ES2294715T3 - Broca, en especial broca helicoidal. - Google Patents

Abstract

Broca (2), en especial broca helicoidal, dotada de un cuerpo (8) que presenta ranuras de viruta (12) y un frente de broca (10) que presenta dos filos cortantes principales (20) confluentes formando un filo de corte continuo extendido en un plano perpendicular al eje longitudinal de broca (6), caracterizado porque los filos cortantes principales (20), referidos a una dirección de corte (32), están dispuestos detrás de una línea central (30) situada en el plano perpendicular al eje longitudinal de la broca (6) y extendida a través del centro de la broca (24) y en dirección de los filos cortantes principales (20.

Description

Broca, en especial broca helicoidal.

El invento trata de una broca, en especial una broca helicoidal, que presenta un cuerpo con ranuras de viruta y una cabeza de corte de broca que presenta dos filos principales convergentes, según el término genérico de la reivindicación 1.

Según DIN ISO 5419, una broca helicoidal de este tipo comprende una punta de corte denominada aquí como frente de broca, que proporciona esencialmente la funcionalidad de corte de la broca. Adyacente a la cabeza de corte de la broca se conecta un cuerpo en el que se encuentran incorporadas ranuras de viruta dispuestas en particular en espiral, cada una partiendo de un filo cortante principal de la cabeza de corte de la broca. En la dirección longitudinal de la broca se conecta al cuerpo un vástago mediante el que la broca es sujetada y fijada.

Con una broca helicoidal convencional de dos filos cortantes principales, los mismos están dispuestos uno respecto al otro en un ángulo agudo, tal como se desprende especialmente de la DIN 1414-1. Ambos filos cortantes principales están conectados entre sí por medio de un filo transversal dispuesto en el centro de la broca. En el área del filo transversal, la punta de la broca presenta un ensanchamiento del núcleo. Este filo transversal es, al mismo tiempo, el punto más adelantado de la broca, al que son adyacentes los filos cortantes principales a la manera de una superficie cónica, lo mismo que los flancos adyacentes a los filos cortantes principales.

Al agujerear, una broca helicoidal de este tipo, conforma en la pieza a mecanizar, un agujero con un fondo de base cónica. Sin embargo, en determinados casos de aplicación se procuran agujeros ciegos de un fondo de taladro en lo posible plano. Tales agujeros ciegos no pueden conseguirse con una broca helicoidal convencional, debido a la inclinación entre sí en ángulo agudo de los filos cortantes.

El documento EP 0 089 123 A1 describe una broca para producir un agujero con un fondo de agujero casi plano. Esta broca está dotada de un filo cortante primario dispuesto en el centro de la broca que se extiende solamente sobre un sector parcial del diámetro de la broca. En un lado se conecta en sentido longitudinal de la broca, desplazado hacia atrás, un filo cortante secundario, que se extiende desde el filo cortante primario hasta la circunferencia exterior de la broca. Debido al filo cortante primario en voladizo, con esta broca tampoco se consigue un fondo de taladro completamente plano, utilizándose el filo cortante primario en voladizo con fines de centrado.

Del documento DE-AS 1177 904 se desprende, además, una fresa de ranuras, que presenta en su cabeza un total de cuatro filos cortantes frontales que, sin embargo, no se conectan entre sí encima del centro de la fresa. Sin embargo, una fresa de este tipo no es apropiada para taladrar, debido al hecho de que, al faltar el filo cortante en el sector central, no se produce una evacuación de virutas mediante un movimiento giratorio puro en el sector central. Consecuentemente, la fresa debe, ineludiblemente, desplazarse también en dirección lateral.

Del documento US 6,135,681 se desprende una broca plana con un inserto, cuyos filos cortantes principales se extienden en un plano perpendicular al eje longitudinal de la broca, que presenta las características del término genérico de la reivindicación 1.

El objetivo del invento es crear una herramienta de taladrar o una broca con la que puede conseguirse un agujero ciego con un fondo de taladro plano y liso.

Este objetivo se cumple, según el invento, mediante una broca de acuerdo a la reivindicación 1. Según ello, ambos filos cortantes principales del frente de broca conforman en común un filo cortante continuo que se extiende en un plano perpendicular al eje longitudinal de la broca. En consecuencia, ambos filos cortantes principales están orientados entre sí en un ángulo de 180º. La broca no presenta una cabeza proyectada hacia adelante, por lo que el fondo de taladro es completamente plano y liso, extendiéndose el filo cortante conformado por los filos cortantes principales por sobre todo el diámetro de la broca. Los filos cortantes principales son preferentemente simétricos entre sí y, particularmente, de simetría puntual respecto del centro de la broca.

