BR102012010684A2

BR102012010684A2 - Ferramenta de desbastar

Info

Publication number: BR102012010684A2
Application number: BRBR102012010684-1A
Authority: BR
Inventors: Hartmuth Marx; Olaf Vogel; Martin Zagromski
Original assignee: Klingelnberg Ag
Priority date: 2011-05-06
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-01-14
Also published as: DE202011050054U1; CN103501946B; EP2520390B2; JP6022550B2; EP2520391A1; CN103501945B; WO2012152660A1; JP6022549B2; RU2012118251A; US9527148B2; WO2012152659A1; JP2014516807A; US20150158100A1; US20140079498A1; CN103501945A; EP2520390A1; EP2520391B1; JP2014516808A; CN202804384U; CN103501946A

Abstract

FERRAMENTA DE DESBASTAR. Ferramenta de desbastar (100) para produzir uma estrutura periódica rotacionalmente simétrica sobre uma peça de trabalho por meio de um método de desbaste mecânico. A ferramenta de desbastar (100) compreende um corpo de base (110) compreendendo um eixo de rotação central (RI) e uma pluralidade de z aberturas de recepção, em que z é um inteiro positivo, bem como uma pluralidade de n barras de corte (12), onde n é inteiro positivo menor ou igual a z. Cada uma das z aberturas de recepção tem uma forma alongada tendo um eixo longitudinal, e todas as aberturas de recepção são arranjadas uniformemente ao redor do eixo de rotação central (R1). Os eixos longitudinais das aberturas de recepção são geradores de um hiperboloide de rotação, que é arranjado rotacionalmente simétrico ao eixo de rotação central (R1).

Description

“FERRAMENTA DE DESBASTAR” CampO^écnicoThrinvenção-

A invenção refere-se a uma ferramenta de desbastar com barras de corte. A ferramenta de desbastar é projetada para fabricar uma estrutura periódica, rotacionalmente simétrica, sobre uma peça de trabalho por meio de um método de desbaste.

Fundamentos da invenção e estado da técnica

Existem vários métodos para a fabricação de rodas de engrenagens. Na pré-usinagem macia para o corte de aparas, pode-se diferenciar entre fresagem, modelagem de engrenagem, aplainamento e desbastação de geração (também denominado desbastação elétrica). A fresagem e a desbastação são os, assim denominados, métodos contínuos, conforme será explicado a seguir com mais detalhes.

Na fabricação de rodas de engrenagens por corte de aparas, pode-se distinguir o processo de indexação intermitente (também denominado processo de indexação única) do método contínuo, o qual é, parcialmente, também denominado processo de indexação contínua ou fresagem de superfície.

Em um método contínuo, por exemplo, é aplicada uma ferramenta compreendendo os correspondentes cortadores para cortar os flancos de uma peça de trabalho. A peça de trabalho é cortada e acabada e continuamente, isto é, com um método ininterrupto, em um dispositivo de aperto. O método contínuo é baseado em sequencias de movimentos complexos acoplados, nos quais a ferramenta e a peça de trabalho que é manufaturada realizam um movimento de indexação contínuo uma em relação à outra. Os movimentos de indexação resultam do acionamento, acoplado e coordenado, respectivamente, de vários acionadores de eixo de uma máquina correspondente.

Em um processo de indexação única, o vão de um dente é fabricado, então, por exemplo, em um movimento relativo da ferramenta e um ..assim denominado movimento de indexação Trotayao de indexação), no qual a peça de trabalho gira em relação à ferramenta e é levado a efeito antes que um próximo vão de dentes seja fabricado. Uma roda de engrenagem é, assim, fabricada passo a passo.

O método de moldagem de engrenagem mencionado pode, inicialmente, ser descrito ou representado por um sistema de transmissão de engrenagem cilíndrica, uma vez que o ângulo de interseção (também denominado ângulo de interseção dos eixos), entre o eixo de rotação Rl, da 10 ferramenta de modelagem 1, e o eixo de rotação R2, da peça de trabalho 2, soma zero grau, conforme esquematicamente representado na Fig.l. Os dois ângulos de rotação Rl e R2 correm paralelos um ao outro, quando o ângulo de interseção dos eixos soma zero grau. A peça de trabalho 2 e a ferramenta de modelagem giram continuamente ao redor dos seus eixos de rotação, 15 respectivamente, R2 e Rl. Além do movimento rotatório, a ferramenta de modelagem 1 realiza um movimento de golpe, que é aqui representado por uma dupla seta Shx na Fig.l, e, que remove as aparas da peça de trabalho 2 durante este movimento de golpe.

Há algum tempo atrás, surgiu um método, o qual é 20 denominado desbastação. Os fundamentos têm aproximadamente 100 anos de idade. Um primeiro pedido de registro de patente, possuindo o número DE 243514 tratando desta matéria data do ano de 1912. Após as considerações iniciais e as investigações dos anos iniciais, a desbastação não foi mais seriamente examinada. Até então, processos complexos, que eram 25 parcialmente empíricos, se fizeram necessários para encontrar uma geometria adequada para o método de desbastação.

Em meados da década de 1980, a desbastação foi novamente retomada. Mas, foi apenas com os atuais métodos de simulação e com as modernas máquinas de controle CNC, que os princípios da desbastação puderam ser implementados por meio de um método robusto e capaz de ser reproduzido de forma produtiva. Também surgiu a grande resistência ao desgaste dos atuais materiais das ferramentas, e a enorme rigidez estática e dinâmica e alto desempenho de um funcionamento sincrônico das máquinas modernas.

Conforme mostrado na figura 2, durante a desbastação, um ângulo de interseção dos eixos Σ, entre os eixos de rotação Rl da ferramenta de desbastação 10 (também denominada roda de desbastação) e o eixo de rotação R2 da peça de trabalho 20, são predeterminados; ângulos estes que 10 são diferentes de zero. O movimento resultante, entre a ferramenta de desbastação 10 e a peça de trabalho 20, é um movimento helicoidal, o qual pode ser decomposto em uma porção de rotação (porção rotatória) e uma porção de avanço (porção de translação). A transmissão de uma engrenagem do tipo de geração helicoidal pode ser considerada um análogo da tecnologia 15 de acionamento relacionada, na qual a porção rotatória corresponde à rolagem e a porção de translação corresponde ao deslizamento dos flancos. Quanto maior for o valor absoluto do ângulo de interseção dos eixos Σ, mais aumenta a porção de translação que é requerida para a fabricação da peça de trabalho 20. Ela efetua, principalmente, um componente do movimento das bordas 20 cortantes da ferramenta de desbastação 10, na direção dos flancos dos dentes da peça de trabalho 20. Desta forma, quando está desbastando, a porção deslizante do movimento combinado relativo, das rodas de engrenagem, em encaixe, na transmissão da engrenagem helicoidal equivalente, é utilizada para realizar o movimento de corte. Apenas um avanço axial vagaroso é 25 requerido na desbastação mecânica e o, assim denominado, movimento de impulsão, o que é típico na modelagem da engrenagem, é, então, dispensado. Desta forma, um movimento reverso de golpe não ocorre na desbastação mecânica.

A velocidade de corte na desbastação é influenciada diretamente pela velocidade de rotação da ferramenta de desbastação 10 em

utilizados pelos eixos de rotação Rl e R2. O ângulo de interseção Σ, e, desta forma a porção deslizante, deve ser selecionado de forma que, para a 5 usinagem do material, uma velocidade ótima de corte seja alcançada, para uma dada velocidade de rotação.

A desbastação não pode ser utilizada para a usinagem de dentes externos, conforme mostrado, por exemplo, na figura 2. Em particular na fabricação de dentes internos, a desbastação é significativamente mais produtiva do que a modelagem por engrenagem ou por escareamento que tem sido usada até hoje.

A desbastação pode ser utilizada tanto na pré-formação de dentes antes do tratamento termal da peça de trabalho 20, como no acabamento de denteação após o tratamento termal. Ou seja, a desbastação é adequada pra a usinagem macia e para a usinagem dura (fina).

As seqüências de movimentação e outros detalhes de um método de desbaste estabelecido podem ser vista na representação esquemática da figura 2, já mencionada. A figura 2 mostra a desbastação de dentes externos sobre uma peça de trabalho cilíndrica 20. A peça de trabalho 20 20 e a ferramenta 10 (aqui, uma ferramenta de desbastar cilíndrica 10) giram em direções opostas.

