BRPI0713233A2

BRPI0713233A2 - método para a fabricação de furo passante

Info

Publication number: BRPI0713233A2
Application number: BRPI0713233-6A
Authority: BR
Inventors: Takuji Nomura; Makoto Sakai
Original assignee: Unitac Inc
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2012-04-10
Also published as: RU2009111863A; EP2060349A1; US20090123243A1; JP2008126340A; EP2060349A4; KR20090088840A; TW200836859A; JP4943824B2; CN101516554A; US20110268519A1; US20110280675A1; WO2008059697A1

Abstract

MéTODO PARA A FABRICAçãO DE FURO PASSANTE. A presente invenção provê um meio capaz de evitar a geração de uma marca espiral em uma face circunferencial interna de um furo passante e obter uma aparência superior e alta precisão de trabalho quando o furo é formado em um material de trabalho por uma ponta de broca dotada de uma lâmina de corte do tipo soldado. Ao formar um furo passante H no material de trabalho W por uma ponta de broca 1A com lâminas de corte 3A a 3C soldadas ao assento para a montagem das lâminas de corte 13a a 13c, a ponta de broca dotada de um arredondamento R na porção de extremidade externa da borda da lâmina 31a de uma lâmina de corte 3A responsável pelo corte da periferia mais externa é usada como a ponta de broca 1A.

Description

"MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE FURO PASSANTE"

Campo Técnico

A presente invenção se refere a um método para a formação de um furo passante em um material de trabalho, feito principalmente de um material metálico com o uso de uma ponta de broca dotada de uma lâmina de corte com solda forte.

Técnica Anterior

Uma ponta de broca ligada a uma extremidade distai de uma broca para corte de furos profundos inclui uma ponta de broca formada integralmente na própria lâmina de corte, uma ponta de broca provida de maneira côncava com um assento para a montagem da lâmina de corte na qual a ponta da lâmina de corte é soldada e uma ponta de broca provida de maneira côncava com um assento para a montagem da lâmina de corte, onde é rosqueada de forma destacável uma ponta descartável. São adequadamente usadas de acordo com o material de trabalho, do diâmetro de furação, das condições de trabalho etc.

As FIGS . 4A e 4B ilustram uma ponta de broca geral

para corte de furos profundos IB dotada de três lâminas de corte do tipo soldado. A ponta de broca IB é composta de um corpo com cabeça aproximadamente cilíndrica 10 dotada de lâminas de corte 3A a 3C ao longo de paredes de extremidade lia e 12a que se prolongam em uma direção aproximadamente radial comum das portas de descarga das rebarbas 11 e 12 que são abertas em formas de ventilação grandes e pequenas em uma face de extremidade frontal 10a, e uma haste de parafuso cilíndrico 20 dotada de uma rosca macho 21 em uma área aproximadamente na parte traseira de uma face circunferencial externa. As lâminas de corte 3A a 3C são geralmente formadas soldando as pontas das lâminas de corte feitas de material duro como carbeto cementado ou cermet nos assentos para a montagem das lâminas de corte 13a a 13c providas de maneira côncava nas paredes de extremidade lia e 12a do corpo principal 10 feito de aço. Com uma área de corte em uma lâmina de corte intermediário 3B sobrepondo-se parcialmente nas áreas de corte por meio de uma lâmina de corte lateral de periferia externa 3A e uma lâmina de corte lateral central 3C, as lâminas de corte cooperam para servirem como uma lâmina de corte única. Nas FIGS . 4A e 4B, o corpo principal 10 é composto de almofadas de guia 4 feitas de um material duro e soldadas no respectivo assento de montagem da almofada 14 provida de maneira côncava em dois locais na porção frontal da face circunferencial externa, e umpar de porções ranhuradas de mandrilamento 15 formadas nas posições radialmente opostas na porção traseira da face circunferencial.