Una especial ventaja de esta broca configurada como broca plana es que, para la conformación de, por ejemplo, agujeros ciegos completamente planos, se obtienen como mínimo los mismos parámetros de corte aproximados y los mismos tiempos de proceso y taladrado que mediante una broca helicoidal convencional con cabeza de corte cónica. De este modo, en comparación con las fresas de ranuras convencionales, que usualmente presentan sólo un filo cortante frontal y un gran diámetro de núcleo, se obtienen tiempos de procesos ostensiblemente más cortos, es decir, el tiempo de mecanizado para la conformación de un agujero ciego disminuye ostensiblemente.

Con la broca plana son posibles, sin problemas y de modo económicamente eficiente, formas de taladros ciegos precisos de fondo plano, en especial también con una pared escalonada (taladrado escalonado). Para la conformación de un taladro escalonado, como es, por ejemplo, necesario para un asiento de válvula, la broca plana presenta filos cortantes adicionales extendidos hacia atrás en forma radial hacia fuera y desplazados en la profundidad de un escalón respecto de los filos cortantes principales. Además, cuando la broca plana se usa para agujeros pasantes se consiguen bordes de agujeros de poca rebaba.

Otra ventaja considerable de la orientación completamente plana del filo cortante con un borde cortante en el extremo, es el hecho de que también en superficies curvas la broca puede aplicarse sin problemas y sin desviarse, contrariamente a lo que sucede con una cabeza de broca cónica.

Debido al filo cortante continuo de orientación perpendicular al eje longitudinal de la broca, se consigue en un plano uniforme una evacuación de viruta sobre todo el diámetro del agujero.

Además, los filos cortantes principales - referidos a la dirección de corte de la broca - están dispuestos detrás de una línea central situada en el plano perpendicular al eje longitudinal de la broca y extendida a través del centro de la broca. Es así que cada uno de los filos cortantes principales está situado, en particular, desplazado respecto de la línea central en la mitad de un diámetro de núcleo. Debido a esta medida, los filos cortantes principales pueden afilarse sin problemas con un disco de amolar, sin que, afilando uno de los filos cortantes principales, se toque el segundo filo cortante principal.

En forma apropiada, los filos cortantes principales se desarrollan en forma rectilínea, de modo que el filo cortante se extiende aproximadamente a lo largo de una línea. De este modo, las fuerzas que actúan sobre la broca se distribuyen en forma simétrica, de manera que al taladrar la broca solamente se somete a fuerzas laterales ligeras, con lo que se habría influenciada negativamente la geometría del taladro.

Preferentemente, ambos filos cortantes principales están unidos en un centro frontal del frente de broca mediante un filo transversal residual, de modo que los filos cortantes principales están desplazados entre sí en el plano perpendicular al eje longitudinal de la broca, presentando el filo transversal residual solamente una extensión menor, de modo que el desplazamiento es mínimo. El desplazamiento corresponde en este caso aproximadamente a un diámetro de núcleo del centro frontal, variando dicho diámetro de núcleo, y con ello también el desplazamiento, en función del diámetro de la broca y aumentando así apropiadamente en forma aproximadamente creciente degresiva. Para diámetros de agujero de 3 a 30 mm, aproximadamente, el diámetro de núcleo es preferentemente de 0,05 a 0,35 mm, aproximadamente. En ello, el diámetro de núcleo se determina preferentemente en función del tamaño de la broca, mediante la raíz ponderada con un factor constante.

La disposición del filo transversal residual en el centro de la broca, en combinación con el desplazamiento paralelo de los filos cortantes principales, posibilita un rectificado simplificado de ambos filos cortantes principales. Al mismo tiempo, en la zona del centro de la broca se consigue una resistencia suficiente. Además, debido a un tamaño muy pequeño del filo transversal y, consecuentemente, del diámetro del núcleo, se consigue también en el centro un corte de viruta efectivo, sin un magullamiento excesivo. De este modo, la denominada viruta central puede removerse en forma eficiente, con lo que se evitan magulladuras en la zona del centro de la broca. Contrariamente, las brocas helicoidales convencionales presentan un espesor de núcleo ostensiblemente mayor en la zona de la cabeza de la broca, la que asimismo aumenta con el diámetro de la broca, estando ya prevista, según DIN 1414-1, para un diámetro de broca de 3 mm un espesor mínimo de núcleo de 0,5 mm, aproximadamente, y para un diámetro de núcleo de 30 mm, aproximadamente, un espesor mínimo de núcleo de 3,5 mm, aproximadamente.

En vista a un resultado de taladrado optimizado y una evacuación de virutas eficiente, la transición desde el filo cortante principal a través del centro frontal a un flanco adyacente al centro frontal y asignado al otro filo cortante principal se extiende a lo largo de un radio de hueco frontal. Preferentemente, el mismo aumenta con un diámetro de la broca creciente y se sitúa en el intervalo de 0,5 a 4,2 mm para un diámetro de broca de 3 a 30 mm.

