Una broca para mecanizado con retirada de viruta, que comprende,

por una parte, un cuerpo de broca (1) que es giratorio alrededor de un eje geométrico central (C1) y que tiene un extremo trasero (4) y un extremo delantero (5) desde el que se prolonga hacia atrás una superficie envolvente (6) en la que dos acanaladuras de viruta (10a, 10b) cada una de ellas tiene embutida una cavidad de pieza inserta (11, 12), y por otra parte dos piezas insertas de corte sustituibles, a saber, una pieza inserta de corte periférica (3) montada en una cavidad periférica (12) y una pieza inserta central (2) que es giratoria y se monta en una cavidad central (11) que se abre en el extremo delantero del cuerpo de broca (5) y que está delimitada por una superficie inferior (14), una superficie de apoyo de extremo trasero (16), una superficie de apoyo lateral (15) de una pared de partición (24), y un lado interior (17) de un borde (13) contiguo a la superficie envolvente (6), comprendiendo la pieza inserta central (2) un lado superior (32) y un lado inferior (33) entre los cuales se extiende un orificio pasante (34) para un tornillo de sujeción (27), y que tiene una forma básica alargada que es simétricamente especular con respecto a un plano central longitudinal, imaginario (P) con el que coincide un eje geométrico central (C3) del orificio (34), y una de las dos superficies de contacto lateral longitudinal (36), opuestas de la pieza inserta de corte, que discurren paralelas entre si y al plano central (P), que hacen fuerza contra la superficie de apoyo lateral (15) de la cavidad central (11), junto a la cual una de las dos superficies extremas opuestas, que se forman contiguas a los bordes de corte (35) de retirada de viruta en los extremos cortos de la pieza inserta central, hacen fuerza contra la superficie de apoyo extrema (16) de la cavidad central, caracterizada porque la superficie de apoyo lateral (15) de la cavidad central (11) se inclina hacia afuera/hacia atrás desde su extremo delantero con respecto al eje geométrico central (C1) del cuerpo de broca (1) un ángulo agudo (ε) comprendido dentro del intervalo de 3º - 8º, y porque, en cada una de las dos esquinas diagonalmente opuestas de la pieza inserta central (2), se forma una superficie intermedia (39) entre la superficie de contacto lateral individual (36) y una superficie extrema, cuya superficie intermedia es más corta que la superficie de contacto lateral (36) y forma con ella un ángulo obtuso (α), estando situada una de las superficies intermedias en el área de un espacio de holgura (18) entre la superficie de apoyo lateral (15) de la cavidad central y la superficie de apoyo extrema (16) de ella

Campo técnico de la invención

Esta invención se refiere, en un primer aspecto, a una broca destinada a mecanización por corte de viruta y del tipo que comprende, por una parte, un cuerpo de broca que es giratorio alrededor de un eje geométrico central y que tiene un extremo trasero y un extremo delantero desde el que se prolonga hacia atrás una superficie envolvente en la que se embuten dos acanaladuras de viruta con una cavidad para una pieza inserta, y por otra parte dos piezas insertas de corte sustituibles, a saber, una pieza inserta de corte periférica montada en una cavidad periférica y una pieza inserta central, que es giratoria y se monta en una cavidad central que se abre en el extremo delantero del cuerpo de la broca y está delimitada por una superficie inferior, una superficie de apoyo de extremo trasero, una superficie de apoyo lateral de una pared de partición central, y un lado interior de un borde contiguo a la superficie envolvente, comprendiendo la pieza inserta central un lado superior y un lado inferior entre los que se prolonga un orificio pasante para un tornillo de sujeción, y que tiene una forma básica alargada que es especularmente simétrica en relación con un plano central longitudinal, imaginario, con el que coincide un eje geométrico central del orificio, y una de dos superficies de contacto lateral longitudinal, opuestas, que discurren paralelas entre sí y al plano central, que hace fuerza contra la superficie de apoyo lateral de la cavidad central, además de lo cual una de las dos superficies extremas opuestas, que se forman contiguas a los bordes de corte que retiran viruta en los extremos cortos de la pieza inserta central, hace fuerza contra el extremo de la superficie de apoyo de la cavidad central.

En un aspecto adicional, la invención también se refiere a una pieza inserta central para brocas de piezas insertas giratorias de la clase en cuestión.

