BRPI0709005A2 - inserto de perfuração e ferramenta de perfuração - Google Patents

Abstract

INSERTO DE PERFURAçãO E FERRAMENTA DE PERFURAçãO Expõe-se um inserto de corte para uma broca (1) com pelo menos uma borda interna (8) e uma borda externa (9), que formam os lados em torno de um ângulo (14) de um gume de corte angular (6), onde há uma protuberância em forma de borbulha (10) no vértice do ângulo (14)

Description

inserto de perfuração e ferramenta de perfuração

A invenção refere-se a um inserto de corte pa-ra uma broca com os aspectos da parte genérica da reivindi-cação 1. A invenção refere-se em particular a um insertode corte projetado com uma ponta ajustável de lado único ouduplo. Es sas pontas ajustáveis têm, por exemplo, um con-torno triangular, tetragonal, preferentemente quadrado,pentagonal ou hexagonal. As bordas localizadas entre oscantos são formadas como gumes cortantes. A ponta ajustá-vel é disposta no assento de inserto de uma ferramenta deperfuração ou de um cartucho para ser inserida em uma fer-ramenta de perfuração, de tal modo que um dos gumes cortadurante a operação de perfuração, enquanto as outras bordasficam inativas no assento de inserto. Depois do gume cor-tante ativo ficar gasto, a ponta ajustável é simplesmenteliberada do assento de inserto e ajustada de forma tal queum dos gumes cortantes inativo anteriormente é ativado, is-to é, as próximas operações de perfuração são executadascom ele. Esta rotação da ponta ajustável no assento de in-serto é realizada até que todos os gumes da ponta ajustáveltenham sido utilizados e, assim, toda a ponta ajustável tersido gasta.

Além disso, é conhecido disporem-se váriaspontas ajustáveis em uma ferramenta de perfuração. Prefe-rentemente, as pontas ajustáveis são fabricadas de carbone-tos. Quando várias pontas ajustáveis são aplicadas, porexemplo, duas ou também várias, as pontas ajustáveis sãodispostas na broca, de maneira tal que juntas formam o gumecortante principal da broca. São igualmente conhecidasconfigurações em que as pontas ajustáveis ficam dispostasno gume de corte principal com uma separação uma das ou-tras.

Isto significa que com as pontas ajustáveis épossível substituir um ou mais gumes de corte da broca a-través das pontas ajustáveis.

Quando insertos de corte forem mencionados do-ravante, o exposto refere-se ao inserto de corte com um gu-me de corte. É evidente que as indicações feitas com rela-ção ao inserto de corte podem ainda ser aplicadas a qual-quer tempo a uma ponta ajustável, que difere, como mencio-nado anteriormente, do inserto de uma única borda, pelo fa-to de que um inserto possui diversos gumes de corte ao mes-mo tempo. Insertos de corte são conhecidos pelo fato deque o corte é distribuído pelo fundo do furo da broca paraum mesmo número de gumes de cortes. Com estas ferramentas,metade dos gumes de corte perfuram o fundo do furo da brocana área central do furo da broca, considerando que a outrametade dos gumes de corte perfura a área do fundo do furoda broca que está voltada para o diâmetro externo. Estadistribuição de corte conduz a uma divisão de forças decorte. Deste modo, uma borda interna e uma borda externasão formadas em cada inserto de corte. Estas bordas inter-na e externa são preferencialmente localizadas a um ânguloem relação uma à outra, ou seja, elas formam um gume decorte angular que consiste de uma borda interna e uma bordaexterna. Para determinadas aplicações, um gume de corteangular deformado pode ainda ser utilizado, no qual as bor-das internas e externas são dispostas em relação uma à ou-tra a um ângulo de 180°. Neste caso, o inserto de corte édisposto no assento de inserto de forma que o gume de cortede borda engata obliquamente a peça a ser perfurada.

Preferentemente, as bordas interna e externasão relativamente proporcionais entre elas, de forma que odesvio unilateral da ferramenta relativa ao eixo de perfu-ração é efetivamente evitado. Devido às inevitáveis resis-tências operacionais com respeito à manufatura de ferramen-tas, entretanto, é pouco provável na prática produzir uminserto de corte de tal forma, conforme descrito acima emque um desvio unilateral da ferramenta seja completamentedescartado. O uso de diversos insertos de corte gera aindao problema que os erros de tolerância, na pior das hipóte-ses, se somam, resultando em uma tendência crescente aodesvio da ferramenta. Devido ao componente de força decorte antipenetrante, que se torna então eficaz, a ferra-menta de perfuração opera de uma maneira instável durante aaplicação, que resultará em uma qualidade precária de per-furação de broca e em uma falha precoce da ferramenta.

