BR102017001551B1

BR102017001551B1 - Ferramenta de perfuração orbital, e, método para produzir um furo em uma peça de trabalho

Info

Publication number: BR102017001551B1
Application number: BR102017001551-3A
Authority: BR
Inventors: Nicholas Ryan Farrell; Branko Sarh; Michael Caldarera; Gary Lipczynski; Wesley Edward Holleman; James Darryl Gamboa
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2016-03-13
Filing date: 2017-01-25
Publication date: 2022-05-03
Also published as: US20170259355A1; BR102017001551A2; CN107175358B; CN107175358A; EP3219424B1; JP2017205859A; JP7008412B2; US10953481B2; EP3219424A1

Abstract

Uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento pode incluir um corpo de ferramenta alongado incluindo uma extremidade de corte e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal. O corpo de ferramenta pode incluir uma porção de brunimento espaçada da extremidade de corte e configurada para induzir tensão residual em uma parede lateral de um furo sem remoção de material. O corpo de ferramenta pode incluir adicionalmente uma porção de corte interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento. A porção de corte pode ser configurada para remover material de uma peça de trabalho, criando assim o furo, durante um processo de perfuração orbital.

Description

Campo

[001] Esta descrição geralmente se refere à perfuração de furos em objetos. Mais especificamente, as modalidades descritas se referem a aparelhos e métodos para usinagem de um furo em um material usando uma ferramenta de perfuração orbital e então brunindo o interior do furo usando a mesma ferramenta.

Introdução

[002] A construção de uma aeronave pode envolver a perfuração de centenas, senão milhares de furos em várias partes feitas de uma variedade de materiais. A qualidade desses furos e a eficiência com a qual eles são perfurados podem ter um efeito dramático sobre o tempo requerido para montar a aeronave e a durabilidade da aeronave depois de ter sido construída. Muitos fatores influenciam a qualidade e a eficiência dos furos, incluindo quanto tempo leva para criar um furo individual, quanta limpeza é requerida depois do furo ser criado, quão repetível é o processo, quanto tempo as ferramentas de perfuração duram, e quanto tempo a parte dura depois da perfuração.

[003] A perfuração orbital foi mostrada ser um método eficiente para criar furos de alta qualidade em uma variedade de materiais, incluindo materiais de componente único e pilhas de diferentes materiais. Na perfuração convencional, uma broca de perfuração ou a ferramenta de corte é empurrada através de um material à medida que a ferramenta gira sobre seu próprio eixo geométrico longitudinal. Assim, um furo criado com perfuração convencional terá o mesmo diâmetro que a broca de perfuração que o criou. Em contraste, na perfuração orbital, a broca de perfuração ou a ferramenta de corte gira sobre seu próprio eixo geométrico longitudinal enquanto, ao mesmo tempo, o eixo geométrico longitudinal gira ou “orbita” em torno do centro do furo sendo criado, em adição a ser alimentado através de um material. Assim, um furo criado com a perfuração orbital pode ter um diâmetro maior que o da broca de perfuração que o criou.

[004] A perfuração orbital tem inúmeras vantagens sobre a perfuração convencional, incluindo menos limpeza, a capacidade de produzir furos com uma amplitude de diâmetros usando a mesma ferramenta, geração de menores aparas e menos calor, a capacidade de perfurar através de uma variedade de diferentes materiais e pilhas de materiais, e mais vida útil da ferramenta.

[005] Outro método para criar um furo em uma parte é um processo em duas etapas no qual, primeiro, um furo piloto é criado através de um processo de perfuração e, segundo, o diâmetro do furo piloto é aumentado por remoção de material em um subsequente processo de alesagem. Em certos materiais, tais como alumínio, o desempenho à fadiga de um furo pode ser melhorado com um processo de perfuração/alesagem em comparação com um processo de perfuração orbital. Isto é, a parte propriamente dita pode durar um tempo maior se o furo for criado por intermédio de perfuração e alesagem. Este benefício ao desempenho pode ser devido à tensão residual induzida pelo processo de alesagem, em que a perfuração orbital normalizada deixaria um furo no alumínio em um estado neutro de tensão. Em outros materiais, tais como titânio e aço inoxidável, o desempenho à fadiga de um furo pode ser substancialmente o mesmo para tanto para a perfuração orbital quanto para a perfuração /alesagem do furo.

[006] A perfuração e então alesagem podem requerer duas ferramentas separadas e a alesagem pode produzir rebarbas que então precisam ser removidas, ambos dos quais diminuiriam a eficiência em relação à perfuração orbital. Atualmente, a criação de um furo no alumínio pode requerer a ponderação dos benefícios à eficiência da perfuração orbital contra os benefícios ao desempenho da perfuração e alesagem.

Sumário

[007] Em algumas modalidades, uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento inclui um corpo de ferramenta alongado incluindo uma extremidade de corte e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal. O corpo de ferramenta inclui uma porção de brunimento espaçada da extremidade de corte e configurada para induzir tensão residual em uma parede lateral de um furo sem remoção de material. O corpo de ferramenta inclui adicionalmente uma porção de corte interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento. A porção de corte é configurada para remover material de uma peça de trabalho, criando assim o furo, durante um processo de perfuração orbital.

[008] Em algumas modalidades, a ferramenta de corte tem um corpo e inclui uma porção de usinagem tendo a pluralidade de diâmetros de usinagem começando com um primeiro diâmetro de usinagem próximo a uma extremidade de usinagem da ferramenta. Cada subsequente diâmetro de usinagem é maior que o diâmetro de usinagem precedente. A ferramenta inclui adicionalmente uma porção de brunimento tendo um diâmetro de brunimento maior que o máximo da pluralidade de diâmetros de usinagem.

[009] Em algumas modalidades, um método para produzir um furo em uma peça de trabalho inclui girar uma ferramenta tendo uma extremidade de corte e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal. A ferramenta tem uma porção de brunimento espaçada da extremidade de corte e uma porção de corte interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento. O método inclui mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho, em que o eixo geométrico longitudinal da ferramenta se move em torno um eixo geométrico de furo, criando assim um furo tendo paredes laterais e se estendendo ao longo do eixo geométrico de furo para dentro da peça de trabalho. O método inclui mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado de uma maneira a induzir tensão residual nas paredes laterais do furo.

[0010] A presente descrição provê vários aparelhos e métodos de uso dos mesmos. Em algumas modalidades, um aparelho pode incluir um corpo de ferramenta de corte tendo uma porção de corte e uma porção de brunimento. Em algumas modalidades, a porção de corte pode ser configurada para criar um furo durante um processo de perfuração orbital e a porção de brunimento pode ser configurada para induzir tensão residual em uma parede lateral do furo criado sem remoção de material. Características, funções, e vantagens podem ser obtidas independentemente nas várias modalidades da presente descrição, ou podem ser combinadas em ainda outras modalidades, outros detalhes das mesmas podem ser vistos com referência às seguintes descrição e desenhos.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento.

