BR112015021532B1

BR112015021532B1 - Sistema de perfuração para produzir furos em uma peça de trabalho

Info

Publication number: BR112015021532B1
Application number: BR112015021532-7A
Authority: BR
Inventors: Jared R. Zabrosky
Original assignee: Allied Machine & Engineering Corp
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2021-09-21
Also published as: EP2964413A1; BR112015021532A2; KR101826001B1; CA2903294A1; CN105209199B; JP2016508889A; KR20150114520A; US20140255115A1; MX362775B; AU2014225861A1; JP6312159B2; RU2630722C2; US20170056984A1; US9943914B2; MX2015011600A; RU2015142267A; CA2903294C; WO2014138184A1; AU2014225861B2; CN105209199A

Abstract

sistema de perfuração, e, processo para montagem de um sistema de perfuração. sistema de perfuração (10) que melhor utiliza a curva de força das máquina-ferramenta moderna. o sistema de perfuração (10) usa uma perfuração de duas etapas, utilizando inserções ic (50) para realizar o corte de diâmetro de furo principal, e um sistema de perfuração central (70). nos exemplos, as inserções ic (50) podem ser estabelecidas em um cabeçote de perfuração (30) em uma configuração eficaz única ou dupla. um sistema de perfuração central (70) corta a parte de diâmetro menor remanescente do furo, e é configurada para ver menos comprimento total da superfície de corte, devido a sua posição a partir do centro rotativo da ferramenta. o sistema de perfuração central (70) pode incluir uma geometria de ?autocentralização?, de modo que o cabeçote de perfuração (30) da ferramenta seja guiado por toda a profundidade do furo. o sistema de perfuração (10) permite que um furo profundo de grande diâmetro permaneça inteiramente reto para ser perfurado em velocidade mais elevadas e taxas de alimentação mais leves, oferecendo assim uma ferramenta mais produtiva que tem a vantagem das curvas de força e menor capacidade de impulso das máquinas-ferramentas modernas.

Description

[001] Este pedido é um pedido internacional do Pedido de Patente U.S. No. 13/787.338, depositado em 6 de março de 2013, que é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

FUNDAMENTOS DA DESCRIÇÃO

[002] Em sistemas de perfuração de furo profundo, as máquinas- ferramentas modernas resultaram na necessidade de ferramenta que possa eficazmente produzir furos com uma grande profundidade para razão do diâmetro.

[003] Para produzir furos profundos de grande diâmetro, a ferramenta que tem sido usada não considera utilizar máquinas-ferramentas modernas com menor potência de cavalo. As máquinas-ferramentas que são encontradas em uso hoje geralmente têm menos potência de cavalo e podem somente alcançar aquela potência de cavalo de pico disponível em elevadas velocidades de fuso. A perfuração de furo profundo convencional pode utilizar geometria de corte duplo eficaz, onde ambas as bordas compartilham uma quantidade igual de carga de corte. Este tipo de geometria permite que uma perfuração estabeleça uma linha central e atue como um guia para o resto do corpo de perfuração segui-la. Isto permite que corpos de perfuração maiores perfurem furos mais retos sem condução para fora da linha central. A fim de obter-se formação de apara de uma forma que a sua evacuação em profundidade seja manejável, estes tipos de perfurações precisariam estar funcionando em taxas de alimentação pesadas, a fim de segmentar as aparas. Além disso, a perfuração requereria ser rotativa em uma velocidade de fuso relativamente baixa para manipular o calor de OD da ferramenta.

[004] Outro estilo de perfuração de furo profundo que pode ser utilizado é a perfuração de disparo eficaz único ou ferramentas de perfuração de cabeçote ejetor. Estes tipos de ferramentas são mais adequados em profundidades maiores em relação ao diâmetro e, com frequência, requerem que máquinas e instalações especiais sejam eficazes. Estes tipos de ferramentas podem também utilizar uma superfície de mancal sobre o corpo de ferramenta para tentar prover estabilidade à frente da perfuração, fazendo contato com a parede interna do furo apenas previamente perfurado. Esta tecnologia é amplamente utilizada por toda a indústria, para tentar prover estabilidade em perfurações mais longas ou para tentar mantê-las perfurando no centro. Seria desejável prover uma ferramenta que permita instalações simples e flexíveis e uso de máquinas-ferramenta padrão.

