ângulo de furo γ pode ser semelhante aos primeiros ângulos de protrusão β ou ligeiramente maior. Um furo de alinhamento 164 estende-se para a frente a partir do furo de travamento 152. A construção do furo de travamento 152, excepto na sua convergência para trás no primeiro ângulo de furo γ é semelhante à construção do furo de travamento 52 descrito com 22 referência à forma de realização ilustrada nas figuras 1 a 10. Assim, o furo e travamento 152 compreende uma parte de furo de preensão e uma parte de furo de inserção que, em corte, é semelhante ao corte ilustrado na figura 10. O travamento do suporte de inserção 116 na haste 114 é executada da mesma forma que o descrito com referência à forma de realização ilustrada nas figuras 1 a 10. No entanto, uma vez que a protrusão de travamento 136 e o furo de travamento 152 convergem para trás, o suporte de inserção 116 é travado positivamente na haste 114. Assim, mesmo que o suporte de inserção 116 seja sujeito a grandes forças axiais que tendem a empurrar o suporte de inserção para fora do seu receptáculo durante a maquinagem, o suporte de inserção 116 irá resistir a soltar-se da haste 114. A figura 12 é uma vista em corte longitudinal de uma haste e um suporte de inserção montados e fixo de acordo ainda com outra forma de realização de um mecanismo de fixação de acordo com o presente invento. Nesta forma de realização, números de referência semelhantes, tal como usados em relação à forma de realização ilustrada nas figuras 1 a 10, são identificados com números de referência semelhantes mas acrescentados de 200.

Nesta forma de realização, um suporte de inserção 216 é fixo a uma haste 214. A haste 214 compreende uma superfície dianteira de haste 234. Uma protrusão de travamento 236 estende-se para a frente a partir da superfície dianteira de haste 234. A protrusão de travamento 236 converge para trás e está inclinada num primeiro ângulo de protrusão β em relação ao eixo de haste B, semelhante ao primeiro ângulo de protrusão β, tal como está descrito em relação à figura 11.

Uma protrusão de alinhamento 240 estende-se para a frente a partir da protrusão de travamento 236. A protrusão de 23 alinhamento 240 converge para a frene e está inclinada num segundo ângulo de protrusão em relação ao eixo de protrusão de alinhamento E. O segundo ângulo de protrusão δ pode estar compreendido entre 2o e 30°. De acordo com uma forma de realização especifica do presente invento, o segundo ângulo de protrusão δ é de 10°. O suporte de inserção 216 tem uma superfície traseira de suporte 254. Um furo de travamento 252 estende-se para a frente a partir da superfície traseira de suporte 254. O furo de travamento 252 converge para trás e está inclinado num primeiro ângulo de furo γ em relação ao eixo de suporte G, semelhante ao primeiro ângulo γ tal como está descrito em relação à figura 11. Um furo de alinhamento 264 estende-se para a frente a partir do furo de travamento 252. O furo de alinhamento 264 converge para a frente e está inclinado num segundo ângulo de furo φ. O segundo ângulo de furo cp é igual ao segundo ângulo de protrusão ou ligeiramente maior do que este. A construção do furo de travamento 252, excepto pela sua convergência para trás no primeiro ângulo de furo γ, é semelhante à construção do furo de travamento 52 descrito previamente com referência à forma de realização ilustrada nas figuras 1 a 10. Assim, o furo de travamento 252 compreende uma parte de furo de preensão e uma parte de furo de inserção que, em corte, é semelhante ao corte ilustrado na figura 10.