Para un rectificado en lo posible sencillo se ha previsto que, adyacente al filo cortante principal respectivo, se conecte un primer flanco con un primer ángulo de flanco y, a adyacente al mismo, un segundo flanco con un ángulo de flanco mayor que el primer ángulo de flanco. Los flancos asignados al filo cortante principal respectivo forman faldones planos aproximadamente inclinados uno respecto del otro con ángulos de inclinación diferentes. Debido al primer flanco relativamente plano, el frente de la broca en la zona de los filos cortantes principales presenta un espesor suficiente y, por ello, es suficientemente robusto. Consecuentemente, la cuña cortante formada en el filo cortante principal, delimitada por el flanco y la superficie de desprendimiento unidos en el filo cortante principal, está conformada de forma robusta. Apropiadamente, el primer ángulo de flanco se sitúa en el intervalo entre 4 y 10º y el segundo ángulo de flanco en el intervalo entre 8 y 20º. La selección del ángulo depende del material. Para una broca diseñada para acero, ambos ángulos tienen, en particular, entre 6º y 12º, aproximadamente.

Preferentemente, se ha previsto, además, que la anchura del primer flanco aumente desde una anchura central en la zona central de la broca hacia una anchura exterior en el perímetro de la broca. En principio, se procura una anchura en lo posible grande del primer flanco, para realizar la cuña cortante en lo posible robusta. Sin embargo, al mismo tiempo, debido a la inclinación reducida la anchura no debe ser demasiado grande ya que, caso contrario, el flanco no sería suficiente para la viruta a evacuar. Debido a la disminución de la anchura del primer flanco hacia el centro de la broca, se tiene en cuenta especialmente la evacuación problemática de la viruta central. Preferentemente, la anchura del primer flanco aumenta con el diámetro creciente de la broca y para la anchura central es entre 0,03 y 0,4 mm, aproximadamente, y para la anchura exterior entre 0,15 y 0,9 mm, aproximadamente, para diámetros de broca entre 3 y 30 mm. La anchura aumenta de manera especialmente degresiva, o sea, de forma continua con diámetro de broca creciente y sobre toda la longitud del flanco.

\newpage

En vista del problema de la evacuación fiable de la viruta central se dispuso, apropiadamente, en la frente de la broca un denominado puntiagudizado de una ranura de viruta respectiva. Este puntiagudizado se realiza mediante una rectificación. Por medio del puntiagudizado se conforma, en cada caso, un hueco frontal en la frente de la broca. Para una evacuación efectiva de la viruta presenta este puntiagudizado diversas características, preferentemente realizadas combinadas.

Por un lado, está previsto apropiadamente que el puntiagudizado se extienda más allá de una línea central perpendicular a los filos cortantes principales. El puntiagudizado, es decir, el flanco para la viruta a evacuar, se extiende por sobre todo el filo cortante principal asignado al puntiagudizado hasta la zona del filo transversal residual e, incluso, preferentemente hasta la zona del segundo filo cortante principal. Además, está previsto apropiadamente que el puntiagudizado respecto del eje longitudinal de la broca incluya un ángulo de entre 20 a 40º, aproximadamente, en especial de 30º, siendo este ángulo, preferentemente, más o menos igual a un ángulo de hélice de la ranura de viruta, o sea, del ángulo bajo el que se extiende la línea marginal de la ranura de viruta respectiva en relación al eje longitudinal de la broca. Mediante esta medida se inclina la profundidad radial del puntiagudizado en el desarrollo del eje longitudinal de la broca. De esta forma, la viruta es dirigida efectivamente del centro de la broca a la ranura de viruta helicoidal.

Preferentemente, el puntiagudizado presenta, además, un ángulo de apertura relativamente grande de 70º \pm 15º.

Adyacente al filo cortante principal respectivo se extiende en dirección a la ranura de viruta una superficie de desprendimiento. La misma está dispuesta, preferentemente, bajo un ángulo de desprendimiento de más o menos -8 a +10º. El ángulo de desprendimiento indica el ángulo entre la superficie de desprendimiento y un plano extendido paralelo al eje longitudinal de la broca. O sea, el ángulo de desprendimiento es una medida para una desviación de la superficie de desprendimiento respecto del plano paralelo al eje longitudinal de la broca, significando un ángulo de desprendimiento positivo una cuña cortante aguda; un ángulo de desprendimiento negativo una cuña cortante obtusa. La superficie de desprendimiento es amolada, apropiadamente, junto con el puntiagudizado. Debido a que el puntiagudizado se realiza en la superficie de desprendimiento ya existente, al amolar se modifica la superficie de desprendimiento existente. O sea, se realiza una denominada "corrección del ángulo de desprendimiento". La superficie de desprendimiento corregida generada mediante el puntiagudizado, adyacente al filo cortante principal, preferentemente presenta en la dirección longitudinal de la broca una extensión dispuesta para la broca de aproximadamente el doble del valor de avance por cada revolución del filo cortante.