Realmente, a disposição angular descrita ou adisposição da forma de cobertura das bordas interna e ex-terna em relação uma da outra já aprimora o comportamentode desvio. Para efetivamente evitar o desvio da ferramentaé realmente necessário manter o ângulo formado pelas bordasinterna e externa tão agudo quanto possível. Isto acarre-ta, entretanto, um formato de apara desfavorável. Alémdisso, isto amplia a extensão da ligação dos gumes de cor-te, que, por sua vez, conduz a um aumento indesejável dasforças de corte e à ampliação da profundidade do primeirocorte. A partir do documento DE-T-694 16 248, é conhecidaa ponta ajustável, na qual as bordas interna e externa sãodivididas em duas bordas parciais com diferentes ângulos,para que neste inserto de corte as pré-bordas estejam dis-postas na frente dos gumes de corte propriamente dito, naforma de uma ferramenta de penetração. Entretanto, estadisposição dos gumes de corte resulta em formato de aparaindesejável, conhecido por apara em tiras.

Em vista destas desvantagens, a invenção é ba-seada na tarefa de aprimorar o comportamento de desvio doinserto de corte. Esta tarefa é resolvida de uma maneirainventiva pela combinação das características da reivindi-cação 1. As reivindicações dependentes contêm parcialmen-te meios de desenvolvimento da invenção e parcialmente de-senvolvimentos que são inventivos por eles mesmos.

De acordo com a reivindicação 1, o inserto decorte, em conformidade com a invenção inclui uma borda in-terna e uma borda externa. Estas bordas interna e externaformam os lados de um ângulo, ou seja, o inserto de cortetem um gume de corte angular. Na área de vértice do ânguloforma-se um gume de corte, uma protuberância em forma deborbulha é provida de acordo com a invenção. Esta protube-rância adicionalmente centraliza o gume de corte durante aoperação de perfuração. A protuberância tem um comprimentomuito curto e cobre somente o vértice do ângulo formado pe-las bordas interna e externa. Além disso, a protuberâncianão se salienta muito além do gume de corte do inserto decorte. A protuberância funciona dessa maneira como um pon-to central para o gume de corte durante a operação de per-furação. O esforço de corte essencial é ainda executadopela borda interna por um lado e pela borda externa por ou-tro lado, que são adjacentes à protuberância, enquanto quea protuberância, além da função de corte, possui ainda umafunção central para a ferramenta durante a operação de per-furação.

Cada flanco lateral da protuberância é aindaformado por uma borda de protuberância. A borda de protu-berância interna adjacente à borda interna se estende dire-tamente para dentro da borda interna e a borda de protube-rância externa se estende para dentro da borda externa.Isto significa que a transição entre as duas bordas de pro-tuberâncias das bordas interna e externa é continua e livrede desvio. Portanto, durante a operação, de corte, uma a-para continua é formada acima de todo o gume de corte e aapara não se quebra na área de transição entre as bordas deprotuberância e as bordas interna e externa. Ambas asbordas de protuberância e as bordas interna e externa for-mam preferencialmente em cada caso um par de coberturas dasbordas que incluem entre elas um ângulo menor que 180°. Emconfigurações alternativas, as bordas interna e externa sãodispostas em um ângulo de 180° ou de um ângulo maior de180°, sendo as bordas de protuberância dispostas neste casocomo uma forma de cobertura com um ângulo menor do que180°.

Em uma variação preferida, um ângulo interiorentre a borda de protuberância interior e a borda de protu-berância externa é menor do que o ângulo entre a borda in-terna e a borda externa. Deste modo, as bordas interna eexterna continuam o curso da borda de protuberância internae da borda de protuberância externa, respectivamente, naforma de um contorno plano. É particularmente ressaltadoque entre as bordas de protuberância e as bordas interna eexterna não ocorre mudança de direção dentro do gume decorte, sendo assim, o gume de corte é completamente livrede interferência de corte. Além disso, não há nenhum ângu-lo de 90° dentro do gume de corte. O gume de corte aindatem um curso angular continuo com a protuberância na áreado ponto de vértice do gume de corte.

