PT800429E - Peca de corte suplementar que possui um cortador de aparas para aparas finas - Google Patents

Description

Descrição “Peça de corte suplementar que possui um cortador de aparas para aparas finas”

Fundamento da invenção A presente invenção refere-se, genericamente, a peças de corte suplementares ou insertas e, em particular, refere-se a uma peça de corte inserta, que possui um cortador de aparas que quebra eficazmente aparas finas, em forma de folha, que resultam de cortes finos numa peça em curso de fabrico, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A patente US 4 880 338 A apresenta um exemplo de uma tal peça de corte inserta.

As peças de corte insertas para maquinar peças metálicas em curso de fabrico são bem conhecidas na técnica anterior. Todas essas peças insertas incluem uma aresta de corte, formada na intersecção de duas das paredes do corpo da peça inserta. Quando tais peças insertas são montadas numa cabeça de fresa ou broca, que é rodada e aplicada contra uma peça metálica em curso de fabrico, as arestas de corte retiram metal da peça em curso de fabrico, na forma de aparas metálicas em forma de fita.

Tais aparas metálicas podem interferir com a operação de corte, se não forem continuamente removidas da vizinhança da operação de corte. Por conseguinte, muitas peças insertas são fabricadas com uma geometria de corte das aparas que, continuamente, tomam as aparas quebradiças e as partem, à medida que são formadas pela aresta de corte. Para que as peças insertas realizem cortes severos nas peças em curso de fabrico, as geometrias de corte das aparas podem ser constituídas por um ângulo de inclinação da face cortante positivo, na aresta de corte. Tal ângulo positivo naturalmente faz com que as aparas relativamente grossas, criadas numa operação de corte severa, se encaracolem continuamente, se tomem quebradiças e se partam em pequenos pedaços. Para cortes mais finos, em que as aparas têm mais a forma de uma fita, proporciona-se uma ranhura de rotura das aparas atrás da aresta de corte. Como as aparas mais finas, mais dúcteis, formadas na operação de corte mais fino, se escoam para o interior dessa ranhura e se aplicam à sua parede traseira, são aplicadas forças de encaracolamento às mesmas que as tomam quebradiças, fazendo com que se partam em pequenos pedaços, que podem ser evacuados da vizinhança das operações de corte. A Requerente verificou que, para se verifique uma rotura eficaz das aparas, a largura dessa ranhura de rotura das aparas deve ser igual aproximadamente a cinco vezes a espessura das aparas produzidas pela aresta de corte.

Embora a provisão de uma tal ranhura de rotura das aparas seja eficaz para o encaracolamento e rotura das aparas produzidas pelas operações de corte fino, a Requerente verificou que uma tal estrutura tem limites e não é bem apropriada para a rotura de aparas muito finas produzidas em operações de corte fino. Por exemplo, quando essas peças de corte insertas são montadas na extremidade de uma broca que avança apenas cerca de 0,17 mm (0,007 polegadas) por rotação, numa peça em curso de fabrico, as peças insertas produzem aparas muito finas, com uma espessura que varia largamente entre 0,127 mm (0,005 polegadas) e 0,228 mm (0,009 polegadas). Tais aparas são mais semelhantes a uma folha que a uma fita e são mais difíceis de encaracolar e tomar quebradiças numa medida necessária para que, continuamente, se partam em pequenos pedaços. E possível proporcionar uma ranhura para o corte das aparas, eficiente para uma apara fina como uma folha, com uma espessura

particular. No entanto, a Requerente verificou que as tolerâncias operacionais de tais ranhuras de quebra das aparas são muito reduzidas. Por exemplo, quando a ranhura for dimensionada para partir aparas com uma espessura de 0,17 mm (0,007 polegadas), aparas com uma espessura de 0,127 mm (0,005 polegadas), próxima do intervalo de tolerância, não são expelidas eficazmente da ranhura de rotura das aparas, o que provoca uma acumulação de aparas, gerando assim pressões excessivas na aresta de corte. Tais pressões excessivas podem acelerar o desgaste da peça inserta e a possibilidade da sua rotura. Além disso, aparas com uma espessura de 0,228 mm (0,009 polegadas), próximas do extremo do referido intervalo, não são encaracoladas e tomadas frágeis de maneira eficaz. Tais aparas não quebradas formam longas serpentinas que não são eficazmente evacuadas pelas estrias da broca, o que por sua vez interfere com a operação de perfuração. A patente US 4 880 338 refere-se a uma peça inserta de corte descartável, que possui uma aresta de corte e uma pluralidade de depressões esféricas. Ombros discretos, entre depressões adjacentes acopladas com as depressões, de forma esférica promovem a formação de aparas. E evidentemente necessária uma peça inserta com uma configuração para o corte das aparas que faça eficazmente a rotura, nas operações de corte fino em peças em curso de fabrico. A configuração de rotura das aparas numa tal peça inserta deve, de maneira eficaz, tomar quebradiças e partir continuamente essas aparas finas, na forma de folhas, numa larga gama de espessuras das aparas, de modo que as ferramentas de corte que usam tais peças insertas funcionem eficazmente numa larga gama de condições de maquinagem. Além disso, a configuração para a rotura das aparas, usada na peça inserta, deve ser fácil de integrar numa larga gama de formas e ./¾ dimensões das peças insertas.

