BR112015025630B1

BR112015025630B1 - aparelho de perfuração

Info

Publication number: BR112015025630B1
Application number: BR112015025630-9A
Authority: BR
Inventors: Go Asai
Original assignee: Smc Corporation
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2021-01-19
Also published as: JP5971595B2; CN105102145A; WO2014168227A1; EP2983844A1; KR20150126934A; RU2631569C9; EP2983844B1; KR101749237B1; US20160038990A1; US9981299B2; MX2015014122A; BR112015025630A2; JP2014205151A; TWI551429B; TW201501918A; CN105102145B; RU2015142856A; RU2631569C2; MX363233B

Abstract

APARELHO DE PERFURAÇÃO Um aparelho de perfuração (10) inclui uma unidade de acionamento (18) e um mecanismo de transmissão de força de acionamento (20) que transmite uma saída de força de acionamento pela unidade de acionamento (18) para uma haste (16). No mecanismo de transmissão de força de acionamento (20), uma ranhura de came (102) é formada em um bloco de came (34) conectado a uma haste de pistão (68), e um rolo rotativo (104) que é suportado de modo articulado sobre um corpo de deslocamento (100) conectado à haste (16), é inserido através da ranhura de came (102). A ranhura de came (102) tem uma primeira porção de ranhura (112) e uma segunda porção de ranhura (114) que são inclinadas em ângulos predeterminados de inclinação com respeito à direção de deslocamento do bloco de came (34). Quando a haste (16) é feita descer em direção à peça de trabalho (W), o rolo rotativo (104) move a partir da segunda porção de ranhura (114) para a primeira porção de ranhura (112), que tem um pequeno ângulo de inclinação, por meio de que a força de acionamento transmitida para a haste (16) é impulsionada.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de perfuração para empurrar uma haste em uma direção axial em direção a uma peça de trabalho sob a ação de acionamento de uma unidade de acionamento, para assim perfurar um orifício, etc, na peça de trabalho.

ARTE DE FUNDAMENTO

[002] Até aqui, um aparelho de perfuração tem sido conhecido para perfurar um orifício em uma peça de trabalho por empurrar um perfurador com respeito à peça de trabalho sob a forma de uma folha.

[003] Neste tipo de aparelho de perfuração, por exemplo, como revelado na Patente US No. 6.450.082, uma câmara de cilindro em forma de setor é formada no interior de um corpo tendo duas portas, um pistão, que é inclinável em torno de uma porção de extremidade superior do mesmo servindo como um ponto de suporte, é disposto no interior da câmara, e uma haste é conectada através de uma ligação, que é suporta da substancialmente em uma porção central do pistão. Uma extremidade da ligação é suportada de modo rotativo no pistão por meio de um pino, e de forma semelhante, a outra extremidade da ligação é suportada de modo rotativo em relação à extremidade superior da haste por meio de um pino.

[004] Além disso, a haste é suportada deslocavelmente em uma direção vertical no interior do corpo, e na extremidade inferior da haste, um perfurador é montado, que é utilizado quando maquinagem é executada na peça de trabalho. para uma das portas para fazer assim o outro lado de extremidade do pistão ser inclinado para cima em torno da uma porção de extremidade do mesmo, e, neste estado uma peça de trabalho é ajustada, após o que o fornecimento de fluido sob pressão é comutado para a outra porta.

[005] Por conseguinte, o pistão é empurrado pelo fluido de pressão fornecido dentro da câmara do cilindro, e o outro lado de extremidade do pistão é inclinado para baixo, acompanhado pela haste sendo empurrada para baixo através da ligação, de modo que um processo de perfuração de orifício ou similar é realizado na peça de trabalho. Neste momento, por meio de um mecanismo de alavanca articulada, o qual é constituído a partir da ligação disposta entre o pistão e a haste, a força de deslocamento do pistão é impulsionada através da ligação, e a força impulsionada é transmitida à haste.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] No entanto, com o dispositivo de perfuração acima mencionado, uma vez que a faixa de impulso de potência do mesmo é estreita quando a potência de saída é impulsionada em relação à haste pelo mecanismo de alavanca articulada, tem havido uma procura para aumentar a potência de saída sobre um intervalo mais amplo, e para executar maquinagem em peças de trabalho de forma mais confiável e com uma maior potência de saída.

[007] Um objeto geral da presente invenção consiste em fornecer um aparelho de perfuração em que a saída a partir de uma haste é impulsionada em potência, e em que a faixa de impulso de potência do mesmo pode ser expandida.

[008] O aparelho de perfuração da presente invenção compreende um corpo, uma unidade de acionamento disposta no corpo e tendo um eixo de acionamento que é deslocado em uma direção axial, uma haste disposta em um ângulo predeterminado de inclinação em relação a uma direção de deslocamento do eixo de acionamento, a haste sendo deslocavelmente disposta em relação ao corpo, e um mecanismo de transmissão de força de acionamento pelo que uma saída de força de acionamento pela unidade de acionamento é transmitida à haste. O mecanismo de transmissão de força de acionamento compreende um mecanismo de impulso de potência tendo uma porção inclinada, que é inclinada em relação à direção de deslocamento do eixo de acionamento, e a haste é empurrada pela porção inclinada sob uma ação de acionamento do eixo de acionamento, pelo que a haste é deslocada na direção axial enquanto impulsionando a força de acionamento.

[009] De acordo com a presente invenção, no aparelho de perfuração em que a haste é deslocada ao longo da direção axial sob uma ação de acionamento da unidade de acionamento, o mecanismo de transmissão de força de acionamento tem o mecanismo de impulso de potência tendo a porção inclinada, que é inclinada em relação à direção de deslocamento do eixo de acionamento na unidade de acionamento, e no mecanismo de impulso de potência, a haste é empurrada através da porção inclinada sob a ação de acionamento do eixo de acionamento, pelo que a haste é deslocada na direção axial enquanto impulsionando a força de acionamento.