[005] As tentativas para usar uma grande lâmina de escavadeira para perfurar furos profundos têm sido também perseguidas. Entretanto, estas ferramentas funcionam em velocidades inferiores e taxas de alimentação mais elevadas. As menores velocidades significam que a máquina está operando na parte inferior da curva de força das máquinas. As taxas de alimentação mais elevadas requerem mais empuxo, que pode não estar disponível em máquinas de perfuração modernas. As perfurações de Carboneto Indexáveis (IC) podem ser usadas para perfurar furos em altas velocidades de fuso e menores alimentações. Uma perfuração IC consumirá menos empuxo e funcionará em extremidade mais elevada da curva de força em relação a uma perfuração de escavadeira do mesmo diâmetro. Entretanto, em profundidades maiores do que 4xDiâmetro, as perfurações IC carecem de estabilidade e tendem a ir para fora do centro, o que produz um furo que pode não satisfazer as necessidades de retidão. As inserções indexáveis são disponíveis em vários formatos e têm a capacidade de ser alternadas (ou indexadas) em uma borda de corte nova quando gastas, e eventualmente substituídas. Isto oferece a capacidade de reutilizar o corpo de ferramenta em qualquer número de vezes, substituindo- se as inserções gastas. O corpo de perfuração inclui cavidades para posicionar as inserções por meio de um parafuso ou mecanismo de fixação mecânico. A posição da cavidade sobre a extremidade de corte do corpo de perfuração determina o tamanho do furo a ser perfurado. Estes tipos de perfurações são considerados eficazes de estria única, significando que as inserções sobrepõem-se. Uma inserção corta uma parte do diâmetro, a partir do diâmetro principal em direção à linha central, e as outras inserções cortam a parte remanescente, a partir da linha central para fora do ponto onde ela sobrepõe com a outra inserção.

[006] Há uma necessidade em prover ferramenta que permita utilizar a curva de força das máquinas-ferramentas modernas, enquanto acomodando o desejo de perfurar em taxas de velocidade mais elevadas e taxas de alimentação mais leves, porém em taxas de penetração basicamente mais elevadas.

SUMÀRIO DA INVENÇÃO

[007] A invenção é, portanto, direcionada a um sistema de perfuração que melhor usa a curva de força das máquinas-ferramentas modernas. O sistema de perfuração usa uma perfuração de duas etapas, utilizando inserções IC para realizar o corte de diâmetro de furo maior, e um sistema de perfuração central. Nos exemplos, as inserções IC podem ser estabelecidas em um cabeçote de perfuração em uma configuração eficaz única ou dupla. Um sistema de perfuração central corta a parte de diâmetro menor remanescente do furo e é configurado para ver menos comprimento total da superfície de corte, devido a sua posição do centro rotativo da ferramenta. O sistema de perfuração central pode incluir uma geometria de “cwVqegpVrankzc>«q”. fg oqfq sue o cabeçote de perfuração da ferramenta com possa ser guiada por toda a profundidade do furo. O sistema de perfuração permite que um furo profundo de grande diâmetro permaneça inteiramente reto para ser perfurado em velocidade mais elevada e taxas de alimentação mais leves, oferecendo assim uma ferramenta mais produtiva, que tem a vantagem das curvas de força e a capacidade de empuxo menor das máquinas-ferramentas modernas.

[008] Em outro aspecto do sistema de perfuração, tanto as inserções IC indexáveis quanto o sistema de perfuração central proveem a flexibilidade de ser capaz de ter diferentes geometrias de corte para adequar uma aplicação de usuário, com várias opções disponíveis com as inserções IC e sistema de perfuração central. Cada geometria pode ser adequada para um material e/ou aplicação específico, desse modo aumentando a eficácia do sistema. Em outro aspecto, economia e flexibilidade adicionais podem ser providas por uma faixa de cabeçotes de diâmetro fixados que se ajustam ao mesmo corpo de suporte, que provê ao usuário a capacidade de perfurar múltiplos furos dimensionados sem a aquisição de corpos de suporte adicionais.