As pontas da lâmina de corte feitas de material duro a serem formadas nas lâminas de corte 3A a 3C são fabricadas por formação em matriz e sinterização por um método de metalurgia de pó. Como ambas as porções de extremidade interna e externa das bordas de lâmina inclinada e linear são facilmente lascadas devido à pressão na formação se em ponta, ambas as porções de extremidade são configuradas em geral para serem arredondadas . Por outro lado, em uma lâmina de corte do tipo soldado, a precisão de posicionamento da borda da lâmina não pode ser estabelecida com exatidão devido à interposição de um material de soldagem na solda. Portanto, no caso de existirem, por exemplo, as três lâminas de corte 3A a 3C, as pontas da lâmina de corte da lâmina de corte intermediário 3B e da lâmina de corte lateral central 3C são configuradas de maneira a que ambas as porções de extremidade interna e externa das bordas da lâmina sejam arredondadas e simplesmente soldadas aos assentos para a montagem da lâmina de corte 13b e 13c. Para a lâmina de corte lateral de periferia externa 3A, entretanto, o diâmetro de corte da ponta de broca é determinado por uma posição de borda externa da lâmina de corte 3A. Portanto, é fabricada de antemão a ponta da lâmina de corte provida de um material de polimento na lateral da borda externa, e então soldada ao assento para a montagem da lâmina de corte 13a. Depois disso, a lateral da borda externa é polida de maneira a garantir a precisão do posicionamento predeterminado. Como resultado, a lâmina de corte lateral de periferia externa 3A tem uma porção de extremidade externa angularmente apontada 31a para a borda da lâmina inclinada 31 como mostrado, exceto no caso em que seja necessária uma forma de borda da lâmina individual para o corte de um furo profundo com fundo, devido à configuração do fundo do furo.

Ao usar uma ponta de broca 1B, a haste do parafuso 20 é inserida e acoplada por meio de rosca à porção distai extrema da haste da ferramenta tubular circular (também denominada de barra de furação) 5 da broca de corte profundo, em que o interior da ponta de broca 1B e o interior oco da haste ferramenta 5 se comunicam e constituem uma passagem de descarga de rebarbas 16 , como mostrado na FIG. 4(B). O corte de furo profundo é feito pelo acoplamento da haste ferramenta 5 ao fuso de uma máquina ferramenta sendo acionada rotativamente ou de forma reversa girando o material de trabalho W, como mostrado na FIG. 3(A). Como o refrigerante C é fornecido de maneira a fazer um suprimento externo, é usada uma jaqueta para o fornecimento do refrigerante 6 que integra a haste ferramenta 5 estanque ao óleo como mostrado, e o refrigerante C é introduzido na jaqueta 6 a partir de uma porta de alimentação 6a de alta pressão, com a jaqueta 6 em contato por pressão com o material de trabalho W por meio de um anel de vedação 61. 0 refrigerante introduzido C é fornecido a um lado extremo distai da ponta de broca IB pela folga T entre a face circunferencial externa da haste ferramenta 5 e a face circunferencial interna de um furo de corte H, que percorre a passagem de descarga de rebarbas 16 das portas de descarga de rebarbas 11 e 12 (FIG. 4 (A)) da ponta de broca 1B em conjunto com a rebarba K gerada em uma região de corte e então descarregada para o exterior a partir de um lado extremo proximal da haste ferramenta 5.

Revelação da Invenção

Problema a ser Solucionado pela Invenção

É conhecido que uma marca espiral (um padrão espiral) geralmente aparece na face circunferencial interna de um furo passante quando o furo é feito em um material de trabalho por uma ponta de broca convencional dotada de uma lâmina de corte do tipo soldado como a mencionada acima. O furo passante com a marca espiral não tem aparência atrativa de acabamento, também não sendo adequado em termos de precisão de trabalho, porque a marca espiral é microscopicamente o resultado de uma desigualdade na face circunferencial interna do furo.