[0012] A figura 2 é uma vista isométrica esquemática de outra ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento.

[0013] A figura 3 é uma vista lateral esquemática da ferramenta da figura 2.

[0014] A figura 4 é uma vista lateral retratando uma modalidade de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, mostrada durante um processo de corte.

[0015] A figura 5 é uma vista lateral retratando outra modalidade de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, mostrada durante um processo de corte.

[0016] A figura 6 é um fluxograma retratando um método para produzir um furo em uma peça de trabalho.

[0017] As figuras 7 a 11 retratam esquematicamente uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento em vários estágios de criação de um furo em uma peça de trabalho.

Descrição Detalhada Visão Geral

[0018] Várias modalidades de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento tendo uma porção de corte e uma porção de brunimento são descritas abaixo e ilustradas nos desenhos associados. A menos que especificado de outra maneira, uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento e/ou seus vários componentes podem conter, mas não são exigidos que contenham, pelo menos um da estrutura, componentes, funcionalidade, e/ou variações descritas, ilustradas, e/ou incorporadas aqui. Além disso, as estruturas, componentes, funcionalidades, e/ou variações descritos, ilustrados, e/ou incorporados aqui em conexão com os presentes ensinamentos podem, mas não são exigidos que, sejam incluídos em outras ferramentas de perfuração orbitais. A seguinte descrição das várias modalidades é meramente de natureza exemplificativa e não é destinada de maneira alguma a limitar a descrição, sua aplicação ou usos. Adicionalmente, as vantagens providas pelas modalidades, como descritas abaixo, são de natureza ilustrativa e nem todas as modalidades proveem as mesmas vantagens ou o mesmo grau de vantagens.

Exemplos, Componentes e Alternativas

[0019] As seguintes seções descrevem aspectos selecionados de ferramentas de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento exemplificativas, bem como sistemas e/ou métodos relacionados. Os exemplos nessas seções são destinados para ilustração e não devem ser interpretados como limitando o escopo inteiro da presente descrição. Cada seção pode incluir uma ou mais invenções distintas, e/ou informação contextual ou relacionada, função e/ou estrutura.

Exemplo 1:

[0020] Este exemplo descreve uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento ilustrativa. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento é também referida como uma ferramenta de corte, ver a figura 1.

[0021] A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, geralmente indicada com 10. Neste exemplo, a ferramenta de corte 10 tem um corpo de ferramenta alongado 12 incluindo um eixo de ferramenta 14, uma porção de corte ou usinagem 16, e uma porção de brunimento 18. O corpo de ferramenta 12 inclui uma extremidade de corte ou usinagem 20 e se estende ao longo de um eixo geométrico longitudinal 22. A porção de brunimento 18 é espaçada da extremidade de corte 20, e a porção de corte 16 é interposta entre a extremidade de corte 20 e a porção de brunimento18.

[0022] O eixo de ferramenta 14 pode se estender a partir da porção de brunimento 18 para uma extremidade de perfuração 24. Alternativamente, a porção de brunimento 18 da ferramenta de corte 10 pode ser uma extensão do eixo de ferramenta 14, em que elementos de brunimento se estendem a partir do eixo de ferramenta 14 em uma direção radial para longe do eixo geométrico longitudinal 22. A extremidade de perfuração 24 pode ser configurada para ser acoplada a um perfurador orbital. Existem várias maneiras para acoplar a ferramenta de corte 10 o perfurador, qualquer uma das quais pode ser apropriada.

[0023] A porção de corte 16 pode ser configurada para remover material de uma peça de trabalho ou parte, criando assim um furo na peça de trabalho, durante um processo de perfuração orbital. Como é discutido em mais detalhe abaixo, em um processo de perfuração orbital o corpo de ferramenta 12 pode girar sobre o eixo geométrico longitudinal 22, enquanto ao mesmo tempo o eixo geométrico longitudinal 22 pode girar em torno de um eixo geométrico de furo espaçado e paralelo ao eixo geométrico longitudinal 22. O corpo de ferramenta 12 pode avançar através da peça de trabalho quando o corpo de ferramenta 12 está girando e rodando.

[0024] A porção de corte 16 pode incluir uma pluralidade de arestas de corte configuradas para remover material a partir da peça de trabalho à medida que a ferramenta de corte 10 avança através da peça de trabalho. As arestas de corte podem ser dispostas na extremidade de corte 20 e podem se estender ao longo do eixo geométrico longitudinal 22. A porção de corte 16 pode incluir estrias, canais, ou passagens, de modo que o material que foi removido a partir da peça de trabalho possa ser puxado para longe das arestas de corte. A porção de corte 16 pode incluir passagens para a introdução e remoção de agente de resfriamento ou lubrificante na proximidade das arestas de corte.

[0025] A porção de brunimento 18 pode ser configurada para induzir uma tensão residual em uma parede lateral de um furo sem remoção de material. A porção de brunimento 18 induz uma tensão residual por deformação das paredes laterais do furo sem remoção de material a partir da peça de trabalho. A porção de brunimento 18 pode, por exemplo não limitativo, deformar as paredes laterais por fazer correr uma aresta arredondada, cônica, adelgaçada ou de outra maneira arredondada contra a peça de trabalho com força suficiente para exceder a resistência à deformação da peça de trabalho. À medida que a ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento 10 prossegue através de uma peça de trabalho, começando com a extremidade de corte 20, a porção de corte 16 da ferramenta de corte 10 pode criar um furo na peça de trabalho. À medida que a ferramenta de corte 10 continua a avançar através da peça de trabalho, a porção de brunimento 18 pode brunir ou de outra maneira deformar as paredes laterais do furo criado pela porção de corte 16. No caso em que a peça de trabalho tem uma espessura que é maior que uma extensão longitudinal da porção de corte 16, a porção de corte 16 pode estar criando as porções mais profundas de um furo, enquanto a porção de brunimento 18 está simultaneamente brunindo os lados de porções mais rasas do mesmo furo.

[0026] O brunimento das paredes laterais do furo pode deformar o material da peça de trabalho na proximidade das paredes laterais. As paredes laterais do furo podem ser alisadas pela porção de brunimento 18. O diâmetro do furo pode ser ligeiramente aumentado por contato com a porção de brunimento 18, mesmo quando a porção de brunimento 18 não remove material a partir da peça de trabalho. O brunimento é assim contrastado com a alesagem, no qual a alesagem aumenta o diâmetro de um furo por remover adicionalmente material a partir das paredes laterais do furo. A produção de deformações nas paredes laterais do furo pode induzir uma tensão residual benéfica nas paredes laterais. Em alguns casos, por exemplo, quando a peça de trabalho é feita de alumínio, a criação do furo com a porção de corte 16 pode deixar as paredes laterais do furo em um estado neutro de tensão, o qual pode ser mais propenso à formação de fissuras ao longo do tempo. O brunimento das paredes laterais de um furo formado em uma peça de trabalho de alumínio pode tornar a peça de trabalho menos susceptível à formação de fissuras e outros defeitos.