Para colocar o suporte de inserção 216 numa posição fixa com a haste 214, o suporte de inserção 216 está alinhado axialmente com a haste 214. Então, o suporte de inserção 216 é deslocado axialmente em direcção à haste 214 até que o furo de alinhamento 264 encoste à protrusão de alinhamento 240. Nesta posição, assim como na posição fixa final, a superfície 24 traseira de suporte 254 permanece afastada da superfície dianteira de haste 234. O travamento do suporte de inserção 216 na haste 214 é executado da mesma forma que o descrito com referência à forma de realização ilustrada nas figuras 1 a 10. No entanto, uma vez que a protrusão de travamento 236 e o furo de travamento 252 convergem para trás, o suporte de inserção 216 é travado positivamente na haste 216. Assim, mesmo que o suporte de inserção 216 seja sujeito a grandes forças axiais que tendem a empurrar o suporte de inserção 216 para fora do seu receptáculo durante a maquinagem, o desengate do suporte de inserção 216 será evitado. Além disso, uma vez que o furo de alinhamento 264 encosta firmemente à protrusão de alinhamento 240 devido à sua convergência mutua para a frente, será aplicado outro suporte à inserção de corte durante a maquinagem, uma vez que se evita mesmo uma ligeira forma de protrusão de alinhamento 240 e o furo de alinhamento 264.

Embora o presente invento tenha sido descrito com um determinado grau de particularidade, deve entender-se que podem ser feitas varias alterações e modificações sem que se afastem do espirito ou âmbito do invento, tal como reivindicado de seguida.

Por exemplo, o sentido de travamento 52 e sentido de destravamento 74 não têm de ser tal como está ilustrado nos desenhos, e podem ser concebidos de forma oposta para um travamento no sentido oposto do suporte de inserção em relação à haste. O mecanismo de fixação 2 não tem de ser usado apenas para fixar um suporte de inserção, constituindo uma parte fêmea, a uma haste, constituindo uma parte macho. Assim, o mecanismo de fixação 12 pode ser usado para fixar entre si duas partes macho 25 e fêmea de um adaptador, hastes extensíveis e semelhante, as partes macho e fêmea compreendendo componentes complementares.

Tal como está ilustrado, a protrusão de travamento, assim como o furo de travamento, podem ser geralmente cilíndricos ou cónicos. De forma semelhante, a protrusão de alinhamento, assim como o furo de alinhamento, podem ser geralmente cilíndricos ou cónicos. Nomeadamente, todos têm simetria de rotação em relação a um dado eixo longitudinal.

Assim, para descrever a relação diametral entre a protrusão respectiva da haste e o seu furo de suporte correspondente, quando são cónicos, a relação é medida com respeito a uma dada secção transversal que é perpendicular aos eixos longitudinais respectivos, e as dadas secções transversais da protrusão da haste coincidem com as secções transversais respectivas do furo de suporte numa posição fixa do mecanismo de fixação.