[0010] Por conseguinte, por deslocamento do eixo de acionamento na direção axial sob a ação de acionamento da unidade de acionamento, a força de acionamento é impulsionada pela porção inclinada, a força impulsionada é transmitida para a haste, e a haste é deslocada em uma direção que é inclinada em relação à direção de deslocamento do eixo de acionamento. Como resultado, a força de saída aplicada à haste é impulsionada pelo mecanismo de impulso de potência, e uma vez que o impulso do mesmo ocorre ao longo de toda a área da porção inclinada, uma gama de impulso de potência maior pode ser obtida em comparação com o aparelho de perfuração convencional em que um mecanismo de alavanca articulada é usado.

[0011] Os objetos, características e vantagens da presente invenção anteriores e outros serão mais evidentes a partir da descrição seguinte quando tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais uma modalidade preferida da presente invenção é mostrada a título de exemplo ilustrativo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] A Figura 1 é uma vista de seção transversal global de um aparelho de perfuração de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0013] A Figura 2 é uma vista em perspectiva explodida do dispositivo de perfuração mostrado na Figura 1;

[0014] A Figura 3 é uma vista de seção transversal tomada ao longo da linha III-III da Figura 1;

[0015] A Figura 4 é uma vista de seção transversal geral que mostra uma condição em que uma unidade de acionamento do dispositivo de perfuração da Figura 1 é acionada, uma haste é empurrada em uma direção para baixo, e maquinagem de uma peça de trabalho é realizada;

[0016] A Figura 5 é um gráfico de curvas características em que uma característica de saída de um aparelho de perfuração convencional em que um mecanismo de alavanca articulada é usado, e uma característica de saída do aparelho de perfuração mostrado na Figura 1 são mostradas, respectivamente; e

[0017] A Figura 6 é uma vista de seção transversal geral de um aparelho de perfuração de acordo com uma modificação, em que um mecanismo de flutuação é fornecido em um local de conexão entre a unidade de acionamento e o mecanismo de transmissão de força de acionamento.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0018] Como mostrado nas Figuras 1 a 4, um aparelho de perfuração 10 inclui um corpo 12, uma haste 16 disposta para deslocamento ao longo de um orifício de passagem 14 do corpo 12, uma unidade de acionamento 18 que aciona a haste 16, e um mecanismo de transmissão de força de acionamento 20 através do qual uma força de acionamento a partir da unidade de acionamento 18 é impulsionada e transmitida à haste 16.

[0019] O corpo 12 é equipado com uma porção de base 22, que é fixada a, por exemplo, um caminho de transporte ou semelhante sobre o qual o aparelho de perfuração 10 é instalado, e uma porção de corpo principal 24 que projeta para cima (na direção da seta A1) com respeito à porção de base 22. A porção de base 22 estende em uma direção horizontal (na direção das setas B1 e B2) e tem o orifício de passagem 14 formado na mesma que penetra através da porção de base 22 em uma direção vertical (a direção de setas A1 e A2). O orifício de passagem 14 abre na superfície de fundo da porção de base 22, estende em direção à porção de corpo principal 24 (na direção da seta A1), e comunica com um primeiro orifício de acomodação 26 formado na porção de corpo principal 24.

[0020] A porção de corpo principal 24 é na forma de um bloco substancialmente retangular, por exemplo, com o primeiro orifício de acomodação 26 sendo formado em uma porção substancialmente central na direção longitudinal da mesma. O primeiro orifício de acomodação 26 estende em uma direção vertical (na direção das setas A1 e A2) e é formado com uma forma retangular em seção transversal de modo a penetrar em uma direção de espessura através da porção de corpo principal 24. Mais especificamente, o primeiro orifício de acomodação 26 é aberto em ambas as superfícies laterais da porção de corpo principal 24, e é formado em uma linha reta em conjunto com o orifício de passagem 14 da porção de base 22. Além disso, um corpo de deslocamento 100 e a haste 16, que constituem parte do mecanismo de transmissão de força de acionamento 20, estão dispostos deslocavelmente no primeiro orifício de acomodação 26.

[0021] Um orifício de eixo 28 é formado para cima do primeiro orifício de acomodação 26 (na direção da seta A1), de modo a penetrar na direção de espessura da porção de corpo principal 24. Um eixo de suporte 30 que suporta um rolo de suporte descrito mais tarde (batente) 110 é inserido através do orifício de eixo 28. O orifício de eixo 28 é separado uma distância predeterminada em relação a uma extremidade superior do primeiro orifício de acomodação 26, e penetra através da porção de corpo principal 24 em uma direção horizontal substancialmente perpendicular à direção em que o primeiro orifício de acomodação 26 estende.

[0022] Além disso, um segundo orifício de acomodação 32 é formado na porção de corpo principal 24, que estende substancialmente em uma direção horizontal (na direção das setas B1, B2) penetrando a partir de uma superfície de extremidade para outra superfície de extremidade da porção de corpo principal 24. O segundo orifício de acomodação 32 tem uma forma substancialmente retangular em seção transversal, por exemplo, e é formado em um local aproximadamente central na direção de espessura da porção de corpo principal 24. Além disso, o segundo orifício de acomodação 32 cruza com o primeiro orifício de acomodação 26 no interior da porção de corpo principal 24, e é disposto substancialmente perpendicular à direção em que o orifício de eixo 28 estende.

[0023] Mais especificamente, o primeiro e segundo orifícios de acomodação 26, 32 são formados em relação transversal para cada outro na porção de corpo principal 24 do corpo 12. Além disso, um bloco de came (corpo de bloco) 34, que constitui uma porção do mecanismo de transmissão de força de acionamento 20, é disposto deslocavelmente no segundo orifício de acomodação 32.