En un perfeccionamiento preferente, para una evacuación de viruta uniforme la superficie de desprendimiento se extiende hacia un filo cortante secundario. En la zona en la que la superficie de desprendimiento se une al filo cortante secundario, esta tiene una anchura de superficie de desprendimiento de entre 0,10 a 0,70 mm, aproximadamente, para un diámetro de la broca de 3-30 mm, aproximadamente.

Debido al filo cortante de un desarrollo completamente plano, la broca no presenta una cabeza frontal anterior que adopta la función de centrado. Consecuentemente, de acuerdo a un perfeccionamiento apropiado se ha dispuesto un chanfle doble en la circunferencia de la broca, para un guiado apropiado de la broca. Con este fin se formaron fajas-guía en ambos lados marginales del refuerzo extendido entre las ranuras de viruta, definiendo las fajas-guía la circunferencia exterior de la broca.

Asimismo, con motivo de un guiado apropiado de la broca se ha dispuesto que el filo cortante principal respectivo converja, a través de un filo cortante angular redondeado y preferentemente chanfleado, en un filo cortante secundario respectivo que se extiende a lo largo de la ranura de viruta. Por medio de dicho diseño del filo cortante angular achaflanado o redondeado se produce, especialmente al granetear, un autocentrado de la broca. Para mantener tan reducido como sea posible la redondez y el achaflanado resultante del fondo del taladro, la altura de la redondez o del chaflán paralelo al eje longitudinal de la broca es de 0,15 a 0,80 mm, aproximadamente, para un diámetro de broca de 3-30 mm.

Además, para una evacuación se ha previsto apropiadamente, adyacente al filo cortante angular, un flanco de filo cortante angular para una evacuación de viruta fiable. El flanco puede comprender dos flancos parciales o un flanco curvado.

A continuación, en base a los dibujos se explicará detalladamente un ejemplo de realización del invento. Muestra la:

fig. 1A, una vista lateral de la broca,

fig. 1B, una agujero ciego realizado mediante la broca en una pieza a mecanizar,

fig. 2A, el frente de broca, en una vista frontal,

fig. 2B, una representación ampliada de la zona señalada con una elipse en la figura 2A,

fig. 3A, una vista lateral del frente de broca con hueco frontal,

fig. 3B, una vista en sección del filo cortante principal, según el corte III-III en la fig. 3A,

fig. 4, una vista en perspectiva del frente de broca con hueco frontal,

fig. 5, otra vista en perspectiva del frente de broca con filo cortante angular,

fig. 6A, 6B vistas en corte de realizaciones diferentes, en la zona del filo cortante angular, según el corte VI-VI en la fig. 5,

fig. 7, una vista desde arriba del filo cortante angular, según la fig.5 con un radio angular.

En las figuras, los elementos que actúan de la misma forma se señalan con el mismo número de referencia.

La broca 2, diseñada según la figura 1A como una broca espiral o helicoidal, comprende adyacente a un vástago 4, un cuerpo 8 a lo largo del eje longitudinal 6 de la broca, presentando en el extremo frontal del cuerpo 8 un frente de broca 10. En el cuerpo 8 se encuentran extendidas en forma helicoidal cámaras o ranuras de viruta 12, entre las que en cada caso se conforma un refuerzo 14. Las ranuras de viruta 12 están orientadas en un ángulo de hélice \omega respecto del eje longitudinal 6. La broca tiene un diámetro de broca d que disminuye ligeramente en dirección al vástago 4.

En la figura 1A puede verse claramente que el frente de broca 10 tiene un diseño completamente plano y se despliega en un plano perpendicular al eje longitudinal 6. Como puede verse en la figura 1B, con una broca 2 de este tipo puede taladrarse en una pieza a mecanizar 16 un agujero ciego con un fondo de taladro completamente plano.

Además, el diseño completamente plano del frente de broca 10 permite también un graneteado sencillo, aún en superficies curvas, debido a que la falta de la cabeza cónica de broca, usual en una broca helicoidal convencional, no permite un resbalamiento en la superficie curva.

Con el diseño completamente plano en la zona de corte del frente de broca 10 y debido de la falta de la habitual cabeza de broca cónica, existen requerimientos particulares respecto del autocentrado o guiado de la broca 2 y, asimismo, respecto de una evacuación de viruta fiable, en especial de la denominada viruta central. Para conseguir un buen guiado de la broca y asegurar una evacuación fiable de la viruta, la broca 2 presenta múltiples características que permiten, en especial en su acción combinada, un taladrado seguro y fiable con un buen resultado.

