BRPI0712929A2

BRPI0712929A2 - ponta de broca para uma broca

Info

Publication number: BRPI0712929A2
Application number: BRPI0712929-7A
Authority: BR
Inventors: Bernhard Walter Borschert; Ullrich Ferdinand Krenzer; Herbert Ruldolf Kauper
Original assignee: Kennametal Inc
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2012-10-02
Also published as: EP2076344B1; US8550756B2; JP2013252610A; MX2009003706A; JP2010505636A; EP2076344A1; ATE490831T1; JP5739498B2; RU2009117850A; CA2661450C; PL2076344T3; US20100092259A1; JP5406721B2; CA2661450A1; KR20090078783A; RU2452597C2; WO2008046520A1; PL2076344T5; DE502007005913D1; EP2076344B2

Abstract

PONTA DE BROCA PARA UMA BROCA. Para se obter uma boa descarga de aparas em uma broca (2), sua ponta de broca (10) uma região de gume subdividida em três segmentos de gume (16a, b, c), sendo que um segmento de gume (16b) central forma um segmento de gume inativo, que fica contíguo a um canto de gume (18) interior em um segmento de gume (16a) ativo próximo ao centro. A distância (R1) do canto de gume (18) interior do eixo central de broca (4) é então um pouco maior do que o raio de núcleo (R4) de um núcleo de broca (23). Assim o segmento de gume (16b) inativo em direção radialestá um pouco recuado com relação ao conto de gume (18) interior. Assim se obtém uma quebra da apara desarregada em duas aparas parciais (28a, 28b) e, com isso, uma confiável descarga de aparas.

Description

PONTA DE BROCA PARA UMA BROCA

A invenção refere-se a uma ponta de broca para uma broca, que se estende ao longo de um eixo central da broca em direção longitudinal da broca e que apresenta um gume se estendendo para fora.

Uma ponta de broca desse tipo pode ser vista na DE 44 35 857 Al. Na broca conhecida, a ponta de broca é apertada em uma ranhura do lado frontal do corpo da broca. 0 gume da ponta de broca se estende aproximadamente em forma de S, para fora, de um centro da broca para uma periferia da broca. Em direção longitudinal da broca, ao gume está contígua uma parede de ranhura de apara de uma ranhura de apara em caracol. Através da ranhura de apara tem lugar a descarga das aparas desbastadas pelo gume quando do levantamento de aparas.

Para garantir uma operação de perfuração contínua e tão perfeita quanto possível, as aparas devem ser descarregadas pela ranhura de apara de modo confiável e seguro. Para tanto, as aparas devem apresentar uma forma apropriada. Freqüentemente ocorre o problema de que na operação de levantamento de aparas são formadas aparas configuradas em forma helicoidal e requerem parcialmente um espaço livre maior do que o espaço livre disponibilizado pela ranhura de apara. Isso faz com que, circunstancialmente, as aparas emperrem dentro da ranhura de apara, de modo que não mais é seguramente garantida uma descarga. Existe também o perigo de que as aparas cheguem ao espaço entre a periferia da broca e a parede de perfuração e ali entalem, o que conduz a um dano da parede de perfuração e a uma geometria inexata de furo broqueado bem como a uma solicitação nitidamente elevada da broca.

0 problema da descarga bastante segura de aparas existe especialmente com materiais de aparas longas, como por exemplo aço nobre inoxidável, em que resultam aparas muito longas quando da operação de levantamento de aparas.

Para se evitar aparas excessivamente grandes é conhecido o emprego de assim chamados quebra-aparas. Da DE 699 27 417 T2 se pode depreender um inserto de corte em forma de placa para uma broca, em que por ranhuras transversais perpendicularmente ao gume são executados quebra-aparas. 0 gume é ai portanto interrompido nas posições dos quebra-aparas.

A invenção tem por objetivo garantir uma descarga segura e confiável das aparas com boa qualidade de perfuração.

0 objetivo é alcançado, segundo a invenção, por uma ponta de broca para uma broca, que se estende ao longo de um eixo central da broca em direção longitudinal da broca e que apresenta um gume se estendendo para fora de um centro de perfuração situado no eixo central da broca. Ao gume está contígua contra uma direção de rotação da broca uma área livre bem como, em direção longitudinal da broca, uma ranhura de apara. Para garantir uma descarga de aparas confiável e segura, o gume está então subdividido em ao 3/29

confiável e segura, o gume está então subdividido em ao todo três segmentos de gume, a saber, em um segmento de gume ativo, próximo ao centro, partindo do centro da broca, um segmento de gume ativo, distante do centro, situado radialmente externamente, e um segmento de gume inativo, que fica disposto entre os dois segmentos de gume ativos. Os segmentos de gume jazem todos na área frontal dianteira da ponta da broca e estão portanto dispostos não defasados entre si em direção longitudinal da broca. Além disso, apresentam, de preferência, uma transição continua entre si. 0 segmento de gume ativo, próximo ao centro, e o segmento de gume inativo ficam assim contíguos em um canto de gume interior. 0 canto de gume interior se encontra sobre um círculo interno, cujo raio é da mesma magnitude e de preferência um pouco maior do que um raio de núcleo de um núcleo de broca. A distância do canto de gume do eixo central da broca é, portanto, de preferência, ligeiramente maior do que o raio de núcleo. 0 núcleo da broca é então determinado pelo material de núcleo restante no centro entre as ranhuras de apara, isto é, o diâmetro de núcleo é a ligação mais curta entre as ranhuras de aparas.

Graças a essa configuração, o segmento de gume inativo fica disposto um pouco recuado para o interior do canto de gume interior em direção radial. Em direção radial, o canto de gume interior do segmento de gume ativo, próximo ao centro, ultrapassa o segmento de gume inativo, de modo que este não executa um trabalho de levantamento de pelo segmento de gume distante do centro.