Outras movimentações relativas surgem adicionalmente. Uma alimentação axial Sax é requerida para poder usinar a largura total da denteação da peça de trabalho 20 com a ferramenta 10. Se for desejada uma 25 denteação helicoidal sobre a peça de trabalho 20 (ou seja, β2^0), uma velocidade de alimentação diferencial Sd é superposta à alimentação axial Sax. Uma alimentação radial Srad pode ser executada como uma movimentação de alinhamento. A alimentação radial Sra(j pode ser empregada para influenciar a convexidade da denteação da peça de trabalho 20. Na desbastação, o vetor da velocidade de corte (vc) resulta, essencialmente., como diferença dos dois vetores de velocidade V[ e V3 dos eixos de rotação Rl, R2, da ferramenta 10 e da peça de trabalho 20, cujos vetores de velocidade são inclinados, um em relação ao outro, pelo ângulo de interseção Σ. O símbolo v0 é o vetor de velocidade na periferia da ferramenta e V2 é o vetor de velocidade na periferia da peça de trabalho 20. A velocidade de corte vc do processo de desbastação pode, assim, ser modificada pelo ângulo de interseção Σ e pela velocidade de rotação na engrenagem helicoidal equivalente. A alimentação axial Sax tem apenas uma pequena influência sobre a velocidade de corte vc, a qual pode ser negligenciada, e, desta forma, não é mostrada no diagrama de vetores compreendendo os vetores v0, V2 e vc, na Fig. 2.

A desbastação de uma denteação externa de uma peça de trabalho 20, utilizando uma ferramenta de desbastação cônica 10 é mostrada na Fig. 3. Na Fig. 3, novamente, o ângulo de interseção Σ, a velocidade de corte vc, os vetores de velocidade V0 na periferia da ferramenta 10 e v2, na periferia da peça de trabalho 20, bem como, o ângulo de inclinação β0 da ferramenta 10 e o ângulo de inclinação β2 da peça de trabalho 20 são mostrados. Aqui, em contraste com a figura 2, o ângulo de inclinação β2 é diferente de zero. A cabeça de dente da ferramenta 10 está indicada pelo número de referência 4 na figura 3. O peito do dente está indicado pelo número de referência 5 na figura 3. Os dois eixos e rotação Rl e R2 não se intersectam, mas são arranjados oblíquos um ao outro. Para uma ferramenta de desbastar cônica 10, o ponto de cálculo AP é até aqui escolhido normalmente como prumo de junta dos dois eixos de rotação Rl e R2, uma vez que uma inclinação da ferramenta de desbastação 10 para prover ângulos de alívio finais não é necessária. O ponto de cálculo AP coincide com o assim denominado ponto de contato. Os círculos de rolamento da engrenagem de geração helicoidal equivalente entram em contato um com o outro neste ponto de cálculo AP. compreende pelo menos uma borda de corte geometricamente determinada. A borda de corte/ bordas de corte não são mostradas na Fig. 2A e na Fig. 3.

A própria ferramenta tem uma grande importância na desbastação. No exemplo mostrado na figura 2, a ferramenta de desbastar 10 tem a forma de uma engrenagem cilíndrica com dentes retos. O contorno externo do corpo de base na figura 2 é cilíndrico. Entretanto, pode ser também afunilado (também chamado de cônico), conforme mostrado na figura 3. Devido ao dente ou dentes da ferramenta de desbastar 10 ficarem encaixados ao longo de toda a extensão da borda de corte, cada dente da ferramenta 10 exige um ângulo de alívio final suficiente na borda de corte.

Um exemplo de um dente de corte único 3 de uma ferramenta de desbastar 10 cônica de dentes retos está mostrado na figura 4A. As afirmações a seguir também são válidas para ferramentas de desbastar cônicas de denteação helicoidal 10. Ao partir de uma ferramenta de desbastar cônica

10, será óbvio então, que o ângulo de alívio da cabeça de dente 4 (chamada ângulo de alívio de cabeça) e no flanco do dente (chamado ângulo de alívio de flanco) resultam diretamente da forma do dente de corte 3. Ao considerar um deslocamento do peito de dente 5 em uma direção axial (ou seja, na direção de R2), então a altura do perfil, despenca regularmente. Ou seja, o dente de corte 3 diminui cada vez mais na direção axial. Na figura 4A, o peito de dente está no plano horizontal mais baixo do dente de corte 3 e, por conseguinte, não é visível. A figura 4B mostra uma seção B-B do dente de corte 3. Nesta seção, o peito de dente 5 pode ser reconhecido.

No reesmerílhamento frontal de uma ferramenta de desbastar cônica, o diâmetro do círculo frontal fica menor. A figura 4C mostra um estado após o reesmerílhamento em uma representação esquemática. A forma original do dente de corte 3 é caracterizada pelo peito de dente 5 e a cabeça de dente 4. A forma do dente de corte 3 após o reesmerílhamento é caracterizada

ser adaptados após o reesmerílhamento, devido ao torreamento resultante do diâmetro para o círculo de cabeça.

Ao partir de uma ferramenta de desbastar 10 cilíndrica de denteação reta ou helicoidal, podemos reconhecer que esta ferramenta de desbastar 10 não tem os assim chamados ângulos de alívio construcionais, nem na cabeça, nem nos flancos. Se tal ferramenta de desbastar cilíndrica 10 fosse fixada de maneira convencional, não haveria ângulo de alívio. Ângulos de alívio cinemáticos podem ser gerados por uma inclinação da ferramenta de desbastar 10. Na prática, a inclinação da ferramenta de desbastar 10 é obtida por uma fixação excêntrica da ferramenta de desbastar 10 na máquina, de modo a, assim, causar um desvio da face de corte a partir do ponto de interseção de eixos (chamado de desvio de face de corte). O ponto de contato dos círculos de rolagem da ferramenta 10 e da peça de trabalho 20 não mais jaz sobre o prumo de junta dos eixos de rotação Rl e R2. Quanto mais a ferramenta de desbastar 10 é inclinada, maior se tomam os ângulos de alívio efetivos.

Em resumo, verifica-se que os tempos e vida das ferramentas de desbastar conhecidas 10 são parcialmente insatisfatórios. Se um dos dentes de corte 3 estiver excessivamente gasto ou mesmo danificado por uma movimentação relativa imprópria da ferramenta de desbastar 10 em relação à peça de trabalho 20, então o processo de fabricação tem que ser interrompido e a ferramenta de desbastar 10 ser trocada. Estas interrupções têm u impacto negativo na produtividade. Adicionalmente os custos de ferramenta aumentam, caso a ferramenta de desbastar 10 tenha que ser reesmerilhada ou mesmo trocada.

r

E um objetivo da in prover uma ferramenta para a máquina de fresar dos flancos de dente de uma engrenagem dentada ou outra estrutura periódica, cuja ferramenta seja robusta e adaptável. O aumento da vida útil da

peça de trabalho são um objetivo principal da invenção.

A ferramenta proposta deve ser adequada para o uso em produção seriada, por exemplo, na indústria automotiva.

Em particular, é um objetivo manter o custo de ferramentas tão baixo quanto possível pelo aumento da vida útil das ferramentas.

O objetivo é atingido, de acordo com a presente invenção, por uma ferramenta, aqui chamada de ferramenta de desbastar.

Especialmente, uma ferramenta de desbastar para fabricar uma

estrutura periódica de rotação simétrica sobre uma peça de trabalho por meio do método de desbaste é apresentada. A ferramenta de desbastar compreende u corpo de base compreendendo um eixo de rotação central e uma pluralidade z de aberturas receptoras, onde z é um inteiro positivo. A ferramenta de 15 desbastar compreende ainda uma pluralidade n de barras de corte, onde n é um inteiro positivo menor ou igual a z. Cada uma das z aberturas receptoras tem uma forma alongada tendo um eixo longitudinal, e todas as aberturas receptoras são uniformemente arranjadas ao redor do eixo central de rotação. Os eixos longitudinais das aberturas receptoras são geradores de um 20 hiperboloide de rotação, que é de rotação simétrica aproximadamente, eixo central de rotação. Em alguns dos modos de realização, os eixos longitudinais das aberturas receptoras são mais separados na área da peça final do corpo de base do que em uma seção traseira do corpo de base mais próxima à máquina.