Como se desprende especialmente de las figuras 2A y 2B, la broca 2 presenta en su frente de broca 10 dos filos cortantes principales 20 que confluyen a través de un filo transversal residual 22. Los filos cortantes principales 20 y el filo transversal residual 22 forman un filo cortante común, que se extiende completamente en el plano perpendicular al eje longitudinal 6, siendo los filos cortantes principales 20 rectilíneos y, exceptuando un ligero desplazamiento causado por el filo transversal residual 22, situados esencialmente sobre una línea. En la zona de transición formada entre ambos filos cortantes principales 20 a través del filo transversal residual 22, solamente existe un espesor de material extremadamente delgado. En el centro de broca 24, el frente de broca 10 tiene un diámetro de núcleo k, mostrado aquí con forma circular, que, comparado con los diámetros de núcleo usuales, es muy pequeño.

Un flanco en dos partes formado por un primer flanco 26 y un segundo flanco 28 es adyacente a los filos cortantes principales 20. El primer flanco 26 tiene asignado un primer ángulo de flanco \alpha1 y el segundo flanco 28 un segundo ángulo de flanco \alpha2, tal como puede verse particularmente en la vista en corte de la figura 3B. El primer flanco 26 presenta una anchura creciente desde el centro de broca 24 hacia el lado exterior de la broca, mostrando el primer flanco 26 en la zona del centro una anchura central b1 y en la circunferencia exterior una anchura exterior b2.

Como puede verse especialmente en la figura 2B, el filo cortante principal 20 respectivo está situado a una distancia de la línea central 30 extendido a través del centro de broca 24, o sea, el filo cortante principal 20, visto en una dirección de corte 32, está dispuesto detrás de la línea central 30. La dirección de corte 32 indica el sentido normal de rotación de la broca 2.

Esta configuración con la disposición de los filos cortantes principales 20 hacia el centro y la configuración con el flanco de dos partes 26,28 permiten un rectificado particularmente bueno de la geometría de filo deseada de la broca 2. Debido a la disposición de los filos cortantes principales 20 detrás del centro, se minimiza el riesgo de que, al amolar un filo cortante principal 20, el otro filo cortante principal 20 sea tocado y, eventualmente, vuelto a dejar desafilado. También la configuración del flanco de dos partes 26,28 favorece el rectificado. Debido al mayor segundo ángulo del flanco \alpha2, un amolado hasta el centro de la broca 24 sería dificultoso, porque de este modo se debilitaría especialmente el centro de broca 24 con su diámetro de núcleo k pequeño. Por el primer ángulo de flanco \alpha1 relativamente plano, la broca 2 es en la zona del filo cortante principal 20 suficientemente gruesa y robusta. Con ello se consigue una cuña cortante suficientemente robusta. Una cuña cortante de este tipo se muestra en la figura 3B. La cuña cortante está formada por los flancos 26,28 y una superficie de desprendimiento 34 que se extiende en la ranura de viruta 12 hasta el filo cortante principal 20.

En las brocas existe el problema particular de una evacuación fiable de la viruta, especialmente de la viruta central, debido a que aquí existe ningún o solamente un pequeño movimiento relativo entre la broca 2 y la pieza a mecanizar 16. Respecto de la broca 2 de geometría de filo plana aquí descrita existen requerimientos especiales en cuanto a la evacuación de viruta.

Para posibilitar una evacuación de viruta fiable se ha previsto un puntiagudizado 36 especial (véase en especial las figuras 2A, 3A), particularmente en combinación con el diámetro de núcleo k sólo muy pequeño en la zona del filo transversal residual 22. Para conseguir el puntiagudizado 36, usualmente se introduce en la zona del frente de broca 10 un disco de amolar moldeado apropiadamente en la ranura de viruta 12. De esta forma se "corrige" la ranura de viruta 12 o bien el ángulo de desprendimiento \varepsilon1 ya existente (véase la figura 3B). Como resultado se forma el puntiagudizado 36, que aquí se entiende como un determinado desarrollo de la superficie en la zona de la ranura de viruta 12 adyacente al filo cortante principal 20. El desarrollo del puntiagudizado puede verse especialmente en las figuras 2A, 3A, 4 y 5.

Todo el puntiagudizado 36, también denominado "hueco frontal", presenta un ángulo de apertura \gamma mostrado en la figura 4. Este ángulo es muy grande y se sitúa en la zona de los 70º, aproximadamente.

