BRPI0302050B1

BRPI0302050B1 - ferramenta para realização do processo de remoção de cavacos de bases de válvulas em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna e procedimento para realização do processo de remoção de cavacos de bases de válvulas em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0302050B1
Application number: BRPI0302050A
Authority: BR
Inventors: Dieter Dr Kress; FRIEDRICH HäBERLE
Original assignee: Mapal Fabrik Für Präzisionswerkzeuge Dr Kress Kg
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2016-12-20
Also published as: JP4563000B2; KR101149630B1; ES2367105T3; CN1470349A; EP1375041B1; BR0302050A; KR20030097710A; KR20110053411A; ATE514507T1; DE10228503A1; EP1375041A1; JP2004025440A; MXPA03005561A; US7530769B2; US20040009046A1

Abstract

"ferramenta para realização do processo de aplainamento de bases de válvulas". o objetivo desta invenção é apresentar uma ferramenta que se preste à realização do trabalho de remoção de aparas de bases de válvulas em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna com pelo menos uma folha laminada que apresenta uma lâmina geometricamente definida. esta ferramenta se distingue das demais pelo fato de a folha laminada (7) se apresentar em disposição contígua a duas regiões de apoio (27, 29), dispostas sob um ângulo <244>, cuja bissetriz (33) transcorre essencialmente em paralelo à lâmina ativa (9), a qual exerce a função de remover aparas da base de válvulas (11).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "FERRAMENTA PARA REALIZAÇÃO DO PROCESSO DE REMOÇÃO DE CAVACOS DE BASES DE VÁLVULAS EM CABEÇOTES DE CILINDRO DE MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA E PROCEDIMENTO PARA REALIZAÇÃO DO PROCESSO DE REMOÇÃO DE CAVACOS DE BASES DE VÁLVULAS EM CABEÇOTES DE CILINDRO DE MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA".

Descrição A invenção diz respeito a uma ferramenta que apresenta a função de realizar o processo de aplainamento de bases de válvulas em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna, de acordo com a terminologia genérica descrita no item 1 do quadro de reivindicações, bem como um procedimento que tem por objetivo a realização do trabalho de aplainamento de bases de válvulas em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna, de acordo com a terminologia genérica descrita no item 17 do quadro de reivindicações.

Ferramentas e procedimentos que se prestam a esse tipo de função aqui mencionada já são conhecidos. Estas ferramentas apresentam uma ponta de ferramenta, a qual contém pelo menos uma aresta de corte, com o auxilio da qual podem ser removidos cavacos existentes na base de válvula, de tal maneira que a ferramenta sofra um deslocamento rotacional na direção defronte a uma peça bruta que se encontra em estado fixo, sendo possível ainda que a peça bruta venha a sofrer este deslocamento em rotação para defronte a uma ferramenta fixada. Via de regra, observa-se que o primeiro dos dois casos é o que de fato se concretiza. A base de válvula apresenta uma primeira superfície em formato de anel, a qual forma um primeiro ângulo de inclinação de cerca de 45°, por exemplo, com um eixo mediano imaginário desta superfície em formato de anel. Esta primeira superfície em formato de anel tem, por excelência, a função de estabelecer a impermeabilidade da válvula aos gases. Além disso, tem-se que, nas proximidades dessa primeira superfície em formato de anel, são unidos, por um lado, uma segunda superfície em formato de anel com um ângulo de cerca de 15° e, por outro lado, uma terceira superfície em formato de anel com um ângulo de inclinação de cerca de 75°. Assim, no momento em que é realizado o processo de beneficiamento da base de válvula, a ferramenta sofre um deslocamento axial ao longo do eixo mediano comum das superfícies em formato de anel descritas, até que a ponta de ferramenta entre na engrenagem com a base de válvula e possa, dessa forma, realizar o processo de beneficiamento da primeira superfície em formato de anel, por exemplo. Por conseguinte, o processo de aplainamento será realizado por meio de um movimento da ferramenta na direção do eixo da válvula, o qual coincide com o eixo mediano da superfície em formato de anel. Disto resulta que o processo de aplainamento será caracterizado por haver uma inclinação de válvula. As ferramentas são preferencialmente dispostas, de modo realizar, por meio destas, o processo de aplainamento tanto da base de válvula como também da guia de válvula, as quais apresentam, portanto, uma ponta de ferramenta que se destina à realização do aplainamento da base de válvula e uma plaina que tem a função de realizar o trabalho de aplainamento do guia de válvula. Dessa maneira, consegue-se obter uma grande precisão de alinhamento do eixo mediano da base de válvula com o eixo mediano do guia de válvula, o que, por conseguinte, vem contribuir para que haja uma boa vedação da válvula. A base de válvula nos cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna é formada, via de regra, por meio de anéis de base de válvula, os quais são compostos de materiais sinterizados de dureza bastante elevada, com alta resistência ao desgaste, de tal modo que o processo de beneficiamento seja realizado de maneira caracteristicamente dispendiosa. De maneira geral, deve ser empregado, ainda, nitreto de boro cúbico como matéria prima, o qual também apresenta um custo bastante elevado. Além disso, as exigências de qualidade relacionadas a esse processo são muito altas, de tal modo que se possa garantir a denominada impermeabilidade aos gases. Assim, no caso de ocorrência de um desgaste da aresta de corte, ainda que diminuto, observa-se haver uma ultrapassagem da faixa de tolerância admissível. Em suma, é mostrado que os custos para a realização do processo de beneficiação da base de válvula são essencialmente elevados.