Exemplo 2:

[0027] Este exemplo descreve outra ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento ilustrativa. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento pode ser referida como uma ferramenta de corte, ver as figuras 2- 3.

[0028] A figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, geralmente indicada com 100. A figura 3 é uma vista lateral esquemática da ferramenta de corte 100. As figuras 2 e 3 são descritas abaixo juntas. A ferramenta de corte 100 pode ser similar à ferramenta de corte 10, e a discussão dos benefícios e métodos de uso da ferramenta de corte 10 não será repetida em sua totalidade.

[0029] Neste exemplo, a ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento 100 tem um corpo de ferramenta alongado 102 incluindo uma extremidade de corte ou usinagem 104 e se estende ao longo de um eixo geométrico longitudinal 106. O corpo de ferramenta 102 inclui uma porção de brunimento 108 espaçada da extremidade de corte 104 e uma porção de corte ou usinagem 110 interposta entre a extremidade de corte 104 e a porção de brunimento 108. O corpo de ferramenta 102 inclui adicionalmente um eixo de ferramenta 112 disposto ao longo do eixo geométrico longitudinal 106 com a porção de brunimento 108 interposta entre o eixo de ferramenta 112 e a porção de corte 110.

[0030] A porção de corte 110, também referida como a porção de usinagem, inclui uma pluralidade de diâmetros de corte ou usinagem, denotados pelo número N, começando com um primeiro diâmetro de corte ou usinagem 114, próximo à extremidade de corte ou usinagem 104. Cada diâmetro de corte subsequente é maior que o diâmetro de corte precedente. Por exemplo, a ferramenta de corte 100 esquematicamente retratada nas figuras 2 e 3 pode ter um N-ésimo diâmetro de corte ou usinagem 116 e o N-ésimo diâmetro de corte 116 pode ser maior que o primeiro diâmetro de corte 114. A ferramenta de corte 100 tem dois diâmetros de corte, 114 e 116, mas qualquer número de diâmetros de corte pode ser apropriado. Isto é, o número N pode ser qualquer número apropriado incluindo 1, 2, ou números maiores que 2. Cada diâmetro de corte subsequente pode ser maior que os o diâmetro de corte prévio adjacente e pode ser disposto mais afastado da extremidade de corte 104 que o diâmetro de corte adjacente prévio. Em outras palavras, os diâmetros de corte podem aumentar progressivamente a partir da extremidade de corte 104.

[0031] Em algumas modalidades, a porção de corte 110 pode incluir somente um diâmetro de corte. Isto é, o primeiro diâmetro de corte 114 na ferramenta de corte 100 pode ser opcional de modo que o N-ésimo diâmetro de corte 116 seja o único diâmetro de corte da porção de corte.

[0032] O eixo de ferramenta 112 pode ter um diâmetro de eixo 118 e a porção de brunimento 108 pode ter um diâmetro de brunimento 120 que é maior que o diâmetro de eixo 112. Por o diâmetro de brunimento ser maior que o diâmetro de eixo, pode ser permitido que o eixo geométrico longitudinal 106 da ferramenta de corte 100 seja inclinado com relação a um eixo geométrico de um furo, enquanto a porção de brunimento da ferramenta de corte 100 está em contato com as paredes laterais do furo, sem o eixo de ferramenta também fazer contato com as paredes laterais do furo.

[0033] A porção de corte 110 da ferramenta de corte 100 pode ter um diâmetro de corte máximo, por exemplo, o N-ésimo diâmetro de corte 116. O diâmetro de brunimento 120 é maior que o diâmetro de corte máximo. A diferença entre o diâmetro de brunimento 120 e o diâmetro de corte máximo pode ser pequena. Por exemplo, em algumas modalidades, o diâmetro de brunimento pode ser maior que o N-ésimo diâmetro de corte 116 por tão pouco quanto um milésimo de uma polegada ou inferior. A criação de uma ferramenta de corte com tais especificações finas pode requerer a fabricação de precisão.

[0034] Em algumas modalidades, o diâmetro de brunimento pode ser inferior ao diâmetro de corte máximo 116. Um exemplo de um diâmetro de brunimento opcional, menor, é indicado com 122 na figura 3. O diâmetro de brunimento opcional 122 pode ser maior que o diâmetro de eixo 118.

[0035] Na discussão das figuras 2 e 3, qualquer dos vários diâmetros 114, 116, 118, 120, e 122 pode ser equivalentemente descrito em termos de um raio apropriado, quando medido a partir do eixo geométrico longitudinal 106.

Exemplo 3:

[0036] Esse exemplo descreve uma modalidade ilustrativa de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento pode ser referida como uma ferramenta de corte, ver a figura 4.

[0037] A figura 4 é uma vista lateral retratando uma modalidade de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, geralmente indicada com 200, mostrada durante um processo de corte. A ferramenta de corte 200 pode ser similar à ferramenta de corte 100 ou à ferramenta de corte 10,

[0038] A ferramenta de corte 200 pode incluir um corpo de ferramenta alongado 202 tendo uma extremidade de corte 204 e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal 206. O corpo de ferramenta pode incluir uma porção de corte ou usinagem 208 e uma porção de brunimento 210. A porção de brunimento 210 pode ser espaçada da extremidade de corte e a porção de corte ou de usinagem 208 pode ser interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento.

[0039] A porção de corte 208 da ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento 200 pode ser configurada para remover material de uma peça de trabalho 212, criando assim um furo 214. A porção de corte pode incluir pelo menos uma aresta de corte 216 disposta no corpo de ferramenta 202. A aresta de corte 216 pode se estender ao longo da extremidade de corte 204 e se estendem a partir da extremidade de corte ao longo do eixo geométrico longitudinal 206 em uma hélice de corte 218.

[0040] A aresta de corte 216 pode remover material a partir da peça de trabalho 212 por fazer contato com a peça de trabalho na extremidade de corte 204 ou na hélice de corte 218 à medida que a ferramenta de corte 200 gira em torno de seu próprio eixo geométrico longitudinal 206 e orbita em torno de um eixo geométrico de furo 220. Uma porção da aresta de corte disposta na extremidade de corte pode criar um piso 222 do furo 214, enquanto uma porção da aresta de corte disposta na hélice de corte 218 pode criar uma parede lateral 224 do furo. À medida que a ferramenta de corte se move através da peça de trabalho, o piso 222 do furo pode se mover mais profundamente para dentro do furo. Se a extremidade de corte se deslocar completamente através da peça de trabalho, o furo se torna uma passagem através da peça de trabalho e o furo não tem um piso.