El puntiagudizado 36 se extiende más allá del centro, tal como puede verse en la figura 2A. Con ello se entiende que el puntiagudizado 36 se extiende más allá de otra línea central 38, orientada perpendicular a la primera línea central 30 y, consecuentemente, perpendicular al desarrollo de los filos cortantes principales 20. Como se desprende especialmente de la figura 2A, el puntiagudizado 36 asignado a uno de los filos cortantes principales 20 se extiende casi hasta una nivel correspondiente al diámetro de núcleo k, donde comienza el otro filo cortante 20. Gracias a esta medida, una viruta desprendida en el centro tiene un gran espacio libre por el que puede llegar a la evacuación de viruta. El desarrollo del puntiagudizado 36 en la zona del centro frontal está formado por un radio de hueco frontal r (figura 4), que aumenta con diámetro de broca d creciente y se sitúa entre 0,5 a 4,2 mm para diámetros de broca d entre 3 y 30 mm.

Respecto del eje longitudinal 6 de la broca, el puntiagudizado 36 se extiende en un ángulo de puntiagudizado \delta de unos 30º (figura 3A). Este ángulo de puntiagudizado \delta se extiende casi paralelo al ángulo de hélice \omega bajo el que la ranura de viruta 12 está orientada respecto del eje longitudinal 6. Por ello, el ángulo de puntiagudizado \delta es casi tan grande que el ángulo de hélice \omega. Por este motivo, el puntiagudizado 36 se extiende en dirección del eje longitudinal 6, es decir, la profundidad radial del puntiagudizado 36 disminuye en dirección longitudinal de la broca 2. Mediante esta medida la viruta es evacuada convenientemente a las dos ranuras de viruta 12.

Inmediatamente adyacente al filo cortante principal 20, el puntiagudizado 36 contiene y define, además, la superficie de desprendimiento 34, como se desprende especialmente de la figura 3A y de la figura 5. Esta superficie de desprendimiento 34 se extiende hasta un filo angular 42, que forma una transición entre el filo cortante principal 20 a un filo cortante secundario 44 (figura 3A, figura 4, figura 5). La superficie de desprendimiento 34 presenta una anchura de superficie de desprendimiento b3 que se extiende hasta el filo cortante secundario 44 y, en una zona media, una anchura mínima de la anchura de superficie de desprendimiento b4. La anchura de superficie de desprendimiento b4 se orienta especialmente en el avance para el que está diseñada la broca 2. O sea, la anchura de la superficie de desprendimiento b4 es el doble o, dado el caso, más que el doble del avance por revolución de la broca 2. La anchura de superficie de desprendimiento b3 se encuentra particularmente entre 0,1 a 0,7 mm para diámetros de broca d de 3-30 mm, aproximadamente, y la anchura de superficie de desprendimiento b4 mínima no debería, para el intervalo de diámetro de broca d, ser inferior a 0,05 a 0,25 mm. Al usar materiales metálicos livianos, por ejemplo aluminio, la anchura de superficie de desprendimiento b3 también puede ser 0.

Como se desprende de la figura 5, el puntiagudizado 36 en la zona de la superficie de desprendimiento 34 está especialmente diseñada de manera que el extremo de la superficie de desprendimiento 34, que se desvanece en la dirección del eje longitudinal 6, incida en el punto de transición en el que el filo cortante angular 42 confluye con el filo cortante secundario 44. De esta forma se consigue una transición armónica y uniforme.

La superficie de desprendimiento 34 está dispuesta en un ángulo de desprendimiento \varepsilon1 respecto de un plano paralelo al eje longitudinal 6, como se desprende especialmente de la figura 3B. Como ángulo de desprendimiento \varepsilon1 se fija, en función del material a taladrar, un valor entre -8º y +10º. En la figura 3B puede verse un ángulo de desprendimiento \varepsilon1 positivo, de modo que se forma una cuña cortante aguda, es decir, el ángulo entre el plano perpendicular al eje longitudinal de la broca 6 y la superficie de desprendimiento 34 es menor de 90º. Un ángulo de desprendimiento negativo significa una cuña cortante obtusa con un ángulo mayor de 90º. En el caso de una orientación negativa, la anchura de la superficie de desprendimiento b3 aún es ligeramente menor que los valores arriba
mencionados.

En la broca 2 con la geometría de corte plana se han dispuesto, además, algunas medidas preferentes, mediante las que, especialmente en su combinación, se consigue un guiado muy bueno de la broca 2. En primer lugar, se ha dispuesto que la broca 2 esté conformada con un chaflán doble. Ello significa que cada uno de ambos lados marginales de los refuerzos 14 está dotado de un chaflán de guía 46, como se desprende especialmente de la figura 2A. Mediante los chaflanes de guía 46 la broca 2 es guiada en el taladro en forma centrada. Los chaflanes de guía 46 forman en la circunferencia de la broca una elevación escalonada sobre la superficie remanente exterior de los refuerzos 14. Consecuentemente, los chaflanes de guía 46 determinan la circunferencia exterior de la broca.