De preferência, as ferramentas de desbastar de acordo com a invenção são descritas por um assim chamado ângulo de interseção de eixos longitudinais, que fica na faixa de -45 graus a 45 graus. Particularmente preferido, este ângulo de interseção de eixos longitudinais fica na faixa entre - 40 graus e 40 graus.

Em outra parte dos modos de realização, os eixos longitudinais das aberturas receptoras são mais próximos um do outro na seção da peça final do corpo de base do que na seção traseira do corpo de base mais próxima à máquina.

Em um caso especial, todos os eixos longitudinais das aberturas receptoras podem ser paralelos um ao outro e arranjados concentricamente ao redor do eixo central de rotação da ferramenta de desbastar.

Dependendo do modo de realização, o corpo de base pode se formado de um corpo cilíndrico e pelo menos um em forma de tronco de 10 cone, onde o corpo em forma de cone truncado fica localizado no lado que faceia a peça de trabalho durante a desbastação mecânica. O corpo cilíndrico fica assetado, de preferência, na seção traseira do corpo de base mais próximo à máquina.

Dependendo do modo de realização, porém, o corpo de base também pode se formado de apenas um ou mais de um corpo em forma de tronco de cone.

Um cone truncado é um corpo rotacional definido por uma face de cobertura sobre um lado e por uma base sobre o lado oposto. A face de cobertura do corpo de base em forma de tronco de cone forma a face 20 frontal da peça final, e a base corresponde à superfície de distribuição e conexão para a conexão com um fuso de ferramenta ou para conexão a um adaptador, caso presente, ou para conexão a um corpo cilíndrico, caso presente.

Em todos os modos de realização, os eixos longitudinais das barras de corte servem como geradores do hiperboloide de rotação mencionado. A configuração das barras de corte pode ser assim, descrita por um hiperboloide de rotação ou, em casos especiais, por um cone trucado ou um cilindro.

De preferência, no caso de uma constelação em forma de hiperboloide de rotação ou em forma de cone truncado das barras de corte,

-têm.

distância mínima, que é maior do que a distância mínima em uma área traseira do corpo de base.

respectivamente diretamente adjacentes são separadas uma da outra por material do corpo de base, onde, de preferência no caso de uma constelação em forma de hiperboloide de rotação ou em forma de cone truncado das barras de corte, o material entre duas aberturas receptoras diretamente 10 adjacentes na área traseira do corpo de base tem uma menor resistência de material do que na área da peça final.

projetam frontalmente ou para fora da seção em forma de cone truncado do corpo de base da ferramenta de desbastar.

As ferramentas de desbastar são projetadas particularmente para o desbastamento de estruturas periódicas rotacionalmente simétricas sobre peças de trabalho, conforme descrito a seguir. O método de desbaste correspondente refere-se e a um método de corte contínuo. Como o nome desbastar indica, um método de rolagem é apresentado. Para ser preciso, um 20 método de denteação por rolagem contínua é apresentado.

superfícies de aparas das bordas de corte podem ser arranjadas em planos paralelos e, caos especiais. Na maioria dos casos, as superfícies de rebarbas jazem em uma superfície de cone (também chamada superfície de referência 25 de cone), por meio de enfeixamento de linha do que elas podem ser inclinadas novamente, naturalmente, para melhorar a situação de cinzelamento local em relação a esta superfície de referência de cone.

5

Em todos os modos de realização, aberturas receptoras

De preferência, seções frontais ativas das barras de corte se

Nas ferramentas de desbastar de acordo com a invenção, as

As ferramentas de desbastar de acordo com a invenção têm um assim chamado ângulo de alívio construtivo. Ou seja, o ângulo de alívio é provido com base na geometria da ferramenta de desbastar. quais têm um assim chamado contorne de interferência de ajuste (por exemplo, um flanco de colisão) e que, portanto, não podem ser fabricados com um método de fresar na maioria dos casos.

As ferramentas de desbastar de acordo com a invenção podem ser utilizadas tanto em usinagem a seco como também em úmida.

O espectro de aplicação da desbastação é grande e se estende à fabricação de estruturas periódicas rotacionalmente simétricas. Pelo uso da ferramenta de desbastar descrita e reivindicada, não só é possível fabricar denteações capazes de fresar, como também, por exemplo, outras estruturas periodicamente repetitivas podem ser fabricadas, não capazes de fresar. A desbastação mecânica descrita e reivindicada pode ser aplicada, por exemplo, também à fabricação de produtos que têm sido fabricados até o momento por modelagem por engrenagem.

As ferramentas de desbastar reivindicadas possibilitam altas taxas de corte de material. Ao mesmo tempo, estruturas superficiais favoráveis podem ser obtidas sobre flancos de dentes e outras superfícies usinadas. Os traços de usinagem passam obliquamente através das superfícies usinadas, o que pode possibilitar um baixo nível de ruído durante operação, por exemplo, em elementos de engrenagem de transmissão.

Na desbastação usando uma ferramenta de desbastar reivindicada, material é cortado continuamente sobre a peça de trabalho, até que os dentes ou as outras estruturas periódicas sejam completamente formadas.

A desbastação pelo uso de uma ferramenta de desbastar reivindicada representa um método de alto desempenho, que tem um potencial significativo em tempo de máquina. Em adição a baixos tempos de ciclo, os custos das ferramentas são relativamente baixos. Todos estes aspectos contribuem para a particular efetividade de custo da desbastação com o uso deJais.ferramentas de desbastar.

FIGURAS

Outros detalhes e vantagens da invenção estão descritos a seguir, com base em exemplos de modos de realização e com referência aos desenhos.

Fig. 1 mostra uma representação esquemática de uma engrenagem de modelar tendo um contorno externo cilíndrico em encaixe com uma peça de trabalho externamente denteada durante a modelagem de engrenagem;

Fig. 2 mostra uma representação esquemática de uma roda de desbastar de dentes retos tendo um contorno externo cilíndrico em encaixe com uma peça de trabalho externamente denteada durante a desbastação mecânica;

Fig. 3 mostra uma representação esquemática de uma roda de

desbastar helicoidalmente denteada tendo um contorno externo cônico em encaixe com uma peça de trabalho externamente denteada durante a desbastação mecânica;

Fig. 4A mostra uma vista em perspectiva esquemática de um único dente de corte de uma roda de desbastar tendo um contorno

externo cônico;

Fig. 4B mostra uma vista em seção ao longo da linha B-B seccionando o dente de corte da figura 4A;

Fig. 4C mostra uma vista em seção ao longo da linha B-B seccionando o dente de corte da figura 4A após o dente de

corte ter sido reesmerilhado pelo peito de dente;

Fig. 5A mostra um hiperboloide de rotação em uma vista em perspectiva;

Fig. 5B mostra um cone duplo em uma vista em perspectiva; Fig. 5C mostra um cilindro em uma vista em perspectiva;

desbastar em uma vista em perspectiva obliquamente por cima, onde as barras de corte são arranjadas na constelação de um hiperboloide de rotação que se afunila para a parte

posterior;

Fig. 6B mostra um modo de realização de uma ferramenta de desbastar em uma vista em perspectiva obliquamente de cima, onde as barras de corte são arranjadas na constelação de um hiperboloide de rotação na seção da cintura;

Fig. 6C mostra um modo de realização de uma ferramenta de desbastar em uma vista em perspectiva obliquamente de cima, onde as barras de corte são arranjadas na constelação de um hiperboloide de rotação que se afunila para frente;

Fig. 6D mostra um modo de realização de uma ferramenta de

desbastar em uma vista em perspectiva obliquamente de cima, onde as barras de corte são arranjadas na constelação de um hiperboloide de rotação degenerado para um cone, onde o cone se afunila para frente;

Fig. 6F mostra um modo de realização de uma ferramenta de

desbastar em uma vista em perspectiva obliquamente de cima, onde as barras de corte são arranjadas na constelação de um hiperboloide de rotação degenerado para um cilindro;

Fig. 7 mostra correlações geométricas coma posição espacial dos eixos longitudinais das barras de corte, respectivamente, as

aberturas receptoras para as barras de corte;

Fig. 8A mostra um modo de realização de uma ferramenta de desbastar em uma vista em perspectiva;

