Cortador para perforar y escariar.

Una broca de perforación que comprende:

un cuerpo de broca de perforación (12) que tiene un eje central;

una primera acanaladura de corte

(17) que tiene un primer borde de corte (16) dispuesto en el cuerpo de broca de perforación a una primera distancia (18) del eje central (14) medida dentro de un plano normal al eje central; y

una segunda acanaladura de corte (23) que tiene un segundo borde de corte (22) dispuesto en el cuerpo de broca de perforación a una segunda distancia radial (24) del eje central (14) medida desde dentro del plano, siendo la primera distancia radial menor que la segunda distancia radial;

en donde el primer borde de corte está tratado con diamante policristalino "PCD" y el segundo borde de corte está tratado con nitruro de boro cúbico "CBN".

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/051410.

Solicitante: THE BOEING COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 100 NORTH RIVERSIDE PLAZA CHICAGO, IL 60606-2016 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: Whinnem,Eric, DAVANCENS,ANGELICA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > TORNEADO; TALADRADO (usando un electrodo en lugar... > Herramientas para máquinas de taladrar > B23B51/02 (Brocas helicoidales)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > TORNEADO; TALADRADO (usando un electrodo en lugar... > Herramientas para máquinas de taladrar > B23B51/06 (Brocas previstas para ser lubrificadas o enfriadas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > MAQUINAS-HERRAMIENTAS; TRABAJO DE METALES NO PREVISTO... > TORNEADO; TALADRADO (usando un electrodo en lugar... > B23B35/00 (Métodos de escariado o de taladrado u otros métodos de trabajo que implican la utilización de máquinas de escariar o de perforar; Utilización de equipos auxiliares en relación con estos métodos)

PDF original: ES-2529372_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cortador para perforar y escariar Campo técnico

Las realizaciones de la invención se refieren al campo de las herramientas de corte, y, más concretamente, a una herramienta de corte adecuada para la realización de orificios en una pila de dos o más materiales diferentes.

Antecedentes

Ciertas aplicaciones de mecanizado requieren perforar y/o escariar una pila híbrida de materiales. Una pila híbrida de materiales se puede definir como capas de materiales discontinuos tales como una pila de compuesto de fibra de carbono, y titanio y/o aluminio, y/o acero. La mecanización de tales pilas híbridas puede consumir mucho tiempo y producir un desgaste significativo de la herramienta. Un reto añadido es realizar la operación de perforación sin rebabas, y libre de virutas, para eliminar las actividades añadidas carentes de valor, tales como la limpieza y la eliminación de rebabas de las partes.

Por ejemplo, ciertas aeronaves requieren que un ala de avión hecha de material compuesto, tal como compuesto de grafito, se una a una sección de titanio de un cuerpo de aeronave con sujetadores, tal como sin limitaciones, pasadores, tornillos o remaches que atraviesen los orificios hechos a través de las secciones de acoplamiento. La actividad de unión del ala al cuerpo normalmente requiere un proceso de peroración convencional de tres etapas, que comprende una perforación piloto, seguida de una perforación de etapa, seguida de un escariador de diámetro final. Cada uno de estas tres etapas puede crear virutas en espiral, formar orificios alargados, y dejar residuos de lubricación. Cada etapa también crea rebabas de entrada y salida irregulares en la pila.

Materiales diferentes también pueden requerir características de herramienta de corte diferentes. Por ejemplo, el mecanizado de titanio puede requerir características de herramienta muy resistentes mientras que los compuestos de fibra de carbono pueden requerir características de gran resistencia al desgaste. El mecanizado efectivo de materiales distintos también puede requerir utilizar herramientas separadas que tengas geometría distinta.

Con todos los métodos de perforación de orificios, la vida de la herramienta de corte se ve fuertemente acortada cuando se perfora a través de pilas híbridas. Con los procesos de perforación convencionales de tres etapas, no sólo son desgastados los bordes de corte delanteros, sino que también el diámetro del cortador se reduce, lo que evita que la perforadora sea afilada de nuevo y reutilizada.

Un proceso que está siendo explorado como una solución de perforación de una etapa para la actividad de unión de ala con el cuerpo es el mecanizado de orificio orbital. Sin embargo, la vida de la herramienta de corte utilizada se puede limitar con el mecanizado orbital.

Lo que se necesita es un cortador que produzca orificios de buena calidad en una pila híbrida sin los defectos de los cortadores actuales.