Dessa forma, o objetivo de tal invenção é, a principio, conseguir uma ferramenta que se preste a esse mesmo tipo de função, mas que, por outro lado, não apresente nenhuma dessas características indesejáveis que já foram descritas.

Portanto, para a resolução de tais problemáticas é que se propõe uma ferramenta que apresente o conjunto de características enumeradas no item 1 do quadro de reivindicações. Esta ferramenta se distingue das demais pelo fato da ponta de ferramenta se apresentar contiguamente a duas regiões de apoio dispostas sobre um ângulo a, cuja bissetriz, em essência, transcorre perpendicularmente à aresta de corte, a qual realiza a remoção de cavacos da base de válvula. Por meio da disposição que é dada às superfícies de apoio, é possível que se consiga, por assim dizer, um guia de prismas da ponta de ferramenta, de tal modo que esta ponta de ferramenta seja ajustada de maneira bastante estável no corpo base da ferramenta. Isso significa dizer que a ponta de ferramenta é ancorada a ferramenta, de maneira tal que, no momento da realização do processo de beneficiação de uma base de válvula, praticamente não sejam produzidas vibrações da ponta de ferramenta. Tem-se demonstrado que, ao ocorrerem vibrações, é verificado um aumento relativamente expressivo do desgaste das aresta de cortes e, além disso que, contrariamente, o desgaste das aresta de cortes ativas pode vir -a ser facilmente reduzido, por meio de um processo de fixação que minimize a ocorrência de vibrações da ponta de ferramenta, o que significa dizer, da aresta de corte responsável por realizar a remoção de cavacos da base de válvula.

Dessa forma, o objetivo de tal invenção é, em adição ao inicial, se conseguir um procedimento que se preste a esse mesmo tipo de função, mas que, por outro lado, não apresente nenhuma dessas características indesejáveis que já foram descritas.

Portanto, para a resolução de tais problemáticas é que se propõe um procedimento que apresente o conjunto de características enumeradas no item 17 do quadro de reivindicações. Este procedimento se distingue dos demais pelo fato de ser desnecessária a realização de um reajuste fino e / ou ajuste da ponta de ferramenta da ferramenta, caso venha a ocorrer o desgaste de uma aresta de corte. Isso, por fim, tem por consequência, uma simplificação substancial do procedimento e, além disso, também conduz a soluções vantajosas, isto é, de baixo custo para realização do mesmo.

As vantagens subsequentes obtidas com este invento são 20 consequência de uma das reivindicações abaixo apresentadas. A seguir, o invento será explicado de maneira mais pormenorizada, com o auxílio das ilustrações que se encontram apresentadas em anexo. ■ Figura 1 : nesta figura é mostrada uma vista lateral de uma ferramenta ■ Figura 2 : nesta ilustração, tem-se em vista superior uma representação em aspecto ampliado da ponta de ferramenta, a qual é utilizada pela ferramenta, de acordo com a figura 1; ■ Figura 3: nesta figura é mostrada, em vista superior, uma ponta de ferramenta, a qual é presa ao corpo base, por meio de uma garra de preensão; ■ Figura 4 : nesta figura, mostra-se, em vista superior, apenas uma parte de uma ferramenta, sem que esteja representada a ponta de ferramenta; ■ Figura 5 : esta figura apresenta um corte transversal da ferramenta, ao longo da linha V-V indicada na figura 3; ■ Figura 6 : esta figura mostra um detalhe de uma ferramenta que apresenta um sistema para abastecimento de agente de lubrificação / agente de refrigeração; ■ Figura 7 : esta ilustração apresenta um corte de uma ferramenta modificada, de acordo com a figura 5; e ■ Figura 8 : nesta figura tem-se representado um esboço do principio norteador de uma base de válvula com uma válvula. Δ representação mostrada na figura 1 apresenta uma ferramenta que tem a função de realizar o processo de beneficiação de uma base de válvula, o que significa dizer, uma ferramenta 1, a qual se presta a realizar o processo de aplainamento de bases de válvula em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna. No lado esquerdo da ferramenta, pode ser facilmente visualizada uma haste de fixação 3, a qual se encontra envolvida por uma superfície transversal 5 em formato de anel. A haste de fixação 3 tem a função de realizar o acoplamento da ferramenta 1 com um motor de ferramenta, de tal modo que por meio da superfície transversal 5 seja garantida uma orientação exata da ferramenta 1. Em adição, o acoplamento da ferramenta 1 com um motor de ferramenta também pode ser executado por meio de outro tipo de metodologia.

No lado da ferramenta 1 situado imediatamente em frente à haste de fixação 3, pode ser visualizada uma ponta de ferramenta 7, a qual apresenta uma aresta de corte 9. Por meio desta aresta de corte, é realizado o processo de remoção de cavacos de uma base de válvula 11, a qual faz parte de um anel de base de válvula 13 que se encontra disposto em um cabeçote de cilindro de um motor de combustão interna, não representado nesta ilustração. A ponta de ferramenta 7 é fixada por meio de uma garra de preensão 15 ao corpo base 17 da ferramenta 1. A garra de preensão 15 é apertada de tal maneira com um parafuso de tensão 19 que, um rebordo de preensão 21 chega a se localizar na parte anterior 23 da ponta de ferramenta 7, uma área que também é indicada como um placa de apoio do cortador.