[0024] Porções em que o primeiro orifício de acomodação 26 abre em ambas as superfícies laterais do corpo 12 são fechadas por anexar primeiras coberturas 36, respectivamente, em ambas as superfícies laterais do corpo 12 (ver Figura 3), e como mostrado na Figura 1, onde uma porção do segundo orifício de acomodação 32 abre na outra superfície de extremidade do corpo 12 é fechada por anexar uma segunda cobertura 38 para a outra superfície de extremidade. Além disso, uma porção onde o primeiro orifício de acomodação 26 abre na superfície superior do corpo 12 é fechada por anexar uma terceira cobertura 40 para a superfície superior. A primeira a terceira coberturas 36, 38, 40 são fixas ao corpo 12 por uma pluralidade de parafusos de fixação 42, respectivamente.

[0025] A haste 16, por exemplo, é constituída a partir de um eixo que tem um diâmetro substancialmente constante. A haste 16 é inserida através do orifício de passagem 14 e o primeiro orifício de acomodação 26 do corpo 12, e é suportada por deslocamento ao longo da direção axial (direção vertical, a direção das setas A1 e A2) por uma bucha 44, que é disposta no interior do orifício de passagem 14. Um anel de cobertura 48 é instalado por meio de um anel de bloqueio 46 em uma abertura do orifício de passagem 14, e uma embalagem 50, a qual é disposta na superfície periférica interior do anel de cobertura 48, é disposta em contacto deslizante com a superfície circunferencial exterior da haste 16, de modo que por vedar a abertura, entrada de poeira ou contaminantes do exterior é impedida.

[0026] Além disso, uma extremidade da haste 16 normalmente projeta para baixo (na direção da seta A2) um comprimento predeterminado a partir da superfície de fundo do corpo 12 e o anel de cobertura 48. Um orifício de instalação 54, em que uma anexação 52 é montada, é formado em uma porção central da extremidade da haste 16. Um orifício de parafuso em que um parafuso de retenção 56 é engatado por rosca, penetra em uma direção radial a partir da superfície periférica exterior da extremidade da haste 16. O orifício do parafuso penetra através da extremidade da haste 16 para o orifício de instalação 54.

[0027] A anexação 52, por exemplo, inclui uma porção de eixo 58 formada em um lado de extremidade proximal da mesma (na direção da seta A1) e que é inserida no orifício de instalação 54, e uma porção de ferramenta de maquinagem 60 no lado de extremidade distal da mesma (na direção da seta A2). A porção de ferramenta de maquinagem 60, que tem uma forma circular em seção transversal, é reduzida em diâmetro com respeito à porção de eixo 58, e é equipada com uma parte de corte na extremidade da mesma. Adicionalmente, em um estado em que a porção de eixo 58 é inserida no orifício de instalação 54, uma extremidade do parafuso de retenção 56, que é engatada por parafuso no orifício de parafuso, é posicionada em encosto de pressão contra a superfície periférica exterior da porção de eixo 58, pelo que a anexação 52 é fixada à extremidade distal da haste 16.

[0028] Por outro lado, uma porção de conexão 62 que é reduzida em diâmetro em uma direção radial para dentro é formada em uma extremidade proximal da haste 16, que é acomodada no interior do corpo 12. Roscas de parafuso são gravadas em uma superfície circunferencial exterior da porção de conexão 62.

[0029] A unidade de acionamento 18, por exemplo, é um cilindro de pressão de fluido acionado sob o fornecimento de um fluido de pressão, e inclui um tubo de cilindro 64 formado em uma forma cilíndrica, um pistão 66 disposto deslocavelmente no interior do tubo de cilindro 64, e uma haste de pistão (eixo de acionamento) 68 conectada ao pistão 66 e que transmite uma força de acionamento para o mecanismo de transmissão de força de acionamento 20.

[0030] Um orifício de cilindro 70, que penetra na direção axial (direção das setas B1 e B2), é formado no centro do tubo de cilindro 64, e como mostrado na Figura 2, em quatro cantos do lado periférico exterior do orifício de cilindro 70, orifícios de inserção 72 são formados, respectivamente, que penetram na direção axial (direção das setas B1 e B2).

[0031] Além disso, a primeira e segunda portas 74, 76, para as quais um fluido de pressão é fornecido e a partir das quais o fluido de pressão é descarregado, são formadas sobre uma porção periférica exterior do tubo de cilindro 64. A primeira e segunda portas 74, 76 comunicam com o orifício de cilindro 70, e tubos não ilustrados são ligados, respectivamente, à primeira e segunda portas 74, 76. A primeira porta 74 é disposta sobre um lado de extremidade (na direção da seta B1) do tubo de cilindro 64, e a segunda porta 76 é disposta no outro lado de extremidade (na direção da seta B2) do tubo de cilindro 64.

[0032] Uma cobertura de cabeça 78 é instalada em uma extremidade do tubo de cilindro 64 de modo a fechar o orifício de cilindro 70, e uma cobertura de haste 80 é instalada na outra extremidade do mesmo. Além disso, um adaptador 82, o qual é formado a partir de uma placa substancialmente retangular, é colocado em encosto contra a outra extremidade do tubo de cilindro 64, e o adaptador 82 e o tubo de cilindro 64 são posicionados mutuamente por uma pluralidade de primeiros pinos de localização 84. Além disso, parafusos de fixação 86, os quais são inseridos nos orifícios de inserção 72 a partir de um lado de extremidade do tubo de cilindro 64, são engatados por parafuso e conectados aos orifícios de parafuso 88, que são formados na vizinhança dos quatro cantos do adaptador 82. Um orifício de bloco 90, pelo que o bloco de came posteriormente descrito 34 é inserido, é formado substancialmente no centro do adaptador 82.

[0033] Além disso, o adaptador 82 é posicionado relativamente aos segundos pinos de localização 92, que são dispostos entre o adaptador 82 e o corpo 12. Parafusos de fixação 96, que são inseridos através de orifícios de parafuso plurais 94 fornecidos na proximidade dos orifícios de parafuso 88, são engatados por parafuso em uma superfície de extremidade da porção de corpo principal 24 do corpo 12 para assim fixar o adaptador 82. Deste modo, a unidade de acionamento 18 é conectada através do adaptador 82 para a uma superfície de extremidade do corpo 12.