Como además puede desprenderse de la figura 2A, el puntiagudizado 36 termina a distancia delante del chaflán de guía 46 que se encuentra detrás del refuerzo 14 respectivo, o sea, orientado opuesto al filo cortante principal 20. Con ello se asegura que este chaflán 46 no se dañará al amolar el puntiagudizado 36.

Además, para un buen guiado está dispuesta una geometría apropiada de los filos cortantes angulares 42, o sea, los mismos están conformados chanfleados, como se desprende de la figura 5, o redondeados, como se desprende de la ilustración ampliada de la figura 7. El chanfleado o redondeado produce un cierto autocentrado de la broca. Al mismo tiempo, ajusta con ello la geometría de los cantos del taladro 18 en la zona del fondo de taladro, pudiendo disponerse, en función de la geometría de cantos deseada, de diferentes formas.

En vista del objetivo propuesto de un fondo de taladro en lo posible plano, la altura h de este redondeado o achaflanado es de sólo 0,15 - 0,80 mm, aproximadamente, para diámetros d de broca de 3 - 30 mm (véase la figura 5).

Para asegurar una evacuación apropiada de la viruta en la zona del filo cortante angular 42, se han dotado los filos cortantes angulares 42 de flancos de filos cortantes angulares 48, como se desprende de las figuras 6A y 6B. Según la figura 6A, el flanco de filo cortante angular 48 se compone de dos flancos parciales 47, 49, comparable con el primer y segundo flanco 26,28 adyacente al filo cortante principal 20 respectivo. Según la figura 6B, el flanco 48 es formado redondeado y como talón.

El primer flanco parcial 47 adyacente al filo cortante angular 42 está dispuesto en un primer ángulo de flanco parcial \alpha3 y el segundo ángulo de flanco parcial 49 adyacente a este flanco 47 está dispuesto en un segundo ángulo de flanco parcial \alpha4 más grande, encontrándose el primer ángulo de flanco parcial \alpha3, preferentemente, en función del material a mecanizar con desprendimiento de viruta, en el intervalo entre 4º y 12º.

En la segunda variante según la figura 6B, el flanco 48 está orientado en un ángulo de flanco \alpha5 en el intervalo entre 3º a 10º, seleccionado a su vez en función del material a mecanizar y dependiendo especialmente también del diámetro de broca d.

Como se desprende en especial de la figura 6B, la superficie de desprendimiento 34 se extiende en dirección de las ranuras de viruta 12 respectivas, siendo la anchura de la superficie de desprendimiento, en función del material a mecanizar, de entre 0,05 y 0,30 mm. La superficie de desprendimiento 34 está dispuesta en la zona del filo cortante angular 42 bajo un ángulo de desprendimiento del filo cortante angular \varepsilon2 (véase la figura 6A), dependiendo del material a mecanizar con desprendimiento de viruta, de entre -8º y +8º.

Para el enfriamiento de la broca 2, la misma está dotada de canales de enfriamiento 50 conformados en el cuerpo 8, como se desprende de la figura 2A. Para conseguir una evacuación de viruta sin fallos se ha previsto, además, que el espacio de viruta formado por las ranuras de viruta 12 esté dotado de una sección transversal de evacuación de viruta creciente hacia el vástago 4, es decir, la sección transversal de la ranura de viruta 12 respectiva, conformada perpendicular al eje longitudinal 6, aumenta en dirección al vástago. Ello se consigue mediante una denominada reducción de núcleo y/o bien una denominada apertura de espacio de viruta.

La broca descrita en la presente se caracteriza por muy buenas propiedades de taladrado y, consecuentemente, brinda de este modo una herramienta particularmente eficiente para diferentes requerimientos, destacándose especialmente su aptitud para la producción de taladros ciegos planos, para la fabricación de agujeros pasantes de poca rebaba, la posibilidad de aplicar la broca también sobre superficies curvadas y su buena aptitud de centrado. Estas propiedades se consiguen mediante el diseño geométrico especial de la broca plana. Además del diseño y de la disposición de los filos cortantes principales 20 son de importancia particular la geometría especial del puntiagudizado 36, los chaflanes de guía dobles 46, los filos cortantes angulares 42 y la superficie de desprendimiento 34.

Claims (18)

1. Broca (2), en especial broca helicoidal, dotada de un cuerpo (8) que presenta ranuras de viruta (12) y un frente de broca (10) que presenta dos filos cortantes principales (20) confluentes formando un filo de corte continuo extendido en un plano perpendicular al eje longitudinal de broca (6), caracterizado porque los filos cortantes principales (20), referidos a una dirección de corte (32), están dispuestos detrás de una línea central (30) situada en el plano perpendicular al eje longitudinal de la broca (6) y extendida a través del centro de la broca (24) y en dirección de los filos cortantes principales (20).