Junto ao terminal 25 da ferramenta 1, que se situa imediatamente em frente à haste de fixação 3, pode ser projetado um local de separação, na proximidade do qual é possível se dispor uma ferramenta para a realização do 5 processo de aplainamento do guia de válvula, em especial uma plaina.

Na figura 2 tem-se representada, em tamanho aumentado, a região na qual se encontra disposta na ponta de ferramenta 7 do corpo base 17 da ferramenta 1.

Nesta ilustração, as peças iguais são indicadas por meio dos mesmos números de referência, de tal modo que, em decorrência desta designação uniforme, se possa remeter às descrições que foram realizadas a respeito da figura 1. A partir da representação em tamanho ampliado feita de acordo com a fiqura 2, em que se mostra a ponta de ferramenta 7 em vista superior, pode ser observada, nitidamente, uma primeira região de apoio 27 e uma segunda região de apoio 29, junto das quais a ponta de ferramenta 7 não se apresenta apenas contiguamente. Pelo contrário, ela é comprimida contra as regiões de apoio 27 e 29 por meio da garra de preensão 15.

Para que se possa melhorar as forças de apoio do rebordo de preensão 21 da garra de preensão 15, são dispostos entalhes de tensão 31 na parte anterior 23 da ponta de ferramenta 7, os quais, vistos aqui em corte transversal, são projetados em formato de V, para que, com isso, o rebordo de preensão 21 possa comprimir a ponta de ferramenta 7 não apenas contra as regiões de apoio 27 e 29, mas também contra uma superfície de apoio aqui não mostrada.

As regiões de apoio 27 e 29 estão dispostas em um ângulo α e, até mesmo o formato, de tal modo que, com isso, a bissetriz do ângulo 33 se encontrará localizada, por excelência, perpendicularmente às arestas de corte 9 ativas, as quais desempenham a importante função de remover os cavacos existentes na base de válvula 11.

Por meio de modelo de construção de ferramenta aqui representado, pode ser inferido que a ponta de ferramenta 7 é projetada como uma placa reversível. Dessa maneira, é possível que esta folha seja voltada para o redor de um eixo imaginário, situado perpendicularmente à parte anterior 23 da ponta de ferramenta 7, de tal forma que, no caso de ocorrência de desgaste das arestas de corte 9 ativas, se tenha à disposição, uma outra aresta de corte 9 da ponta de ferramenta 7, garantindo-se com isso que o processo de aplainamento vá ser normalmente realizado. A ponta de ferramenta 7, nesse caso, é projetada em formato de hexágono. Portanto, ela apresenta seis arestas de corte 9 adjacentes, potencialmente ativas, sendo que uma aresta de corte é separada da outra mais próxima por meio de um canto arredondado 35. A aresta de corte 9 é formada por meio da região de face externa da ponta de ferramenta 7, a qual se situa entre dois cantos 25 arredondados 35 adj acentes. A ponta de ferramenta 7 da ferramenta 1 deve se encontrar bastante afiada, além de ter de apresentar, de maneira absolutamente plana, arestas de corte 9 potencialmente ativas.

Além disso, também é possível que, por meio do modelo de construção de ferramenta aqui descrito, a ponta de ferramenta 7 seja girada seis vezes, de tal modo que, com isso, se consiga colocar à disposição seis arestas de corte 9 potencialmente ativas para a realização do processo de beneficiamento de uma base de válvula. Por consequência, podem ser projetados três entalhes de preensão 11, os quais estão dispostos, em formato de estrela, na parte anterior 23 da ponta de ferramenta 7. A estas arestas de corte, por sua vez, junta-se, oportunamente, uma superficie de condução de cavacos 37, a qual é limitada por niveis de condução de cavacos 39 que se encontram dispostos a uma distância especifica da aresta de corte potencialmente ativa, de tal maneira que os cavacos removidos pela aresta de corte 9 possam ser lançadas contra estes niveis de condução de cavacos 39, para que finalmente sejam destruídas. 0 procedimento de montagem de uma ponta de ferramenta 7, tal como ela é representada nessa figura, é fundamentalmente conhecido. Contudo, o único ponto diferenciado reside no fato de que, no momento da realização do processo de aplainamento de uma peça bruta, os cantos 35 não são dispostos em conformação absolutamente plana, como as arestas de corte potencialmente ativas, mas sim as regiões que se encontram dispostas entre estes cantos. Dessa forma, também se tem representado na figura 2, o fato de que a aresta de corte 9 realiza o processo de aplainamento da base de válvula 11 através de uma região que se encontra disposta entre os cantos 35. Além disso, a aresta de corte 9 ativa não é tão longa 5 quanto as faces exteriores da ponta de ferramenta 7 que se situam entre os cantos 35. A figura 3 mostra a ponta de ferramenta 7 em posição de montagem, do modo como ela também está representada nas figuras 1 e 2, embora com uma garra de preensão que se destina a prender a ponta de ferramenta ao corpo base da ferramenta. Nesta ilustração, as peças iguais são indicadas por meio dos mesmos números de referência, de tal modo que, em decorrência desta designação uniforme, se possa remeter às descrições que já foram realizadas anteriormente. A partir da figura 3 pode ser facilmente percebido que a ponta de ferramenta 7 se encontra disposta de tal maneira no corpo base 17 da ferramenta 1, que ela se apresenta em contiguidade, pelo menos a dois lados das regiões de apoios 27 e 29. Também fica evidente que posições livres 45 possam ser projetadas na região da superfície base 41 de um orifício 43 devidamente ajustado à ponta de ferramenta 7 e à garra de preensão 15. Estas posições livres são dispostas na região dos cantos 35 da ponta de ferramenta 7. Dessa maneira, pode ser garantido que o lado posterior situado imediatamente em frente à parte anterior 23 da ponta de ferramenta 7, estará apoiado sobre a superfície base 41, permanecendo em aspecto plano. A partir da representação que é mostrada na figura 3 fica claro que se tem projetada uma perfuração 47 que empurra diretamente a superfície base 41, dentro da qual o parafuso 5 de tensão 19, não demonstrado nesta figura, entra em engrenagem, sendo ancorado ao corpo base 17 por meio da garra de preensão 15.