[009] Um sistema de perfuração, de acordo com um exemplo da presente invenção, é descrito compreendendo um corpo de suporte e um cabeçote de perfuração fixável ao corpo de suporte, com o corpo de suporte tendo uma primeira superfície de união. O cabeçote de perfuração, por sua vez, tem uma segunda superfície de união, que se encaixa na primeira superfície de união do corpo de suporte. Uma de cada das primeira e segunda superfícies de união inclui pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha e pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha, respectivamente. Em um outro exemplo, uma pluralidade de protrusões de rabo de andorinha e uma pluralidade de ranhuras de rabo de andorinha podem ser usadas, cada uma delas é formada em um padrão rotacional em torno do eixo geométrico central da ferramenta. Um sistema de posicionamento central pode ser provido para permitir alinhamento do cabeçote de perfuração com o corpo de suporte. O cabeçote de perfuração é unido ao corpo de suporte girando o cabeçote de perfuração em torno do eixo geométrico da ferramenta, na direção de rotação da ferramenta (sentido horário), até a pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha encaixar com o pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha e travar o cabeçote de perfuração em posição em associação com o corpo de suporte.

[0010] Em um exemplo, o pelo menos uma protrusão e ranhura de rabo de andorinha são juntos designados para absorver as forças de corte durante a operação de perfuração em duas direções. A primeira e a segunda superfícies de união do cabeçote de perfuração e corpo de suporte juntos trasladam a força axial do cabeçote de perfuração para o corpo. O pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha e protrusão de rabo de andorinha, formados em uma das primeira e segunda superfícies de união, respectivamente, inclui superfícies que trasladam a força rotacional do cabeçote de perfuração para o corpo de suporte. Estas superfícies do pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha e protrusão de rabo de andorinha podem ser inclinadas para oporem cargas laterais das forças de perfuração.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] A Fig. 1 é uma vista em perspectiva parcial de um sistema de perfuração, de acordo com um exemplo da presente descrição;

[0012] A Fig. 2 é uma vista em elevação de topo explodida do cabeçote de perfuração associada com o sistema de perfuração;

[0013] A Fig. 3 é uma vista em perspectiva explodida do cabeçote de perfuração da Fig. 2;

[0014] A Fig. 4 é uma vista em perspectiva explodida do cabeçote de perfuração e corpo de suporte do sistema de perfuração;

[0015] A Fig. 5 é uma vista em perspectiva parcial da superfície de topo do corpo de suporte deste exemplo do sistema de perfuração;

[0016] A Fig. 6 é uma vista em perspectiva parcial da superfície de base do cabeçote de perfuração deste exemplo do sistema de perfuração;

[0017] A Fig. 7 é uma vista de topo da superfície de topo do corpo de suporte deste exemplo do sistema de perfuração;

[0018] A Fig. 8 é uma vista de fundo da superfície de base do cabeçote de perfuração deste exemplo do sistema de perfuração;

[0019] As Figs. 9a-9d mostram vistas em perspectiva parciais da conexão e unidade entre o cabeçote de perfuração e corpo de suporte deste exemplo do sistema de perfuração;

[0020] As Figs. 10a-10c mostram vistas de seção transversal parciais da conexão entre o cabeçote de perfuração e corpo de suporte deste exemplo do sistema de perfuração;

[0021] As Figs. 11a-11d mostram vistas em seção parcial dos sistemas de suprimento de refrigerante deste exemplo do sistema de perfuração; e

[0022] As Figs. 12a e 12b mostram vistas em elevação parciais de uma inserção de corte associada com o sistema de perfuração.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[0023] Com referência agora à Fig. 1, um exemplo do sistema de perfuração 10 da invenção pode incluir um corpo de suporte 12 com extremidade de haste 14, para conectar com a máquina-ferramenta e uma extremidade do cabeçote 16. O comprimento deste corpo 12 será o fator determinante da profundidade do furo a ser perfurado. No exemplo mostrado, o corpo de suporte tem duas estrias para evacuar aparas de material da geometria de corte eficaz dupla do cabeçote de perfuração 30. O cabeçote de perfuração 30 deste exemplo é unida à extremidade do corpo de suporte 12. O cabeçote de perfuração 30 suporta e posiciona uma pluralidade de inserções indexáveis 50 e um sistema de perfuração central 70 que juntos realizam a ação de corte. Os cabeçotes de perfuração 30, de diferentes diâmetros principais e configurações de corte, podem ser unidos ao corpo de suporte 12, permitindo significativa flexibilidade em admitir diferentes geometrias de corte para adequação à aplicação. Tanto as inserções 50 como o sistema de perfuração central 70 podem ser trocados de fora do cabeçote de perfuração 30, com base nos materiais e/ou aplicação do usuário. A natureza substituível das inserções indexáveis 50 e do sistema de perfuração central 70, que podem ser montados ao cabeçote de perfuração 30, permite ao usuário especificar o tipo de geometria a ser usado em cada inserção com base na aplicação. Cada geometria pode ser adequada para um material e/ou aplicação específico, desse modo aumentando a eficácia do sistema 10. Adicionalmente, mais economia e flexibilidade são providas, tendo-se uma faixa de cabeçotes de perfuração de diâmetro fixado 30 que se ajustam no mesmo corpo de suporte 12, para prover ao usuário a capacidade de perfurar múltiplos furos dimensionados sem a aquisição de corpos adicionais.