2. Broca (2) según la reivindicación 1, caracterizada porque los filos cortantes principales (2) son rectilíneos.

3. Broca (2) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque ambos filos cortantes principales (20) están conectados entre sí en un centro frontal del frente de broca (10) por medio de un filo transversal residual (22), de modo que los filos cortantes principales (20) están desplazados uno respecto del otro en el plano perpendicular al eje longitudinal de broca (6).

4. Broca (2) según la reivindicación 3, caracterizada porque el centro frontal presenta un diámetro de núcleo (k) que aumenta aproximadamente en forma lineal con el diámetro de broca (d) y se sitúa entre 0,05 a 0,35 mm para diámetros de broca (d) de 3 a 30 mm, aproximadamente.

5. Broca (2) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el filo cortante principal (20) está conectado por medio del centro frontal a un flanco (28) a lo largo de una línea circular con un radio de hueco frontal (r), aumentando el radio de hueco frontal (r) en particular de 0,5 a 4,2 mm, aproximadamente, para diámetros de broca (d) de 3 a 30 mm.

6. Broca (2) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al filo cortante principal (20) respectivo se añade un primer flanco (26) con un primer ángulo de flanco (\alpha1) y, añadido al mismo, un segundo flanco (28) con un segundo ángulo de flanco (\alpha2) comparativamente mayor que el primer ángulo de flanco (\alpha1).

7. Broca (2) según la reivindicación 6, caracterizada porque el primer ángulo de flanco (\alpha1) es de entre 4 y 10º, particularmente de 6º, aproximadamente, y el segundo ángulo de flanco (\alpha2) es de entre 8 y 20º, particularmente de 12º, aproximadamente.

8. Broca (2) según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque la anchura del primer flanco (26) aumenta desde una anchura central (b1) en la zona del centro de broca (24) hacia una anchura exterior (b2) en la periferia de la broca.

9. Broca (2) según la reivindicación 8, caracterizada porque la anchura del primer flanco (26) aumenta en total con el diámetro de broca (d) creciente y porque para diámetros de broca (d) de 3 a 30 mm, aproximadamente, el ancho central (b1) es de entre 0,03 y 0,4 mm, aproximadamente, y la anchura exterior (b2) de entre 0,15 y 0,9 mm, aproximadamente.

10. Broca (2) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la ranura de viruta (12) respectiva presenta en el frente de broca (10) un puntiagudizado (36) que se extiende sobre otra línea central (38) orientada perpendicular a los filos cortantes principales (20).

11. Broca (2) según la reivindicación 10, caracterizada porque el puntiagudizado (36) incluye respecto del eje longitudinal de broca (6) un ángulo de puntiagudizado (\delta) de 20 a 40º, aproximadamente.

12. Broca (2) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la ranura de viruta (12) forma en el frente de broca (10) un puntiagudizado (36) que presenta, visto en un plano perpendicular al eje longitudinal de la broca, un ángulo de apertura (\gamma) de 70º, aproximadamente.

13. Broca (2) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al filo cortante principal (20) respectivo se añade en dirección a la ranura de viruta (12) respectiva una superficie de desprendimiento (34) que tiene respecto del filo cortante principal (20) un ángulo de desprendimiento (\varepsilon) de -8 a +10º.

14. Broca (2) según la reivindicación 13, caracterizada porque la superficie de desprendimiento (34) va disminuyendo hacia un filo cortante secundario (44) y porque presenta una anchura de superficie de desprendimiento (b3) en el intervalo de más o menos 0,10 a 0,70 mm para diámetros de broca (d) de 3-30 mm, aproximadamente.

15. Broca (2) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo (8) forma entre las ranuras de viruta (12) en cada caso un refuerzo (14), que en sus dos lados marginales orientados hacia las ranuras de viruta (12) presenta en cada caso un chaflán de guía (46).

16. Broca (2) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el filo cortante principal (20) respectivo pasa por medio de un filo cortante angular (42) redondeado u achaflanado a un filo cortante secundario (44) respectivo extendido a lo largo de la ranura de viruta (12).

17. Broca (2) según la reivindicación 16, caracterizada porque la altura (h) del redondeado o achaflanado - visto en la dirección del eje longitudinal de broca (6) - es de 0,15 a 0,80 mm, aproximadamente, para diámetros de broca (d) de 3 a 30 mm, aproximadamente.

18. Broca (2) según la reivindicación 16 ó 17, caracterizada porque al filo cortante angular (42) se añade un flanco de filo cortante angular (48).