[0041] A porção de brunimento 210 pode incluir uma pluralidade de elementos de brunimento 226 se estendendo longitudinalmente ao longo do corpo de ferramenta 202. Cada um da pluralidade de elementos de brunimento pode ter uma superfície externa radial arredondada 228 disposta para contatar a peça de trabalho de forma repetida durante rotação da ferramenta de perfuração. Isto é, a superfície externa radial arredondada 228 pode ser uma superfície convexa encurvada, quando visualizada em um plano perpendicular ao eixo geométrico longitudinal 206.

[0042] Na modalidade mostrada na figura 4, a pluralidade deelementos de brunimento 226 inclui uma pluralidade de aletas 229 que se estendem radialmente a partir do corpo de ferramenta. As aletas 229 podem ter um comprimento 230 que se estende ao longo do eixo geométrico longitudinal 206 e as aletas podem ser distribuídas circunferencialmente em torno do corpo de ferramenta. Cada uma das aletas pode se estender até um raio máximo 232, quando medido a partir do eixo geométrico longitudinal. O raio máximo da pluralidade de aletas pode ser uma metade de um diâmetro de brunimento 234. As aletas podem ter qualquer formato apropriado ao longo de seu comprimento 230. Na modalidade mostrada na figura 4, cada aleta tem uma superfície externa radial arqueada 236, quando observada normal a uma face lateral 238 da aleta. Em outras modalidades, as aletas podem se estender azimutalmente em torno do eixo geométrico longitudinal bem como radialmente e longitudinalmente.

[0043] A porção de corte 208 da ferramenta pode ter um raio de corte ou usinagem 240. Em casos nos quais a porção de corte tem uma pluralidade de seções de usinagem ou corte dispostas ao longo do corpo de ferramenta 202, cada uma com um respectivo diâmetro ou raio de usinagem ou de corte equivalente, o raio de usinagem 240 pode ser um raio maior de usinagem ou de corte. Na modalidade mostrada na figura 4, o raio máximo 232 da pluralidade de aletas 229 é maior que o raio de corte 240. Em outras modalidades, o raio máximo das aletas pode ser substancialmente o mesmo que o raio de corte ou inferior ao raio de corte. A diferença entre o raio máximo 232 das aletas e o raio máximo de usinagem 240 da porção de corte pode estar exagerada na vista da figura 4 para facilidade de visualização.

[0044] Como as superfícies externas radiais arredondadas 228 dos elementos de brunimento podem ser uma superfície convexa encurvada, as superfícies externas radiais arredondadas podem fazer contato tangencial ou contato aproximadamente tangencial com a parede lateral 224 do furo 214. Quando os elementos de brunimento se movem ao longo da parede lateral do furo, as superfícies externas radiais arredondadas 228 das aletas podem deformar as paredes laterais do furo sem remoção de material a partir da peça de trabalho, induzindo assim uma tensão residual benéfica na parede lateral do furo. Em outras modalidades, os elementos de brunimento podem incluir uma aresta de brunimento pontiaguda, direcionada para longe da direção de deslocamento da aresta, em lugar de uma aresta embotada ou arredondada. Nessas outras modalidades, o ângulo de contato entre os elementos de brunimento e as paredes laterais do furo pode ser suficientemente pequeno de modo que os elementos de brunimento deformem as paredes laterais sem remoção de material.

Exemplo 4:

[0045] Este exemplo descreve outra modalidade ilustrativa de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento pode ser referida como a ferramenta de corte, ver a figura 5.

[0046] A figura 5 é uma vista lateral retratando uma modalidade de uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, geralmente indicada com 300, mostrada durante um processo de corte. A ferramenta de corte 300 pode ser similar à ferramenta de corte 100 ou a ferramenta de corte 10.

[0047] A ferramenta de corte 300 pode incluir um corpo de ferramenta alongado 302 tendo uma extremidade de corte ou usinagem 304 e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal 306. O corpo de ferramenta 302 pode incluir uma porção de corte ou usinagem 308 e uma porção de brunimento 310. A porção de brunimento 308 pode ser espaçada da extremidade de corte e a porção de corte 306 pode ser disposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento.

[0048] A porção de corte 308 da ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento 300 pode ser configurada para remover material de uma peça de trabalho 312, criando assim um furo 314. A porção de corte pode incluir pelo menos uma aresta de corte 316 disposta no corpo de ferramenta 302. A aresta de corte 316 pode se estender ao longo da extremidade de corte 304 e se estende a partir da extremidade de corte ao longo do eixo geométrico longitudinal 306 em uma hélice de corte 318. A porção de corte 308 de ferramenta de corte 300 pode funcionar de uma forma similar como a porção de corte 208 de ferramenta de corte 200 com relação à remoção de material a partir da peça de trabalho 312. A ferramenta de corte 300 pode incluir uma pluralidade de estrias de corte 320 configuradas para direcionar material removido para longe das arestas de corte 316.

[0049] A porção de brunimento 310 pode incluir uma pluralidade de elementos de brunimento 322 se estendendo longitudinalmente ao longo do corpo de ferramenta 302. Cada uma da pluralidade de elementos de brunimento pode ter uma superfície externa radialmente arredondada 324 disposta para contatar a peça de trabalho sequencialmente durante rotação da ferramenta de perfuração. Isto é, a superfície externa radial arredondada 324 pode ser uma superfície convexa encurvada, quando visualizada em um plano perpendicular ao eixo geométrico longitudinal 306.

[0050] Na modalidade mostrada na figura 5, a pluralidade de elementos de brunimento são uma pluralidade de arestas arredondadas 326 com cada aresta arredondada 326 associada com uma respectiva aresta de corte 316. Isto é, cada aresta de corte 316 pode se estender ao longo de uma hélice de corte 318 desde próximo à extremidade de corte 304 até o término da aresta de corte 328. Cada aresta arredondada 326 pode se estender em uma hélice arredondada 330 que substancialmente continua a hélice de corte 318 da aresta de corte associada 316. No término da aresta de corte pode existir uma transição a partir da aresta de corte pontiaguda 316 para a aresta arredondada 326, enquanto substancialmente continua na forma de espiralamento da hélice ao longo do eixo geométrico longitudinal 306.

[0051] A porção de corte 308 da ferramenta pode ter um raio de corte ou usinagem 332. Em casos nos quais a porção de corte tem uma pluralidade de seções de usinagem ou corte de diferentes diâmetros de usinagem ou corte, ou equivalentemente uma pluralidade de diferentes raios de usinagem ou corte, o raio de usinagem 332 pode ser um maior raio de usinagem ou de corte. Na modalidade mostrada na figura 6, um raio máximo 334 da porção de brunimento 310 é maior que o raio de corte 332. Em outras modalidades, o raio máximo da porção de brunimento pode ser substancialmente o mesmo que o raio de corte ou inferior ao raio de corte. A diferença entre o raio máximo 334 da porção de brunimento e o raio máximo de usinagem 332 da porção de corte pode estar exagerada na vista da figura 5 para facilidade de visualização.