[0024] Para refinar mais o sistema 10 deste exemplo, os cabeçotes de perfuração 30 são feitas para ajustarem-se como corpos dimensionados 12 com uma predeterminada interface 100 projetada para aquela faixa de diâmetro de perfuração. Como visto nas Figs. 2 e 3, todas as inserções de corte IC 50, bem como o sistema de perfuração central 70, são montados ao cabeçote de perfuração 30. O sistema de perfuração central 70 pode ser um estilo de lâmina substituível ou estilo de perfuração de ponta substituível, e é unido com o meio mecânico de montagem para esse estilo e tendo os aspectos para localizar o sistema de perfuração central 70 em uma predeterminada posição como parte do cabeçote de perfuração 30. O cabeçote de perfuração 30 ainda inclui cavidades 32 para posicionar as inserções IC 50 na posição apropriada para realizar o corte de diâmetro principal. As inserções IC 50 podem mecanicamente ser fixadas nas cavidades 32 em posição precisa para cortar o diâmetro externo do furo desejado. O cabeçote de perfuração 30 pode incluir um poste guia central 33. Em um exemplo, o cabeçote de perfuração 30 é então unida ao corpo 12 e fixada usando-se parafusos acionados Torx 34 com cabeçotes conformados cônicos 36, como mostrado na Fig. 4. O eixo geométrico do furo de parafuso de montagem 18, no corpo de suporte, é projetado para alinhamento com o eixo geométrico do furo de parafuso de montagem 38 do cabeçote de perfuração, de tal forma que, quando apertado, o assento cônico do cabeçote de parafuso 36 influenciará o cabeçote de perfuração 30 para girar em torno de seu eixo geométrico central na direção de rotação da ferramenta, até a conexão 100 encaixar no corpo de suporte 12.

[0025] Com referência às Figs. 5 - 8, a conexão 100, entre o cabeçote de perfuração 30 e o corpo 12, é mostrada em mais detalhes e é projetada para conectar o cabeçote de perfuração 30 e o corpo 12 de uma maneira para mais eficazmente absorver as forças de corte durante uma operação de perfuração e, mais particularmente, as forças de corte em duas direções. Como visto nas Figs. 7 e 8, a superfície que traslada a força axial do cabeçote de perfuração 30 para o corpo 12 é a face plana 20 do corpo 12 e a superfície plana 26 sobre a base do cabeçote de perfuração 30. Na superfície 20 do corpo 12 são formadas ranhuras de rabo de andorinha 22 e, correspondentemente, protrusões de rabo de andorinha 42 são formadas no cabeçote de perfuração 30. As superfícies que trasladam a força rotacional do cabeçote de perfuração 30 para o corpo 12 são as faces 24 das ranhuras sobre o corpo 12 e as faces 44 das protrusões de rabo de andorinha 42 sobre o cabeçote de perfuração 30. Neste exemplo, pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha 22 e pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha 42 podem ser providos, e uma pluralidade de ranhuras de rabo de andorinha 22 e protrusões de rabo de andorinha 42 pode ser usada como mostrado, dispostas em lados opostos das superfícies de união 20 e 40. Pode ser possível formar a(s) ranhura(s) de rabo de andorinha 22 e/ou protrusão(ões) de rabo de andorinha 42 sobre uma das superfícies de união 20 e 40. No exemplo, é mostrado o posicionamento simétrico das ranhuras e protrusões, provendo equilibrada e eficaz absorção das cargas de perfuração. Em cada lado da interface 100, podem ser providos duas ranhuras 22 sobre o corpo 12 e duas protrusões interfaceantes 42 sobre o cabeçote de perfuração 30. Todas as outras superfícies desta interface são de folga. A interface desta conexão do exemplo 100 é simétrica, o que permitirá que o cabeçote seja montado com êxito em incrementos de 180fl ou outros incrementos adequados, por exemplo.