Sumário da invenção

Em termos gerais, a invenção refere-se a uma peça inseria de corte, que elimina ou melhora todos os inconvenientes atrás mencionados da técnica anterior, por meio de uma configuração para rotura das aparas que parta eficazmente aparas finas, em forma de folha, produzidas como consequência de operações de corte fino, numa larga gama de espessuras. Para isso, proporciona-se uma peça de corte inseria com as características da reivindicação 1.

Cada uma das cavidades discretas tem dois bordos laterais opostos para se aplicarem às aparas ondulando-as à medida que saem da aresta de corte, para as paredes das costas e traseiras da ranhura e das cavidades. A combinação das forças de ondulação e de encaracolamento, aplicadas pelas cavidades e pela ranhura, endurecem com deformação plástica, de maneira eficaz, as aparas finas como folhas, geradas durante uma operação de corte fino, tomando-as desse modo quebradiças e fazendo com que sejam continuamente quebradas em segmentos pequenos, que são facilmente expelidos da vizinhança da operação de corte. A superfície superior do corpo da peça inseria inclui, de preferência, uma superfície não trabalhada, disposta atrás da aresta de corte, entre a aresta de corte e a ranhura, para reforçar a aresta de corte. A largura da ranhura situa-se de preferência entre quatro e seis vezes a espessura das aparas retiradas da peça em curso de trabalho, de modo que muitas das aparas sejam eficazmente encaracoladas e endurecidas com deformação plástica pela ranhura. A altura da parede das costas da ranhura pode situar-se entre cerca de 80% e 120% maior que a altura da parede descendente da ranhura que, finalmente, se interliga com a aresta de corte. Analogamente, a altura da parede traseira de cada uma das cavidades pode ter um valor entre 50% e 100% maior que a altura da parede dianteira das cavidades. Tais proporções asseguram que as paredes das costas e traseiras proporcionarão forças de encaracolamento suficientes nas aparas onduladas para, com eficácia, as tomar quebradiças e as partirem.

Finalmente, o comprimento agregado das cavidades deve ser cerca de 50% do comprimento total da ranhura. Tais proporções asseguram que a quantidade de forças aplicadas às aparas finas como folhas as tomarão quebradiças numa medida em que se garante a rotura das aparas efectiva, quando as paredes das costas e traseiras da ranhura e as cavidades aplicarem as respectivas forças de encaracolamento às aparas.

Breve descrição das várias figuras

As figuras anexas representam: A fig. 1, uma vista em perspectiva de uma peça inserta de corte de acordo com a invenção; A fig. 2, uma vista de lado, em corte transversal, da peça inserta ilustrada na fig. 1, sendo o corte feito pela linha (2-2); A fig. 3, uma vista em planta da peça inserta ilustrada na fig. 1; A fig. 4, uma vista ampliada da porção envolvida pela circunferência a tracejado na fig. 3; A fig. 5, uma vista de lado, em corte transversal, da porção da peça inserta ilustrada na fig. 4, sendo o corte feito pela linha (5-5); A fig. 6, uma vista de lado, em corte transversal da porção da peça inserta ilustrada na fig. 4, sendo o corte feito pela linha (6-6); A fíg. 7, uma vista de frente, em corte transversal da porção da peça inserta ilustrada na fíg. 4, sendo o corte feito pela linha (7-7); A fíg. 8, uma vista de lado de uma broca, a abrir um furo numa peça em curso de fabrico, por meio de peças insertas de acordo com a invenção; e A fíg. 9, uma vista parcial, em perspectiva, da peça inserta ilustrada na fíg. 1, em funcionamento (sem o corpo da broca envolvente), que ilustra como a ranhura e as cavidades por detrás das arestas de corte da peça inserta encaracolam e ondulam as aparas de material retiradas da peça em curso de fabrico.