Graças a essa configuração especial, portanto, com um gume continuo, subdividido apenas em distintos segmento, se obtém uma divisão da apara produzida em duas partes de apara menores, de modo que é possibilitada uma descarga de aparas sem problema e confiável pela ranhura de apara. 0 gume corre então no total na área frontal da ponta de broca por exemplo em forma de cone sem defasagem axial, sendo que o segmento de gume inativo une os dois segmentos de gume ativos entre si. Por "partes de apara menores" se entende então que a largura da apara definida pelo comprimento do gume é reduzida. A apara está, portanto, dividida em direção radial desde o inicio. Em direção axial, as distintas partes de apara não são de preferência quebradas, formando-se portanto aparas parciais longas. É portanto fundamental que pela geometria de gume sejam formadas duas aparas parciais diretamente no gume.

A ponta de broca é então executada especialmente como ponta de broca fixável, trocável, que é fixável por aperto e/ou com auxilio de elementos de fixação a um corpo de broca. Alternativamente, a ponta da broca está unida de modo fixo ao corpo da broca, por exemplo por soldagem. Finalmente, há ainda a possibilidade de que a ponta da broca seja uma parte do corpo da broca em uma só peça. Para a descarga das aparas é de importância fundamental a geometria da ponta da broca.

A ponta da broca é executada especialmente por uma 5/29

A ponta da broca é executada especialmente por uma assim chamada esmerilhagem de superfície em espiral ou alternativamente por uma esmerilhagem de superfície cônica. No total a ponta da broca é aproximadamente cônica. Uma área livre principal contígua ao gume contra a direção de rotação apresenta, por exemplo, um ângulo livre constante. Alternativamente, a área livre está subdividida em vários segmentos parciais com distintos ângulos livres e a área livre principal apresenta, por exemplo, um curso dobrado.

De preferência, o segmento de gume ativo, próximo ao centro, e o segmento de gume inativo formam entre si um ângulo cerca de < 90°. É assim garantido que o segmento de gume inativo fique radialmente um pouco recuado ou no máximo na mesma altura radial que o canto de gume interior. 0 ângulo se situa, de preferência, em torno de 80°, na faixa de 85° - 65°. A escolha do ângulo é em geral dependente do material a ser tratado com levantamento de aparas, para o qual a broca é projetada. Com materiais macios, como por exemplo metais leves, como alumínio, pode também ser selecionado um ângulo comparativamente agudo. 0 ângulo mínimo se situa para esses materiais em torno de 20°.

Segundo uma configuração conveniente, o gume inativo apresenta um traçado curvo. Pelo traçado curvo é portanto formada uma espécie de chanfradura oca entre o canto de gume interior e um ponto inicial do segmento de gume distante do centro. Dentro dessa chanfradura não há um engate com a peça de trabalho.

De preferência, ao segmento de gume ativo, distante do centro, se conecta um segmento de parede de uma ranhura de apara, que - visto em uma seção transversal perpendicularmente ao eixo longitudinal de broca - se estende ao longo de uma linha de arco de circulo de um circulo com um raio de forma de apara. Como o segmento de gume ativo, distante do centro, forma a aresta de limitação do lado frontal da ranhura de apara, o segmento de gume ativo, distante do centro, apresenta portanto um traçado curvo, correlato ao raio de forma de apara. Pelo traçado curvo é obtida uma formação de apara apropriada, sendo que o raio da apara é determinado pelo raio de forma de apara. Além da divisão da apara, portanto, graças à configuração preferida, é simultaneamente obtida uma formação de apara definida, de modo que é formada uma apara relativamente pequena tanto em tamanho apropriado como também em uma forma apropriada. Devido à especifica divisão da apara em várias partes de apara, especialmente duas, e à definida formação de apara, é garantida uma descarga especialmente segura da apara pela ranhura de apara.

Convenientemente, o raio de forma de apara é então de tal maneira dimensionado que o circulo definido pelo raio de forma de apara se situa em um plano perpendicular ao eixo central da broca dentro de um espaço livre, que é definido pelo traçado do gume e por uma linha periférica de broca. 0 raio de forma de apara é então de preferência de tal maneira dimensionado que o circulo se situa tão precisamente quanto possível dentro do espaço livre, que é portanto apenas um pouco menor do que o espaço livre. É assim garantido que a apara formada possa ser descarregada livremente e sem impedimento dentro da ranhura de apara.

Para uma formação de apara tão uniforme quanto possível e uma fácil produção da geometria de gume, o segmento de gume inativo e o segmento de gume ativo, distante do centro, apresentam transição contínua e especialmente sem dobra um para o outro. Os dois segmentos de gume apresentam, portanto, um curso homogeneamente contínuo um para dentro do outro.

De preferência, os dois segmentos de gume apresentam, no total, um curso em forma de foice. Por um curso em forma de foice entende-se então que o segmento de gume ativo, distante do centro, termina em um ângulo agudo com relação à periferia da broca. Graças a essa configuração em forma de foice, no canto de gume exterior é formada uma espécie de cunha, que provê de modo seguro e confiável que a apara seja guiada da parede de perfuração para o eixo da broca. É assim seguramente impedido que a apara fique entalada entre a parede da perfuração e o verso da broca do corpo da broca.

Segundo uma configuração preferida - vista em corte perpendicular ao eixo longitudinal da broca -, entre uma radial e uma tangente da parede da ranhura de apara se estendendo pelo gume secundário é formado um ângulo de apara secundário. 0 ângulo de apara secundário apresenta um valor de > 20° e se situa, especialmente, em uma faixa entre 15° e 30°.

Em outra configuração conveniente, o segmento de gume ativo, próximo ao centro, é orientado em ângulo agudo para com a ranhura de apara e os dois outros segmentos de gume se estendem ao longo da ranhura de apara, formando portanto a aresta de limitação da ranhura de apara.

De preferência, o canto de gume interior guarda uma distância para com o eixo central da broca, que corresponde aproximadamente ao raio de núcleo do núcleo da broca. O segmento de gume ativo, próximo ao centro, recobre portanto o núcleo da broca. Com isso é obtida uma divisão especialmente apropriada de ambos os segmentos de gume ativos.