[0052] Durante um processo de brunimento, a ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento 300 pode girar em torno do eixo geométrico longitudinal 306 à medida que a ferramenta de corte 300 se move ao longo de um eixo geométrico de furo 340 e em contato com uma parede lateral 336 do furo 314. Assim, a pluralidade de arestas arredondadas 326 pode fazer contato com a peça de trabalho 312 sequencialmente à medida que a ferramenta de corte gira. As superfícies externas radiais arredondadas 324 das arestas arredondadas podem deformar as paredes laterais do furo sem remoção de material a partir da peça de trabalho, induzindo assim uma tensão residual benéfica na parede lateral do furo.

Exemplo 5:

[0053] Esse exemplo descreve um método ilustrativo para produzir um furo em uma peça de trabalho, o qual pode ser usado em conjunção com qualquer das ferramentas de corte descritas aqui; ver a figura 6. Várias etapas do método são ilustradas esquematicamente nas figuras 7 a 11 e essas figuras serão referidas juntamente com as etapas delineadas na figura 6.

[0054] A figura 6 retrata múltiplas etapas de um método, geralmente indicado com 400, de produção de um furo em uma peça de trabalho. O método 400 pode ser usado em conjunção com qualquer das ferramentas de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento retratadas e descritas com referência às figuras 1 a 5. Em particular, uma implementação exemplificativa do método 400 é retratada nas figuras 7 a 11, embora outras implementações também sejam possíveis. Embora várias etapas de método 400 sejam descritas abaixo e retratadas na figura 6, as etapas não precisam ser todas necessariamente realizadas, em alguns casos podem ser realizadas em uma ordem diferente que a ordem mostrada, e em alguns casos podem ser realizadas simultaneamente.

[0055] O método 400 inclui uma etapa 402 de girar uma ferramenta tendo uma porção de corte e uma porção de brunimento. A ferramenta pode ter uma extremidade de corte e pode se estender ao longo de um eixo geométrico longitudinal. A porção de brunimento pode ser espaçada da extremidade de corte e a porção de corte pode ser interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento. Girar a ferramenta pode incluir girar a ferramenta em torno do eixo geométrico longitudinal. A ferramenta pode ser girada por um perfurador orbital ao qual a ferramenta foi acoplada.

[0056] Girar a ferramenta pode incluir girar a ferramenta com a porção de corte tendo um diâmetro de corte máximo e a porção de brunimento tendo um diâmetro de brunimento que é maior que o diâmetro de corte máximo. Ainda, girar a ferramenta pode incluir girar a ferramenta tendo um eixo de ferramenta disposto ao longo do eixo geométrico longitudinal com a porção de brunimento interposta entre o eixo de ferramenta e a porção de corte.

[0057] Por exemplo, na figura 7, uma ferramenta, geralmente indicada com 500, é mostrada. A ferramenta 500 inclui uma porção de corte 502, uma porção de brunimento 504, e uma extremidade de corte 506, e se estende ao longo de um eixo geométrico longitudinal 508, como descrito acima. A porção de corte 502 da ferramenta 500 tem um diâmetro de corte máximo 510 e a porção de brunimento 504 tem um diâmetro de brunimento 512 maior que o diâmetro de corte máximo. A ferramenta 500 pode ter uma extremidade de perfuração 514 que pode ser acoplada a um perfurador orbital não mostrado. A ferramenta pode ser configurada para rodar ou girar em torno do eixo geométrico longitudinal 508 e o eixo geométrico longitudinal pode ser configurado para se mover em uma ou mais direções perpendiculares ao eixo geométrico longitudinal.

[0058] O método 400 inclui uma etapa 404 de mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho, criando assim um furo se estendendo para dentro da peça de trabalho. Mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital pode incluir mover o eixo geométrico longitudinal da ferramenta em torno e ao longo de um eixo geométrico de furo. O furo criado pode ter uma parede lateral ou paredes laterais e pode se estender ao longo do eixo geométrico de furo para dentro da peça de trabalho. Pode ser apropriado mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho feita de um único material, tal como alumínio, titânio, ou aço, ou para dentro de uma peça de trabalho feita de mais que um material, tal como um polímero reforçado com fibra de carbono ou alguma outra peça de trabalho em camadas.

[0059] Mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital pode incluir mover a ferramenta rotativa de modo que o eixo geométrico longitudinal esteja a uma primeira distância a partir do eixo geométrico de furo e criando um furo tendo um primeiro diâmetro.

[0060] A figura 8 retrata um instantâneo de uma implementação exemplificativa da etapa 404, na qual a ferramenta 500 está se movendo de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho 516. A porção de corte 502 tem material removido a partir da peça de trabalho, e assim criou um furo 518. A porção de brunimento 504 ainda não entrou em contato com a peça de trabalho. O eixo geométrico longitudinal 508 pode ser disposto a uma primeira distância 520 a partir de um eixo geométrico de furo 522. A ferramenta 500 pode se mover de modo que o eixo geométrico longitudinal 508 gire ou orbite em torno do eixo geométrico de furo 522 de modo que o eixo geométrico longitudinal e o eixo geométrico de furo mantêm a separação da primeira distância 520 à medida que a ferramenta se move. Neste estágio, o furo 518 pode ter um primeiro diâmetro 524 o qual pode ser determinado pela primeira distância 520 e o diâmetro de corte máximo 510 da porção de corte. Em adição a se mover em torno do eixo geométrico de furo, a ferramenta pode se mover mais profundamente para dentro da peça de trabalho ao longo do eixo geométrico de furo.

[0061] Mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho pode incluir mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho tendo uma espessura inferior a uma distância entre a extremidade de corte da ferramenta rotativa e uma borda dianteira da porção de brunimento da ferramenta rotativa. A porção de corte da ferramenta tem um comprimento de corte, medido ao longo do eixo geométrico longitudinal, e o comprimento de corte pode ser maior que a espessura da peça de trabalho. O comprimento de corte pode ser igual ou maior que a distância entre a extremidade de corte e uma borda dianteira da porção de brunimento. Todavia, por exemplo, em casos nos quais existe espaço entre a porção de corte da ferramenta e a borda dianteira da porção de brunimento, o comprimento de corte pode ser diferente da distância entre a extremidade de corte e uma borda dianteira da porção de brunimento.