Em outra configuração preferida, a área entrea borda de protuberância interna e a borda de protuberânciaexterna é arredondada como uma projeção em forma de borbulha.

Preferentemente todo o gume de corte tem umaestrutura simétrica. Isto permite uma troca fácil de in-serto e em particular o uso da ferramenta tanto por canho-tos como por destros. Assim, todo o gume de corte é dis-posto simetricamente em torno da protuberância. O compri-mento da borda interna é exatamente idêntico ao comprimentoda borda externa. O mesmo aplica-se às bordas de protube-rância, se fornecidas.

Em aplicações especiais, a estrutura simétricaresulta em uma introdução não balanceada de forças paradent ro do inserto de corte durante a operação de corte.

Para tais casos, preferencialmente uma estrutura assimétri-ca é fornecida, ou seja, os gumes de corte são de compri-mentos diferentes e/ou projetados com inclinações diferen-tes, a assimetria sendo escolhida de tal forma que as for-ças agem em direção ao inserto de corte durante a operaçãode corte na direção radial, ou seja, na direção normal paraa direção de corte, uma sendo compensada em relação à outraa fim de que nenhuma força radial resultante aja sobre abroca.

Para ser possível usar o inserto de corte emferramentas tanto para canhotos como para destros ou mudara direção de rotação da ferramenta, uma folga é preferenci-almente disposta na área do flanço alocada à protuberância.

É particularmente preferido, como mencionadoacima, usar uma ferramenta de corte com vários gumes decorte, projetados com uma ponta ajustável. A função duplada protuberância em uma ponta ajustável é particularmentevantajosa. Enquanto a protuberância do gume de corte ativofunciona como o melhoramento acima descrito de comportamen-to de perfuração, a protuberância de um gume de corte ina-tivo impele, com a ponta ajustável inserida, para dentro dofuro do canto que é necessariamente disposto entre as facesde apoio do inserto do assento de inserto, impedindo assimuma interferência de aparas neste furo de canto. Isto sig-nifica que a protuberância localizada no furo de canto fun-ciona como um preenchimento para o furo de canto.A invenção acima é descrita com mais detalhespor meio de uma configuração exemplificativa:

FIG. 1 ilustra um ponto de perfuração de umaferramenta de perfuração com uma ponta ajustável inserida;

FIG. 2 ilustra a ponta ajustável no assento deinserto de uma ferramenta de perfuração, de acordo com aFig. 1 em uma representação ampliada;

FIG. 3 é uma vista de topo da ponta ajustávellocalizada no assento de inserto;

FIG. 4 é um esboço do contorno da ponta ajus-tável de acordo com a invenção, com as relações angularescompreendidas na ponta ajustável; e

FIG. 5 ilustra uma ponta ajustável localizadaem um assento de inserto bem como uma seção através da pon-ta ajustável.

A broca 1 tem um ponto de perfuração 2. A facefrontal deste ponto de perfuração 2 inclui dois flancosprincipais 3. Cada flanco principal 3 é adjacente a um as-sento de inserto 4 para receber um inserto de corte 5 pro-jetado como uma ponta ajustável. O inserto de corte 5 re-presentado na configuração exemplar tem um contorno quasetriangular. Cada lado deste contorno triangular funcionacomo um gume de corte 6. Adjacentes aos gumes de corte 6,são previstas as faces laterais 6A, com cada qual o insertode corte 5 confina sobre uma face de apoio de inserto 7 doassento de inserto 4.

O gume de corte 6 que não é posicionado em di-reção às faces de apoio de inserto 7 forma o gume de corteativo do inserto de corte 5. 0 gume de corte ativo do in-serto de corte 5 é subdividido em uma borda interna 8 e umaborda externa 9. A protuberância 10 é disposta entre aborda interna 8 e a borda externa 9. Uma folga IOA é for-mada de modo que um recesso é provido na face lateral 6Aabaixo da protuberância 10.

Os flancos da protuberância 10 são eficazescomo bordas de protuberância, de modo que o flanco adjacen-te à borda interna 8 da protuberância 10 forma a borda deprotuberância interna 11 e o flanco alocado à borda externa9 da protuberância 10 forma a borda de protuberância ex-terna 12.