Para se obter uma segura descarga de aparas pela ranhura de apara, segundo uma configuração conveniente, todo o comprimento de gume ativo de ambos os segmentos de gume ativos se divide em cerca de 2/3 no segmento de gume distante do centro e em cerca de 1/3 no segmento de gume próximo ao centro. Graças a essa divisão, o rendimento de levantamento de aparas é exercido em sua maior parte pelo segmento de gume ativo distante do centro. O volume de levantamento de aparas desbastado quando do levantamento de aparas é então mais de 80 % descarregado pelo segmento de gume ativo distante do centro.

Segundo outra execução preferida, ao segmento de gume ativo é associada uma ranhura de apara parcial interior e ao segmento de gume ativo exterior uma ranhura de apara parcial exterior para a descarga de aparas separada das aparas produzidas pelos segmentos de gume ativos. As duas ranhuras de aparas parciais são então separadas entre si, a saber, especialmente por um file de separação, que começa no canto de gume interior e se estende de preferência em forma de espiral em direção longitudinal da broca.

Essa execução tem a vantagem especial de que as duas aparas parciais produzidas quando da operação com levantamento de aparas, a saber, uma apara parcial interior, produzida pelo segmento de gume ativo interior, e uma apara parcial exterior, produzida pelo segmento de gume ativo exterior, são descarregadas separadamente. Garante- se, assim, que ambas as aparas parciais não corram uma para dentro da outra e por exemplo se enganchem e eventualmente provoquem um represamento de aparas. Pelas duas ranhuras de aparas parciais, portanto, cada apara parcial é formada separadamente e guiada separadamente da outra apara. Devido ao maior volume de levantamento de aparas do segmento de gume ativo exterior, forma-se especialmente quando do levantamento de aparas de aços inoxidáveis austeniticos, usualmente, uma apara parcial muito longa, se estendendo em forma de espiral. Frente a isso, com o segmento de gume ativo interior formam-se aparas parciais comparativamente curtas. Dispensando-se duas ranhuras de aparas parciais separadas, a apara parcial interior curta correria para dentro da apara parcial exterior longa, de modo que há o perigo de que se forme um novelo de aparas, que é problemático para ser descarregado. No total, portanto, pelas duas ranhuras de aparas parciais separadas se obtém uma descarga de aparas segura e confiável das aparas parciais.

De preferência então um raio de núcleo interior, formado pela distância radial entre o eixo central de broca e a ranhura de apara parcial interior, é menor do que um raio de núcleo exterior, que por sua vez é formado pela distância radial entre o eixo central da broca e a ranhura de apara parcial exterior. A base de ranhura da ranhura de apara parcial interior é orientada, portanto, mais próxima do eixo central da broca.

No sentido de uma descarga de aparas confiável, portanto, as ranhuras de aparas parciais é executada em geral distintamente. Para aperfeiçoar ainda mais a descarga de aparas, de preferência os raios de núcleo na direção longitudinal da broca variam distintamente em direção longitudinal da broca. Pela distinta variação das ranhuras de aparas parciais em direção longitudinal da broca, a direção de transporte das aparas em direção longitudinal é definidamente de tal maneira influenciada que é garantido que as duas aparas parciais não corram uma para dentro da outra, mas sim são formadas lado a lado e também descarregadas lado a lado no decurso ulterior. Convenientemente é então previsto que o raio de núcleo exterior diminua em direção longitudinal da broca. Pela diminuição do raio de núcleo exterior é aumentada a profundidade da ranhura de apara, de modo que com crescente distância da região de gume fica maior o espaço livre para a apara parcial exterior. De preferência, complementarmente é previsto que o raio de núcleo interior ao menos permaneça constante ou aumente em direção longitudinal da broca. No total, graças a essas medidas, as duas aparas parciais são distintamente guiadas em direção longitudinal da broca, de modo que é excluído um emperramento das aparas parciais entre si.

Para um confiável curso lado a lado de ambas as aparas parciais, é ainda convenientemente previsto que as duas ranhuras de aparas parciais apresentem distintos ângulos de torção, sendo que especialmente a ranhura de apara parcial exterior apresenta um ângulo de torção maior do que a ranhura de apara parcial interior. Por ângulo de torção é aí entendida, em geral, a orientação da respectiva ranhura de apara parcial com relação à direção longitudinal da broca.

De preferência, a ranhura de apara parcial interior apresenta um raio de forma de apara menor do que a ranhura de apara parcial exterior. 0 raio de forma de apara é fundamental para a formação e, com isso, para o diâmetro da apara usualmente em forma de espiral. Por isso, graças a essa medida é garantido que a apara parcial interior em diâmetro via de regra nitidamente menor, de modo que as duas aparas parciais se distinguem em seus diâmetros.

Convenientemente, as duas ranhuras de aparas parciais se distinguem também no que concerne ao ângulo de apara secundário, que é formado respectivamente entre uma parede de ranhura de apara e uma radial pelo eixo central da broca. No caso da ranhura de apara parcial interior, a correspondente radial se estende pelo canto de gume interior e forma um ângulo de apara secundário interior. No caso da ranhura de apara parcial exterior, a radial se estende pelo ângulo de gume exterior e forma com a parede de ranhura de apara um ângulo de apara secundário exterior. Os dois ângulos de apara secundários se distinguem então, sendo que o ângulo de apara secundário interior convenientemente é de magnitude menor do que o ângulo de apara secundário exterior. No total, o ângulo de apara secundário exterior apresenta, devido à configuração do tipo foice um valor comparativamente grande, na faixa de 20° - 30°. 0 ângulo de apara secundário interior é, pelo contrário, em magnitude nitidamente menor, e por exemplo apenas a metade dele. Convenientemente, adicionalmente é previsto que o ângulo de apara secundário exterior é formado como um ângulo de apara secundário agudo, assim chamado positivo, sendo que o ângulo de apara secundário interior é um ângulo de apara secundário obtuso, assim chamado negativo.