[0062] A figura 9 retrata um instantâneo de uma implementação exemplificativa da etapa 404, na qual a porção de corte 502 da ferramenta 500 cortou completamente através da peça de trabalho 516. O furo 518 é agora uma passagem através da peça de trabalho. A porção de brunimento 504 ainda não entrou em contato com a peça de trabalho. Peça de trabalho 516 pode ter uma espessura 526 inferior a uma distância 528 entre a extremidade de corte 506 da ferramenta rotativa e uma borda dianteira 530 da porção de brunimento. A porção de corte 502 da ferramenta exemplificativa 500 pode ter um comprimento de corte 532, medido ao longo do eixo geométrico longitudinal 508. O comprimento de corte 532 pode ser maior que a espessura 526 da peça de trabalho.

[0063] Note que o comprimento de corte da porção de corte não precisa ser maior que a espessura da peça de trabalho. Por exemplo, nas modalidades exemplificativo mostradas na figura 4 e na figura 5, o comprimento de corte da porção de corte é inferior à espessura da peça de trabalho. As modalidades mostradas nas figuras 4 e 5 têm um diâmetro de brunimento que é maior que um diâmetro de corte máximo. Nesses casos, a porção de brunimento da ferramenta pode começar a brunir as paredes laterais do furo antes da porção de corte da ferramenta ter completado a criação do furo. Opcionalmente, pode existir uma distância entre a porção de corte e a porção de brunimento que permite perfuração de furos através de peças de trabalho que são mais espessas que o comprimento da porção de corte.

[0064] O método 400 inclui uma etapa 406 de mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado de uma maneira a induzir tensão residual nas paredes laterais. Isto é, a porção de brunimento da ferramenta rotativa pode se mover dentro do furo em torno do eixo geométrico de furo e ao longo do eixo geométrico de furo de modo que a porção de brunimento faça contato com as paredes laterais, à medida que a ferramenta se move. O contato entre a porção de brunimento e as paredes laterais pode ser um contato deslizante à medida que a ferramenta gira. Este contato pode deformar a superfície das paredes laterais do furo sem remoção de material a partir da peça de trabalho.

[0065] Mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado pode incluir mover a porção de brunimento de modo que o eixo geométrico longitudinal esteja na primeira distância a partir do eixo geométrico de furo, aumentando assim o diâmetro do furo criado para um segundo diâmetro maior que o primeiro diâmetro. Isto é, a separação entre o eixo geométrico longitudinal e o eixo geométrico de furo que estava presente durante a etapa 404, quando a porção de corte estava removendo material a partir da peça de trabalho, pode ser mantida mesmo quando a porção de brunimento está em contato com as paredes laterais do furo. Como o diâmetro de brunimento pode ser maior que o diâmetro de corte máximo, a manutenção dessa separação pode aumentar o diâmetro do furo por deformação das paredes laterais do furo sem remoção de material.

[0066] A figura 10 retrata um instantâneo de uma implementação exemplificativa da etapa 406, na qual a porção de brunimento 504 começou a induzir tensão residual nas paredes laterais 534 do furo 518. O eixo geométrico longitudinal 508 pode ser disposto à primeira distância 520 a partir do eixo geométrico de furo 522, isto é, a mesma distância como é retratada na figura 8. Como o maior diâmetro de brunimento 512 faz contato com as paredes laterais do furo, e a disposição relativa dos eixos geométricos longitudinais e de furo é mantida, o diâmetro de furo pode aumentar a partir do primeiro diâmetro 524 para um segundo diâmetro 536 maior que o primeiro diâmetro. A diferença entre o segundo diâmetro e o primeiro diâmetro pode estar exagerada na figura 10 para facilidade de visualização.

[0067] Mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado pode incluir mover a ferramenta rotativa com a porção de corte se estendendo além do furo criado em um primeiro lado da peça de trabalho e a porção do eixo de ferramenta se estendendo além do furo criado em um segundo lado da peça de trabalho, o segundo lado oposto ao primeiro lado.

[0068] A figura 11 retrata um instantâneo de uma implementação exemplificativo da etapa 406, na qual a porção de corte 502 se estende além do furo criado 518 em um primeiro lado 538 da peça de trabalho 516 e a porção de um eixo de ferramenta 540 se estende além do furo criado em um segundo lado 542 da peça de trabalho, o segundo lado oposto ao primeiro lado.

Exemplo 6:

[0069] Esta seção descreve aspectos e características adicionais de modalidades, apresentadas sem limitação como uma série de parágrafos, alguns ou todos dos quais podem ser alfanumericamente designados por clareza e eficiência. Cada um desses parágrafos pode ser combinado com um ou mais outros parágrafos, e/ou com descrição a partir de algum ponto neste pedido, de qualquer maneira apropriada. Alguns dos parágrafos abaixo expressamente se referem a, e ainda limitam, outros parágrafos, provendo, sem limitação, exemplos de algumas das combinações apropriadas.

[0070] A1. Uma ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, compreendendo: um corpo de ferramenta alongado incluindo uma extremidade de corte e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal; em que o corpo de ferramenta inclui uma porção de brunimento espaçada da extremidade de corte e sendo configurada para induzir tensão residual em uma parede lateral de um furo sem remoção de material; e uma porção de corte interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento, a porção de corte configurada para remover material de uma peça de trabalho, criando assim o furo, durante um processo de perfuração orbital.

[0071] A2. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com o parágrafo A1, em que a porção de corte inclui uma pluralidade de diâmetros de corte começando com um primeiro diâmetro de corte próximo à extremidade de corte, com cada diâmetro de corte subsequente maior que o diâmetro de corte precedente.

[0072] A3. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com o parágrafo A1, em que o corpo de ferramenta inclui um eixo de ferramenta disposto ao longo do eixo geométrico longitudinal com a porção de brunimento interposta entre o eixo de ferramenta e a porção de corte, o eixo de ferramenta tem um diâmetro de eixo, e a porção de brunimento tem um diâmetro de brunimento que é maior que o diâmetro de eixo.

[0073] A4. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com o parágrafo A3, em que a porção de corte da ferramenta tem um diâmetro de corte máximo e o diâmetro de brunimento é maior que o diâmetro de corte máximo.

[0074] A5. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com o parágrafo A1, em que a porção de brunimento inclui uma pluralidade de aletas se estendendo radialmente a partir do corpo de ferramenta e tendo um comprimento se estendendo ao longo do eixo geométrico longitudinal, a pluralidade de aletas sendo distribuídas circunferencialmente em torno do corpo de ferramenta.

[0075] A6. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com o parágrafo A5, em que cada uma da pluralidade de aletas se estende até um raio máximo, quando medido a partir do eixo geométrico longitudinal, a porção de corte da ferramenta tem um raio de corte, e o raio máximo da pluralidade de aletas é maior que o raio de corte.

[0076] A7. A ferramenta de perfuração orbital de combinação decorte e brunimento de acordo com o parágrafo A6, em que cada aleta tem uma superfície externa radial arqueada, quando observada normal a uma face lateral da aleta.