Para maior esclarecimento da parte da ferramenta mostrada na figura 3, a figura 4 apresenta esta mesma ferramenta, sem, contudo, a ponta de ferramenta 7, de tal modo que as superfícies planas 27 e 29, assim como a superfície base 41 possam ser facilmente reconhecidas.

Através da figura 4 é facilmente demonstrado que a superfície base 41 ainda pode apresentar um nivel 42 e, além disso, portanto, que a área na qual a garra de preensão 15 chega a se localizar, é caracteristicamente maior do que a região de apoio A incomunicável com a ponta de ferramenta 7. A figura 5 mostra um corte transversal ao longo da linha V-V marcada na figura 3. Por meio desta ilustração, pode ser facilmente percebido que a ponta de ferramenta 7 se encontra disposta na superfície base 41, a saber na região de apoio A do orifício 43 no corpo base 17 da ferramenta 1. Além disso, também podem ser facilmente reconhecidos nesta ilustração, os entalhes de tensão 31 dispostos na parte anterior 23 da folha laminada 7, dentro dos quais o rebordo de preensão 21 da garra de preensão 15, não representado nesta ilustração, entra na engrenagem. A representação em corte mostra, em adição, também a segunda região de apoio 29, junto do qual a ponta de ferramenta 7 se encontra contiguamente disposta. Esta ponta de ferramenta é projetada em um formato que se aproxima muito ao de um trapézio: a base do trapézio é formada por meio da parte anterior 23 da ponta de ferramenta 7, enquanto que o lado superior por meio da face posterior 49 da ponta de ferramenta 7, a qual se situa imediatamente em frente à parte anterior 23. 0 lado posterior 49 está situado sobre a superfície base 41. As faces laterais da ponta de ferramenta são formadas por meio das superfícies livres da ponta de ferramenta.

Na parte superior da figura 5 tem-se representada uma aresta de corte 9 e, imediatamente em frente, uma aresta de corte 9'. Junto a essa aresta de corte, segue-se uma primeira região de espaço livre 51, a qual apresenta um ângulo de inclinação definido menor que 90°, em frente à parte anterior 23. A primeira região de espaço livre 51 passa por sobre uma segunda região de espaço livre 53, o qual transcorre exatamente em paralelo às regiões de apoio, o que nesse caso significa dizer que esta região transcorre para uma segunda região de apoio 29. 0 ângulo de inclinação da primeira região de espaço livre 51 pode ser maior do que o ângulo de inclinação da segunda região de espaço livre 53, de tal modo que a primeira região de espaço livre 51 não se apresenta contiguamente à região de apoio 29 e, as arestas de corte que se apresentam contíguas à região de espaço livre, nesse caso a aresta de corte 9', não podem ser danificadas.

Para que se possa garantir uma disposição definida da ponta de ferramenta 7 na região de apoio 29, é disposta uma posição livre 55, assim denominada, na proximidade da superfície base 41, o que significa dizer, uma fenda entre a face lateral 57 do orifício 43 e a face lateral 59 da folha laminada 7. Dessa forma, a posição livre pode ser realizada de tal forma que a face lateral 57 do orifício 43 possa transcorrer em direção à superfície base 41 da ponta de ferramenta 7, ou ainda, de uma forma tal que a ponta de ferramenta 7 venha a sofrer o processo de remoção de cavacos na região da posição livre.

Além disso, também se mostra como decisivo o fato da face lateral 59 da ponta de ferramenta 7 ser contígua ao corpo base 17 da ferramenta 1, na região de apoio 29.

Por meio do modelo de construção apresentado na figura 5, tem-se a formação de uma segunda área de apoio 29 diretamente a partir do corpo base 17 da ferramenta 1. A figura 6 mostra um modelo de construção modificado de uma ferramenta 1 e, por sua vez, até mesmo um corte ao longo da linha V-V representada na figura 3. Nesta ilustração, as 25 peças iguais sâo indicadas por meio dos mesmos números de referência, de tal modo que, em decorrência desta designação uniforme, se possa remeter às figuras que já foram apresentadas anteriormente. Δ única diferença que pode ser observada entre a ferramenta 1 desta figura e aquela que está representada na figura 5, reside no fato de que, no corpo base 17, estão dispostos adaptadores 61, os quais formam pelo menos as regiões de apoio 27 e 29 aqui projetadas. Dessa forma, torna-se possível realizar a projeção de adaptadores com formato mais ou menos retangular, ou então, também, ser utilizado um pino no corpo base 17, o qual, de fato, é projetado na área das regiões de apoio, servindo, dessa maneira, para realizar o suporte da ponta de ferramenta 7. 0 material de que se compõem os adaptadores é, de preferência, de natureza mais dura do que aquele que forma o corpo base 17. Dessa maneira, especial preferência será dada a adaptadores 61 que sejam compostos essencialmente de carboneto de tungsténio e / ou cerâmica e / ou nitreto de boro cúbico.