Técnica anterior

El diseño de herramientas, en particular de herramientas giratorias, tales como brocas para corte o para mecanizado por corte de viruta, implica un continuo toma y daca entre deseos conflictivos tanto de naturaleza técnica como económica. Las herramientas de corte modernas se componen principalmente de un cuerpo básico y una o más piezas insertas de corte duras o cuerpos de desgaste, que se pueden desechar después de su utilización completa. De esta manera, se logra una utilización prolongada del cuerpo básico comparativamente caro, (por ejemplo, de 10 a 30 cambios de piezas insertas). Entre la pluralidad de requisitos y deseos que se hacen sobre las herramientas, se deben mencionar brevemente los siguientes: buenos resultados de mecanización respecto a la precisión, calidad superficial, capacidad de repetición y velocidad; bajos costes de fabricación del cuerpo básico así como de las piezas insertas de corte; una gran resistencia de la herramienta con objeto de esto resistir esfuerzos extremos y velocidades de avance rápidas; un buen control de corte de viruta; etc.

La necesidad de compromisos resulta particularmente evidente en el diseño de brocas del tipo que hacen uso de piezas insertas de corte sustituibles, y de lo que por los expertos en la técnica se denominan brocas de piezas insertas giratorias. Ya brocas de piezas insertas giratorias con diámetros de taladrado grandes o medianos dan lugar a equilibrios delicados como consecuencia del complicado carácter de la operación de taladrado respecto a, por ejemplo, control de viruta, equilibrado, capacidad de retirada de viruta, y el hecho de que la velocidad de rotación en las diferentes partes del cuerpo de la broca decrece desde un valor máximo en la periferia a cero en el centro del cuerpo del taladro. No obstante, las dificultades llegan a ser particularmente graves cuando piezas insertas giratorias taladran orificios pequeños, es decir, cuando hay que producir taladros de pequeño diámetro. Bien sea por razones de espacio, ni las piezas insertas ni las cavidades de las piezas insertas del cuerpo de la broca para las mismas pueden hacerse ilimitadamente pequeñas. A saber, si las piezas insertas de corte pudiesen fabricarse comparativamente robustas, esto será a cuenta del material que rodea las cavidades de las piezas insertas en el cuerpo básico, es decir, se debilitará éste último. Recíprocamente, se aplica que una reducción de la cantidad de material (carburo cementado) en la pieza inserta de corte, la debilita. Hasta ahora, en las brocas de piezas insertas pequeñas existe además una limitación especial que es que la única manera en la que se puede fijar la pieza inserta de corte individual en la cavidad pertinente es fijarla por medio de un tornillo que, para colmo, su cabeza tiene que estar embutida en el orificio de la pieza inserta de corte. Entre otras cosas por razones de resistencia, dicho tornillo tiene que tener un cierto diámetro muy pequeño (> 1,8 mm), lo que a su vez significa que la anchura de la pieza inserta de corte no se puede permitir que sea menor que una cierta medida mínima. Además, la pieza inserta central debe estar protegida dentro de un borde radialmente exterior, que durante la operación de taladrado rellena el espacio entre la pieza inserta central y la pared del orificio, con objeto de obviar el riesgo de atasco de viruta entre la pieza inserta central y la pared del orificio.

En la práctica, las dificultades y limitaciones señaladas anteriormente han significado que previamente brocas de piezas insertas giratorias del tipo mencionado inicialmente no ha sido posible fabricarlas con diámetros menores de 12,7 mm. En la literatura de la patente se describen brocas de piezas insertas giratorias gruesas y medio gruesas con piezas insertas centrales giratorias de dos pliegues o cuatro pliegues, por ejemplo, en los documentos US 6527486, WO 03/099494, US 2008/0131217 y WO 033/099495.

Con relación a esto, se debe señalar que la falta de espacio en un cuerpo de broca delgado es lo más problemático para la pieza inserta central y su cavidad, pero menos para la pieza inserta de corte periférica y su cavidad de alojamiento. Por lo tanto, la cavidad de alojamiento periférico no solo puede sino que debe abrirse en la superficie

45

envolvente del cuerpo de la broca. Sin embargo, la cavidad central solo debería abrirse en la superficie del extremo delantero del cuerpo de la broca y situarse dentro de un borde protector contiguo a la superficie envolvente con objeto de evitar retenciones de viruta entre la pieza inserta central y la pared del orificio generado.

Objetos y características de la invención

Un objeto principal de la presente invención es proporcionar unas condiciones de diseño para la fabricación de una broca de piezas insertas giratorias con un diámetro diminuto que funcione fiablemente, es decir, diámetros menores de 12,7 mm. Inicialmente se propone un diámetro de broca permitido para fabricarse con un diámetro de 12 mm. Esto se debe efectuar sin disminuir:

Según la invención, el objeto anteriormente mencionado se logra mediante una broca que tiene las características definidas en la clausula caracterizadora de la reivindicación 1. Además, en las reivindicaciones dependientes 2-11 se definen realizaciones preferidas de la broca según la invención.