El documento JP1158117 expone un par de partes 9a, 9b opuestas entre sí en la dirección del diámetro y formadas hacia atrás de la dirección rotacional (x) de los bordes de corte terminados 8a, 8b. Las partes 9a, 9b son retraídas en la dirección axial de los bordes de corte terminados 8a, 8b. Además el diámetro de las partes 9a, 9b se ajustado para estar comprendido entre el diámetro de los bordes de corte precedentes 7a, 7b y el diámetro de los bordes de corte terminados 8a y 8b.

Sumario

De acuerdo con un aspecto de la invención se proporciona una broca de perforación como la reivindicada en la reivindicación 1. De acuerdo con otro aspecto de la invención se proporciona un método de perforación y/o escariado de una pila de componentes de avión distintos como está reivindicado en la reivindicación 8.

Estas y otras necesidades se pueden proporcionar mediante una broca de perforación que tiene un cuerpo de broca de perforación con un eje central, y que incluye un primer borde de corte dispuesto en el cuerpo de broca de perforación a una primera distancia radial del eje central medida dentro de un plano normal hacia el eje central. El cuerpo de broca de perforación también puede incluir un segundo borde de corte dispuesto en el cuerpo de broca de perforación a una segunda distancia radial des eje central medida desde dentro del plano. La primera distancia radial es menor que la segunda distancia radial. El primer borde de corte es más largo que el segundo borde de corte.

La broca de perforación incluye una primera acanaladura de corte que tiene un primer borde de corte, y una segunda acanaladura de corte que tiene un segundo borde de corte. El primer borde de corte puede estar adaptado para cortar una capa de un material compuesto, y el segundo borde de corte puede estar adaptado para cortar una capa de material seleccionado del grupo formado por titanio, aluminio y acero.

La broca de perforación puede incluir una primera acanaladura de corte para recibir un primer inserto para formar el

primer borde de corte, y una segunda acanaladura de corte para recibir un segundo inserto para formar el segundo borde de corte. En algunos ejemplos el primer inserto puede estar hecho de material seleccionado con las características adecuadas para perforar compuesto de fibra de carbono, y el segundo inserto puede estar hecho de un material solucionado para que tenga las características adecuadas para perforar uno o dos de titanio, aluminio o acero. Por ejemplo, El primer inserto puede estar hecho de diamante policristalino (PCD) y el segundo inserto puede estar hecho de nltruro de boro cúbico (CBN). De acuerdo con la Invención, el primer borde de corte es tratado con diamante policristalino (PCD) y el segundo borde de corte es tratado con nitruro de boro cúbico (CBN).

Los ejemplos pueden proporcionar una broca de perforación que puede tener una tercera acanaladura de corte que tiene un cuerpo de broca de perforación dispuesto a una de la primera distancia y de la segunda distancia medidas desde dentro del plano.

En algunos ejemplos, la broca de perforación puede estar adatada para ser utilizada en un aparato de perforación orbital. En los mismos o en otros ejemplos, la broca de perforación puede incluir uno o más orificios dispuestos a través del cuerpo de broca de perforación para hacer posible que un fluido pase a través de los mismos a una pieza de trabajo. En algunos ejemplos, el primer borde de corte puede formar virutas más grandes cuando se mecaniza una pieza de trabajo que el segundo borde de corte cuando se mecaniza la pieza de trabajo.

Ejemplos de la Invención pueden proporcionar una herramienta de corte que tenga un vástago con un primer extremo para acoplar con el sistema de sujeción de la herramienta y un segundo extremo para acoplar una parte. La herramienta de corte puede Incluir una primera acanaladura de corte que tenga un primer borde de corte dispuesto en el vástago a una primera distancia de una línea central del vástago, y una segunda acanaladura de corte que tenga un segundo borde de corte dispuesto en el vástago a una segunda distancia de la línea central del vástago. La primera distancia puede ser menor que la segunda distancia. Además, en algunos ejemplos, el primer borde de corte puede ser más largo que el segundo borde de corte.

La herramienta de corte puede tener una tercera acanaladura de corte que tena un tercer borde de corte a una primera distancia de la línea central del vástago opuesta a la primera acanaladura de corte. La herramienta de corte también puede tener una cuarta acanaladura de corte que tenga un cuarto borde de corte a una segunda distancia de la línea central del vástago opuesta a la segunda acanaladura de corte. En algunas realizaciones, la primera acanaladura de corte puede ser una de una primera una de uno... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una broca de perforación que comprende:

un cuerpo de broca de perforación (12) que tiene un eje central;

una primera acanaladura de corte (17) que tiene un primer borde de corte (16) dispuesto en el cuerpo de broca de perforación a una primera distancia (18) del eje central (14) medida dentro de un plano normal al eje central; y

una segunda acanaladura de corte (23) que tiene un segundo borde de corte (22) dispuesto en el cuerpo de broca de perforación a una segunda distancia radial (24) del eje central (14) medida desde dentro del plano, siendo la primera distancia radial menor que la segunda distancia radial;

en donde el primer borde de corte está tratado con diamante policristallno "PCD" y el segundo borde de corte está tratado con nltruro de boro cúbico "CBN".