[0034] Mais especificamente, o adaptador 82 é posicionado relativamente em relação à unidade de acionamento 18 pelos primeiros pinos de localização 84, e é posicionado relativamente em relação ao corpo 12 pelos segundos pinos de localização 92.

[0035] O pistão 66 é disposto deslocavelmente na direção axial (a direção de setas B1 e B2) no interior do orifício de cilindro 70 entre a cobertura de cabeça 78 e a cobertura de haste 80. Uma extremidade da haste de pistão 68 é inserida através de um orifício de pistão 98 que penetra através do centro do pistão 66, e é fixada ao pistão 66 por calafetagem ou engaste. Por conseguinte, o pistão 66 e a haste de pistão 68 são integralmente conectadas entre si em um estado em que a haste de pistão 68 projeta no outro lado de superfície de extremidade (na direção da seta B2) do pistão 66.

[0036] Uma extremidade da haste de pistão 68 é conectada ao pistão 66 no modo acima descrito, enquanto o outro lado de extremidade da mesma (na direção da seta B2) é inserido através do interior da cobertura de haste 80 e é suportado deslocavelmente na mesma. Além disso, a outra extremidade da haste de pistão 68 projeta para fora a partir da outra porção de extremidade do tubo de cilindro 64, e é conectada ao bloco de came descrito mais tarde 34.

[0037] O mecanismo de transmissão de força de acionamento 20 inclui o bloco de came 34, o qual é disposto no segundo orifício de acomodação 32 do corpo 12 e é conectado à outra extremidade da haste de pistão 68, o corpo de deslocamento 100, o qual é conectado a uma extremidade superior da haste 16 disposta no primeiro orifício de acomodação 26, e um rolo rotativo 104, que é suportado articuladamente em uma porção de extremidade do corpo de deslocamento 100 e é inserido em uma ranhura de came (porção inclinada) 102 do bloco de came 34.

[0038] O bloco de came 34, por exemplo, é formado em uma forma tipo bloco tendo uma espessura predeterminada com uma forma substancialmente retangular em seção transversal, e em uma das suas extremidades, um orifício de acoplamento 106 é fornecido em que a outra extremidade da haste de pistão 68 é engatada por parafuso. O orifício de acoplamento 106 é disposto em uma posição ligeiramente abaixo do centro (na direção da seta A2) na direção de altura do bloco de came 34.

[0039] Além disso, um membro de suporte de placa fina 108 é instalado na superfície de fundo do bloco de came 34, e o membro de suporte 108 encosta contra uma superfície de parede de fundo do segundo orifício de acomodação 32. O membro de suporte 108 é revestido na sua superfície com um lubrificante ou um material tendo um baixo coeficiente de atrito, que serve para orientar o bloco de came 34 de modo deslizante e suavemente em uma direção horizontal ao longo da superfície de parede de fundo do segundo orifício de acomodação 32.

[0040] Por outro lado, a superfície superior do bloco de came 34 encosta contra o rolo de suporte 110, o qual é disposto de modo rotativo no interior do primeiro orifício de acomodação 26, de tal modo que quando o bloco de came 34 é deslocado, a superfície superior do bloco de came 34 é guiado em uma direção horizontal (a direção de setas B1 e B2) ao longo do segundo orifício de acomodação 32.

[0041] Além disso, quando o corpo de deslocamento 100 e a haste 16 são abaixados para executar maquinagem na peça de trabalho, no caso em que uma força de reação é aplicada a partir da peça de trabalho W em uma direção verticalmente para cima (na direção da seta A1) com respeito ao corpo de deslocamento 100 e a haste 16, o rolo de suporte 110 funciona como um batente, o qual é capaz de prevenir que o bloco de came 34 seja empurrado para cima (na direção da seta A1). Além disso, a ranhura de came 102 que penetra na direção de espessura é formada no bloco de came 34. A ranhura de came 102 é formada com uma largura substancialmente constante, e inclui uma primeira porção de ranhura 112, que é formada em um lado de superfície de fundo (em a direção da seta A2) em um lado de extremidade (na direção da seta B1) da ranhura de came 102, e uma segunda porção de ranhura 114, que é unida à primeira porção de ranhura 112 e estende gradualmente em uma direção para cima (na direção da seta A1) em direção ao outro lado de extremidade (na direção da seta B2) da ranhura de came 102.

[0042] A uma extremidade da primeira porção de ranhura 112 é formada substancialmente à mesma altura que o orifício de acoplamento 106. A primeira porção de ranhura 112 é inclinada para cima (na direção da seta A1) em um primeiro ângulo de inclinação θ1 (ver Figura 1) a partir de uma extremidade para a outra extremidade (na direção da seta B2), e a segunda porção de ranhura 114 é inclinada para cima (na direção da seta A1) em um segundo ângulo de inclinação θ2 (ver a Figura 1), que é maior do que o primeiro ângulo de inclinação θ1 da primeira porção de ranhura 112, em direção à outra extremidade (na direção da seta B2). O primeiro e segundo ângulos de inclinação θ1, θ2 são definidos como ângulos de inclinação em relação à direção horizontal (na direção das setas B1 e B2), isto é, a direção em que o bloco de came 34 é deslocado.

[0043] Mais especificamente, a ranhura de came 102 é formada com uma forma de degrau a partir da primeira e segunda porções de ranhura 112, 114 tendo diferentes ângulos de inclinação. Em adição, o rolo rotativo descrito mais tarde 104 é inserido na ranhura de came 102.

[0044] Como mostrado nas Figuras 2 e 3, o corpo de deslocamento 100 inclui uma porção de ponte 116, que é unida à porção de conexão 62 da haste 16, e porções de garfo 118, que projetam em uma maneira bifurcada perpendicularmente a partir de extremidades opostas da porção de ponte 116. Por conectar a porção de conexão 62 para a porção de ponte 116, o corpo de deslocamento 100 e a haste 16 são deslocados integralmente ao longo do primeiro orifício de acomodação 26 e o orifício de passagem 14 do corpo 12.