Além disso, complementarmente, é previsto que o 13/29

Além disso, complementarmente, é previsto que o ângulo de apara secundário exterior se altere em direção longitudinal da broca e seja especialmente menor em magnitude.

Em uma configuração preferida, as duas ranhuras de aparas parciais se juntam em uma ranhura de apara comum. A junção ocorre então distante dos segmentos de gume, quando as aparas já estão suficientemente formadas e se estendem lado a lado. Pois, tão logo as aparas parciais formadas se apresentam separadamente lado a lado, podem ser descarregadas sem problemas em uma ranhura de apara comum. Assim, as medidas construtivas são limitadas apenas à região da ponta da broca e não é necessário executar as duas ranhuras de aparas parciais por todo o comprimento da broca. Com uma furadeira modular, em que uma ponta de broca é inserida em um corpo de broca, as duas ranhuras de aparas parciais são executadas de preferência apenas na ponta da broca. As duas ranhuras de aparas parciais da ponta da broca desembocam então em uma ranhura de apara comum do corpo da broca.

Devido à especifica descarga também da apara parcial interior, nessa variante de execução com as duas ranhuras de aparas parciais em comparação com uma variante de execução ou ranhuras de aparas parciais é previsto um aumento do volume de levantamento de aparas do segmento de gume ativo interior. Na variante de execução com as duas ranhuras de aparas parciais, portanto, de preferência o comprimento radial ativo do segmento de gume ativo interior é maior igual cerca de 50 % de todo o comprimento de gume radial ativo. O comprimento radial do segmento de gume ativo interior importa então, de preferência, em até 2/3 de todo o comprimento de gume radial ativo. O comprimento radial do segmento de gume ativo interior é então definido pelo raio de um circulo interno, sobre o qual se encontra o canto de gume interior. Todo o comprimento de gume radial ativo é definido pelo raio da broca. Na variante de execução com as duas ranhuras de aparas parciais, portanto, a relação desses dois raios é de cerca de 1/2 - 2/3.

Exemplos de execução da invenção serão mais detalhadamente explicados a seguir com auxilio do desenho. Mostram respectivamente em representações esquemáticas e simplificadas:

Fig. 1 - uma vista do alto de uma ponta de broca segundo uma primeira variante de execução,

Fig. 2 - uma vista lateral de uma broca, Fig. 3A - uma representação lateral de uma ponta de broca conforme uma segunda variante de execução,

Fig. 3B - uma vista do alto de uma superposição de vários cortes pela ponta de broca conforme fig. 3A correspondente aos planos de corte indicados na fig. 3A,

Fig. 4 - uma vista do alto da ponta de broca segundo a fig. 3A,

Fig. 5 - outra representação em corte pela ponta de broca segundo a fig. 3A aproximadamente na região do plano de corte A-A, bem como

Fig. 6 - uma vista lateral em recorte de uma broca em espiral com a ponta de broca segundo a fig. 3A.

Nas figuras, partes de ação igual são providas de iguais referências. Como se pode depreender da fig. 2, a broca em espiral 2 nela representada se estende em direção longitudinal ao longo de um eixo central de broca 4. Ela apresenta em sua extremidade traseira um segmento de haste 6, com o qual é sujeito em uma máquina de usinagem apropriada. Ao segmento de haste 6 se conecta um corpo de broca 8, que apresenta no lado extremo frontal uma ponta de broca 10. A broca em espiral 2 representada abrange duas ranhuras de aparas 12 se estendendo em forma de espiral, que se estendem até dentro da ponta de broca 10. Por toda a broca em espiral 2 estão usualmente guiadas perfurações de agente refrigerante, que saem no lado extremo frontal ou próximo à ponta na ponta de broca 10. Ao longo da ranhura de apara 12 se estende em direção longitudinal da broca respectivamente um gume secundário 14, que portanto é igualmente executado se estendendo em forma de espiral.

A ponta de broca 10 está executada no exemplo de execução como uma parte separada, trocável, que está fixada por aperto no corpo de broca 8. Na broca em espiral 2 representada na fig. 2 trata-se, portanto, de uma ferramenta de furar modular. Em principio, pode também ser prevista uma ponta de broca 10 unida fixamente com o corpo de broca 8, que esteja unida por exemplo por soldagem com o corpo de broca 8. Além disso, há também a possibilidade de prever como broca em espiral 2 uma assim chamada broca de metal duro plena, em que a ponta de broca é uma parte integrante do corpo de broca 8 em uma só peça.

A geometria de gume especial da ponta de broca 10 pode ser depreendida da vista do alto segundo a fig. 1. Segundo ela, no exemplo de execução, partindo do centro de broca situado sobre o eixo central de broca 4 estão respectivamente previstas duas regiões de gume se estendendo para fora, que apresentam respectivamente três segmentos de gume 16a, b, c. Todos os segmentos de gume se estendem sem defasagem ao longo da área frontal em forma de superfície cônica no exemplo de execução. Em princípio, também poderiam ser previstas mais de duas, por exemplo três, regiões de gume com respectivamente três segmentos de gume 16a-c. A ponta de broca 10 é executada simétrica em rotação com relação ao eixo central de broca 4. Na variante de execução representada, a ponta de broca 10 é simétrica em rotação em 18 0°. O primeiro segmento de gume 16a forma um segmento de gume ativo, próximo ao centro, e se estende do eixo central de broca 4 aproximadamente em direção radial até um canto de gume 18 interior. No exemplo de execução, os dois segmentos de gume 16a próximos ao centro, ativos, formam um gume parcial se estendendo aproximadamente em forma de S, que abrange na região do eixo central de broca 4 um gume transversal se estendendo em linha reta. Ao canto de gume 18 interior se conecta um segmento de gume 16b inativo, que em um ponto inicial 19 apresenta transição continua e isenta de aresta para um segmento de gume 16c ativo, distante do centro. 0 segmento de gume 16c ativo, distante do centro, se estende até um canto de gume 20 exterior.