Na representação da Fig. 4 é evidente que oângulo interior 13 entre a borda de protuberância interna11 e a borda de protuberância externa 12 é menor do que oângulo 14 incluído pela borda interna 8 e a borda externa 9do gume de corte angular 6. 0 interior do ângulo 13 entrea borda de protuberância interna 11 e a borda de protube-rância externa 12 vantajosamente tem um valor mínimo de 60°e um valor máximo de 170°. Na configuração preferida, oângulo interior 13 é de 120° e o ângulo 14 entre a bordainterna 8 e a borda externa 9 é de 150°. A borda interna 8e a borda externa 9 beiram um ângulo obtuso para dentro daborda de protuberância 11 e a borda de protuberância exter-na 12, respectivamente. Na configuração preferida, o ângu-lo obtuso é de aproximadamente 170° e é especialmente maior150°. Finalmente, na configuração preferida, a área entrea borda de protuberância interna 11 e a borda de protube-rância externa 12 dentro da protuberância 10 é projetadacomo uma protuberância em forma de borbulha 15.

Nos desenhos, ainda se vê um parafuso de fixa-ção 16 para fixar o inserto de corte 5 no assento de inser-to 4. Além disso, será reconhecido (Fig.3) que as protube-râncias 10 dos gumes de corte inativos 6 impelem para den-tro dos furos de canto 17 na área das faces de apoio de in-serto 7, fechando-os pelo menos em parte. Desta maneira, umpreenchimento destes furos de canto 17 com chips é impedidoefetivamente.

Claims (10)

1. - Inserto de perfuração (1) com pelo menos uma bordainterna (8) e uma borda externa (9), formando os lados deum ângulo (14) de um gume angular (6), que engata a peça detrabalho durante a operação de perfuração, caracterizadopelo fato de que um ponto central projetado como sendo umaprotuberância em forma de borbulha (10) é provido novértice do ângulo (14) e os flanços laterais daprotuberância (10) formam cada um deles uma borda deprotuberância (11, 12) que se estende diretamente na bordainterna (8) e na borda externa (9), respectivamente.

2. - Inserto de perfuração, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por uma borda deprotuberância interna (11) se estender na borda interna (8)e por uma borda de protuberância externa (12) se estenderna borda externa (9), de maneira tal que o ângulo interior(13) entre a borda de protuberância interna (11) e a bordade protuberância externa (12) é menor do que o ângulo (14)entre a borda interna (8) e a borda externa (9).

3. - Inserto de perfuração, de acordo com areivindicação 1 ou 2, caracterizado por um ponto de vérticedo ângulo interno (13) arredondado como uma projeção emforma de borbulha (15) entre a borda de protuberânciainterna (11) e a borda de protuberância externa (12).

4. - Inserto de perfuração, de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado por umadisposição simétrica da borda interna (8) e da bordaexterna (9), bem como da borda de protuberância interna(11) e da borda de protuberância externa (12) em relaçãouma à outra.

5. - Inserto de perfuração, de acordo com areivindicação 4, caracterizado por a borda interna (8), aborda externa (9), bem como a borda de protuberânciainterna (11) e a borda de protuberância externa (12)estarem dispostas simetricamente à projeção em forma deborbulha (15).

6. - Inserto de perfuração, de acordo com qualquer umadas reivindicações 1 a 3, caracterizado por uma disposiçãoassimétrica das bordas de corte (8, 9, 11, 12) em relaçãoumas às outras, de uma maneira tal que durante a operaçãoas forças de corte que surgem são compensadas umas com asoutras.

7. - Inserto de perfuração, de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado por uma folgana área de flanço alocada à protuberância (10).

8. - Inserto de perfuração, de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizado por ser umaponta capaz de ser indexada com duas ou várias bordas decorte (6).

9. - Ferramenta de perfuração (1) com um inserto deperfuração, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato do inserto deperfuração (5) ser disposto em um assento de inserto (4) deforma tal que a protuberância em forma de borbulha (10) édirigida para a frente como um ponto central para o gume decorte (6).

10.- Ferramenta de perfuração (1), de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato do inserto decorte (5) ser configurado como uma ponta capaz de serindexada e ser disposta no assento de inserto (4) de formatal que pelo menos uma protuberância (10) de um gume decorte inativo (6) alcança, pelo menos em parte, um furo decanto (17) disposto entre duas faces de apoio de inserto(7) do assento de inserto (4).