Nas figuras 5 e 6 é indicado, por meio de uma linha tracejada, que a ponta de ferramenta 7 se encontra guarnecida com uma camada S de nitreto de boro cúbico (CBN) , cuja espessura é, de preferência, selecionada de tal modo que esta camada S nunca entre em contato com as regiões de apoio 27 e 29. 0 corpo base da ponta de ferramenta 7 é composto preferencialmente de carboneto de tungstênio. Δ figura 7 mostra mais uma vez a ponta de ferramenta 7, a qual se encontra presa ao corpo base por meio de uma garra de preensão 15, apresentando, ainda, um modelo de construção modificado da garra de preensão 21.

Ferramentas que se prestam a esse tipo de função aqui mencionada são, via de regra, projetadas de modo a apresentarem um sistema próprio para abastecimento de agente de lubrificação / agente de refrigeração, com auxilio do qual a lamina 9 ativa é submetida a uma aplicação destes agentes, o que, portanto, significa dizer, a aresta de corte que está diretamente relacionada com o processo de remoção de cavacos de uma base de válvula 11. A partir dai, consegue-se evitar o desenvolvimento de uma temperatura muito alta na aresta de corte, garantindo-se, por outro lado, na medida do possível, temperaturas suaves e constantes da aresta de corte relacionada com o processo de remoção de cavacos. A partir do modelo de construção representado na figura 7, pode ser verificado que a garra de preensão 15 apresenta uma abertura de saída para agente de refrigeração 63 exatamente no rebordo de preensão 21, através da qual o agente de refrigeração se dirige para a aresta de corte ativa 9. Δ abertura de saída para agente de refrigeração 63, nesse caso, é projetada de maneira alargada, apresentado, em especial, um formato de retângulo. Além disso, essa abertura de saída para agente de refrigeração 63 transcorre, de preferência, em paralelo à aresta de corte ativa 9. O comprimento da abertura de saida para agente de refrigeração 63 é selecionado de tal maneira que a aresta de corte ativa 9 possa sofrer aplicação de agente de refrigeração / agente de lubrificação ao longo de toda sua extensão.

Na figura 7 podem se verificadar as forças que estão atuando no momento de realização do processo de beneficiação de uma base de válvula. Para tanto, a força de montagem FS é designada com uma primeira seta e, ambas as forças de suporte criadas pelas regiões de apoio 27 e 29 são designadas com setas caracterizadas com os elementos F1 e F2. A figura 8 mostra um esboço do principio norteador de uma base de válvula 11 com uma válvula 65. A base de válvula é formada na região de um anel de base de válvula 13. Este anel apresenta em sua face interna, três regiões em formato anular, as quais transcorrem concentricamente a um eixo mediano 67 imaginário, o qual também representa o eixo mediano de um guia de válvula 69. 0 guia de válvula pode conter um adaptador cilíndrico 71, o qual é composto de um material de dureza bastante elevada, com alta resistência ao desgaste, estando disposto, tal como o anel de base de válvula, no interior de um cabeçote cilíndrico de um motor de combustão interna. A válvula apresenta na região da base de válvula, uma entrada e / ou saida 75 do motor de combustão interna, o qual contém o cabeçote cilíndrico 73.

Por meio de três linhas indicadas à direita e à esquerda do eixo mediano 67 são mostradas três regiões em formato de anel da base de válvula. Uma primeira região em formato de anel forma com o eixo mediano 67 um ângulo de cerca de 45° por exemplo, o que é indicado através de uma primeira linha LI. Na parte de cima da primeira região em formato de anel pode ser encontrada uma segunda região em formato de anel. Por sua vez, essa segunda região em formato de anel apresenta uma divisória fixa, a qual diminui, de baixo para cima, tomando um aspecto cônico, de modo a formar um ângulo de cerca de 75 ° com o eixo mediano 67, o que está representado por meio de uma linha L2. Na parte de baixo da primeira região em formato de anel, pode ser visualizada uma terceira região em formato de anel, a qual diminui, de baixo para cima, tomando um aspecto cônico. A divisória fixa da primeira região em formato de anel, por outro lado, forma um ângulo de 15° com o eixo mediano 67. Essa terceira região em formato de anel assinalada por meio de tal ângulo está representada nesta figura por meio da linha L3. A partir das bases de válvula aqui descritas tem-se garantida a impermeabilidade aos gases pela câmara de combustão, a qual se encontra disposta na parte de baixo da válvula 65, uma vez que este processo depende em especial das bases de válvula. Dessa maneira, consegue-se exercer uma influencia bastante positiva tanto sobre o consumo quanto sobre o rendimento do motor de combustão interna.

Como está representado na figura 8, a base de válvula 11 é formada preferencialmente por meio de um anel de base de 5 válvula 13, o qual se encontra comprimido no interior do cabeçote cilíndrico 73, ou então encurtado, sendo, por sua vez, composto de um material de dureza bastante elevada, altamente resistente ao desgaste. 0 anel de base de válvula, que se encontra representado na figura 8 em corte, apresenta, nesse caso, três superfícies giratórias em formato de anel formando diferentes ângulos com o eixo mediano 67. A primeira superfície em formato de anel, que transcorre sob um ângulo de 45° com o eixo mediano 67 está, em sua essência, destinada à questão da impermeabilidade aos gases, de tal forma que, com isso, o contorno correspondente da válvula da região inferior que atua em conjunto com a base de válvula seja, do mesmo modo, naturalmente importante, o que , portanto, significa dizer, o contorno do disco de válvula.