Quando do emprego, a broca em espiral 2 gira em torno do eixo central de broca 4 em direção de rotação 21. O canto de gume 19 interior define então um circulo interno 22, representado tracejado na fig. 1, com um raio de circulo interno RI, e o canto de gume 20 exterior define um circulo externo 24, representado em linha mista na fig. 1, com um raio de circulo externo R2. O raio de circulo externo R2 corresponde então ao raio nominal da broca e define uma periferia da broca. Ao canto de gume 20 exterior se conecta em direção longitudinal o gume secundário 14. Na região do gume secundário 14 está prevista no canto de gume 20 exterior uma chanfradura 26, com a qual a broca em espiral 2 se apóia em uma parede de perfuração.

De significado especial é então que o canto de gume 18 interior, observado em direção radial, se situa um pouco mais externamente do que o segmento de gume 16b inativo. Como o segmento de gume 16b inativo apresenta simultaneamente o ponto da ranhura de apara 12 mais próxima do centro, a distância do canto de gume 18 e, com isso, o raio Rl do circulo interno 22, é um pouco maior do que um raio de núcleo R4 de um núcleo de broca 23, que está indicado por uma linha tracejada. 0 núcleo de broca 23 é então determinado pelo material de núcleo restante no centro entre as ranhuras de apara 2. 0 raio de núcleo R4 é assim definido pela mais curta meia distância entre as duas ranhuras de apara 12. Graças a essa configuração o segmento de gume 16b médio está deslocado um pouco para trás em direção radial com relação ao canto de gume 18 interior, de modo que o segmento de gume 16b do meio não participa do trabalho de levantamento de aparas. 0 primeiro ponto que novamente participa do trabalho de levantamento de aparas é o ponto inicial 19 do segmento de gume 16c distante do centro. Entre o segmento de gume 16a ativo, próximo ao centro, e o segmento de gume 16b inativo, do meio, está formado um ângulo de gume a, que se situa aproximadamente na faixa de 90° e, de preferência, é menor do que 90°. O ângulo de gume α é então definido pelo ângulo entre as tangentes, se estendendo pelo canto de gume 18 interior, de ambos os segmentos de gume 16a, b, especialmente pelo ângulo entre as projeções de ambas as tangentes em uma plano ortogonal ao eixo central da broca.

Por metade de broca, portanto, são executados dois segmentos de gume 16 a, c espacialmente separados entre si, que executam o trabalho de levantamento de aparas. Resultam assim também dias partes de apara 28a,b separadas. A geometria especial do gume com os três segmentos de gume 16 a-c e o segmento de gume 16b inativo, mediano, atua portanto, à maneira de um divisor de apara, com traçado simultaneamente continuo do gume. O comprimento total de gume atuando em direção radial se divide, no primeiro exemplo de execução segundo a fig. 1, nos dois segmentos de gume 16a, c, a saber, especialmente em cerca de 2/3 no segmento de gume 16c ativo, distante do centro, e em cerca de 1/3 no segmento de gume 16a ativo, próximo ao centro. Por comprimento de gume atuando em direção longitudinal deve ser entendido então o comprimento radial do respectivo segmento de gume 16a, c em direção radial. 0 comprimento de gume radialmente ativo do segmento de gume 16a próximo ao centro corresponde, portanto, ao raio de circulo interno RI, e o comprimento de gume radialmente ativo do segmento de gume 16c distante do centro corresponde à diferença entre o raio de circulo externo R2 e o raio de circulo interno RI. 0 raio de circulo interno Rl se situa em geral na faixa entre cerca de 20 % até 40 % do raio de circulo externo R2. O raio de circulo interno Rl é então um pouco maior do que o raio de núcleo R4. Especialmente em brocas 2, em que o raio de núcleo apresenta mais do que 30 % do raio de circulo externo, o raio de circulo interno Rl corresponde aproximadamente ao raio de núcleo R4 do núcleo de broca 23.

Para a desejada descarga segura, além da divisão da apara nas duas partes de apara 28a, b, é também de especial importância uma formação de apara definida. Para se obter isso é inicialmente previsto que os dois segmentos de gume 16b,c apresentem uma transição mútua homogênea e isenta de arestas ao longo de uma linha curvada. Os dois segmentos de gume 16b,c são então de tal maneira curvados que uma parede de ranhura de apara 30 contígua limitando a ranhura de apara 12, que se conecta a esses segmentos de gume 16b, c, se estende ao longo de uma linha de arco de círculo com um raio de forma de apara R3. O raio de forma de apara R3 se situa dentro de um plano ortogonal ao eixo central da broca e forma com ponto central M um círculo de apara 27 imaginário, situado nesse plano. O raio de forma de apara R3 determina o raio de apara da parte de apara 28b que se forma quando da operação de levantamento de aparas. O raio de forma de apara R3 é de tal maneira dimensionado que a parte de apara 28b formada é menor ou no máximo do mesmo tamanho que o espaço provido pela ranhura de apara 12 para com a parede de perfuração, cujo traçado corresponde ao círculo externo 24 representado pela linha mista na fig. 1. O raio de forma de apara R3 é, portanto, ligeiramente menor ou igual à metade de um trecho s, que começa no canto de gume 18 interior, passa pelo ponto central M do círculo de apara 27 e termina no círculo externo 24.

Devido à geometria especial dos segmentos de gume 16b, c com o segmento de extensão curva da parede de ranhura de apara 30, se obtém no total uma configuração do tipo foice dos segmentos de gume 16b, c. Ao todo, por esse traçado do tipo foice entre uma radial 32, que passa pelo canto de gume 20 exterior, e a parede de ranhura de apara 30 ou o segmento de gume 16c é formada uma chanfradura oca. O segmento de gume 16c distante do centro se estende à maneira de cunha e termina em ponta para com o circulo externo 24. Em um plano, visto perpendicularmente ao eixo central de broca 4, entre a radial 32 e a tangente da parede de ranhura de apara 30 no canto de gume 20 exterior está formado um ângulo de apara secundário γ, que é de preferência maior do que 20°. Graças a essa configuração em forma de foice, a parte de apara 28b resultante é seguramente conduzida para longe da parede de perfuração, de modo que é evitado confiavelmente um emperramento entre a chanfradura 26 e a parede de perfuração.