[0045] As porções de garfo 118 estendem em uma direção para fora da haste 16, ou seja, em uma direção para cima (na direção da seta A1), e o outro lado de extremidade do bloco de came 34 (na direção da seta B2) é inserido através de um espaço interior definido entre as porções de garfo 118, que são separados mutuamente por uma distância predeterminada. Juntamente com isto, o rolo rotativo 104 é disposto na ranhura de came 102, o rolo rotativo 104 sendo suportado rotativamente por um eixo de suporte 120, que é suportado na proximidade das extremidades das porções de garfo 118. Deste modo, através do rolo rotativo 104, o corpo de deslocamento 100 é mantido em um estado de engate com o bloco de came 34.

[0046] O aparelho de perfuração 10 de acordo com a modalidade da presente invenção é construído basicamente como descrito acima. Em seguida, operações e efeitos do aparelho de perfuração 10 serão descritos. Na descrição seguinte, a condição mostrada na Figura 1, em que o pistão 66 da unidade de acionamento 18 é deslocado para o lado da cobertura de cabeça 78 (na direção da seta B1), vai ser descrita como uma posição inicial, e um caso vai ser descrito em que um processo de perfuração de orifício é realizado em uma posição predeterminada em uma peça W por meio da anexação 52 que é montada na haste 16.

[0047] Na posição inicial, uma peça de trabalho W é posicionada abaixo (na direção da seta A2) a anexação 52 que é montada na haste 16, e uma condição é provocada em que a peça de trabalho W é posicionada em um local de maquinagem onde um processo de perfuração de orifício deve ser realizado em uma posição em uma linha reta com a anexação 52. Neste estado, um fluido de pressão é fornecido através de um tubo para a primeira porta 74 a partir de uma fonte de fornecimento de fluido de pressão não ilustrada. Por conseguinte, pelo fluido de pressão, o qual é introduzido dentro do orifício de cilindro 70, o pistão 66 é deslocado (na direção da seta B2) ao longo do tubo de cilindro 64 para a cobertura de haste 80, acompanhado pela haste de pistão 68 e o bloco de came 34 sendo deslocado integralmente em direção ao outro lado de superfície de extremidade do corpo 12 (na direção da seta B2). Além disso, neste caso, a segunda porta 76 está em um estado de ser aberta para a atmosfera.

[0048] Além disso, por deslocamento do bloco de came 34 em direção ao outro lado de superfície de extremidade (na direção da seta B2) ao longo do segundo orifício de acomodação 32, o rolo rotativo 104, o qual é posicionado na extremidade da segunda porção de ranhura 114 na ranhura de came 102, é empurrado para baixo pela segunda porção de ranhura 114, e juntamente com a mesma, a haste 16 e o corpo de deslocamento 100 que retém o rolo rotativo 104 começam a descer integralmente. Mais especificamente, a força de acionamento na direção horizontal (a direção da seta B2) aplicada ao bloco de came 34 é convertida em uma força de acionamento em uma direção para baixo vertical (na direção da seta A2), e é transmitida para o corpo de deslocamento 100 e a haste 16 pelo rolo rotativo 104, o qual é acoplado com a ranhura de came 102.

[0049] Neste momento, devido ao membro de suporte 108 instalado na superfície de fundo do bloco de came 34, o bloco de came 34 é deslocado suavemente e com alta precisão ao longo da superfície de parede de fundo do segundo orifício de acomodação 32, e a haste 16 é guiada com alta precisão em uma direção para baixo vertical (a direção da seta A2) pela bucha 44, que é disposta no lado circunferencial exterior da haste 16.

[0050] O bloco de came 34 move mais em direção ao outro lado de superfície de extremidade do corpo 12 (na direção da seta b2) mediante deslocamento do pistão 66 e a haste de pistão 68, pelo que o corpo de deslocamento 100 e a haste 16 descem ainda mais, e a porção de ferramenta de maquinagem 60 da anexação 52 é trazida para proximidade no lado da peça de trabalho W, e, em seguida, a porção de ferramenta de maquinagem 60 encosta contra a superfície da peça de trabalho W. Neste caso, como um resultado do rolo rotativo 104 ser movido a partir da segunda porção de ranhura 114 para dentro da primeira porção de ranhura 112, uma vez que a primeira porção de ranhura 112 é de um menor ângulo de inclinação do que a segunda porção de ranhura 114 (θ1 < θ2), a força de acionamento (potência de saída) aplicada ao corpo de deslocamento 100 e a haste 16 e transmitida na direção para baixo vertical (na direção da seta A2) torna-se maior. Mais especificamente, em relação à condição de engate do rolo rotativo 104 com a segunda porção de ranhura 114, a força de acionamento, a qual é transmitida na direção vertical para baixo, é impulsionada.

[0051] Dito de outra forma, na ranhura de came 102, a primeira porção de ranhura 112 ao longo da qual o rolo rotativo 104 é movido funciona como um mecanismo de impulso de potência para aumentar a força de acionamento aplicada ao corpo de deslocamento 100, a haste 16, e a anexação 52, e a distância de movimento do rolo rotativo 104 no interior da primeira porção de ranhura 112 serve como uma faixa de impulso de potência em que a força de acionamento é impulsionada.

[0052] Além disso, por acionar ainda mais a unidade de acionamento 18 em tal condição, em que a força de acionamento da mesma é impulsionada, o rolo rotativo 104 é movido em direção à extremidade da primeira porção de ranhura 112, e como mostrado na Figura 4, a porção da ferramenta de maquinagem 60 da anexação 52 perfura o local predeterminado na peça de trabalho W pela haste 16, formando assim um orifício de perfuração Z que é circular em seção transversal.