2. La broca de perforación de la reivindicación 1, en la que el primer borde de corte es más largo que el segundo borde de corte.

3. La broca de perforación de la reivindicación 1, que además comprende una tercera acanaladura de corte que tiene un borde de corte dispuesto en el cuerpo de broca de perforación a una de la primera distancia y la segunda distancia medida desde dentro del plano.

4. La broca de perforación de la reivindicación 1, en la que el primer borde de corte (16) está adaptado para cortar una capa de un material compuesto, y el segundo borde de corte (17) está adaptado para cortar una capa de material seleccionado del grupo formado por titanio, aluminio y acero.

5. La broca de perforación de la reivindicación 1 en la que el cuerpo de broca de perforación (12) está adaptado para ser utilizado en un aparato de perforación orbital.

6. La broca de perforación de la reivindicación 1, que comprende además uno o más orificios (38) dispuestos a través del cuerpo de broca de perforación para hacer posible que el fluido pase a través de los mismos a la pieza de trabajo.

7. La broca de perforación de la reivindicación 1, que comprende además un primer Inserto recibido en la primera acanaladura de corte para formar el primer borde de corte, y un segundo inserto recibido en la segunda acanaladura de corte para formar el segundo borde de corte, en la que el primer inserto está hecho de material seleccionado para tener las características adecuadas para perforar compuesto de fibra de carbono, y el segundo inserto está hecho de material seleccionado para tener las características adecuadas para perforar titanio o acero o ambos.

8. Un método para perforar y/o escariar una pila de componentes de avión distintos, que comprende las etapas de:

proporcionar una pila de partes de avión;

perforar o escariar un orificio (7) utilizando un herramienta que comprende:

una primera acanaladura de corte (17) que tiene un primer borde de corte (16) dispuesto en la herramienta de corte a una primera distancia (18) desde la línea central (14); y

una segunda acanaladura de corte (23) que tiene un segundo borde de corte (22) dispuesto en la herramienta de corte (1) a una segunda distancia radial (24) desde la línea central de vástago (14), siendo la primera distancia menor que la segunda distancia; y

que además comprende tratar el primer borde de corte (16) con diamante policristallno "PCD" y tratar el segundo borde de corte (17) con nltruro de boro cúbico "CBN".

9. El método de la reivindicación 8, en el que la perforación o escariado de un orificio (7) Incluye girar la herramienta de corte (1) alrededor de la línea central (14) mientras órbita la línea central del vástago alrededor de un centro de perforación orbitante (4).

1. El método de la reivindicación 8, en el que la perforación y escariado incluyen una o ambas de las etapas de perforación de al menos una pila de partes de avión y escariar al menos una capa de la pila de partes de avión.

11. El método de la reivindicación 8, en el que la etapa de proporcionar una pila de partes de avión incluye alinear una parte de un ala de avión que incluye un material compuesto con una parte de un cuerpo de avión fabricada de un material seleccionado del grupo formado por titanio, acero, aluminio.

12. El método de la reivindicación 8, que comprende además una o ambas etapas de proporcionar un primer inserto (5) como el primer borde de corte (16) fabricado de diamante policristallno (PCD), y proporcionar un segundo

inserto (52) como el segundo borde de corte (22) fabricado de nitruro de boro cúbico (CBN), en donde la perforación y/o escariado incluyen cortar virutas relativamente más largas de las capas en la pila de partes de avión con la primera acanaladura de corte (17), y cortar virutas relativamente más pequeñas de las capas en la pila de partes de avión con la segunda acanaladura de corte (23).

13. El método de la reivindicación 8, que comprende además una o ambas etapas de proporcionar un inserto (5) como primer borde de corte (16) fabricado de diamante policristalino (PCD), y proporcionar un segundo inserto (52) como segundo borde de corte (22) fabricado de nitruro de boro cúbico (CBN), comprendiendo además seleccionar una relación entre la primera distancia (18) y la segunda distancia (24) en base a las propiedades del material de la 1 pila de partes de avión de manera que la primera acanaladura de corte (17) y la segunda acanaladura de corte (23) se vuelven romas sustancialmente al mismo tiempo.