Fig. 8B mostra um modo de realização de uma ferramenta de Fig. 8C Fig. 9 Fig. 10

Fig. 11

Fig. 12A Fig. 12b Fig. 13A Fig. 13B Fig. 13C

Fig. 14A Fig. 14B Fig. 14C Fig.15

desbastar da figura 8A em uma vista em perspectiva; mostra υτη modo de realização de uma ferramenta de desbastar da figura 8A em uma vista lateral explodida; mostra uma vista lateral esquemática do corpo de base compreendendo uma barra de corte;

mostra um arranjo espacial das barras de corte de um modo de realização da ferramenta de desbastar juntamente com meios de montagem em uma vista em perspectiva; mostra um arranjo espacial das barras de corte de um modo de realização da ferramenta de desbastar em uma vista em perspectiva;

mostra um arranjo cilíndrico das barras de corte em uma vista em perspectiva;

mostra um arranjo cilíndrico das barras de corte da figura 12A em uma vista lateral;

mostra um arranjo cônico das barras de corte em uma vista em perspectiva;

mostra o arranjo cônico das barras de corte da figura 13A em uma vista lateral;

mostra o correspondente corpo de base do arranjo cônico da

figura 13A em uma vista em seção transversal lateral com

uma barra de corte em uma seção transversal;

mostra um arranjo em forma de hiperboloide com barras de

corte inclinadas em uma vista em perspectiva;

mostra um arranjo em forma de hiperboloide com barras de

corte inclinadas da figura 14A em uma vista lateral;

mostra uma barra de corte antes e depois da inclinação em

uma vista lateral esquemática;

mostra um modo de realização exemplificativo de uma barra de corte tendo bordas de corte e superfícies de rebarba em

esquemática^

Fig. 16 mostra uma forma de manto exemplificativa de um corpo de

5

base juntamente com a forma de manto de uma configuração de barra de corte e uma única barra de corte em uma vista lateral; e

Fig. 17 mostra outra forma de manto exemplificativa juntamente

com a forma de manto de uma configuração de barra de corte e uma única barra de corte em uma vista lateral.

10

DESCRIÇÃO DETALHADA

No contexto da presente descrição, termos aqui usados são

r

também encontrados em importantes publicações e patentes. E notório,

contudo, que o uso destes termos é meramente para uma melhor

devem ser limitados pela interpretação feita dos mesmos através da escolha específica dos termos. A invenção pode ser transferida sem maiores dificuldades para outros sistemas terminológicos e/ou áreas técnicas. Em outras áreas técnicas os termos devem ser aplicados analogamente.

exemplo, rodas de engrenagens tendo denteação interna e/ou externa. Entretanto, por exemplo, pode ser feita referência a discos de freio, embreagens ou elementos de transmissão de engrenagem, etc. As ferramentas de desbastar são adequadas, particularmente, para a fabricação de eixos de pinhão, engrenagens helicoidais, engrenagens anelares, bombas de 25 engrenagem, cubos de juntas anelares (juntas anelares são usadas na indústria automotiva para transferir a força de uma engrenagem de diferencial para a roda de um veículo), conexões axiais estriadas, luvas deslizantes, polias de correia, etc. As estruturas periódicas são também mencionadas aqui como estruturas de repetição periódica.

compreensão. A ideia inventiva e o âmbito de proteção das reivindicações não

Estruturas periódicas rotacionalmente simétricas são, por A seguir, primeiramente, é feita menção a engrenagens, dentes

ser transferida também para outras partes de construção com estruturas periódicas. Neste caso, estas outras partes de construção não compreendem vão entre dentes, mas , por exemplo, ranhuras ou canais.

Adiante, o termo “hiperboloide de rotação” é usado. Um hiperboloide de rotação Hy (também chamado hiperboloide de rotação), conforme mostrado na figura 5A, é um caso especial de um hiperboloide de concha única. UM hiperboloide de rotação Hy é uma superfície de segunda 10 ordem gerada pela rotação de uma linha reta (também chamada geradora) ao redor de uma linha reta (eixo de rotação) que é inclinado em relação ao mesmo. Na figura 5A, o eixo de rotação coincide com o eixo z. O termo “o gerador de um único hiperboloide de rotação Hy” deve ser entendido como se referindo a uma linha reta, cuja rotação gera o hiperboloide de rotação Hy de 15 concha única. De preferência, a superfície de referência para o arranjo dos eixos de corte das barras de corte 120 das ferramentas de desbastar 100 de acordo com a invenção se referem a um hiperboloide de rotação Hy.

Se a linha reta geradora intersectar o eixo de rotação (aqui: o eixo x), então, o hiperboloide de rotação Hy degenera para um cone duplo Dk, conforme mostrado na figura 5B.

Se a linha geradora for paralela ao eixo de rotação (aqui: o eixo /), então o hiperboloide de rotação Hy degenera para um cilindro Zy, conforme mostrado na figura 5C,

Para todos os modos de realização da ferramenta de desbastar 25 100, os eixos longitudinais das aberturas receptoras 100, respectivamente, os eixos de corte das barras de corte 120, sempre formam geradores de um hiperboloide de rotação Hy. Desse modo, podemos dizer que os eixos longitudinais representam os geradores. Daca invenção, um número z correspondente de aberturas receptoras 111 é distribuído uniformemente ao redor do eixo de rotação.

que

5

uma boa capacidade de reesmerílhamento das barras de corte 120 seja obtida (ângulo de inclinação, respectivamente, ângulo de hélice alfaH);

liberdade de colisão com eixos de barras de corte tanto quanto possível é obtida, por meio do que a capacidade de reesmerílhamento das barras de corte 120 tem que ser levadas em consideração (ângulo de cone alfaC, aqui chamado ac).

10

Diversos exemplos para constelações possíveis das barras de

corte 120 estão mostrados nas figuras 6A-6F. Estes exemplos podem ser aplicados nos diferentes modos de realização da invenção. Os dados numéricos dados a seguir devem ser tomados como exemplos apenas.

de desbastar 100 em uma vista em perspectiva obliquamente de topo, onde as barras de corte 120 são arranjadas em constelação de um hiperboloide de rotação, que se afunila para trás (ou seja, na direção da máquina). Aqui, uma correspondente ferramenta de desbastar 100 compreende 17 barras de corte, ou seja, z=17. Os ângulos a seguir definem este modo de realização: alfaA = 20 4,5 graus (aqui também chamado de aA), alfa H = 8,8 graus (também chamado aH), alfa C ~ 20 graus (também chamado de ac). O eixo de rotação coincide com o eixo de rotação Rl da ferramenta 100.

de desbastar 100 em uma vista em perspectiva obliquamente de topo, onde as 25 barras de corte 100 são arranjadas na constelação de um hiperboloide de rotação na área da cintura. Aqui, uma correspondente ferramenta de desbastar 100 com 17 barras de corte, ou seja, z= 17. Os ângulos a seguir definem este modo de realização: alfaA = 4,5 graus; alfa Ii = 8,8 graus; alfa C = O grau. O eixo de rotação coincide com o eixo de rotação Rl da ferramenta 100.

A figura 6A mostra um modo de realização de uma ferramenta

A figura 6B mostra u modo de realização de uma ferramenta A figura 6C mostra um modo de realização de uma ferramenta de desbastar 100 em uma vista, em perspectiva, obliquamente de topo, onde as barras de corte 120 são arranjadas em constelação de um hiperboloide de rotação, que se afunila para frente (ou seja, na direção da peça de trabalho). Aqui, uma correspondente ferramenta de desbastar 100 compreende 17 barras de corte, ou seja, z=17. Os ângulos a seguir definem este modo de realização: alfaA = 4,5 graus; alfa H = 8,8 graus; alfa C = -20 graus. O eixo de rotação coincide com o eixo de rotação Rl da ferramenta 100.

A figura 6D mostra um modo de realização de uma ferramenta de desbastar 100 em uma vista em perspectiva obliquamente de topo, onde as barras de corte 120 são arranjadas em constelação de um hiperboloide de rotação degenerado para um cone e onde o cone se afunila para trás (ou seja, na direção de máquina). Aqui, uma correspondente ferramenta de desbastar 100 compreende 17 barras de corte, ou seja, z=17. Os ângulos a seguir definem este modo de realização: alfaA = 0 grau; alfa H = O grau ; alfa C = 17,8 graus. O eixo de rotação coincide com o eixo de rotação Rl da ferramenta 100.