Da mesma forma, os inventores analisaram inúmeros dados de trabalho, repetidamente produzidos por várias condições de corte em testes reais com máquinas e examinaram várias facetas para encontrar a causa da marca espiral. Como resultado, descobriu-se que se a porção da extremidade externa da borda da lâmina com ponta da lâmina de corte lateral de periferia externa tiver contato com o material de trabalho devido a um fator de qualquer espécie, como por vibrações durante a furação, de maneira que mesmo um pequeno degrau tenha sido produzido na circunferência interna do furo, a borda da lâmina se torna serrilhada na parte em degrau, mudando assim a resistência de corte, que provoca diferenças no ritmo do torque de corte, que conduz à geração da marca espiral.

Portanto, a presente invenção foi realizada em vista das circunstâncias apresentadas , sendo o ob j et ivo da presente invenção prover um meio capaz de evitar a geração da marca espiral em uma face circunferencial interna de um furo passante, sendo assim capaz de obter uma aparência superior e alta precisão de trabalho na formação do furo passante em um material de trabalho por uma ponta de broca dotada de uma lâmina de corte do tipo soldado.

Meios para Solucionar o Problema

Para ser alcançado o objetivo apresentado, um método para a formação de um furo passante de acordo com a reivindicação 1 da presente invenção é caracterizado pelo fato de que, se indicado com numerais de referência nos desenhos, quando é formado um furo passante H em um material de trabalho W por uma ponta de broca IA com lâminas de corte 3A a 3C soldadas aos assentos para a montagem das lâminas de corte 13a a 13c, a ponta de broca provida de arredondamentos R na porção de extremidade externa da borda da lâmina 31a da lâmina de corte 3A responsável pelo corte da periferia mais externa, é usada como ponta de broca IA.

A invenção de acordo com a reivindicação 2 é caracterizada pelo fato de que o arredondamento R da porção de extremidade externa da borda da lâmina 31a é 0,1 a 0,5 mm de raio r no método para a formação de um furo passante como mencionado na reivindicação 1.

No método para a formação de um furo passante como mencionado na reivindicação 1 ou 2, a invenção de acordo com a reivindicação 3 é caracterizada pelo fato de que a ponta de broca 1A tem forma cilíndrica com a face de extremidade frontal IOa dotada de portas de descarga de rebarbas 11 e 12 e um interior que constitui uma passagem de descarga de rebarbas 16 comunicando-se com as portas de descarga de rebarbas 11 e 12, e as lâminas de corte 3A a 3C são soldadas a porções de paredes laterais lia e 12a que se prolongam de forma aproximadamente radial e viradas para as portas de descarga de rebarbas 11 e 12.

Efeitos da Invenção

De acordo com a invenção conforme mencionada na reivindicação 1, quando um furo passante é feito em um material de trabalho por uma ponta de broca dotada de uma lâmina de corte do tipo soldado, a porção de extremidade externa da borda da lâmina da lâmina de corte responsável pelo corte da periferia mais externa na ponta de broca é arredondada, tornando assim difícil arranhar a porção de extremidade externa da borda da lâmina da lâmina de corte lateral de periferia externa no material de trabalho durante a furação. A produção da marca espiral em uma face circunferencial interna do furo devido a diferenças de ritmo no torque de corte proveniente de um arranhão pode ser evitada, podendo assim ser obtido um furo passante com aparência superior e alta precisão.

De acordo com a invenção conforme mencionada na reivindicação 2 , a porção de extremidade externa da borda da lâmina da lâmina de corte responsável pelo corte da periferia mais externa tem um arredondamento com determinado raio, podendo assim ser evitada com maior certeza a produção de uma marca espiral.

De acordo com a invenção como mencionado na reivindicação 3, a ponta de broca tem uma estrutura em que uma rebarba produzida na região de corte pode ser descarregada em conjunto com o refrigerante pelas portas de descarga de rebarbas na face de extremidade frontal pela passagem interna de descarga de rebarbas. Portanto, pode ser obtida uma alta eficiência de corte .

Breve Descrição dos Desenhos

A FIG. 1 ilustra o exemplo de uma ponta de broca usada no método para a formação de um furo passante de acordo com a presente invenção, e a FIG. IA é uma vista plana; a FIG. IB é uma vista frontal e a FIG. IC é uma vista ampliada de um círculo C de uma linha fantasma na FIG. IB.