Descrição pormenorizada da forma de realização preferida Fazendo agora referência às fíg. 1 e 2, nas quais números de referência iguais designam componentes iguais nas várias figuras, a peça de corte inserta (I) da presente invenção compreende genericamente um corpo (3), de forma geral triangular, com uma superfície superior (5) e uma superfície inferior (7), interligadas por meio de três superfícies laterais de descarga (9). Em tomo do corpo (3) da peça inserta, na intersecção entre a superfície superior (5) e as superfícies laterais de descarga (9) definem-se arestas de corte (11). Como se mostra na fíg. 2, o ângulo de descarga (R) das superfícies laterais (9), relativamente a uma linha perpendicular à superfície superior (5), é, de preferência, da ordem de 10°. Cada uma das superfícies de descarga (9) está inclinada em ângulo obtuso, de 155°, num vértice (13) situado centralmente, como está representado. Como se discutirá com mais pormenor com referência às fíg. 8 e 9, a provisão de um vértice obtuso (13) em cada uma das arestas de corte (11) ajuda a estabilizar a peça inserta (1), quando for usada numa operação de abertura de um furo. No corpo (3) da peça inserta (1), numa sede do suporte da ferramenta, está disposto centralmente um furo (15) de montagem de um fíi parafuso, para receber um parafuso de montagem. O furo (15) de montagem do parafuso inclui uma porção (17) de cabeça e uma porção (19) de recepção da haste.

Em todas as formas de realização preferidas, a peça de corte inserta (11) é fabricada de um material duro resistente ao desgaste, dos quais há muitos conhecidos na técnica.

Fazendo agora referência às fig. 3 e 4, proporciona-se, imediatamente por detrás das arestas de corte (11), uma superfície não trabalhada (21) para reforço dessas arestas. As superfícies não trabalhadas (21) estão dispostas segundo um ângulo (r), de cerca de 10°, relativamente à superfície superior (5) disposta horizontalmente (indicada na fig. 2). A inclinação das superfícies (21) segundo esse ângulo de 10o comunica a essas arestas de corte um ângulo de inclinação positivo o que, por sua vez, diminui as forças de corte e prolonga o tempo de vida útil da peça inserta (1). No exemplo da peça inserta (1) apresentada nas várias figuras, todas as superfícies não trabalhadas (21) têm uma largura de cerca de 0,127 mm (0,005”).

Disposta directamente atrás da superfície não trabalhada (21) de cada uma das arestas de corte (11), há uma configuração para rotura das aparas (23). A configuração (23) para rotura das aparas inclui uma ranhura alongada (25), que bordeja a superfície não trabalhada (21) oposta à aresta de corte (11). Ainda incluída na configuração (23), há uma pluralidade de cavidades espaçadas (27), que se sobrepõem e se estendem por detrás das ranhuras (25), como está representado. Como se descreverá com mais pormenor um pouco mais adiante, as arestas superiores das cavidades (27) ondulam e tomam quebradiças as aparas finas como uma folha, produzidas pelas arestas de corte (11), enquanto que as ranhuras alongadas (25) encaracolam e quebram as aparas onduladas em pequenos pedaços.

Fazendo agora referência às fig. 5 a 7, cada uma das ranhuras (25) inclui, por detrás das arestas de corte (11), uma parede inferior (30) arredondada e uma parede descendente (32), que interliga a parede inferior (30) com a aresta da superfície não trabalhada (21) de cada aresta (11). Uma parede das costas (34) interliga a parede inferior (30) com a superfície superior (5) do corpo (3) da peça inseria, num ponto que está aproximadamente 100% mais alto que a aresta de corte (11), relativamente à superfície (5). Portanto, se a altura da aresta de corte (11), relativamente ao ponto mais baixo da parede inferior (30), for (Hl), então a altura máxima da parede das costas (34) da ranhura (25) é maior que a aresta (11), com uma diferença (H2), aproximadamente igual à (Hl). Na forma de realização preferida, o ângulo (A) da parede das costas (34), relativamente à superfície superior genericamente plana (5), é de aproximadamente 30°. A largura combinada (W) da ranhura (25) e da superfície não trabalhada (21) é de cerca de 0,76 mm (0,020”). Este dimensionamento permite que as ranhuras (25) de rotura das aparas, por detrás de cada uma das arestas de corte (11), encaracolem eficazmente e endureçam com deformação elástica as aparas onduladas de 0,127 mm (0,005”) a 0,228 mm (0,009”) de espessura, produzidas pelas arestas superiores das cavidades, de modo que as aparas sejam eficazmente quebradas.