[0077] A8. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com o parágrafo A1, em que a porção de corte inclui pelo menos uma aresta de corte, cada aresta de corte disposta no corpo de ferramenta e se estendendo a partir da extremidade de corte ao longo do eixo geométrico longitudinal em uma hélice de corte; e a porção de brunimento inclui uma aresta arredondada associada com cada aresta de corte, cada aresta arredondada se estendendo em uma hélice arredondada que substancialmente continua a hélice de corte da aresta de corte associada.

[0078] A9. A ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com o parágrafo A1, em que a porção de brunimento inclui uma pluralidade de elementos de brunimento se estendendo longitudinalmente ao longo do corpo de ferramenta e tendo uma superfície externa radial arredondada disposta para contatar a peça de trabalho sequencialmente durante rotação da ferramenta de perfuração.

[0079] B1. A ferramenta de corte tendo um corpo, a ferramenta de corte compreendendo: uma porção de usinagem incluindo uma pluralidade de diâmetros de usinagem começando com um primeiro diâmetro de usinagem próximo a uma extremidade de usinagem da ferramenta, com cada diâmetro de usinagem subsequente maior que o diâmetro de usinagem precedente; e uma porção de brunimento tendo um diâmetro de brunimento maior que o máximo da pluralidade de diâmetros de usinagem.

[0080] B2. A ferramenta de corte de acordo com o parágrafo B1, em que a porção de usinagem é configurada para criar um furo em uma peça de trabalho durante um processo de perfuração orbital e a porção de brunimento é configurada para induzir tensão residual em uma parede lateral do furo sem remoção de material.

[0081] B3. A ferramenta de corte de acordo com o parágrafo B1, em que o corpo da ferramenta de corte é disposto ao longo de um eixo geométrico longitudinal e a porção de usinagem é interposta entre a extremidade de usinagem da ferramenta e a porção de brunimento.

[0082] B4. A ferramenta de corte de acordo com o parágrafo B3, em que a porção de brunimento inclui uma pluralidade de aletas se estendendo a partir do corpo em uma direção para longe do eixo geométrico longitudinal e se estendendo ao longo do eixo geométrico longitudinal.

[0083] B5. A ferramenta de corte de acordo com o parágrafo B4, em que cada uma da pluralidade de aletas se estende até um raio máximo, quando medido a partir do eixo geométrico longitudinal, e o raio máximo da pluralidade de aletas é uma metade do diâmetro de brunimento.

[0084] B6. A ferramenta de corte de acordo com o parágrafo B3, em que a porção de usinagem inclui pelo menos uma aresta de usinagem, cada aresta de usinagem disposta no corpo de ferramenta e se estendendo a partir da extremidade de usinagem ao longo do eixo geométrico longitudinal em uma hélice de usinagem; e a porção de brunimento inclui uma aresta arredondada associada com cada aresta de usinagem, cada aresta arredondada se estendendo em uma hélice arredondada substancialmente continuando a hélice de usinagem da aresta de usinagem associada.

[0085] C1. Um método para produzir um furo em uma peça de trabalho, o método compreendendo: girar uma ferramenta tendo uma extremidade de corte e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal, a ferramenta tendo uma porção de brunimento espaçada da extremidade de corte e uma porção de corte interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento; mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho, em que o eixo geométrico longitudinal da ferramenta se movem em torno e ao longo de um eixo geométrico de furo, criando assim um furo tendo paredes laterais e se estendendo ao longo do eixo geométrico de furo para dentro da peça de trabalho; e mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado de uma maneira a induzir tensão residual nas paredes laterais do furo.

[0086] C2. O método de acordo com o parágrafo C1, em que mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado inclui mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado sem remoção de material a partir da peça de trabalho.

[0087] C3. O método de acordo com o parágrafo C1, em que mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado inclui inclinar a ferramenta rotativa em relação às paredes laterais com o eixo geométrico longitudinal transversal ao eixo geométrico de furo.

[0088] C4. O método de acordo com o parágrafo C1, em que mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho inclui mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho de alumínio.

[0089] C5. O método de acordo com o parágrafo C1, em que girar a ferramenta inclui girar a ferramenta com a porção de corte tendo um diâmetro de corte máximo e a porção de brunimento tendo um diâmetro de brunimento que é maior que o diâmetro de corte máximo, mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital inclui mover a ferramenta rotativa de modo que o eixo geométrico longitudinal esteja a uma primeira distância a partir do eixo geométrico de furo e o furo criado tem um primeiro diâmetro, e mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado inclui mover a porção de brunimento de modo que o eixo geométrico longitudinal esteja na primeira distância a partir do eixo geométrico de furo, aumentando assim o diâmetro do furo criado para um segundo diâmetro maior que o primeiro diâmetro.

[0090] C6. O método de acordo com o parágrafo C1, em que girar uma ferramenta inclui girar uma ferramenta tendo um eixo de ferramenta disposto ao longo do eixo geométrico longitudinal com a porção de brunimento interposta entre o eixo de ferramenta e a porção de corte, e mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado inclui mover a ferramenta rotativa com a porção de corte se estendendo além do furo criado em um primeiro lado da peça de trabalho e a porção do eixo de ferramenta se estendendo além do furo criado em um segundo lado da peça de trabalho, o segundo lado oposto ao primeiro lado.

[0091] C7. O método de acordo com o parágrafo C1, em que mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho inclui mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho tendo uma espessura inferior a uma distância entre a extremidade de corte da ferramenta rotativa e uma borda dianteira da porção de brunimento da ferramenta rotativa.

[0092] C8. O método de acordo com o parágrafo C7, em que a porção de corte tem um comprimento de corte, medido ao longo do eixo geométrico longitudinal e o comprimento de corte é maior que a espessura da peça de trabalho.

Vantagens, Características, Benefícios

[0093] As diferentes modalidades de ferramentas de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento e métodos de uso das mesmas, descritos aqui, proveem várias vantagens sobre as soluções conhecidas para a perfuração orbital. Por exemplo, as modalidades ilustrativas das ferramentas de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, descritas aqui, permitem que um furo seja perfurado em uma peça de trabalho e subsequentemente brunido usando somente uma ferramenta. Adicionalmente, e dentre outros benefícios, as modalidades ilustrativas das ferramentas de corte descritas aqui podem ser particularmente apropriadas para uso na perfuração de furos em alumínio. Nenhum sistema ou dispositivo conhecido pode realizar essas funções, particularmente com um passe de uma única ferramenta. Todavia, nem todas as modalidades descritas aqui proveem as mesmas vantagens ou o mesmo grau de vantagem.