[0053] No processo de encosto da anexação 52 contra a superfície da peça de trabalho W para perfurar a peça de trabalho W, uma força de reação a partir da peça de trabalho W é aplicada para a anexação 52 em uma direção (a direção da seta A1) oposta à direção de empurrar, e tal uma força reativa é transmitida ao bloco de came 34 através da haste 16 e o corpo de deslocamento 100. No entanto, uma vez que o movimento para cima do bloco de came 34 (na direção da seta A1) é limitado pelo rolo de suporte 110, que encosta contra a superfície superior do mesmo, o bloco de came 34 é mantido na posição predeterminada sem o bloco de came 34 ser movido pela força reativa. Como resultado, mesmo no caso em que uma força reativa é aplicada no que diz respeito ao bloco de came 34, o bloco de came 34 pode ser deslocado com alta precisão ao longo do segundo orifício de acomodação 32.

[0054] Como mostrado na Figura 4, depois do orifício de perfuração Z ter sido formado em uma posição predeterminada na peça de trabalho W, sob uma ação de comutação de um dispositivo de comutação não ilustrando, o fluido de pressão, o qual foi fornecido à primeira porta 74, é fornecido ao invés para a segunda porta 76. Neste caso, a primeira porta 74 está em um estado de ser aberta para a atmosfera. Por conseguinte, o fluido de pressão é fornecido entre o pistão 66 e a cobertura de haste 80, após o que o pistão 66 é empurrado em direção à cobertura de cabeça 78 (na direção da seta B1). Juntamente com o mesmo, o pistão 66, a haste de pistão 68, e o bloco de came 34 são deslocados em conjunto de uma maneira integral.

[0055] Além disso, por deslocamento do bloco de came 34, o rolo rotativo 104 é movido a partir da primeira porção de ranhura 112 para a segunda porção de ranhura 114, após o que o corpo de deslocamento 100 e a haste 16 são puxados para cima (na direção da seta A1), acompanhado pela anexação 52 sendo puxada para fora para cima (na direção da seta A1) a partir do orifício de perfuração Z da peça de trabalho W. Após continuação do movimento do bloco de came 34 em direção à unidade de acionamento 18 (na direção da seta B1) sob uma ação de acionamento da unidade de acionamento 18, o rolo rotativo 104 é movido para a extremidade da segunda porção de ranhura 114, e como mostrado na Figura 1, a posição inicial é restaurada, em que o corpo de deslocamento 100 e a haste 16 são movidos para as suas posições para cima iniciais (na direção da seta A1).

[0056] Em seguida, diferenças nas características de saída do aparelho de perfuração 10 acima descrito, e a característica de saída de um aparelho de perfuração convencional em que um mecanismo de alavanca articulada é utilizado, vão ser descritas com referência à Figura 5.

[0057] Em primeiro lugar, uma breve descrição será dada das curvas características mostradas na Figura 5. Na Figura 5, a quantidade de deslocamento na direção horizontal (na direção da seta B2) do pistão 66 da unidade de acionamento 18 e do bloco de came 34 no mecanismo de transmissão de força de acionamento 20 é indicada no eixo horizontal, enquanto a magnitude da força de saída aplicada a partir da haste 16 na direção para baixo vertical (na direção da seta A2) é indicada no eixo vertical. Em maior detalhe, o lado esquerdo no eixo horizontal indica um ponto no tempo em que deslocamento do bloco de came 34 é iniciado quando a haste 16 é acionada na direção para baixo vertical (na direção da seta A2), e uma condição é mostrada em que a quantidade de deslocamento do bloco de came 34 é gradualmente aumentada em direção ao lado da direita, e a haste 16 é empurrada em uma direção para baixo vertical (a direção indicada pela seta A2).

[0058] Além disso, na Figura 5, uma característica de saída L1 quando a haste 16 é movida em direção à peça de trabalho W no aparelho de perfuração 10 de acordo com a presente invenção é mostrada pela linha sólida, e uma característica de saída L2 do aparelho de perfuração de acordo com a técnica convencional é mostrada pela a linha tracejada.

[0059] Como mostrado pela característica de saída L2 (linha tracejada) da Figura 5, com o aparelho de perfuração com um mecanismo de alavanca articulada de acordo com a técnica convencional, desde o início do acionamento da unidade de acionamento, a saída começa a aumentar gradualmente, e, por exemplo, em uma posição de extremidade de deslocamento G1 em que a quantidade de deslocamento atingiu um valor predeterminado, uma força de saída predeterminada F necessária para processamento da peça de trabalho W é atingida.

[0060] Em contraste com isto, como mostrado pela característica de saída L1 (linha sólida) da Figura 5, com o dispositivo de perfuração acima descrito 10 de acordo com a presente invenção, o bloco de came 34 começa a mover sob a ação de acionamento da unidade de acionamento 18, e pelo movimento do rolo rotativo 104 ao longo da segunda porção de ranhura 114, a saída aumenta gradualmente, e, em seguida, em um estágio G2 (quantidade de deslocamento) em que o rolo rotativo 104 move a partir da segunda porção de ranhura 114 para a primeira porção de ranhura 112, a força de saída predeterminada F necessária para processamento da peça de trabalho W é alcançada, e durante o período até o bloco de came 34 atingir a posição de extremidade de deslocamento G1, a saída é mantida constantemente na força de saída impulsionada F.

[0061] Colocado de outro modo, com o aparelho de perfuração 10 de acordo com a presente invenção, faz-se observar que antes da posição de extremidade de deslocamento Gl ser atingida, a saída é aumentada para a força de saída predeterminada F, e é mantida na força de saída predeterminada F.

[0062] Como resultado, como mostrado pela linha sólida na Figura 5, acionamento da unidade de acionamento 18 é iniciado, e ao longo de todo o intervalo (a partir da quantidade de deslocamento G2 para a posição de extremidade de deslocamento Gl) a partir de quando o rolo rotativo 104 constituindo o mecanismo de transmissão de força de acionamento 20 começa a mover a partir da segunda porção de ranhura 114 para a primeira porção de ranhura 112 da ranhura de came 102 até o rolo rotativo 104 ser movido para a extremidade da primeira porção de ranhura 112 e acionamento da unidade de acionamento 18 é completado, a haste 16 e a anexação 52 podem ser empurradas na direção da peça de trabalho W na força de saída constante impulsionada F e maquinagem da peça de trabalho W pode ser realizada.