Com referência agora às fig. 6 e 7, cada uma das cavidades (27) inclui uma parede inferior (38), um pouco mais profunda que a parede inferior (30), atrás descrita, das ranhuras (35) de rotura das aparas. Cada uma das cavidades inclui ainda duas paredes laterais (39), dispostas perpendicularmente à aresta de corte (11) a que é adjacente a cavidade (27). Uma parede dianteira (40) interliga a superfície não trabalhada (21) por detrás da aresta de corte (11), com a parede inferior (38). ,7Si

Adicionalmente, uma parede traseira (42) interliga a parede inferior (38) com a superfície superior (5) do corpo (3) da peça inseria, num ponto mais alto que o bordo de corte (11). Portanto, se a altura da aresta de corte, relativamente ao ponto mais baixo na parede inferior (38), for (hl), a altura máxima da parede traseira (42) é maior que (hl), em (h2), que está entre cerca de 50% e 100% maior que (hl). Como sucedia para o ângulo da parede traseira (34) da ranhura (25), o ângulo da parede traseira (42) é, relativamente à superfície superior (5) do corpo (3) da peça inserta, aproximadamente 30°. Adicionalmente, a largura de cada uma das cavidades (27) é aproximadamente 1,14 mm (0,045”) e as cavidades estão afastadas de cerca de 0,76 mm (0,030”), de modo que a largura agregada das cavidades (27) é cerca de 50% do comprimento total (L) das arestas (11). Em particular, o comprimento “1” entre as arestas opostas (43a, b) das paredes laterais (39a, b) de cada uma das cavidades (27) é também cerca de 1,14 mm (0,045”).

Com referência agora às fig. 8 e 9, a peça inserta (1) da presente invenção está particularmente adaptada para ser usada numa broca (45), que tem um corpo helicoidal (46) com estrias espirais (47a, b). A porção da extremidade distai (49) da broca (45) inclui de preferência duas sedes (51a, b) de peças inserias opostas desfasadas, para receber e montar com segurança as peças inserias (1), por meio de um parafuso de montagem (16). Aberturas de refrigeração (53) (das quais se representa apenas uma) borrifam constantemente um líquido de refrigeração, durante o funcionamento da broca, para baixar a temperatura da interface entre as peças inserias (1) e a peça em curso de fabrico (53) e expelir as aparas metálicas resultantes.

Quando uma tal broca (45) for rodada e aplicada de maneira forçada contra a 10 peça metálica em curso de fabrico (55), ela remove aproximadamente 0,17 mm (0,007”) de material, em cada rotação, produzindo desse modo aparas finas como uma folha, com uma espessura entre 0,127 mm (0,005”) e 0,228 mm (0,009”). Durante essa operação de perfuração, o vértice obtuso (13) disposto a meio de cada uma das arestas de corte (11) ajuda a estabilizar as arestas de corte definindo uma porção dianteira da aresta de corte (11) que morde a peça metálica em curso de fabrico (55) antes das porções laterais das arestas de corte (11) o fazerem. Se não existisse qualquer vértice obtuso (13) presente na aresta de corte (11), toda a aresta de corte se aplicaria simultaneamente à peça em curso de fabrico (55), donde poderia resultar um chocalhar e uma vibração da broca e, em última análise, poderia lascar e danificar a aresta de corte (11).

Enquanto a aresta de corte (11) corta a superfície inferior (59) do furo (57) ilustrado na peça em curso de fabrico (55), ela cria aparas em forma de folha com a espessura anteriormente descrita. Estas aparas aplicam-se forçadamente aos bordos laterais (43a, b) da cavidade (27), criando desse modo ondulações (63) na apara (61). A produção de tais ondulações (63) endurecem a apara (61), com deformação elástica, e tomam-na quebradiça. Quando a apara (61) se aplica à parede traseira (34) das ranhuras (25) e das paredes traseiras (42) das cavidades (27), aplicam-se forças de encaracolamento às mesmas, o que as toma ainda mais quebradiças, fazendo com que se partam em pedaços suficientemente pequenos para que o líquido de refrigeração sob pressão aplicado às aparas, através das aberturas (53), em combinação com as forças centrífugas, aplicadas às aparas (61) pelo corpo (46) da broca, faça com que as aparas (61) sejam continuamente lançadas para fora das estrias helicoidais (47a, b) da broca (45), afastando-se da vizinhança da operação de perfuração.