[0026] Neste exemplo, com referência às Figs. 9a-9d, as protrusões de rabo de andorinha 42 do cabeçote de perfuração 30 e as ranhuras de rabo de andorinha 22 no corpo 12 são formados em um padrão rotacional em torno do eixo geométrico central da ferramenta de uma maneira que permita primeiro que o poste guia central do cabeçote de perfuração 33 seja inserido dentro do furo do poste guia central do corpo 28, como visto na Fig. 9a. O cabeçote de perfuração 30 pode então ser girado em torno do eixo geométrico do poste central 33, na direção de rotação de ferramenta (direção horária), como visto na Fig. 9b. Quando o cabeçote de perfuração 30 é girado, as protrusões de rabo de andorinha 42 do cabeçote de perfuração 30 encaixam com as ranhuras de rabo de andorinha 22 sobre o corpo 12, como visto na Fig. 9c, e travam em posição como na Fig. 9d.

[0027] No exemplo, a conexão entre o corpo 12 e o cabeçote de perfuração 30 provê ainda distinta vantagem. Em um processo de perfuração, forças de perfuração laterais conduzem ao uso de parafusos e/ou um poste ou saliência inserível para tentar neutralizar tal carregamento lateral. Também, tentativas para evitar inclinação ou oscilação de um cabeçote de perfuração contra um corpo de suporte do carregamento lateral, devido às forças de perfuração, incluem colocar estes parafusos e/ou saliências em curva. Em tais tentativas, a posição destes aspectos em relação ao ponto do cabeçote de perfuração onde o carregamento lateral é introduzido aumenta o momento de curvatura. Ao contrário, a presente invenção provê uma conexão entre o corpo 12 e o cabeçote de perfuração 30 que eficazmente manipula o carregamento lateral diferentemente. As superfícies encaixadas 106 e 108 (vide Fig. 9b) das ranhuras de rabo de andorinha 22 e protrusões 42 podem ser orientadas em ângulos, tais como 2fl a 30fl, ou por desempenho, 5fl a 20fl, com um ângulo de 10fl mostrado no exemplo. As superfícies anguladas permitem que qualquer um e todos os componentes do carregamento lateral estejam opostos por pelo menos dois destes aspectos. A primeira função das superfícies anguladas é trasladar o torque da ferramenta em movimento axial, projetando o cabeçote de perfuração 30 sobre a superfície de assentamento do corpo de suporte 12. Sua segunda função é que, quando as superfícies anguladas são encaixadas, evitará inclinação ou oscilação do cabeçote de perfuração 30 sobre o corpo de suporte 12. Nas Figuras 10a-10c, são mostradas as superfícies encaixadas do cabeçote de perfuração 30 e corpo de suporte 12, bem como os detalhes de rabo de andorinha com linhas em 110. As setas opostas 112, na vista em seção principal, mostram como estes detalhes de rabo de andorinha criam um pregador eficaz em cada um dos detalhes com que eles são encaixados, a fim de positivamente manter o cabeçote de perfuração 30 sobre a superfície de união do corpo de suporte 12. Além disso, devido a estes detalhes serem simétricos, eles criam o efeito de formatos de cunha opostos, que não permitiria quaisquer graus de liberdade uma vez montados.

[0028] O poste guia central 25 do cabeçote de perfuração 30 insere o correspondente furo de poste guia central 15 no corpo 12. Este aspecto atua como um guia posicional, garantindo que, quando unidos, o cabeçote de perfuração 30 e o corpo 12 compartilhem o mesmo eixo geométrico de rotação dentro das tolerâncias estabelecidas, e permite apropriado alinhamento das ranhuras de rabo de andorinha e protrusões de rabo de andorinha.