A figura 6E mostra um modo de realização de uma ferramenta de desbastar 100 em uma vista em perspectiva obliquamente de topo, onde as barras de corte 120 são arranjadas em constelação de um hiperboloide de rotação degenerado para um cone e onde o cone se afunila para frente (ou seja, na direção de peça de trabalho). Aqui, uma correspondente ferramenta de desbastar 100 compreende 17 barras de corte, ou seja, z=17. Os ângulos a seguir definem este modo de realização: alfaA = 0 grau; alfa H = O grau ; alfa C= 17,8 graus. O eixo de rotação coincide com o eixo de rotação Rl da ferramenta 100.

A figura 6F mostra um modo de realização de uma ferramenta de desbastar 100 em uma vista em perspectiva obliquamente de topo, onde as barras de corte 120 são arranjadas em constelação de um hiperboloide de rotação degenerado para um cilindro. Aqui, uma correspondente ferramenta

seguir definem este modo de realização: alfaA = 0 grau; alfa H = O grau ; alfa C = O grau. O eixo de rotação coincide com o eixo de rotação Rl da ferramenta de desbastar 100.

A figura 7 mostra correlações geométricas da posição espacial os eixos longitudinais LB das barras de corte 120, respectivamente, os eixos longitudinais LA das aberturas receptoras 111 para as barras de corte 120.

Para a definição dos ângulos alfaC e alfaH, um ponto de referência BP sobre o gerador do hiperboloide de rotação Hy é necessário. A razão é o fato dos ângulos alfaC e alfaH variarem, quando o ponto considerado se move ao longo do gerador.

Nas considerações a seguir, o seguinte sistema é aplicado como o sistema de referência:

- Na desbastação, há respectivos círculos de rolagem para a peça de

trabalho 20 e a ferramenta de desbastar 100. O círculo de rolagem WK da ferramenta de desbastar 100 tendo o raio rO pode ser considerado como o círculo de referência , conforme mostrado na figura 7.

20

O círculo de referência jaz em um plano, que deve se chamado plano de referência aqui.

25

O ponto de referência BP para um eixo longitudinal LA é o ponto de perfuração do eixo longitudinal LA através do me plano de referência. O ponto de referência BP jaz sobre o círculo de referência, respectivamente, sobre o círculo de referência WK.

O plano de referência divide o espaço tridimensional em duas metades. O meio espaço de referência deve ser o lateral, no qual a ferramenta de desbastar 100 se estende substancialmente. Ou seja, as aberturas receptoras 111 para os eixos de corte das barras de corte 120 deverão ser arranjados neste meio espaço de referência. Entretanto, eles podem se projetar para o outro meio espaço.

Agora, um sistema de referência ortogonal é aplicado, conforme mostrado na figura 7. O sistema de referência ortogonal é ajustado ao ponto de referência BP e é definido como se segue:

O ponto de referência BP e o eixo de rotação Rl da ferramenta 100 definem um plano, que é chamado plano de definição de ângulo de cone aqui.

Uma linha reta paralela RlP pode ser traçada através do ponto de referência BP paralela ao eixo de rotação Rl da ferramenta 100, cuja linha reta é chamada de linha reta de referência Rl P. No ponto de referência BPj uma tangente TG pode ser traçada sobre o círculo de referência, respectivamente, sobre o círculo de rolagem WK5 cuja tangente jaz no plano de referência.

A tangente TG juntamente com a linha reta de referência TlP cobre um plano, que deverá ser chamado de plano de definição de ângulo de hélice.

O plano de definição de ângulo de hélice e o plano de definição de ângulo de cone são perpendiculares entre si.

Neste sistema, o ângulo alfaC do cone e o ângulo alfaH de hélice podem ser agora definidos como a seguir:

O ângulo de cone alfaC é definido como o ângulo, capaz de portar um sinal, entre o eixo longitudinal LAPl projetado para o plano de definição de ângulo de cone e a linha reta de referência RlP, por meio de enfeixamento de linha do que o ângulo de cone alfaC é positivo, se o eixo de rotação projetado LAPl intersectar o eixo de rotação Rl no meio espaço de referência.

O ângulo de hélice alfaH é o ângulo, capaz de portar um sinal, entre o eixo longitudinal LAP2 projetado para o plano de definição de ângulo de hélice e a linha reta de referência RlΡ. O ângulo de hélice alfaH é positivo, se o eixo de rotação projetado LAP2 estiver subindo para a direita em relação ao eixo de rotação RI.

Com base no sistema descrito em relação à figura 7, um assim chamado ângulo de interseção (γ) (gama) de eixo longitudinal pode ser definido como a seguir:

O ângulo de interseção (γ) (gama) de eixos longitudinais é o menor dos dois ângulos de interseção incluídos pelo eixo longitudinal LA e o eixo de rotação RI. Ele pode ser definido, capaz de portar um sinal, para certos ângulos alfaC e alfaH de acordo com a seguinte equação:

1

COS^ = ...............-T^T-

yl + tan2 ac + tan2 aH Em alfaH - O, o ângulo de interseção (γ) (gama) dos eixos

longitudinais degenera para um ângulo de interseção.

De acordo com a invenção, o ângulo de interseção (γ) (gama) dos eixos longitudinais fica na faixa entre -45 graus e 45 graus. Particularmente preferido, o ângulo de interseção (γ) (gama) dos eixos longitudinais fica na faixa entre -40 graus e 40 graus.

Nas figuras 8A-8C, um modo de realização preferido de uma ferramenta de desbastar 100 é mostrado em diferentes vistas. Além disso, aspectos básicos da ferramenta de desbastar 100 estão descritos com base nestes desenhos.

A ferramenta de desbastar 100 é projetada particularmente para a fabricação de uma estrutura periódica rotacionalmente simétrica sobre uma peça de trabalho 20 (por exemplo, em uma constelação como mostrado na figura 2) com aplicação de um método de desbaste mecânico. A ferramenta de desbastar 100 compreende um corpo de base cilíndrico e/ou em forma de cone 110 compreendendo um eixo de rotação central RI. O corpo de base 110 tem uma pluralidade ζ de aberturas receptoras 111, onde ζ é u inteiro maior do que do que zero. Nas figuras 8A-8C, é mostrada uma configuração na qual todas as ζ aberturas receptoras 111 são equipadas individualmente com uma barra de corte 120. O seguinte se verifica no exemplo mostrado: z-n-23. O número η descreve o número de barras de corte 120, onde η é um inteiro maior do que zero e menor ou igual a z.

No caso especial ζ = η, todas as r abtrs 111 são equipadas com as barras de corte 120. Se n<z, então apenas uma parte das aberturas receptoras 111 é equipada com as barras de corte 120.

Com base na figura 8C, pode ser reconhecido indicativamente que cada uma das ζ aberturas receptoras 111 tem uma forma alongada com um eixo longitudinal LA. Na figura 8C, uma abertura de recepção 111 está indicada por uma linha pontilhada. O eixo longitudinal desta abertura receptora 111 é também mostrado. Pode ser reconhecido como esta única abertura de recepção 111 se estende a partir da abertura de inserto 114 na superfície frontal 112 sobre o lado da peça de trabalho obliquamente para o interior do corpo de base 110.

De preferência, em todos os modos de realização, as assim chamadas seções frontais das barras de corte 120 se projetam radialmente inclinadas para fora do corpo de base 110 da ferramenta de desbastar 100 sobre a face frontal ou na seção em forma de cone truncado. A seção frontal ativa das barras de corte 120 com o peito de dente 125 e as bordas cortantes, que são formadas por duas bordas das barras de corte 120. Deve ser notado que, aqui, as barras de corte 120 estão mostradas nestes desenhos sem uma geometria concreta de borda de corte. As barras de corte 120 são, de preferência, fixadas nas aberturas receptoras 111 de modo que elas se projetem, pelo menos parcialmente, radialmente, de modo a ser capaz de mergulhar através dos vãos sobre a peça de trabalho 20 livre de colisões.

A seção frontal ativa das barras de corte 120 se projetam, de preferência, pelo menos alguns milímetros para fora do corpo de base 110. Em todos os modos de realização, as barras de corte 120 têm que se projetar por alguns milímetros, o que depende do módulo de denteação sobre a peça de trabalho 20 e a cinemática escolhida. Ou seja, o espaçamento é maior do que a altura dos dentes, mais um valor para a adaptação à cinemática, mais um valor de segurança.