A ponta de broca 10 é executada, de preferência, por uma operação de esmerilhagem. De preferência, então, é executada uma esmerilhagem de superfície helicoidal em si conhecida ou alternativamente uma esmerilhagem cônica igualmente em si conhecida. Os distintos segmentos de gume 16a-c se situam, portanto, não em um plano ortogonal comum, mas sim apresentam também uma componente em direção ao eixo longitudinal do eixo longitudinal. Aos segmentos de gume 16a, c se conectam, contra a direção de rotação 21, respectivamente regiões de área livre principal 34 a,b. Estas formam respectivamente para com os segmentos de gume 16a, c um ângulo livre, que é definido como ângulo entre um plano ortogonal para com o eixo central de broca 4 e uma tangente, se estendendo perpendicularmente ao respectivo segmento de gume 16a,c, da respectiva região de área livre principal 34a,b. Dependendo da trilha de esmerilhagem e da configuração selecionada, as regiões de área livre principal 34 a,b apresentam ângulos livres iguais ou diferentes. Com ângulos livres diferentes, as distintas regiões de área livre principal 34 a,b apresentam transição mútua continua e especialmente também isenta de arestas.

Os dois segmentos de gume 16a próximos ao centro, contrapostos relativamente ao eixo central de broca 4, formam, além do centro de broca, uma região de gume aproximadamente em forma de S com o assim chamado gume transversal. Em uma execução preferida, os segmentos de gume 16a se situam sobre uma elevação do tipo crista de montanha, caindo abruptamente para a região de área livre principal 34a. Portanto, é ai formado um ângulo livre relativamente grande na faixa de 10° até 30°, ao passo que o ângulo livre da região de área livre principal 34b é nitidamente menor e se situa na faixa de 6o até 12°.

No total, pela geometria de gume selecionada é obtida uma descarga de apara segura e confiável mesmo com materiais difíceis, como por exemplo aços nobres inoxidáveis de aparas longas. Isso é obtido graças à específica quebra de apara em duas partes de apara 28a, b bem como, complementarmente, pela forma de apara definida, especialmente da parte de apara 28b.

A variante de execução descrita a seguir nas figs. 3 a 6 se distingue da variante de execução descrita nas figs. 1 e 2 essencialmente por uma descarga de apara aperfeiçoada com configuração do gume essencialmente inalterada, com os distintos segmentos de gume 16a-c. As execuções das figs. 1 e 2, no que concerne à configuração dos distintos segmentos de gume 16a-c, valem portanto igualmente também para a variante de execução segundo as figs. 3 a 6.

A ponta de broca 10 segundo a fig. 3A é prevista como uma ponta de broca 10 trocável para fixação do corpo de broca 8, como representado na fig. 6. A ponta de broca 10 é então convenientemente fixada por aperto. Ela apresenta uma área frontal semelhante a superfície cônica, na qual se estendem os distintos segmentos de gume 16 a-c como descrito na fig. 1. Na extremidade da ponta de broca 10 contraposta ao lado frontal está previsto um pino de fixação 40 com pino de centragem 42 disposto no lado extremo.

Na fig. 3B está representada uma superposição de várias vistas em corte segundo os cortes A-A, B-B, C-C segundo os planos de corte da fig. 3A. Uma vista do alto da ponta de broca 10 segundo a fig. 3A está representada na fig. 4, da qual se pode depreender bem o traçado de gume. Finalmente, na fig. 5 está representada outra vista em corte, com auxílio da qual são explicadas outras características.

Como se pode identificar da fig. 4, também nessa variante de execução, o segmento de gume 16a ativo, interior se estende a partir do eixo central de broca 4, que se estende até ao canto de gume 18 interior. A este se conecta o segmento de gume 16b inativo, central, que apresenta transição continua e isenta de aresta para o segmento de gume 16c ativo, exterior, que termina na periferia externa da broca no canto de gume 20 exterior.

Como se pode bem ver nas figs. 3B, 4 e 5, no espaço livre entre o canto de gume 20 exterior e a região de área livre principal 34b avançando em direção de rotação 21 estão formadas duas ranhuras de aparas parciais, a saber, uma ranhura de apara parcial 44a exterior e uma ranhura de apara parcial 44i interior. As duas ranhuras de aparas parciais 44a, i são separadas entre si por um file de separação 46, que começa no canto de gume 18 interior e se estende especialmente à maneira de espiral em direção longitudinal. O filete de separação 46 é de preferência arredondado ou provido de uma chanfradura.

A ranhura de apara parcial 44a exterior está associada ao segmento de gume 16c ativo exterior e começa imediatamente em seguida ao segmento de gume 16c. A ranhura de apara parcial 44i interior está associada ao segmento de gume 16a interior. Devido à ponta requerida para a formação do segmento de gume 16a interior, a ranhura de apara parcial 44i interior começa em direção axial um pouco distanciada do segmento de gume 16a interior na região extrema próxima ao centro da região de área livre principal 34b adiante.

Para a formação de ambas as ranhuras de aparas parciais 44a, 44i estão previstos dois processos de esmerilhagem separados, sendo que em cada processo de esme ri lhagem é formada uma das duas ranhuras de aparas parciais 44a, 44i. Diferentemente disso, na variante de execução da fig. 1 é prevista apenas uma operação de esmerilhagem para formação da ranhura de apara 12 ali representada, antes de usualmente em seguida, por uma operação de esmerilhagem adicional, serem obtidas a configuração em forma de foice e, com isso, a formação dos segmentos de gume 16b, 16c.