[0029] Como descrito acima, o poste guia central 33 e os parafusos de montagem 34 somente atuam como um meio de guiar a unidade do cabeçote de perfuração 30 até o corpo de suporte 12. A finalidade dos parafusos de montagem é garantir apropriada montagem do cabeçote de perfuração e corpo. Uma vez apertados em posição, o cabeçote de perfuração e o corpo estarão montados e prontos para serem usados para perfurar. Os parafusos de montagem não transportam carga durante perfuração, porque toda a carga é trasladada através do cabeçote de perfuração e interface de corpo. Uma vez que as superfícies de rabo de andorinha são encaixadas, a influência dos parafusos de montagem e poste guia é insignificante. Isto impede que o poste central 33 e os parafusos de montagem 34 sejam carregados em curvatura e concentrem todas as cargas laterais opostas na interface 100 de conexão imediata.

[0030] Neste exemplo, o sistema de perfuração pode ser projetado para operar através do refrigerante de ferramenta. Como observado nas Figs. 11a e 11b, o cabeçote de perfuração 30 pode incluir quatro saídas, incluindo duas saídas internas 120, projetadas para direcionar um suprimento de refrigerante para o sistema de perfuração central 70, e duas saídas externas 122, projetadas para direcionar um suprimento de refrigerante para as inserções de corte de maior diâmetro 50. Um grande furo refrigerante central 124, formado no corpo de suporte 12, transportará o refrigerante da máquina- ferramenta, através do corpo 12, para o cabeçote de perfuração 30. Neste exemplo, como visto na Fig. 11c, as setas mostram que o refrigerante que supre as duas saídas internas 120 percorrerá através de um canal refrigerante central principal 124 formado no corpo 12, que desobstrui o furo do poste guia central 26. De lá, o refrigerante percorre o cabeçote de perfuração 30, através de um canal central 126 na base do poste guia central 33. As duas saídas internas 120 são anguladas para intersectar este canal principal 126 no cabeçote de perfuração 30 e liberar o refrigerante próximo ao sistema de perfuração central 70. Na Fig. 11d, as setas mostram o refrigerante que supre as duas saídas externas 122 que percorrerão através do canal refrigerante central principal 124 do corpo de suporte 12 em direção ao cabeçote de perfuração 30. As duas saídas 128 se estendem da face do corpo 12 e ângulo interno para intersectar com o canal refrigerante principal 124. O refrigerante percorrerá através destas saídas anguladas 128 onde eles conectam com as saídas externas 122 do mesmo diâmetro sobre a superfície de assentamento de base do cabeçote de perfuração 30, de modo que o refrigerante seja liberado próximo ao diâmetro externo do cabeçote de perfuração 30 voltado para as inserções de corte de diâmetro principal 50. Outras configurações para aplicar refrigerante em locais das inserções de corte 50 e 70 podem ser usadas.

[0031] As inserções de corte de diâmetro principal 50 podem ser inserções IC indexáveis, tais como mostrado nas Figs. 12a e 12b. Neste exemplo, inserções triangulares são mostradas, tendo três bordas de corte, e incluem um limpador 150, sendo um detalhe sobre a inserção 50 que é formada sobre a parte da inserção cortando OD principal. O limpador 150 é geralmente posicionado para estar em linha vertical com o eixo geométrico central do furo sendo perfurado. A superfície do limpador tem uma pequena quantidade de folga 152 atrás da borda de corte, como visto na Fig. 12b. O limpador 150 evita a formação de defeitos de superfície na borda de corte tendo um único ponto de contato entre a ferramenta e a peça de trabalho, tal como se um raio de canto fosse usado em vez do limpador 150. Um único contato pontual pode resultar em ranhuras visíveis no acabamento de superfície do furo, porém também não agirá para estabilizar a ferramenta. O limpador 150 permite que o sistema de perfuração forme uma configuração de furo acabada com acabamento de superfície melhorado da peça de trabalho, especialmente na desobstrução da ferramenta. Adicionalmente, o limpador 150 proverá estabilidade à ferramenta no ponto onde a perfuração central sai da peça de trabalho. No exemplo mostrado, quando as inserções 30 são ajustadas em uma configuração duplamente eficaz, haverá um limpador 150 cortando o diâmetro principal em dois lados da ferramenta, tal como 180fl entre si. Estes limpadores opostos 150 atuarão como uma reserva para a ferramenta, visto que desobstruem a peça de trabalho nos furos atravessantes. Se as inserções 30 forem instaladas em uma única configuração eficaz, com somente um limpador 150 sobre a inserção cortando o diâmetro principal, uma almofada de desgaste pode ser usada sobre o cabeçote de perfuração 30 para opor-se ao limpador 150 e prover estabilidade para saída dos furos atravessantes.