Na figura 9, a forma do manto do corpo de base 110 é mostrada em uma vista lateral esquemática. Aqui, o corpo de base é equipado com apenas uma barra de corte 120. A porção particular da barra de corte 120, que é visível devido a se projetar da superfície frontal 112 sobre o lado da peça de trabalho, respectivamente, da seção cônica da peça final 118 do corpo de base 110, é mostrada com uma linha contínua. A porção invisível da barra de corte 120, ou seja, a porção particular, que se assenta no interior do corpo de base 110 em uma correspondente abertura receptora 111, é mostrada por meio de uma linha pontilhada. No interior do corpo de base 110, a abertura receptora tem uma forma que corresponde , aproximadamente, à forma da parte não visível da barra de corte 120.

De preferência, em todos os modos de realização, as aberturas receptoras 111 são implementadas complementarmente às barras de corte 120. Se as barras de corte 120 tiverem um eixo com uma seção transversal retangular, como é o caso, por exemplo, nas figuras 8A-8C, então, também as aberturas receptoras 111 terão , de preferência, uma seção transversal retangular. Se as barras de corte 120 tiverem um eixo com uma seção transversal quadrada, como é o caso, por exemplo, nas figuras 14A-14C, então, também as aberturas receptoras 111, de preferência, terão uma seção transversal quadrada.

Dependendo do modo de realização, as aberturas receptoras 111 podem ser implementadas como furos cegos, que se estendem da peça final 118 do corpo de base 110 para o interior do corpo de base 110. Entretanto, as aberturas receptoras 111 também podem ser implementadas como através de perfurações com aberturas tanto na área da peça fmal 118, como também na seção traseira 113. Nos desenhos, apenas aberturas receptoras que são implementadas como através de perfurações estão mostradas, respectivamente.

De acordo com área de interconexão, as aberturas receptoras

111 são dispostas , de preferência, inclinadas em relação ao eixo de rotação central RI, por meio do que, ao final, a posição das aberturas receptoras 111 dependerá da cinemática e do ângulo de inclinação dos componentes. Para ser mais preciso, pode ser notado que os eixos longitudinais LA das aberturas receptoras 111 se estendem, de preferência, obliquamente em relação ao eixo de rotação central Rl e servem como linhas retas geradoras de um hiperboloide de rotação. Este aspecto pode se reconhecido particularmente bem nas figuras 8C, 9, 10, lie 14A-14C. Na figura 8C, o eixo longitudinal LB de uma barra de corte 120 é mostrado no lado da mão esquerda, na seção superior do desenho. Na figura 9 é mostrado também o eixo longitudinal LB de uma barra de corte 1200. Outro eixo longitudinal LB de uma barra de corte 120 é mostrado na figura 11.

Em todos os modos de realização, as aberturas receptoras 111 são arranjadas sobre o corpo de base 110 uniformemente ao redor do eixo de rotação central Rl.

No modo de realização mostrado nas figuras 8A-8C e na figura 9, os eixos longitudinais LA das aberturas receptoras 111 jazem mais distantes na seção da peça final 118 do corpo de base 110 do que na seção traseira 113 do corpo de base 110. No caso dos modos de realização das figuras 8A-8C e figura 9,

respectivas aberturas receptoras 111 diretamente adjacentes têm uma distância mínima AS1, preferencialmente, na seção da peça final 118, cuja [distância mínima] é maior do que a distância mínima AS2 na seção traseira 113 do corpo de base 110, como indicado na figura 8C. Em todos os modos de realização, respectivas aberturas receptoras 111 diretamente adjacentes são separadas uma da outra por material (de preferência, um metal) do corpo de base 110. NO caso dos modos de realização das figuras 8A-8C e figura 9, o material entre duas aberturas receptoras 111 diretamente adjacentes na seção traseira 113 do corpo de base 110 tem uma menor resistência de material do que na seção da peça final 118. Esterilizante aspecto não pode ser reconhecido nos desenhos, decorrendo, porém, do arranjo das barras de corte 120 e da forma construcional do corpo de base 110 destes modos de realização. Entretanto, os eixos longitudinais LA das aberturas receptoras

111, respectivamente, os eixos longitudinais LB das barras de corte 120 também podem ser arranjados de acordo com as outras constelações mostradas nas figuras 6A-6F. De preferência, em todos os modos de realização, as ζ aberturas receptoras 111 têm um arranjo espacial, no qual os eixos longitudinais LA são os geradores de uma e mesmo hiperboloide de rotação, respectivamente, seus degeneradores, conforme explicado com referência às figuras 6A-6F.

Adicionalmente, os eixos de corte da barra de corte 120 podem, opcionalmente, ser girados também ao redor de seus eixos longitudinais LB, que é expresso pelo ângulo alfaA do eixo de rotação. Em relação às figuras 6A-6F, estes ângulos já foram explicados com base nos exemplos de dados numéricos concretos.

De preferência, em todos os modos de realização, a ferramenta de desbastar 100 é caracterizada pelo fato das aberturas receptoras serem giradas ligeiramente ao redor do valor do ângulo alfaA do eixo de rotação, de modo a acomodar as barras de corte 120 no corpo de base 110 sem colisões.

A implementação descrita do arranjo, conforme mostrado nas figuras 8A-8C, 9, 10, 11, 14A-14C, resulta em que condições de esmerílhamento mais favoráveis sejam obtidas ao se reesmerilhar as barras de corte 120 no peito de dente 125. Ou seja, devido a isto, é que as barras de corte 120 podem realmente ser reesmerilhadas em uma máquina de esmerilhar.

Nos parágrafos seguintes, outros detalhes da invenção são descritos, onde estes detalhes podem ser aplicados nos diferentes modos de realização conforme necessário.

Nas figuras 8A-8C. é mostrado que a ferramenta de desbastar 100 pode compreender um adaptador 130 em adição ao corpo de base 110. O adaptador 130 é projetado de modo a ser adequado para conectar a ferramenta de desbastar 100 ao fuso da ferramenta (não mostrado) de uma máquina de desbastar mecânica (não mostrada). De preferência, o fuso da ferramenta penetra, com uma peça final do tipo punção pela parte de trás, em um furo central 131 do adaptador 130, o que pode ser visto na figura 8B, Por exemplo, um parafuso 116 pode ser apertado através de um correspondente furo central 115 do corpo de base 110 sobre o lado da peça de trabalho até uma rosca interna do fuso de ferramenta, de modo a fixar a ferramenta de desbastar 100 ao fuso de ferramenta.

Alternativa ou adicionalmente, o adaptador 130 pode ser disposto planamente sobre uma superfície de contrafuso de ferramenta e ser fixado ao fuso de ferramenta pelo uso de parafusos 132. na figura 8B, oito desses parafusos 132 são mostrados no total.

Alternativa ou adicionalmente, o parafuso 116 pode servir para fixar o corpo de base 110 ao adaptador 130, enquanto os parafusos 132 servem para fixar o adaptador 130 ao fuso de ferramenta. Este modo de realização, a propósito, mostrado nas figuras 8A-8C, é preferido.

De preferência, em todos os modos de realização, uma proteção antitorção é concebível sobre o corpo de base 110, respectivamente, sobre o adaptador 130 (ver figura 8B), de modo que o corpo de base 110 possa ser fixado de forma justa ao adaptador 130. Alternativa ou adicionalmente, o adaptador 130 pode compreender , sobre seu lado traseiro 132,. meios para conectar de forma justa a ferramenta de desbastar 100 ao fuso de ferramenta. Por exemplo, ranhuras se estendendo radialmente podem servir como meio 133 para a conexão de forma justa, como mostrado na figura 8B.