Lisboa, 15 de Abril de 2013. 26

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Mecanismo de fixação (12) para uma ferramenta de corte que compreende uma parte macho (14, 114, 214) e uma parte fêmea (16, 116, 216) que são ajustáveis entre uma posição não fixa e uma posição fixa uma em relação à outra; a parte macho compreendendo: um primeiro corpo de componente (28) tendo um primeiro eixo de componente (B) que define uma direcção da frente para trás, e uma primeira superfície dianteira de componente (34); uma protrusão de travamento (36, 136, 236) que se estende para a frente em relação à primeira superfície dianteira de componente (34), a protrusão de travamento tendo um raio de protrusão de travamento (r2), um eixo de protrusão de travamento (C), e uma superfície dianteira de protrusão de travamento (38); e uma protrusão de alinhamento (40, 140, 240) que se estende para a frente em relação à superfície dianteira de protrusão de travamento (38), a protrusão de alinhamento tendo um eixo de protrusão de alinhamento (E) que está afastado do eixo de protrusão de travamento (C) numa distância não nula, e uma superfície dianteira de protrusão de alinhamento (42); e a parte fêmea compreendendo: 1 um segundo corpo de componente (17) tendo um segundo eixo de componente (G) que define uma direcção da frente para trás, e uma segunda superfície traseira de componente (54, 154, 254); um furo de travamento (52, 152, 252) que se estende para a frente em relação à segunda superfície traseira de componente (54, 154, 254) e tendo uma extremidade dianteira de furo de travamento (62), o furo de travamento compreendendo: uma parte de furo de inserção (58) tendo um raio de furo de inserção (R2) e um eixo de furo de inserção (K); e uma parte de furo de preensão (56) tendo um raio de furo de preensão (Rl) e um eixo de furo de preensão (H) que está afastado do eixo de furo de inserção (K) numa primeira distância não nula (M), a parte de furo de preensão fundindo-se com a parte de furo de inserção; e um furo de alinhamento (64, 164, 264) que se estende para a frente em relação à extremidade dianteira de furo de travamento (62), o furo de alinhamento tendo um eixo de furo de alinhamento (N) que está afastado do eixo de furo de preensão (H) numa segunda distância não nula (Q); no qual: na posição não fixa: 2 a protrusão de alinhamento (40, 140, 240) ocupa o furo de alinhamento (64, 164, 264); a protrusão de travamento (36, 136, 236) ocupa a parte de furo de inserção (58) do furo de travamento (52, 152, 252); nenhum ajuste com aperto é formado entre a protrusão de travamento (36, 136, 236) e o furo de travamento (52, 152, 252); e a parte macho pode ser retirada da parte fêmea; e na posição fixa: a protrusão de alinhamento (40, 140, 240) encosta a uma parte de furo de alinhamento (64, 164, 264); a protrusão de travamento (36, 136, 236) ocupa a parte de furo de preensão (56) do furo de travamento (52, 152, 252); a protrusão de travamento (36, 136, 236) encosta a uma superfície de preensão (60) da parte de furo de preensão (56); um ajuste com aperto é formado entre a protrusão de travamento (36, 136, 236) e o furo de travamento (52, 152, 252); e a parte de furo de preensão (56) permanece bloqueada na protrusão de travamento (36) sem precisar de dispositivo complementar.
2. Mecanismo de fixação (12) de acordo com a reivindicação 1, no qual: 3 na posição fixa, a protrusão de travamento (36) encosta à superfície de preensão (60) ao longo de uma extensão angular de preensão (a) superior a 180°.
3. Mecanismo de fixação (12) de acordo com a reivindicação 2, no qual: a extensão angular de preensão (a) é superior a 180° e inferior a 190°.
4. Mecanismo de fixação (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, no qual: na posição não fixa, o raio de furo de preensão (Rl) é inferior ao raio da protrusão de travamento (r2).
5. Mecanismo de fixação (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, no qual: a protrusão de travamento (36, 136, 236) converge para trás num primeiro ângulo da protrusão (β); o furo de travamento (152, 252) converge para trás num primeiro ângulo de furo (γ); e o primeiro ângulo de furo (Y) é semelhante ao primeiro ângulo de protrusão (β).
6. Mecanismo de fixação (12) de acordo com a reivindicação 5, no qual: 4 o primeiro ângulo de protrusão (β) é da ordem dos Io a 20°.
7. Mecanismo de fixação (12) de acordo com as reivindicações 5 ou 6, no qual: a protrusão de alinhamento (240) converge para a frente num segundo ângulo de protrusão (δ); o furo de alinhamento (264) converge para a frente num segundo ângulo de furo (cp; e o segundo ângulo de furo (cp) é igual ao segundo ângulo de protrusão (δ).
8. Mecanismo de fixação (12) de acordo com a reivindicação 7, no qual: o segundo ângulo de protrusão (δ) é da ordem dos 2o a 30° .
9. Mecanismo de fixação (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, no qual: a primeira distância (M) é da ordem de 0,2 mm a 2 mm.
10. Mecanismo de fixação (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, no qual: a protrusão de travamento (36) apresenta um comprimento de protrusão de travamento (Ll); a protrusão de alinhamento (40) apresenta um comprimento de protrusão de alinhamento (L2); e 5 o comprimento da protrusão de alinhamento (L2) é superior ao comprimento da protrusão de travamento (Ll) .
11. Mecanismo de fixação (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, no qual: a parte macho e feita em carboneto cementado e a parte fêmea é feita em aço.
12. Mecanismo de fixação (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, quando elas não dependem da reivindicação 7, no qual: na posição fixa, a segunda superficie traseira de componente (54, 154) encosta à primeira superficie dianteira de componente (34, 134).
13. Mecanismo de fixação (12) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, quando elas dependem da reivindicação 7, no qual: na posição fixa, a segunda superficie traseira de componente (254) permanece afastada da primeira superficie dianteira de componente (234). Lisboa, 15 de Abril de 2013. 6