A FIG. 2 ilustra a montagem das pontas da lâmina de corte em um corpo principal da ponta de broca, e a FIG. 2A é uma vista frontal antes da montagem das pontas da lâmina de corte e a FIG. 2B é uma vista frontal após a montagem das mesmas.

A FIG. 3 exemplifica uma situação de formação de um furo passante, eaFIG. 3Aé uma vista lateral em corte longitudinal da operação de formação de um furo passante em uma parte sólida de um material de trabalho; e a FIG. 3B é uma vista lateral em corte longitudinal da operação de formação de um furo passante pelo corte de ampliação de um diâmetro ao longo de um furo guia de um material de trabalho.

A FIG. 4 ilustra um exemplo de uma ponta de broca convencional usada em um método para a formação de um furo passante, e a FIG. 4A é uma vista plana e a FIG. 4B é uma vista frontal. Explicação dos Símbolos

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Melhor Modo de Realizar a Invenção

Agora, é descrita em detalhes uma configuração do método para a formação de um furo passante de acordo com a presente invenção com referência aos desenhos. É provida a ponta de broca 1A usada na presente invenção e mostrada nas FIGS. 1A a 1C com três lâminas de corte similares do tipo soldado à ponta de broca 1B convencional (ver FIG. 4) usada na formação de um furo passante e já mencionada acima. Para facilitar a compreensão comparando ambas, são dados os mesmos símbolos a cada componente em comum ou que corresponda à ponta de broca de corte 1B supramencionada.

Aponta de broca 1A é composta por um corpo principal cilíndrico 10 dotado de portas de descarga de rebarbas 11 e 12 em sua face de extremidade frontal 10a, as portas de descarga de rebarbas 11 e 12 estando abertas em formas de ventilação grandes e pequenas, e a haste de parafuso cilíndrico 20 dotada de uma rosca macho 21 em uma área aproximada à porção traseira da face circunf erencial externa, e o corpo principal IOea haste do parafuso 20 sendo concentricamente integradas. Três das lâminas de corte 3A a 3C do lado da periferia externa, intermediária e do lado central são soldadas ao longo das paredes de extremidade lia e 12b que se prolongam em uma direção aproximadamente radial comum das portas de descarga de rebarbas 11 e 12 do corpo principal 10 . Como mostrado de forma ampliada na FIG. 1C, a ponta de broca IA é diferente da ponta de broca IB pelo que uma porção de extremidade externa 31a de uma borda da lâmina inclinada 31 na lâmina de corte lateral de periferia externa 3A tem um arredondamento R.

Na face circunf erencial externa do corpo principal 10, almofadas de guia 4 feitas de um material duro são soldadas aos respectivos assentos de montagem das almofadas 14 providas de maneira côncava em dois locais no lado frontal, e um par de porções ranhuradas de mandrilamento 15 e 15 radialmente opostas são formadas no lado traseiro. 0 interior oco da ponta de broca IA se comunica com ambas as portas de descarga de rebarbas 11 e 12 no lado extremo frontal quando a passagem de descarga de rebarbas 16 estiver aberta para o lado extremo traseiro.

Nas três lâminas de corte 3A a 3C da ponta de broca IA, as pontas da lâmina de corte 30A a 30C feitas de um material duro como o carbeto cementado ou cermet soldadas aos assentos para a montagem das lâminas de corte 13a a 13c providas de maneira côncava nas paredes de extremidade lia e 12a do corpo principal 10 feito de aço. Como a precisão de posicionamento da borda da lâmina não pode ser estabelecida exatamente devido à interposição de um material de soldagem na solda, a lateral da borda externa da lâmina de corte lateral de periferia externa 3A é polida depois que a ponta da lâmina de corte 30A é soldada. Mais especificamente, as três lâminas de corte 3A a 3C cooperam para servir como uma simples lâmina de corte, parcialmente superpondo suas áreas de corte.