De preferência, em todos os modos de realização, a ferramenta de desbastar 100 é caracterizada pelo fato , para barra de corte 120, um ou dois através de perfurações 117 serem concebidos na superfície de manto do corpo de base 110. Estes através de perfurações 117 são projetados para fixara s barras de corte 120 no corpo de base 110. São projetados também para fixar barras de corte 120 no corpo de base 110. De preferência, em todos os modos de realização, para cada furo traspassante 117, meios de fixação 140 são aplicados, compreendendo uma combinação consistindo de um pino rosqueado 141, uma mola de compressão 142 e uma peça de compressão 143. Vários desses meios de fixação 140 estão mostrados na figura 10, em um tipo de vista explodida. Após a inserção de uma barra de corte 120 na correspondente abertura receptora 111 do corpo de base 110, uma peça de compressão 143, uma mola de compressão 142 e um pino rosqueado 141 são inseridos na correspondente perfuração traspassante 117. pelo aperto do pino rosqueado 142, é exercida uma compressão sobre a barra de corte 120 via a mola de compressão 142 e a peça de compressão 143, de modo a pressionar fixamente esta contra pelo menos uma superfície da correspondente aberturas receptoras 111, de modo a, assim, fixar a posição da barra de corte 120 no corpo de base 110.

De preferência, a peça final 118 da ferramenta de desbastar

100 é complementada conicamente, como pode ser reconhecido nas figuras 8A-8C, 9. A implementação cônica da peça final 118 impede que uma colisão com a peça de trabalho 20 resulte.

De preferência, em todos os modos de realização, a ferramenta de desbastar 100 tem uma forma de manto, composta de uma porção cilíndrica 150 e uma porção em forma de cone 160, conforme mostrado, por exemplo, na representação esquemática da figura 16. A posição das barras de corte 120 está também indicada na figura 16 por uma superfície de manto em forma de cone truncado 102. Esta superfície de manto em forma de cone 102 descreve, de modo simples, uma constelação preferida das barras de corte 120. Esta constelação corresponde às constelações mostradas nas figuras 8A- 8C e figura 9. É interessante notar que, nestes modos de realização, a porção cônica 160 do corpo de base 110 é direcionada oposta à superfície de manto em forma de cone truncado 102.

O cone truncado é um corpo rotacional definido por uma cobertura sobre um lado e por uma base sobre o lado oposto. A cobertura do corpo de base 160 em forma de cone truncado corresponde à face frontal 112 da peça final 118, e a base corresponde à superfície de conexão, ou seja corresponde à seção, chamada de seção de lado traseiro 113 aqui, para a conexão com o fuso de ferramenta ou para conexão com um adaptador 130.

Entretanto, em todos os modos de realização, a ferramenta de desbastar 100 também pode ter uma forma de manto, que é composta de uma ou mais seções em forma de cone truncado 160, 161, respectivamente, cones truncados 160, 161, conforme mostrado na representação esquemática na figura 17. Na figura 17, a posição das barras de corte 120 é novamente representada por uma superfície de manto em forma de cone truncado 102. Esta superfície de manto em forma de cone truncado 102 descreve, de modo simples, a constelação das barras de corte 120 neste modo de realização.

Em outro modo de realização, porém, a ferramenta de desbastar 100 pode ser composta de dois elementos cilíndricos.

Os arranjos mostrados nas figuras 16 e 17 podem se aplicados a todos os modos de realização e constelação das barras de corte 120.

As figuras IOell mostram outros possíveis arranjos espaciais de barras de corte 120 sem mostrar os elementos remanescentes das correspondentes ferramentas de desbastar 100. Na figura 11. várias linhas auxiliares estão esboçadas sobre uma das barras de corte 120, para possibilitar melhor descrição da posição e orientação das barras de corte 120. De preferência, em todos os modos de realização, os eixos longitudinais LB das barras de corte 120 coincidem com os eixos longitudinais LA das aberturas receptoras 111, o que está indicado, por exemplo, na figura 9 por LA=LB.

O eixo longitudinal LB de uma barra de corte 120 passa através do ponto de interseção das diagonais de toda seção frontal da barra de corte 120. Na figura 11, duas diagonais e seu ponto de interseção estão mostrados sobre o peito de dente 125. Aqui, o peito de dente 125 tem uma forma retangular e é definido pelas bordas a, b, c, d. As bordas a, c, bem como, as bordas b, d, respectivamente, jazem opostas uma à outra e correm em paralelo uma com a outra. O que se segue verifica-se para uma barra de corte 120 tendo uma forma retangular: a=c e b=d5 onde a ^ b . O que se segue verifica-se para uma barra de corte 120 tendo uma seção frontal quadrada: a=b=c=d.

O arranjo espacial das barras de corte 120 está explicado ainda mais com base em uma série de desenhos mostrados nas figuras 12A a 14C. Nestes desenhos, as barras de corte 120 estão mostradas por meio de exemplo, tendo uma seção transversal quadrada com a=b=c=d. Aqui, o comprimento LS das barras de corte 120 atinge, exemplificativamente, 60 mm. O número de barras de corte 120 é n=23 aqui.

Nas figuras 12A e 12B, uma constelação com os seguintes ângulo s é mostrada: alfaA =0 grau, alfaH = 0 grau e alfaC=0 grau. Neste caso especial de uma forma degenerada de um hiperboloide de rotação, os eixos longitudinais LB das barras de corte 120 correm em paralelo ao eixo de rotação Rl. Esta constelação pode ser descrita por duas superfícies cilíndricas ZY1, ZY2, mostradas na figura 12C. As bordas a formam secantes sobre a superfície cilíndrica externa ZYl e as bordas c formam secantes sobre a superfície cilíndrica mais interna ZY2.

Nas figuras 13A e 13B, uma constelação com os seguintes ângulos é mostrada: alfaH=0 grau a alfaC= 20 graus. Outro caso especial de uma forma degenerada de um hiperboloide de rotação é apresentado. Neste caso, os eixos longitudinais LB das barras de corte 120 passam obliquamente ao eixo de rotação RL As barras de corte 120 são inclinadas aqui (ou seja, arranjadas conicamente), embora não propriamente torcidas, ou seja, o ângulo alfa de torção = 0 grau. Esta constelação pode ser descrita por duas superfícies de cone KE1, KE2, mostradas na figura 13C em uma representação de seção. As bordas a formam secantes sobre a superfície externa do cone KEl e as bordas c formam secantes sobre a superfície de cone interna KE2. Devido à inclinação das barras de corte 120. As duas superfícies de cone KEl5 KE2 são ligeiramente desviadas uma em relação à outra na direção axial, como pode ser reconhecido na figura 13C. Na figura 13C, a posição de uma barra de corte 120 está mostrada na seção, cujo eixo longitudinal LB, juntamente com o eixo de rotação RI, ficam juntas no plano do desenho. Uma constelação, conforme mostrada nas figuras 13 A e 13B pode ser aplicada a todos os modos de realização.

Nas figuras 14A e 14B, uma constelação particularmente

preferida é mostrada com os seguintes ângulos: alfaH =10 graus e alfaC ~ 20 graus. O ângulo de torção alfa é diferente de zero grau. Neste caso, os eixos longitudinais LB das barras de corte 120 correm oblíquos ao eixo de rotação Rl e as barras de corte 120 são ligeiramente torcidas nelas mesmas. Esta constelação pode ser descrita por um hiperboloide de rotação aqui. Os raios destas constelações são ligeiramente maiores do que o caso especial de forma de cone truncado na figura 13C, devido aos respectivos cantos de uma barra de corte 120 serem torcidos ainda mais para fora do que na figura 13C. na figura 13C, as bordas a, d localizadas mais afastadas radialmente para fora e pelos cantos 124 (aqui definidos pelas bordas b, c) localizados mais afastados radialmcnte para dentro.

Na figura 14C, a transformação está representada esquematicamente por uma barra de corte 120 que é apenas inclinada (aqui, com alfaC=20 graus) (mostrado no lado da mão direita na figura 14C) em relação a uma barra de corte 120 que é inclinada e torcida (mostrado sobre o lado da mão esquerda na figura 14C). Uma vez que a barra de corte 120 (mostrada sobre o lado da mão direita na figura 14C) é inclinada para frente, podemos reconhecer o peito de dente 125 com todas as quatro bordas a, b, c, d na vista frontal.

A barra de corte 120 inclinada e torcida (mostrada no lado da mão esquerda na figura 14C) é descrita pelos ângulos alfaA=4,5 graus, alfaH=10 graus e alfaC=20 graus.

Uma constelação como mostrada nas figuras 14A e 14B pode ser aplicada em todos os modos de realização e é particularmente preferida.