As exigências de qualidade referentes à superfície sólida da base de válvula 11, aqui portanto, da primeira superfície em formato de anel são, por excelência, naturalmente bastante altas, principalmente no que tange à qualidade de superfície e planariedade da mesma. Além disso, o ângulo indicado através da linha Ll formado em relação ao eixo mediano 67 também deve apresentar características de formação com tolerâncias bastante estreitas. Dessa forma, pode-se concluir que a aresta de corte 9 da ponta de ferramenta 7 deve estar bastante afiada, além de ter de apresentar uma região de corte absolutamente plana. Em adição a isso, a ponta de ferramenta deve estar inserida em uma base de placas muito estável e exata, para que, com isso, se possa ter garantido que a orientação exata da ponta de ferramenta defronte à base de válvula seja alcançada e, por conseguinte, das arestas de corte ativas. Este aspecto tem significado especialmente decisivo quando materiais de dureza muito elevada precisam sofrer o processo de beneficiação, devendo, nesse caso, ser utilizado, consequentemente, nitreto de boro cúbico policristalino como matéria-prima para construção das arestas de corte. Em especial no que se refere a estes materiais caracteristicamente frágeis, é importante que não ocorra de modo algum qualquer Lipo de vibração no sistema, uma vez que a vida útil das arestas de corte é extremamente ruim. A partir do processo de beneficiação da base de válvula, o que significa dizer, portanto, por inclinação da base de válvula, verifica-se a movimentação da ferramenta, a qual não está representada na figura 8, ao longo do eixo mediano 67, até que a ponta de ferramenta possa entrar em engrenagem com a base de válvula 11 e o anel da base de válvula 13. Para que possam ser produzidas regiões em formato de anel com diferentes ângulos de inclinação, são empregadas ferramentas com arestas de corte inclinadas sob diversos ângulos. Evidentemente, a partir do processo de beneficiação da base de válvula, a válvula 65 é amplificada, de tal maneira que, com isso, seja possível que a ferramenta seja introduzida no interior do anel de base de válvula 13. A partir de uma ferramenta projetada de acordo com a figura 1, pode ser disposto, conforme já mencionado, no terminal 25, uma plaina que tem por função realizar o aplainamento da superfície interna do guia de válvula 69, sendo conduzido pela ferramenta. Quando esta ferramenta sofre um deslocamento ao longo do eixo mediano 67 para que seja realizado o processo de beneficiação do guia de válvula 69, consegue-se, finalmente, que a ponta de ferramenta 7 entre em engrenagem com a base de válvula 11, de tal modo que, nesse caso, uma das superfícies em formato de anel possa sofrer o processo de beneficiação. Quando a base de válvula e o guia de válvula são beneficiados por uma ferramenta, pode ser alcançada uma precisão de alinhamento bastante elevada do eixo mediano do anel de base de válvula com o eixo mediano do guia de válvula, o que certamente contribui para que haja uma vedação muito boa da válvula.

No que se refere ao funcionamento da ferramenta 1, devem ser considerado os seguintes pontos: A ferramenta 1 é deslocada em rotação para que possa ser realizado o processo de beneficiação de bases de válvulas 11, as quais, via de regra, fazem parte de um anel de base de válvula 13, sendo, além disso, introduzida no interior da abertura da base da válvula. Dessa maneira, esta ferramenta é deslocada, em sentido axial, em direção ao eixo mediano da base de válvula em formato de anel, até que a ponta de ferramenta 7 tenha removido aos cavacos existentes na superfície da base de válvula 11. O procedimento de beneficiação da base de válvula também é designado como inclinação de base de válvula. As bases de válvula a serem submetidas ao processo de beneficiação, bem como os anéis de base de válvula são compostos por materiais sinterizados de dureza bastante elevada, de tal modo que folhas laminadas 7 correspondentemente duras devam ser utilizadas nesse caso. É dada, portanto, especial preferência àquelas folhas laminadas que contêm uma camada S de nitreto de boro cúbico (CBN) . Esse material tem a peculiaridade de ser muito sensível a vibrações. Caso sejam produzidas vibrações no momento da realização do processo de beneficiação de uma base de válvula 11, observa-se, por conseguinte, a ocorrência de um forte desgaste da aresta de corte, resultando, dessa forma, na interrupção do processo de beneficiação, já que a ponta de ferramenta deve ser substituída ou, pelo menos girada, como no caso das ferramentas aqui descritas, para que com isso uma nova aresta de corte da ponta de ferramenta projetada como placa reversível possa entrar em engrenagem com a base de válvula. A partir das ferramentas aqui representadas, a ponta de ferramenta 7 pode ser ancorada de maneira muito segura no corpo base 17 da ferramenta 1, já que esta se apoia sobre duas regiões de apoio 27 e 29, as quais estão dispostas de modo a formarem um ângulo α entre elas e, até mesmo o formato, de tal modo que a bissetriz do ângulo 33 se encontra praticamente localizada em posição perpendicular à base de válvula 11 que irá ser submetida a processo de beneficiação, bem como em relação às arestas de corte 9 ativas, as quais, conforme já mencionado, desempenham a importante função de remover os cavacos existentes na base de válvula 11.