Conclusão

[0094] A descrição exposta acima pode abrange múltiplas distintas invenções com utilidade independente. Embora cada uma dessas invenções tenha sido descrita em suas formas preferidas, as modalidades específicas das mesmas, como descritas e ilustradas aqui, não devem ser consideradas em um sentido limitativo, porque inúmeras variações são possíveis. Até a extensão que os cabeçalhos de seção são usados nesta descrição, tais cabeçalhos são para finalidades organizacionais somente, e não constituem uma caracterização de qualquer descrição reivindicada. A matéria das descriçãoões inclui todas as combinações e subcombinações novas e não óbvias dos vários elementos, características, funções, e/ou propriedades descritas aqui. As seguintes reivindicações particularmente destacam certas combinações e subcombinações consideradas novas e não óbvias. As descriçãoões incorporadas em outras combinações e subcombinações de características, funções, elementos, e/ou propriedades podem ser reivindicadas em pedidos que reivindicam a prioridade a partir deste ou de um pedido relacionado. Tais reivindicações sejam direcionadas a uma diferente descrição ou à mesma descrição, e se mais amplas, mais estreitas, iguais, ou diferentes no escopo para as reivindicações originais, também são consideradas como incluídas dentro da matéria das descriçãoões da presente descrição.

Claims

1. Ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento, compreendendo: um corpo de ferramenta alongado (12) incluindo uma extremidade de corte (104) e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal (106); em qual o corpo de ferramenta inclui: uma porção de brunimento (108) espaçada da extremidade de corte (104) e sendo configurada para induzir tensão residual em uma parede lateral de um furo sem remoção de material; e uma porção de corte (110) interposta entre a extremidade de corte (104) e a porção de brunimento (108), a porção de corte (110) configurada para remover material de uma peça de trabalho, para criar o furo, durante um processo de perfuração orbital, caracterizada pelo fato de que a porção de brunimento (108) inclui uma pluralidade de aletas (229) se estendendo radialmente a partir do corpo de ferramenta e tendo um comprimento se estendendo ao longo do eixo geométrico longitudinal (106), a pluralidade de aletas (229) sendo distribuída circunferencialmente em torno do corpo de ferramenta, e cada aleta tem uma superfície externa radial arqueada, quando observada normal a uma face lateral da aleta (229).

2. Ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a porção de corte (110) inclui uma pluralidade de diâmetros de corte (116) começando com um primeiro diâmetro de corte (116) próximo à extremidade de corte (104), com cada diâmetro de corte subsequente (116) maior que o diâmetro de corte precedente (116).

3. Ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o corpo de ferramenta inclui um eixo de ferramenta (112) disposto ao longo do eixo geométrico longitudinal (106) com a porção de brunimento (108) interposta entre o eixo de ferramenta (112) e a porção de corte (110), o eixo de ferramenta (112) tem um diâmetro de eixo (118), e a porção de brunimento (108) tem um diâmetro de brunimento (120) que é maior que o diâmetro de eixo (118).

4. Ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a porção de corte (110) da ferramenta tem um diâmetro de corte máximo (510) e o diâmetro de brunimento (120) é maior que o diâmetro de corte máximo (510).

5. Ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada uma da pluralidade de aletas (229) se estende até um raio máximo (232), quando medido a partir do eixo geométrico longitudinal (106), a porção de corte (110) da ferramenta tem um raio de corte (240), e o raio máximo (232) da pluralidade de aletas (229) é maior que o raio de corte (240).

6. Ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a porção de corte (110) inclui pelo menos uma aresta de corte (216), cada aresta de corte (216) disposta no corpo de ferramenta e se estendendo a partir da extremidade de corte (104) ao longo do eixo geométrico longitudinal (106) em uma hélice de corte (218); e a porção de brunimento (108) inclui uma aresta arredondada (326) associada com cada aresta de corte (216), cada aresta arredondada (326) se estendendo em uma hélice arredondada (330) que continua a hélice de corte (218) da aresta de corte associada (216).

7. Ferramenta de perfuração orbital de combinação de corte e brunimento de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a porção de brunimento (108) inclui uma pluralidade de elementos de brunimento (322) se estendendo longitudinalmente ao longo do corpo de ferramenta e tendo uma superfície externa radial arredondada disposta para contatar a peça de trabalho sequencialmente durante rotação da ferramenta de perfuração.

8. Método para produzir um furo em uma peça de trabalho, o método caracterizado pelo fato de que compreende: girar (402) uma ferramenta tendo uma extremidade de corte e se estendendo ao longo de um eixo geométrico longitudinal, a ferramenta tendo uma porção de brunimento espaçada da extremidade de corte e uma porção de corte interposta entre a extremidade de corte e a porção de brunimento, a porção de brunimento (108) inclui uma pluralidade de aletas (229) se estendendo radialmente a partir do corpo de ferramenta e tendo um comprimento se estendendo ao longo do eixo geométrico longitudinal (106), a pluralidade de aletas (229) sendo distribuída circunferencialmente em torno do corpo de ferramenta, e cada aleta tem uma superfície externa radial arqueada, quando observada normal a uma face lateral da aleta (229); mover (404) a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho, em que o eixo geométrico longitudinal da ferramenta se move em torno e ao longo de um eixo geométrico de furo, criando assim um furo tendo paredes laterais e se estendendo ao longo do eixo geométrico de furo para dentro da peça de trabalho; e mover (406) a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado de uma maneira a induzir tensão residual nas paredes laterais do furo.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado inclui mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado sem remoção de material a partir da peça de trabalho.

10. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que girar uma ferramenta inclui girar uma ferramenta tendo um eixo de ferramenta disposto ao longo do eixo geométrico longitudinal com a porção de brunimento interposta entre o eixo de ferramenta e a porção de corte, e mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado inclui mover a ferramenta rotativa com a porção de corte se estendendo além do furo criado em um primeiro lado da peça de trabalho e a porção do eixo de ferramenta se estendendo além do furo criado em um segundo lado da peça de trabalho, o segundo lado oposto ao primeiro lado.

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho inclui mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital para dentro de uma peça de trabalho de alumínio.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que girar a ferramenta inclui girar a ferramenta com a porção de corte tendo um diâmetro de corte máximo e a porção de brunimento tendo um diâmetro de brunimento que é maior que o diâmetro de corte máximo, mover a ferramenta rotativa de uma maneira orbital inclui mover a ferramenta rotativa de modo que o eixo geométrico longitudinal esteja a uma primeira distância a partir do eixo geométrico de furo e o furo criado tenha um primeiro diâmetro, e mover a porção de brunimento da ferramenta rotativa ao longo e em contato com as paredes laterais do furo criado inclui mover a porção de brunimento de modo que o eixo geométrico longitudinal esteja na primeira distância a partir do eixo geométrico de furo, aumentando assim o diâmetro do furo criado para um segundo diâmetro maior que o primeiro diâmetro.