[0032] Quanto ao sistema de perfuração central 70, uma geometria de ponto de autocentralização, tal como na perfuração de ponta de lâmina AMEC T-A e Gen3sys substituíveis da Allied Machine & Engineering Corp., provê uma combinação de detalhes de folga no ponto da lâmina que aumenta muito sua capacidade de centralização. A geometria de borda de corte web positiva permite que apara mecânica livre forme-se no centro da perfuração. Estes aspectos beneficiam o projeto, produzindo um furo que se inicia no centro e mantém uma retidão total aumentada por toda a profundidade do furo. Este sistema de perfuração utiliza estes dois como o sistema de perfuração central, ou outro sistema adequado.

[0033] O design do sistema 10 permite que uma quantidade maior de diâmetro de perfuração varie com cada corpo de suporte 12, bem como tendo a flexibilidade de adaptar a geometria do sistema de perfuração central 40 para a aplicação. A conexão entre o cabeçote de perfuração 30 e o corpo de suporte 12 também provê um design estruturalmente robusto que oferece estabilidade superior para o cabeçote de perfuração 30 durante uma operação de perfuração. Qualquer volatilidade experimentada no ambiente de perfuração é manipulada pela conexão entre o cabeçote de perfuração 30 e o corpo de suporte 12, e a estabilidade do cabeçote de perfuração 30, na presente invenção, resulta nas inserções de corte 50 e 70 sendo suportadas resultando em aumentada vida da ferramenta e melhor qualidade de furo. A conexão entre o corpo 12 e o cabeçote de perfuração 30 também é manufaturada em custo eficaz e produz montagem simples.

[0034] Embora a invenção tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos desenhos e descrição precedentes, a mesma é para ser considerada de caráter ilustrativo e não restritivo, sendo compreendido que somente suas formas de realização ilustrativas foram mostradas e descritas, e que todas as mudanças e modificações, que se situem dentro do espírito da invenção descrita pelas seguintes reivindicações, são desejadas ser protegidas. Aspectos adicionais da invenção tornar-se-ão evidentes àqueles hábeis na arte na consideração da descrição. Modificações podem ser feitas sem desvio do espírito e escopo da invenção.

Claims

1. Sistema de perfuração para produzir furos profundos em uma peça de trabalho, caracterizado pelo fato de que compreende: um corpo de suporte (12) tendo um diâmetro externo; um cabeçote de perfuração (30) tendo um diâmetro externo afixável ao corpo de suporte (12), com o corpo de suporte (12) tendo uma primeira superfície de união (20) e o cabeçote de perfuração (30) tendo uma segunda superfície de união (40) que entra em contato com a primeira superfície de união (20) do corpo de suporte (12) quando afixada no mesmo; o cabeçote de perfuração (30) tendo pelo menos uma inserção de corte (50, 70) afixada no mesmo; a primeira e segunda superfície de união se estendendo para o diâmetro externo de cada uma da primeira e segunda superfície de união (20, 40) e tendo uma da pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha (42) e pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha (22), respectivamente, com a pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha formada para estender o diâmetro externo da superfície de união, e a pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha formada para se estender para o diâmetro externo da superfície de união nas primeira e segunda superfícies de união opostas (20, 40), e em que o cabeçote de perfuração (30) é montado no corpo de suporte (12) girando o cabeçote de perfuração (30) em relação ao corpo de suporte (12) em torno do eixo geométrico da ferramenta, até a pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha (42) encaixar com a pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha (22) e travar o cabeçote de perfuração (30) em posição em associação com o corpo de suporte (12), o cabeçote de perfuração (30) tendo pelo menos uma abertura (38) do topo do cabeçote de perfuração (30) para a segunda superfície de união (40), e pelo menos um fixador (34) que se estende através da pelo menos uma abertura (38) e é fixo ao corpo do suporte (12), em que após a montagem do cabeçote de perfuração (30) no corpo de suporte (12), o pelo menos um fixador (34) não carrega nenhuma carga durante a perfuração.

2. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é provida uma pluralidade de ranhuras de rabo de andorinha (22) e protrusões de rabo de andorinha (42).

3. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de ranhuras de rabo de andorinha (22) e de protrusões de rabo de andorinha (42) são simetricamente posicionadas em lados opostos de cada superfície de união em relação colinear uma a outra em cada uma das superfícies de união.

4. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as protrusões de rabo de andorinha (42) e as ranhuras de rabo de andorinha (22) são formadas em um padrão rotacional em torno do eixo geométrico central da ferramenta.

5. Sistema de perfuração de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que são providos pelo menos um par de ranhuras de rabo de andorinha (22) e protrusões de rabo de andorinha (42) interfaceantes, que são simetricamente posicionadas em lados opostos de uma superfície de união (20, 40) e permitem que o cabeçote de perfuração seja montado com êxito em incrementos predeterminados.

6. Sistema de perfuração de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um poste guia (33) sobre um do corpo de suporte (12) e cabeçote de perfuração (30), e uma abertura de poste guia (28) em outro do corpo de suporte (12) e do cabeçote de perfuração (30), em que a montagem do cabeçote de perfuração (30) ao corpo de suporte (12) inclui inserção do poste guia (33) dentro da abertura do poste guia (28) e rotação do corpo de suporte (12) com relação ao cabeçote de perfuração (30), até a pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha (42) e a pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha (22) encaixarem e travarem em posição entre si.

7. Sistema de perfuração de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada uma da pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha (42) e pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha (22) inclui uma superfície (106, 108), que encaixam entre si para transferir forças de perfuração entre o cabeçote de perfuração (30) e o corpo de suporte (12).

8. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as superfícies (106, 108) encaixadas são formadas em um ângulo.

9. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as superfícies (106, 108) encaixadas são anguladas entre 2o a 30o.

10. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que as superfícies (106, 108) encaixadas são anguladas para permitir que quaisquer e todos os componentes do carregamento lateral sejam opostos transladando o torque da ferramenta em movimento axial, desse modo, puxando o cabeçote de perfuração (30) sobre a superfície de união (20) do corpo de suporte (12).

11. Sistema de perfuração de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha (22) e a pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha (42) incluem superfícies (106, 108) que se encaixam entre si para criar uma fixação eficaz entre a pelo menos uma ranhura de rabo de andorinha (22) e a pelo menos uma protrusão de rabo de andorinha (42), a fim de positivamente reter o cabeçote de perfuração (30) sobre a superfície de união (20) do corpo de suporte (12).

12. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de ranhuras de rabo de andorinha (22) e de protrusões de rabo de andorinha (42) são formadas simetricamente em lados opostos das superfícies de união para criar o efeito de formatos de cunha opostos que evita quaisquer graus de liberdade de movimento entre o cabeçote de perfuração (30) e o corpo de suporte (12).

13. Sistema de perfuração de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um sistema de perfuração central e pelo menos uma inserção de corte para cortar o diâmetro principal de um furo, e um sistema refrigerante de ferramenta atravessante incluindo pelo menos uma saída interna posicionada para direcionar um suprimento de refrigerante para o sistema de perfuração central, pelo menos uma saída externa posicionada para direcionar um suprimento de refrigerante para a inserção de corte de diâmetro principal.

14. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de inserções de corte (50) é provida para cortar o diâmetro principal de um furo, e uma saída externa (122) direciona um suprimento de refrigerante para cada uma das inserções de corte (50).

15. Sistema de perfuração de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um sistema de perfuração central (70) e pelo menos uma inserção de corte (50) para cortar o diâmetro principal de um furo, em que a pelo menos uma inserção de corte (50) inclui uma borda de corte, incluindo um limpador (150) formado sobre a parte de corte da inserção de diâmetro principal e posicionado para estar em linha vertical com o eixo geométrico central do furo sendo perfurado.

16. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a superfície do limpador (150) tem uma pequena quantidade de folga (152) atrás da borda de corte.

17. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sistema de refrigeração de ferramenta atravessante incluindo pelo menos uma saída interna (120) posicionada para direcionar um suprimento de refrigerante para o sistema de perfuração central (50), pelo menos uma saída externa (122) posicionada para direcionar um suprimento de refrigerante para a inserção de corte de diâmetro principal (70).

18. Sistema de perfuração de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de inserções de corte (70) é provida para cortar o diâmetro principal de um furo, e uma saída externa (122) direciona um suprimento de refrigerante para cada uma das inserções de corte (70).