Por um lado, a ponta de ferramenta 7 é apertada por meio da garra de preensão 15 às regiões de apoio 27 e 29, enquanto que, por outro lado, esta ação é realizada por meio das forças de montagem FS representadas na figura 7. As regiões de apoio 27 e 29 que se encontram dispostas sobre um ângulo a levam à formação das forcas de apoio F1 e F2, de tal modo que, por assim se dizer, seja alcançado um guia de prismas da ponta de ferramenta 7.

As forças de pressão da ponta de ferramenta 7 relacionadas às regiões de apoio 27 e 29 devem ser então, especialmente bastante elevadas, quando adaptadores 61 são projetados nas regiões de apoio. Estes adaptadores são compostos de um material caracteristicamente mais duro do que aquele do corpo base 17 da ferramenta 1. Os adaptadores 61 são confeccionados de preferência a partir de carboneto de tungsténio e / ou cerâmica e / ou nitreto de boro cúbico, de tal maneira que se torne possível realizar altas forças de pressão sem que se chegue a ter quaisquer tipo de deformações nas regiões de apoio 27 e 29, o que poderia resultar em uma orientação imperfeita da ponta de ferramenta 7. Portanto, essa ponta de ferramenta se encontra presa e apertada, sobre um ângulo predeterminado, ao corpo base 17 da ferramenta 1, o que é realizado de maneira muito exata por meio do guia de prismas.

Pode ser facilmente percebido a partir da ferramenta 1 aqui representada que nenhum dispositivo de reajuste fino ou dispositivo de ajuste se faz necessário nesse modelo, o que pode ser explicado devido à existência da ponta de ferramenta 7 projetada como placa reversível e também por conta do exato posicionamento da ponta de ferramenta por meio das regiões de apoio 27 e 29. Estes dispositivos apresentam como inconveniente a possibilidade de enfraquecimento da ferramenta 1. Por fim, através do espaço obtido, também podem ser utilizados parafusos de tensão grandes em conexão com a garra de preensão 15, de tal modo que também as forças de fixação possam ser aumentadas.

Nesse modelo, ao se verificar um desgaste das arestas de corte 9 ativas, a ponta de ferramenta 7 deve apenas sofrer uma reversão, o que de maneira alguma se caracteriza como uma desvantagem para a ferramenta 1. Desse modo, tem-se que um dispositivo de 5 ajuste para realização do reajuste fino da ponta de ferramenta 7 pode ser suprimido, caso venha a ocorrer um desgaste das arestas de corte. 0 guia de prismas da ponta de ferramenta, conforme se mostra nitidamente através da figura 7, é projetado de tal maneira que a ponta de ferramenta seja estabilizada por meio de 10 forças de montagem FS junto ao corpo base 17 da ferramenta 1, sendo, dessa forma, comprimido contra as regiões de apoio 27 e 29.

Caso as regiões de apoio 27 e 29 sejam guarnecidas com adaptadores 61, essas regiões podem ser formadas, essencialmente, em formato de retângulo, o que pode ser facilmente percebido através da análise da ilustração representada na figura 6. Contudo, também é possível que seja utilizado um pino no corpo base 17 da ferramenta 1, ao qual a ponta de ferramenta 7 é apoiada. Um modelo plano, no entanto, será de especial preferência, uma vez que altas forças de pressão podem ser estabilizadas sem problema algum. A partir das figuras 5 e 6 pode ser facilmente percebido que uma camada da ponta de ferramenta 7 é composta de nitreto de boro cúbico (CBN), sendo preferencialmente selecionado de tal maneira que esta ponta de ferramenta se estenda apenas sobre uma primeira região de espaço livre 51. Com isso é evitado que o material muito frágil seja forçado por conta de forças laterais, o que muito provavelmente poderia levar a um dano do mesmo. Já que o corpo base da ponta de ferramenta 7 é preferencialmente composto de carboneto de tungsténio, podem ser originadas forças de apoio muito altas nas regiões de apoio 27 e 29, sem que isso possa vir a levar a qualquer tipo de deformação prejudicial da ponta de ferramenta 7. Ά partir das explicações fornecidas para as figuras pode ser claramente percebido que as posições livres são projetadas em áreas criticas, para que sejam evitadas cargas puntiformes, bem como em formato de linhas. Dessa forma, podem ser projetadas posições livres 45, por um lado, nas regiões dos cantos 35 da ponta de ferramenta 7 e, por outro lado, na região de transição entre a face lateral 59 da ponta de ferramenta 7 e a face posterior 49 desta mesma ponta de ferramenta. Por fim, como já foi explicado anteriormente, essa posição livre 55 pode ser formada por meio de diferentes modos, ou seja, através de ura retorno da face lateral 59 da ponta de ferramenta 7 ou da face lateral 57 do orifício 43, dentro do qual a ponta de ferramenta 7 se encontra disposta.