[0063] Na forma anterior, com a presente modalidade, o bloco de came 34 que faz o mecanismo de transmissão de força de acionamento 20 ser conectado à outra extremidade da haste de pistão 68 da unidade de acionamento 18, e o rolo rotativo 104, o qual é suportado pelo corpo de deslocamento 100 que é conectado de modo coaxial com a haste 16, é encaixado em engate com a ranhura de came 102 do bloco de came 34. Além disso, a ranhura de came 102 inclui a primeira porção de ranhura 112, que tem o pequeno primeiro ângulo de inclinação θ1, e a segunda porção de ranhura 114, que tem o grande segundo ângulo de inclinação θ2, com respeito à direção de deslocamento (a direção das setas B1 e B2) do bloco de came 34. Através do movimento do rolo rotativo 104 a partir da segunda porção de ranhura 114 para dentro da primeira porção de ranhura 112 sob uma ação de acionamento da unidade de acionamento 18, a força de saída, que é aplicada ao corpo de deslocamento 100 e a haste 16 em uma direção para baixo vertical (na direção da seta A2), ou seja, na direção da peça de trabalho W, é impulsionada em potência. Como resultado, a saída de força de acionamento pela unidade de acionamento 18 é impulsionada através do mecanismo de transmissão de força de acionamento 20, a força impulsionada é transmitida para a haste 16, e maquinagem pode ser efetuada na peça de trabalho W.

[0064] Além disso, em comparação com o aparelho de perfuração de acordo com a técnica convencional em que um mecanismo de alavanca articulada é usado, a força de acionamento pode ser aumentada em um intervalo ao longo do comprimento na direção axial da primeira porção de ranhura 112, e o intervalo em que a força de acionamento é impulsionada pode ser alargado seguramente. Como resultado, no caso em que a anexação 52 é empurrada contra a peça de trabalho W e maquinagem é realizada na mesma, o tempo durante o qual a força de saída impulsionada é aplicada pode ser aumentado.

[0065] Além disso, mesmo se a saída de força de acionamento pela unidade de acionamento 18 seja pequena, a força de acionamento pode ser impulsionada através do mecanismo de transmissão de força de acionamento 20, a força de acionamento impulsionada pode ser transmitida para a haste 16, e a peça de trabalho W pode ser maquinada em uma saída desejada. Portanto, por exemplo, mesmo no caso em que uma grande saída é necessária, tal uma necessidade pode ser satisfeita por uma unidade de acionamento 18 que tem uma força de saída pequena, e o aparelho de perfuração 10 pode ser feito menor em tamanho.

[0066] Mais ainda, por utilizar o mecanismo de transmissão de força de acionamento 20, tal como um mecanismo de cunha, o qual é capaz de acionar o corpo de deslocamento 100 e a haste 16 verticalmente para baixo (na direção da seta A2) por meio do rolo rotativo 104 em engate com a ranhura de came 102 mediante deslocamento horizontal do bloco de came 34, em comparação com o aparelho de perfuração de acordo com a técnica convencional, em que o impulso de potência é realizado utilizando um mecanismo de alavanca articulada, o intervalo de impulso sobre o qual a força de acionamento transmitida à haste 16 é impulsionada pode ser expandido.

[0067] Ainda adicionalmente, o cilindro de pressão de fluido que constitui a unidade de acionamento 18 pode ser anexado e desanexado por rotação de rosca dos parafusos de fixação 86. Por esta razão, uma unidade de acionamento diferente, que tem uma saída desejada responsiva à forma e tipo, etc., da peça de trabalho W em que maquinagem deve ser executada pelo aparelho de perfuração 10, pode ser facilmente trocada em resposta a uma peça de trabalho diferente W. Portanto, não há necessidade de preparar aparelho de perfuração múltiplo tendo respectivas unidades de acionamento 18, cujas características de saída são diferentes, e com um único aparelho de perfuração 10, simplesmente por adequadamente trocar a unidade de acionamento 18, maquinagem pode ser executada em vários tipos de peças de trabalho W que requerem diferentes condições de saída.

[0068] Além disso, na ranhura de came 102, por convenientemente alterar o primeiro ângulo de inclinação θ1 da primeira porção de ranhura 112 ou seu comprimento na direção axial (direção das setas B1 e B2), o intervalo sobre o qual impulso ocorre ou o grau de impulso pode ser definido livremente.

[0069] Além disso, uma vez que a outra extremidade da haste de pistão 68 da unidade de acionamento 18 é conectada mais ou menos à mesma altura que a extremidade da primeira porção de ranhura 112 no bloco de came 34, por exemplo, depois de um processo de perfuração de orifício ter sido realizado na peça de trabalho W, quando a haste de pistão 68 é movida para o um lado de extremidade (na direção da seta B1) da unidade de acionamento 18 para assim restabelecer a posição inicial, uma força de puxar para fora, pela qual a anexação 52 é puxada para fora a partir do orifício de perfuração Z da peça de trabalho W, pode ser transmitida de forma confiável e eficaz a partir da haste de pistão 68 para o bloco de came 34.

[0070] Por outro lado, como em um dispositivo de perfuração 150 de acordo com uma modificação ilustrada na Figura 6, um mecanismo de flutuação 160 pode ser fornecido, a qual é capaz de destacavelmente conectar uma unidade de acionamento 152 e um mecanismo de transmissão de força de acionamento 156 em um local de conexão entre um bloco de came 158 do mecanismo de transmissão de força de acionamento 156 e a haste de pistão 154 da unidade de acionamento 152.

[0071] O mecanismo de flutuação 160 inclui uma primeira porção de conexão 166 constituída a partir de uma porção de pescoço 162, a qual é disposta na outra extremidade da haste de pistão 154 e é rebaixada em uma forma anular, e uma porção de cabeça 164 formada em uma extremidade distal e expandida em diâmetro com respeito à porção de pescoço 162, e uma segunda porção de conexão 172 tendo uma primeira ranhura de engate 168 fornecida em uma extremidade do bloco de came 158 e com que a porção de cabeça 164 é engatada, e uma segunda ranhura de engate 170 com a qual a porção de pescoço 162 é engatada.