As barras de corte das ferramentas de desbastar 100 podem ser diferentes, dependendo dos modos de realização. Elas podem, por exemplo, correr ao longo da linha de contorno do peito de dente 125. na figura 15, o exemplo de uma barra de corte 120 tendo uma zona ativa concretamente formada AZ é mostrado. Aqui, a zona ativa AZ compreende uma superfície de rebarba 129. Aqui, um exemplo é dado apenas, o qual mostra como o peito de dente 125 de uma barra de corte 120 pode ser esmerilhado de modo a prover as bordas e superfícies cortantes necessárias.

Quando reesmerilhando frontalmente as barras de corte 120, o diâmetro de círculo frontal da ferramenta 100 seria menor, caso se prendesse as barras de corte 120 após o reesmerilhamento, exatamente tão profundamente nas aberturas receptoras 110 como antes de reesmerilhar. De acordo com a invenção, porém, as barras de corte 120 são fixadas menos profundamente nas aberturas receptoras 111 após o reesmerilhamento, de modo a compensar, desse modo, a relocação do peito de dente 125, respectivamente, as superfície de rebarba, frontais e de alívio 126-129, e manter o diâmetro do círculo frontal constante.

De preferência, em todos os modos de realização, as ferramentas de desbastar 100 são caracterizadas pelo fato das aberturas receptoras 111 terem um comprimento paralelo ao eixo longitudinal LA, cujo comprimento chega a 50 ou 100 mm. Entretanto, o comprimento real dependerá do módulo e, assim, pode assumir outros valores.

Em todos os modos de realização, o método de desbaste mecânico com a ferramenta de desbastar 100 mostrada pode ser aplicado seco ou úmido, por meio do que a usinagem seca é preferida.

Em todos os modos de realização, a peça de trabalho 20 pode ser pré-denteada (por exemplo, uma peça de trabalho grosseiramente denteada) ou pode ser sem dentes. Para uma peça de trabalho sem dentes, a ferramenta de desbastar 100 trabalha em todo o material (sólido).

Em todos os modos de realização, a peça de trabalho 20 pode ser acabada por usinagem, de preferência, pela aplicação de um método de acabamento (aplainamento).

De preferência, as barras de corte 120 da ferramenta de desbastar 100 ou pelo menos as bordas cortantes das barras de corte 120 são fabricadas de um material duro.

roda de formar 1 peça de trabalho 2 dente de corte 3 cabeça de dente 4 cabeça de dente após reesmerilhamento 4' peito de dente 5 peito de dente após reesmerilhamento 5' ferramenta de desbastar 10 peça de trabalho (desbastada mecanicamente) 20 ferramenta de, desbastar 100 seção 101 superfície hiperbólica ou, no caso especial, superfície de manto em forma de cone truncado 102 face de cobertura 103 corpo de base 110 aberturas receptoras Ul lado frontal sobre o alo de peça de trabalho (face frontal do lado da usinagem) 112 seção traseira 113 dentes de corte 111 abertura de inserção 114 furo central 115 parafuso 116 através de perfurações 117 peça final 118 barras de corte 120 ponto de interseção 121 círculo 122 canto 123 canto 124 peito de dente 125 superfície de rebarba 126 primeira superfície de alívio 127 segunda superfície de alívio 128 superfície de alívio frontal 129 adaptador 130 lado de trás 132 meios para conexão de forma justa 133 -meios-deüxação 140 pino rosqueado 141 mola de compressão 142 peça de compressão 143 parte cilíndrica 150 parte em forma de cone trancado (cônica) 160 bordas a, b, c, d distância mínima ASl distância máxima AS2 ângulo de alívio efetivo Oc ff ângulo de torção axial aA (alfaA) ângulo de cone aL (alfaC) ângulo de hélice txH (alfaH) ponto de projeto AP zona ativa AZ cone duplo DK ângulo de interseção de eixos longitudinais (γ) hiperboloide de rotação Hy ângulo de inclinação da peça de trabalho βο ângulo de inclinação da ferramenta β2 cone Ke superfície externa de cone KEl superfície interna de cone KE2 eixo longitudinal LA eixo longitudinal projetado no plano de definição de ângulo de cone LAPl eixo longitudinal projetado no plano de definição de ângulo de hélice LAP2 eixo longitudinal LB comprimento das barras de corte Z número de barras de corte η raio do_címukx^olagem da ferramenta de d esbastar J0- eixo de rotação da ferramenta Rl linha reta paralela RlP eixo de rotação da peça de trabalho (eixo da peça de trabalho) R2 movimentação de impacto Shx alimentação axial Sax alimentação diferencial Sd alimentai radial Srad ângulo de interseção Σ velocidade de corte Vc vetor de velocidade de ferramenta de desbastar V0 vetor de velocidade de peça de trabalho V2 círculo de rolagem WK rotação sobre o eixo Rl wl rotação sobre o eixo R2 w2 eixos de um sistema de coordenadas χ, y,z cilindro ZY superfície cilíndrica externa ZYl superfície cilíndrica interna ZY2

Claims

1. Ferramenta de desbastar (100) para produzir uma estrutura periódica rotacionalmente simétrica sobre uma peça de trabalho (20) por meio de um método de desbaste, caracterizada pelo fato da ferramenta de desbastar (100) compreender: um corpo de base (110) compreendendo um eixo de rotação central (Rl) e uma pluralidade ζ de aberturas de recepção (111), em que ζ é um inteiro positivo. uma pluralidade de η barras cortantes (120), em que η é um inteiro positivo menor ou igual a z; em que cada uma das ζ aberturas de recepção (111) tem uma forma alongada tendo um eixo longitudinal (LA); todas as aberturas receptoras (111) são arranjadas uniformemente ao redor do eixo de rotação central (Rl) e os eixos longitudinais (LA) das aberturas de recepção (111) são geradores de um hiperboloide de rotação (Hy), que é arranjado rotacionalmente simétrico ao eixo de rotação central (RI).

2. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do corpo de base (110) compreender pelo menos uma seção em forma de cone truncado (160, 161) e pelo fato das aberturas de recepção (111) se abrirem para uma área cônica da seção em forma de cone truncado (160, 161).

3. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato das aberturas de recepção diretamente adjacentes (111) na área de uma face frontal (112) no lado da peça de trabalho do corpo de base (110) terem uma distância mínima (AS1), que é maior do que uma distância mínima (AS2) em uma área lateral traseira (113) do corpo de base (110).

4. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato das aberturas de recepção diretamente adjacentes (111) serem separadas uma da outra por material do corpo de base (110), em que o material entre duas aberturas de recepção diretamente adjacentes (111) em uma área lateral traseira (113) do corpo de base (110) tem uma resistência de material menor do que na área de uma face frontal (112) do corpo de base (110) em um lado da peça de trabalho.

5. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato das aberturas de recepção ζ (111) terem um arranjo espacial, que corresponde ou é aproximado à forma de um hiperboloide de rotação (Hy) ou de um hiperboloide de rotação degenerado, em que o eixo de rotação (Rl) coincide com o eixo-z central do hiperboloide de rotação (Hy).

6. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato do arranjo espacial de cada eixo longitudinal (LA) ser descrito por um ângulo de interseção (γ) de eixos longitudinais, que fica na faixa de -45 graus e 45 graus e particularmente preferido na faixa entre -40 graus e 40 graus, em que o ângulo de interseção (γ) de eixos longitudinais entre o eixo longitudinal (LA) e o eixo de rotação (RI).

7. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato do corpo de base (110) compreender, em adição à seção em forma de cone truncado (160, 161), um corpo cilíndrico (150) e/ou outra seção em forma de cone truncado (161).

8. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que por abertura de recepção (111), uma ou duas através de perfurações (117) serem providas no corpo de base (110), as quais (através de perfurações) se estendem do lado externo para o lado interno e se abrem para as respectivas aberturas de recepção (111).

9. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 8. caracterizada pelo fato de através de perfurações (117), meios de fixação (140) compreendendo um pino rosqueado (141), uma mola de pressão (142) e uma peça de pressão (143) estão presentes.

10. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de compreender um adaptador (130) desenhado para fixar a ferramenta de desbastar (100) a um fuso de ferramenta.

11. Ferramenta de desbastar (100) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato das aberturas de recepção (111) terem um comprimento paralelo ao eixo longitudinal (LA), que varia de 50 mm a 100 mm.