Portanto, são permitidas algumas variações de posicionamento com respeito tanto às bordas extremas interna e externa das lâminas de corte intermediária e do lado central 3B e 3C quanto à borda extrema interna da lâmina de corte lateral de periferia externa 3A. Por outro lado, é necessária a precisão exata de posicionamento da borda extrema externa da lâmina de corte lateral de periferia externa 3A, já que sua posição determina o diâmetro de corte. Da mesma forma, a ponta da lâmina de corte 30A a ser feita na lâmina de corte lateral da periferia externa 3A é fabricada de maneira a deixar uma parte de corte na lateral da borda externa, que é polida após a solda ao corpo principal 10 para garantir a precisão de posicionamento.

Por outro lado, as pontas da lâmina de corte 30A a 30C feitas de um material duro são fabricadas pela formação em matriz e sinterização por um método de metalurgia de pó. Portanto, ambas as porções de extremidade das bordas da lâmina linear inclinada são configuradas para ser arredondadas, para evitar o rebarbamento devido à pressão na formação. Ambas as porções arredondadas de extremidade das bordas das lâminas nas pontas da lâmina de corte 30B e 30C são feitas em ambas as porções extremas das bordas da lâmina na lâmina de corte intermediário 3B e na lâmina de corte lateral central 3C no estado em que estão. Entretanto, a porção de extremidade externa arredondada 31a da borda da lâmina 31 na ponta da lâmina de corte 30a, que é feita no lado periférico da lâmina de corte 3 constitui uma parte removida pelo polimento da lateral da borda externa após a referida solda. Por essa razão, é fabricada previamente a ponta da lâmina de corte 3OA provida com uma parte de polimento na lateral da borda externa, e soldada ao assento para a montagem da lâmina de corte 13a. Depois disso, como mostrado na FIG. 2B, a lateral da borda externa é removida linearmente por polimento, por exemplo, até a linha fantasma Sl para garantir a precisão do posicionamento predeterminado . Na ponta de broca IA usada na presente invenção, o lado extremo externo da lâmina de corte 31 é ainda removido por polimento em formato arredondado, por exemplo, até a linha fantasma S2 , e feito na porção de extremidade externa 31a com arredondamento R como mostrado nas FIGS . IBelC. Aparte removida por pol imen to em dois níveis constitui uma parte de corte 32 da ponta da lâmina de corte 30A.

Para fazer um furo passante em um material de trabalho feito de material metálico com o uso da ponta de broca 1A como acima configurada, a haste do parafuso 20 da ponta de broca 1A é inserida e acoplada (FIG. 4(B)) sob forma de rosca com a extremidade distai da haste da ferramenta tubular circular 5 da broca de corte profundo, como mostrado na FIG. 3A. Depois, a haste ferramenta 5 é acoplada ao fuso da máquina ferramenta a ser acionada de maneira rotativa, ou de forma reversa, e o material de trabalho W é girado para corte . Durante o corte, o refrigerante C é fornecido de maneira contínua à região de corte por meio do suprimento externo supramencionado. O refrigerante C entra pela passagem de descarga de rebarbas 16 a partir das portas de descarga de rebarbas 11 e 12 da ponta de broca IA em conjunto com uma rebarba K gerada na região de corte, e descarregada fora da extremidade proximal da haste ferramenta 5 pelo interior oco da haste ferramenta 5, sendo assim obtida uma alta eficiência de corte.

De acordo com o método para a formação de um furo passante, a lâmina de corte lateral de periferia externa 3A que determina um diâmetro de corte da ponta de broca IA é dotada de borda de lâmina 31, cuja porção de extremidade externa 31a tem um arredondamento R. Como conseqüência, a porção de extremidade externa 31a da borda da lâmina 31 penetra no material de trabalho W com dificuldade durante a furação, não sendo geradas diferenças no ritmo do torque de corte que resultam das etapas envolvidas na penetração. Como a produção da marca espiral na face circunferencial interna do furo pode ser evitada, o furo passante H a ser formado vem a ter uma aparência superior e uma alta precisão dimensional.