Como se pode ver nitidamente especialmente na fig. 5, a base de ranhura de ambas as ranhuras de aparas parciais 44a,i se estende em forma de ar e especialmente aproximadamente ao longo de uma linha de arco de circulo. Δ região com o raio de curvatura mínimo da respectiva ranhura de apara parcial 44a,i define respectivamente um raio de forma de apara, a saber, um raio de forma de apara R± interior bem como um raio de forma de apara Ra exterior. O raio de forma de apara Ri interior é então menor do que o raio de forma de apara Ra exterior. Os raios de forma de apara definem então simultaneamente compartimentos de apara 48, que estão representados pelos círculos traçados na fig. 5. As ranhuras de aparas parciais 44a,i estão agora de tal maneira dispostas e executadas que os compartimentos de aparas 48 por elas definidos não se interceptam, mas sim em todo caso - como na fig. 5 - se tocam.

Na operação de levantamento de aparas, pelo segmento de gume 16c exterior é formada uma apara parcial exterior, que escorre para dentro da ranhura de apara parcial 44a exterior, é ali formada em correspondência ao raio de forma de apara Ra para uma apara parcial exterior, em forma de espiral, longa. Correspondentemente, também uma apara parcial interior é formada na ranhura de apara parcial 44i interior. Pela separação espacial de ambas as ranhuras de aparas parciais 44a,i e pelos compartimentos de aparas 48 por elas definidos é garantido que as duas aparas parciais sejam formadas lado a lado e não se estendam uma para dentro da outra. Assim é garantida de modo confiável e seguro uma descarga de ambas as aparas parciais.

Além dos raios de forma de apara Ri, Ra distintos, os assim chamados raios de núcleo são igualmente distintos, como se depreende da fig. 5. Os raios de núcleo são então determinados pela distância do eixo central de broca 4 da respectiva ranhura de apara parcial 44a,i. Assim pela ranhura de apara parcial 44a exterior é definido um raio de núcleo RKa exterior e pela ranhura de apara parcial interior um raio de núcleo RKi interior. 0 raio de núcleo RKi interior é então menor do que o raio de núcleo RKa exterior.

As duas ranhuras de apara parciais 44a, 44i se distingue,, ainda, no que concerne a seu respectivo ângulo de apara secundário, a saber, o ângulo de apara secundário ya exterior e o ângulo de apara secundário γ± interior, como se depreende da fig. 4. 0 ângulo de apara secundário ya exterior corresponde então ao ângulo de apara secundário γ como foi explicado com relação à fig. 1. 0 ângulo de apara secundário γι interior é formado pelo ângulo entre a radial 32, que se estende pelo canto de gume 18 interior, e a parede de ranhura 30 da ranhura de apara parcial 44i interior no canto de gume 18 interior. À diferença do ângulo de apara secundário ya exterior, que é executado como um ângulo de apara secundário agudo, assim chamado positivo, o ângulo de apara secundário γι interior é executado como um ângulo de apara secundário obtuso, assim chamado negativo. Também em valor, o ângulo de apara secundário γι interior é menor do que o ângulo de apara secundário ya exterior e em valor aproximadamente apenas a metade do ângulo de apara secundário ya exterior.

Além da distinta configuração de ambas as ranhuras de aparas parciais 44a,i, dentro de um respectivo plano de corte está adicionalmente previsto para uma confiável descarga de aparas que as ranhuras de aparas parciais 44a,i se alterem distintamente em direção longitudinal. Isso pode ser visto especialmente com auxilio da fig. 3B bem como da fig. 4.

O raio de núcleo RKa exterior se reduz continuamente em direção longitudinal, como se pode identificar com auxilio das distintas curvas da parede de ranhura 30 da ranhura de apara 44a exterior em correspondência aos planos de corte A-A, B-B, C-C na fig. 3B. Simultaneamente, o raio de núcleo RK± interior permanece constante ou até mesmo aumenta um pouco. Graças a essa medida, a parede de ranhura de apara 30 da ranhura de apara parcial 44i interior se estende paralelamente ao eixo central de broca 4, ao passo que a parede de ranhura de apara 30 da ranhura de apara parcial 44a exterior é puxada ao eixo central de broca, de modo que o compartimento livre para a apara é aumentado.

Paralelamente a isso, reduz-se também com crescente distância dos segmentos de gume 16a-c o ângulo de apara secundário ya exterior, como se pode ver na fig. 4. Na metade esquerda da figura está ai representado o ângulo de apara secundário ya exterior na altura do plano de corte A- A e no lado direito da figura o ângulo de apara secundário ya na altura do plano de corte B-B. Para caracterização dos planos de corte nas figuras depois das referências para o ângulo de apara secundário ya exterior está colocado entre parênteses respectivamente ainda um A ou B para o respectivo plano de corte.

Outra característica distintiva pode ser vista, finalmente, na fig. 6, em que por setas estão indicadas uma direção de transporte Ta exterior para a apara parcial exterior e uma direção de transporte Ti interior para a apara parcial interior. As direções de transporte Ta,i são então definidas pelos respectivos ângulos de torção δι, δ3 associados (ângulo de torção δι interior, ângulo de torção ôa exterior) . Como se depreende da fig. 6, ai o ângulo de torção δι interior é nitidamente menor do que o ângulo de torção Ôa exterior, de modo que a direção de transporte Ti interior se estende nitidamente mais inclinada e mais paralela ao eixo central de broca 4 do que a direção de transporte Ta exterior.

As duas ranhuras de aparas parciais 44a, 44i separadas entre si pela aresta de separação 46 desembocam na ranhura de apara 12 comum no corpo de broca 8 e são portanto derivadas adiante no corpo de broca 8 dentro da ranhura de apara 12 comum.

No total, pela disposição de ambas as ranhuras de aparas parciais 44a,i separadas, especialmente por sua distinta configuração e por seu distinto traçado em direção longitudinal de broca é garantida uma confiável descarga de apara separada da apara parcial exterior e da apara parcial interior.