Lisboa, 5 de Julho de 2001

JOSÉ DE SAMPAIO A.O.P.I. Rua do Salitre, 195, r/c-Drt. 1269-063 LISBOA

Claims (8)

1. Reivindicações 1. Peça de corte suplementar ou peça inserta (1), para cortar uma peça em curso de fabrico (55) por remoção de aparas (61) de material do mesmo, com um corpo (3) da peça inserta que possui uma superfície superior (5) e uma superfície inferior (7) e uma superfície lateral de descarga (9) e uma aresta de corte (11), definida por uma intersecção das referidas superfícies superior (5) e lateral (9), e um meio cortador das aparas (23), para cortar aparas (61) com uma espessura pré--determinada, formadas pela referida aresta de corte (11), incluindo uma ranhura alongada (25), disposta na referida superfície superior (5) adjacente à referida aresta de corte (11), tendo a referida ranhura (25) uma parede das costas (34) para encaracolar e endurecer com deformação elástica as referidas aparas (61), sendo as referidas costas opostas à referida aresta (11) e terminando num ponto mais alto, na referida superfície superior, que a referida aresta, caracterizada por uma pluralidade de cavidades discretas (27), afastadas axialmente na referida ranhura (25), com arestas superiores para se aplicarem às referidas aparas (61) e ondulando-as, para facilitar a rotura das aparas, incluindo arestas laterais opostas (43a, b), alinhadas perpendicularmente em relação à referida aresta de corte (11), para se aplicarem às aparas (61), ondulando-as, e que atravessam a referida parede traseira da referida ranhura (25), excedendo a largura das referidas camadas (27) a largura da referida ranhura (25), para estender o comprimento das referidas arestas laterais (43a, b) e, desse modo, aumentando a extensão da aplicação das ondulações (43a, b) entre as referidas aparas (61) e as arestas (43a, b) das referidas cavidades (27).
2. 2. Peça de corte suplementar ou peça inserta (1), de acordo com a reivindicação 1, na qual o referido corpo (3) da peça inserta inclui, além disso, uma superfície não trabalhada (21), disposta entre a referida aresta de corte (11) e a referida ranhura (25) para reforçar a referida aresta (11).
3. 3. Peça de corte suplementar ou peça inserta (1), de acordo com a reivindicação 2, na qual a referida ranhura (25) inclui ainda uma parede inferior (30) e uma parede descendente (32) que interliga a referida superfície não trabalhada (21) com a referida parede inferior (30) da referida ranhura (25), para definir uma superfície de corte inclinada.
4. 4. Peça de corte suplementar ou peça inserta (I), de acordo com a reivindicação I, na qual a referida ranhura (25) tem uma largura entre quatro e seis vezes a espessura das aparas (61) removidas da referida peça em curso de fabrico (55) pela referida aresta de corte (11).
5. 5. Peça de corte suplementar ou peça inserta (1), de acordo com a reivindicação 1, na qual a referida cavidade (27) na referida ranhura (25) tem um comprimento combinado maior que metade do comprimento total da referida ranhura (25).
6. 6. Peça de corte suplementar ou peça inserta (1), de acordo com a reivindicação 1, na qual o corpo (3) da peça inserta é poligonal.
7. 7. Peça de corte suplementar ou peça inserta (1), de acordo com a reivindicação 6, na qual o referido corpo da peça inserta (3) é um triângulo, e a referida aresta de corte (11), ao longo de cada superfície lateral de descarga (9), inclui um vértice obtuso (13) numa porção média da mesma, para estabilizar a referida peça inserta (1) dm ante a operação de perfuração.
8. 8. Peça de corte suplementar ou peça insena ;'l), de acordo com a reivindicação 5, na qual cada uma das cavidades referidas (27) inclui uma parede 3 inferior (38) mais profunda que a parede inferior (30) da ranhura (25) de rotura das aparas, e uma parede traseira (42), que se estende até mais longe da aresta de corte (11) que a referida parede traseira (34) da referida ranhura (25) e termina num ponto mais alto que a referida superfície superior (5) que as referidas arestas (43). Lisboa, 5 de Julho de 2001

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