A FIG. 3A exemplifica uma situação de furação do furo passante H em uma parte sólida do material de trabalho W. Como mostrado na FIG. 3B, entretanto, a presente invenção também pode ser aplicada ao caso em que o furo passante Hl é feito de tal maneira que o material de trabalho W é provido previamente com um furo guia HO, ao longo do qual sua face circunferencial é cortada para aumentar o diâmetro. É notado que uma marca espiral é possivelmente produzida no corte de furo profundo com um fundo, por meio do uso de uma ponta de broca convencional do tipo soldada, como a ponta de broca IB exemplificada na FIG. 4. Entretanto, o interior do furo profundo com um fundo é escuro e de difícil identificação visual, e um defeito de aparência na face circunferencial interna devido à marca espiral dificilmente constitui-se em um problema. Além disso, existem muitos casos em que a exatidão da precisão dimensional para um furo com um fundo em termos de obj et ivos visados não é necessária . Portanto, apresente invenção não é direcionada à formação de um furo com fundo.

A ponta de broca usada no método da presente invenção não se limita à provida com as três lâminas de corte 3A a 3C exemplificadas. Sendo do tipo soldado, o número de lâminas de corte pode ser 1, 2 ou 4 ou mais (geralmente um número ímpar) , e o arredondamento R somente deve ser provido na porção de extremidade externa da borda da lâmina da lâmina de corte responsável pelo corte da periferia mais externa. Recomenda-se que o raio r do arredondamento R neste tipo de porção de extremidade externa da borda da lâmina seja na faixa de 0,1 a 0,5 mm de maneira a evitar com certeza a produção da marca espiral supramencionada.

A ponta de broca 1A usada na configuração exemplificada serve para um único sistema de tubo, istoé, o sistema em que o refrigerante C fornecido externamente à região de corte pela folga T entre o furo de corte Hea haste ferramenta 5 é descarregado em conjunto com uma rebarba K pela passagem de descarga interna de rebarbas 16. Entretanto, no método da presente invenção, também pode ser usada a ponta de broca para o sistema de tubo duplo, provida com a lâmina de corte do tipo soldado. No sistema de tubo duplo, a haste ferramenta de uma broca compõe um cilindro duplo com um espaço central como passagem de descarga de rebarbas e um espaço anular externo como passagem de abastecimento de refrigerante. Acoplando a ponta de broca na extremidade distai do cilindro externo sob a forma de rosqueamento, uma extremidade distai do cilindro interno tem contato com uma porção do degrau circunferencial interno da ponta de broca, de maneira que o lado extremo distai da passagem de abastecimento do refrigerante esteja fechado. Entretanto, o refrigerante é abastecido fora de um furo de abastecimento provido em uma porção de parede periférica da ponta de broca, e então enviado à região de corte. Portanto, a ponta de broca do sistema de tubo duplo tem substancialmente a mesma estrutura fundamental da ponta de broca de um sistema do tubo simples já mencionado, exceto por ter a porção do degrau circunferencial interno e o furo de abastecimento. Aponta de broca do sistema de tubo duplo, dotada de um arredondamento R na porção de extremidade externa da borda da lâmina da lâmina de corte responsável pelo corte da periferia mais externa pode ser usada na formação de um furo passante da presente invenção.

Claims

1 . Método para a formação de um furo passante em um material de trabalho por uma ponta de broca com a lâmina de corte soldada a um assento para a montagem da lâmina de corte, o método caracterizado pelo fato de que compreende: utilização, como ponta de broca, da ponta de broca provida com arredondamento na porção de extremidade externa da borda da lâmina da lâmina de corte responsável pelo corte da periferia mais externa.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o arredondamento da porção de extremidade externa da borda da lâmina é de 0,1 a 0,5 mm de raio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a ponta de broca assume uma forma cilíndrica com a face de extremidade frontal dotada de uma porta de descarga de rebarbas e um interior que constitui uma passagem de descarga de rebarbas que se comunica com a porta de descarga de rebarbas, sendo a lâmina de corte soldada a uma porção de parede lateral que se prolonga de forma aproximadamente radial e virada para a porta de descarga de rebarbas.