Claims

1. Ponta de broca (10) para uma broca (2), o qual se estende ao longo de um eixo central de broca (4) em direção longitudinal da broca e que apresenta um gume se estendendo para fora, caracterizada pelo fato de que o gume apresenta um segmento de gume (16) ativo, próximo ao centro, orientado para o eixo central de broca (4), um segmento de gume (16c) ativo, distante do centro, situado radialmente externamente, bem como um segmento de gume (16b) inativo, que fica disposto entre os dois segmentos de gume (16a,c) ativos, sendo que o segmento de gume (16a) ativo, próximo ao centro e segmento de gume (16b) inativo estão mutuamente contíguos em um canto de gume (18) interior e a distância (Rl) do canto de gume (18) para o eixo central de broca é da mesma magnitude do raio de núcleo (R4) de um núcleo de broca (23).

2. Ponta de broca (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o segmento de gume (16a) ativo, próximo ao centro, e o segmento de gume (16b) inativo formam entre si um ângulo de gume (a) de cerca de < 90°.

3. Ponta de broca (10), de acordo com reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o gume (16b) inativo apresenta um traçado curvo.

4. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que em direção longitudinal de broca ao segmento de gume (16c) ativo, distante do centro, se conecta uma parede de ranhura de apara (30) , que - vista em um corte perpendicular ao eixo central de broca (4) - se estende ao longo de uma linha de arco de circulo de um circulo com um raio de forma de apara (R3).

5. Ponta de broca (10), de acordo com reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o raio de forma de apara (R3) é então de tal maneira dimensionado que o circulo definido pelo raio de forma de apara (R3) se situa - em um plano perpendicular ao eixo central de broca (4) - dentro de um espaço livre, que é definido pelo gume (16a,b,c) e por um circulo externo (24) definindo uma periferia de broca.

6. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato que o segmento de gume (IOb) inativo e o segmento de gume (16c) ativo, distante do centro, apresentam transição mútua sem dobra.

7. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o segmento de gume (16b) inativo e o segmento de gume (16c_ ativo, distante do centro, apresentam um traçado em forma de foice.

8. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o segmento de gume (16c) distante do centro termina em um canto de corte (20) exterior, ao qual se conecta um gume secundário (14) se estendendo em direção longitudinal de broca, sendo que - vista em corte perpendicular ao eixo central de broca( 4) uma parede de ranhura de apara (30) na região do gume secundário (14) forma para com uma radial (32) se estendendo em direção radial um ângulo de apara secundário (γ) , que é maior do que 20°.

9. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o segmento de gume (16a) ativo, próximo ao centro, é orientado em ângulo agudo para com a ranhura de apara (12) e os dois outros segmentos de gume (16b,c) formam arestas da ranhura de apara (12).

10. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a distância (Rl) do canto de gume (18) interior para com o eixo central de broca (4) corresponde aproximadamente ao raio de núcleo do núcleo de broca (23).

11. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que todo o comprimento de gume ativo radial se divide em cerca de 2/3 no segmento de gume (16c) distante do centro e em cerca de 1/3 no segmento de gume (16a) próximo ao centro.

12. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que ao segmento de gume (16a) ativo é associada uma ranhura de apara parcial (44i) interior e ao segmento de gume (16c) ativo exterior uma ranhura de apara parcial (44a) exterior para a descarga de aparas separada da ranhura de apara parcial (44i) interior.

13. Ponta de broca (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que um raio de núcleo (RKi) interior, formado pela distância radial entre o eixo central de broca (4) e a ranhura de apara parcial (44i) interior, é menor do que um raio de núcleo (Rr3) exterior, formado pela distância radial entre o eixo central de broca (4) e a ranhura de apara parcial (44a) exterior.

14. Ponta de broca (10), de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que os raios de núcleo (Rkí, Rk3) interior e exterior variam distintamente em direção longitudinal da broca.

15. Ponta de broca (10), de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que o raio de núcleo (Rk3) exterior diminui em direção longitudinal da broca.

16. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações 13 a 15, caracterizada pelo fato de que o raio de núcleo (RKi) interior permanece ao menos constante em direção longitudinal da broca.

17. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações 12 a 16, caracterizada pelo fato de que as duas ranhuras de aparas parciais (44a,i) apresentam distintos ângulos de torção (δ3, δι) e especialmente a ranhura de apara parcial (44a) exterior apresenta um ângulo de torção (ôa) maior do que a ranhura de apara parcial (44i) interior.

18. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações 12 a 17, caracterizada pelo fato de que a ranhura de apara parcial (44i) interior apresenta um raio de forma de apara (Ri) menor do que a ranhura de apara parcial (44a) exterior.

19. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações 12 a 18, caracterizada pelo fato de que entre uma radial (32) se estendendo por um canto de gume (20) exterior e uma parede de ranhura de apara (30) da ranhura de apara parcial (46a) exterior é formado um ângulo de apara secundário (ya) e entre uma radial (32) se estendendo pelo canto de gume (18) interior e uma parede de ranhura de apara (30) da ranhura de apara parcial (441) interior um ângulo de apara secundário (γι) interior, sendo que os ângulos de apara secundários (ya, Yi) se distinguem entre si e especialmente o ângulo de apara secundário (γι) interior é de magnitude menor do que o ângulo de apara secundário (ya) exterior.

20. Ponta de broca (10), de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o ângulo de apara secundário (ya) exterior é um ângulo de apara secundário positivo e o ângulo de apara secundário (γι) interior é um ângulo de apara secundário negativo.

21. Ponta de broca (10), de acordo com a reivindicação 18 ou 19, caracterizada pelo fato de que o ângulo de apara secundário (ya) exterior é menor em direção longitudinal da broca.

22. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações 12 a 21, caracterizada pelo fato de que ambas as ranhuras de aparas parciais (44a,i) se juntam em uma ranhura de apara (12) comum distante dos segmentos de gume (16a, c) em direção longitudinal da broca.

23. Ponta de broca (10), de acordo com uma das reivindicações 12 a 22, caracterizada pelo fato de que o comprimento radial do segmento de gume (16a) ativo interior importa em até 2/3 de todo o comprimento de gume radial ativo.