Em última instância, ainda é mostrado que, em especial a partir de folhas laminadas com uma camada S composta de nitreto de boro cúbico, tem-se como bastante proveitoso o emprego de um sistema de abastecimento de agente de lubrificação / agente de refrigeração, o qual se direciona para as arestas de corte. Δ matéria-prima das arestas de corte, nitreto de boro cúbico, é essencialmente sensível ao choque térmico, além de sensível frente a diferentes temperaturas da aresta de corte 9. Devido ao especial sistema de abastecimento de agente de lubrificação / agente de refrigeração pode ser conseguido, por meio da garra de preensão 15, um resfriamento muito efetivo da aresta de corte 9 ativa, a qual tem a função de realizar o processo de remoção de cavacos da base de válvula 1, em especial quando uma abertura para saida de agente de refrigeração 63 for projetada na garra de preensão 15, a qual é formada de maneira alargada, de tal modo que a aresta de corte 9 ativa sofra aplicação de agente de refrigeração na região da base de válvula 11 que irá ser submetida ao processo de beneficiação. Portanto, também é possível se ajustar o jato de agente de refrigeração para toda a extensão da aresta de corte e, em adição, se garantir, com isso, um resfriamento regular e homogêneo, de tal modo que a abertura para saida de agente de refrigeração 63 transcorra em paralelo à aresta de corte 9 ativa. A partir das explicações apresentadas para a ferramenta 1 fica evidente a proposição de um procedimento para realização do processo de beneficiação de bases de válvula em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna, o qual é executado por uma ferramenta que apresenta uma ponta de ferramenta. Esta ponta de ferramenta, por sua vez, contém pelo menos uma aresta de corte, sucedendo-se, dessa forma, uma simplificação do processo, de tal forma que, no caso de ocorrência de um desgaste dos cortadores ativos, possa ser suprimido um ajuste da ferramenta. Tem sido evidenciado que a ponta de ferramenta é ajustada de maneira exata por meio das regiões de apoio, além do fato de a massa desejada de base de válvula ser dada, ao se realizar uma substituição da ponta de ferramenta e, em adição, que estas etapas também são possíveis de serem realizadas. Também se verificou que uma ponta de ferramenta guarnecida com várias aresta de cortes é passível de ser rotacionada caso ocorra o desgaste de uma aresta de corte, o que significa dizer que esta ponta de ferramenta é deslocada, de tal modo que uma nova aresta de corte possa entrar em engrenagem com a base da válvula a ser submetida ao processo de beneficiação.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Ferramenta para realização do processo de remoção de cavacos de bases de válvulas em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna com pelo menos uma ponta de ferramenta que apresenta uma aresta de corte caracterizada pelo fato de que a ponta de ferramenta (7) se apresenta em disposição contígua a duas regiões de apoio (27, 29), dispostas sob um ângulo a, cuja bissetriz (33) transcorre essencialmente perpendicular à aresta de corte ativa (9), a qual exerce a função de remover cavacos da base de válvulas (11) ·

2. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato das regiões de apoio (27, 29) serem formadas por meio de duas superfícies de apoio.

3. Ferramenta, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato das regiões de apoio serem formadas por meio do corpo base (17) da ferramenta (1).

4. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato das regiões de apoio (27, 29) serem formadas por meio de adaptadores (61) .

5. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato dos adaptadores (61) serem essencialmente formados por meio de elementos de formato retangular.

6. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato dos adaptadores (61) serem formados por meio de elementos em formato de pino.

7. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato dos adaptadores (61) serem compostos por um material que se distingue por ser mais duro do que aquele que compõe o corpo base (17), sendo utilizado de preferência carboneto de tungstênio e /ou cerâmica e/ou nitreto de boro cúbico (CBN).

8. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de serem projetadas posições livres (55) pelo menos na área das regiões de apoio (27 , 29) .

9. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de ser projetado um sistema de abastecimento de agente de lubrificação / agente de refrigeração.

10. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato do sistema de abastecimento de agente de lubrificação / agente de refrigeração ser resultado de uma garra de preensão (15) que prende a ponta de ferramenta (7).

11. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato do sistema de abastecimento de agente de lubrificação/ agente de refrigeração ser resultado de uma abertura para salda de agente de refrigeração (63) alargada, que transcorre de preferência, essencialmente em paralelo às arestas de corte ativas (9).

12. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizada pelo fato da ponta de ferramenta (7) ser projetada como uma placa reversível.

13. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizada pelo fato da ponta de ferramenta (7) ser projetada em formato hexagonal.

14. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato da ponta de ferramenta (7) ser equipada com nitreto de boro cúbico (CBN).

15. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato da ponta de ferramenta (7) ser guarnecida em uma camada (S) de nitreto de boro cúbico.

16. Ferramenta, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato da ponta de ferramenta (7) apresentar uma superfície livre, a qual contém regiões com diferentes ângulos de inclinação.

17. Procedimento para realização do processo de remoção de cavacos de bases de válvulas em cabeçotes de cilindro de motores de combustão interna com auxilio de uma ferramenta, em especial por meio de uma ferramenta como definida em uma das reivindicações de 1 a 16, a qual, por sua vez, contém pelo menos uma ponta de ferramenta que apresenta uma aresta de corte, caracterizado por ser essencialmente desnecessária a realização de um reajuste fino e/ou ajuste da ponta de ferramenta da ferramenta, caso ocorra o desgaste de uma aresta de corte.

18. Procedimento, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato da ferramenta sofrer um deslocamento, no momento da realização do processo de beneficiação da base de válvula, em direção a um eixo mediano da base de válvula em formato de anel.

19. Procedimento, de acordo com as reivindicações 17 ou 18, caracterizado pelo fato da ponta de ferramenta ser projetada como uma placa reversível.