[0072] Além disso, por meio da inserção da porção de cabeça 164 da haste de pistão 154 para dentro da primeira ranhura de engate 168 do bloco de came 158, e inserção da porção de pescoço 162 para a segunda ranhura de engate 170, um estado de engate é estabelecido entre a porção de cabeça 164 e a primeira ranhura de engate 168, e um estado conectado é realizado em que deslocamento relativo na direção axial (direção das setas B1 e B2) é restrito. Como resultado, quando a unidade de acionamento 152 é retirada do mecanismo de transmissão de força de acionamento 156 e substituída por outra nova unidade de acionamento, a haste de pistão 154 e o bloco de came 158 podem ser facilmente e confiavelmente anexados e desanexados. Assim, eficiência de trabalho da operação de troca é reforçada.

[0073] Além disso, na modalidade acima mencionada, uma condição foi descrita em que a anexação 52 é utilizada para realização de um processo de perfuração de orifício com respeito à peça de trabalho W. No entanto, simplesmente por trocar a anexação 52 com um tipo diferente de anexação, maquinagem pode ser realizada em vários tipos de peças de trabalho W pelo mesmo aparelho de perfuração 10.

[0074] Por exemplo, por usar uma anexação tendo uma lâmina ou parte de corte na extremidade distal da porção de ferramenta de maquinagem 60, ou divisão ou cisalhamento da peça de trabalho W pode ser realizado. Além disso, utilizando uma anexação, que é formada com uma forma convexa na extremidade distal da porção de ferramenta de maquinagem 60, um processo de rebitagem ou flexão pode ser realizado na peça de trabalho W. Além disso, utilizando uma anexação, que é formada com uma protrusão em forma de caracteres ou em forma de número na superfície da porção de ferramenta de maquinagem 60, um processo de gravura ou estampagem pode ser realizado com respeito à peça de trabalho W.

[0075] Deste modo, por soltar o parafuso de retenção 56, que é engatado por rosca na extremidade distal da haste 16, retirando a anexação 52 instalada no orifício de instalação 54 e substituindo-a com uma anexação diferente, e voltando a apertar o parafuso de retenção 56 a fim de fixar a anexação diferente no lugar, com um único aparelho de perfuração 10, uma pluralidade de tipos de processo podem ser realizados. Portanto, não há necessidade de preparar diferente aparelho de perfuração 10, respectivamente, para cada um de tais tipos de processos diferentes, e investimentos de equipamento podem ser suprimidos ou reduzidos.

[0076] O aparelho de perfuração de acordo com a presente invenção não é limitado à modalidade acima. Várias alterações e modificações podem ser efetuadas à modalidade sem nos afastarmos do escopo da invenção tal como definido nas reivindicações anexas.

Claims

1. Aparelho de perfuração, que compreende: um corpo (12); uma unidade de acionamento (18) disposta no corpo (12) e tendo um eixo de acionamento (68) que é deslocado em uma direção axial; uma haste (16) disposta em um ângulo predeterminado de inclinação em relação a uma direção de deslocamento do eixo de acionamento (68), a haste (16) sendo disposta deslocavelmente em relação ao corpo (12); e um mecanismo de transmissão de força de acionamento (20) através do qual uma saída de força de acionamento pela unidade de acionamento (18) é transmitida à haste (16), em que o mecanismo de transmissão de força de acionamento (20) compreende um mecanismo de impulso de potência tendo uma porção inclinada, que é inclinada em relação à direção de deslocamento do eixo de acionamento (68), e a haste (16) é empurrada pela porção inclinada sob uma ação de acionamento do eixo de acionamento (68), pelo que a haste (16) é deslocada na direção axial enquanto impulsionando a força de acionamento, e a porção inclinada consiste em uma ranhura de came (102), que é formada em um corpo de bloco (34) conectado ao eixo de acionamento (68), e pelo que um rolo (104) conectado à haste (16) é inserido, caracterizado pelo fato de que a ranhura de came (102) consiste em uma primeira porção de ranhura (112), que se estende ao longo de um primeiro eixo que é inclinada em um ângulo de inclinação θ1 com respeito à direção de deslocamento, e uma segunda porção de ranhura (114) conectada à primeira porção de ranhura (112) e que se estende ao longo de um segundo eixo que é inclinada em um ângulo de inclinação θ2 maior do que o ângulo de inclinação θ1 da primeira porção de ranhura (112).

2. Aparelho de perfuração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um batente (110) é disposto no corpo (12) em um eixo da haste (16) em uma posição em um lado oposto a partir de uma direção em que a haste (16) é empurrada.

3. Aparelho de perfuração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de acionamento (18) é removível do corpo (12).

4. Aparelho de perfuração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma anexação (52) usada para executar maquinagem em uma peça de trabalho é anexável e removível da extremidade distal da haste (16).

5. Aparelho de perfuração, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de acionamento (18) compreende um cilindro de pressão de fluido consistindo em um pistão (66) que é deslocado na direção axial sob fornecimento de um fluido de pressão, o eixo de acionamento (68) sendo conectado ao pistão (66).

6. Aparelho de perfuração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma velocidade de deslocamento da haste (16) é alterada por alterar o ângulo de inclinação θ2 da segunda porção de ranhura (114) ao longo do qual a segunda porção de ranhura (114) se estende.

7. Aparelho de perfuração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de impulso quando a haste (16) é deslocada em direção à peça de trabalho é alterada por alterar o ângulo de inclinação θ1 da primeira porção de ranhura (112) ao longo do qual a primeira porção de ranhura (112) se estende.

8. Aparelho de perfuração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extremidade do eixo de acionamento (68) é conectada ao corpo de bloco (34) por um mecanismo de flutuação (160) que permite engate em um estado em que deslocamento relativo na direção axial com respeito ao corpo de bloco (34) é limitado.