En un aspecto adicional, la invención también se refiere a una pieza inserta central como tal. Las características de esta pieza inserta central se muestran en la reivindicación 12. En las reivindicaciones dependientes 13-19 se definen adicionalmente realizaciones preferidas de la pieza inserta central según la invención.

Resumen de la idea general de la invención

Teóricamente, el problema fundamental para proporcionar una broca de piezas insertas giratoria para orificios pequeños se podría resolver haciendo simplemente la pieza inserta central más gruesa y colocarla paralela al eje geométrico central del cuerpo de broca. De esta manera, se podría mantener un borde de protección resistente fuera de la cavidad central. Debido a que no solo tienen que acomodarse dos piezas insertas de corte en el cuerpo de broca sino también el material que rodea al cuerpo de broca dentro de un espacio de aproximadamente 12 mm (o menos), tal pieza inserta de corte, no obstante, llegaría a ser demasiado débil, en particular en las porciones delgadas que rodean el orificio del tornillo. Otra alternativa seria utilizar una pieza inserta... [Seguir leyendo]

1. Una broca para mecanizado con retirada de viruta, que comprende, por una parte, un cuerpo de broca (1) que es giratorio alrededor de un eje geométrico central (C1) y que tiene un extremo trasero (4) y un extremo delantero (5) desde el que se prolonga hacia atrás una superficie envolvente (6) en la que dos acanaladuras de viruta (10a, 10b) cada una de ellas tiene embutida una cavidad de pieza inserta (11, 12), y por otra parte dos piezas insertas de corte sustituibles, a saber, una pieza inserta de corte periférica (3) montada en una cavidad periférica

(12) y una pieza inserta central (2) que es giratoria y se monta en una cavidad central (11) que se abre en el extremo delantero del cuerpo de broca (5) y que está delimitada por una superficie inferior (14), una superficie de apoyo de extremo trasero (16), una superficie de apoyo lateral (15) de una pared de partición (24), y un lado interior (17) de un borde (13) contiguo a la superficie envolvente (6), comprendiendo la pieza inserta central (2) un lado superior (32) y un lado inferior (33) entre los cuales se extiende un orificio pasante (34) para un tornillo de sujeción (27), y que tiene una forma básica alargada que es simétricamente especular con respecto a un plano central longitudinal, imaginario

(P) con el que coincide un eje geométrico central (C3) del orificio (34), y una de las dos superficies de contacto lateral longitudinal (36), opuestas de la pieza inserta de corte, que discurren paralelas entre si y al plano central (P), que hacen fuerza contra la superficie de apoyo lateral (15) de la cavidad central (11), junto a la cual una de las dos superficies extremas opuestas, que se forman contiguas a los bordes de corte (35) de retirada de viruta en los extremos cortos de la pieza inserta central, hacen fuerza contra la superficie de apoyo extrema (16) de la cavidad central, caracterizada porque la superficie de apoyo lateral (15) de la cavidad central (11) se inclina hacia afuera/hacia atrás desde su extremo delantero con respecto al eje geométrico central (C1) del cuerpo de broca (1) un ángulo agudo (ε) comprendido dentro del intervalo de 3º - 8º, y porque, en cada una de las dos esquinas diagonalmente opuestas de la pieza inserta central (2), se forma una superficie intermedia (39) entre la superficie de contacto lateral individual (36) y una superficie extrema, cuya superficie intermedia es más corta que la superficie de contacto lateral (36) y forma con ella un ángulo obtuso (α), estando situada una de las superficies intermedias en el área de un espacio de holgura (18) entre la superficie de apoyo lateral (15) de la cavidad central y la superficie de apoyo extrema (16) de ella.

2. Broca según la reivindicación 1, caracterizada porque el ángulo obtuso (α) entre la superficie de contacto lateral (36) y la superficie intermedia (39) de la pieza inserta central (2) asciende al menos a 155º.

3. Broca según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el ángulo obtuso (α) entre la superficie de contacto lateral (36) y la superficie intermedia (39) de la pieza inserta central (2) asciende al menos a 172º.

4. Broca según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el borde de corte individual (35) de la pieza inserta central esta partida y comprende dos bordes de pieza (35a, 35b) que se prolongan formando un ángulo obtuso (γ) entre si y al que se conectan dos superficies de piezas extremas (37, 38), una primera de ellas (37) se transforma en una superficie intermedia (39) y sirve solo como una superficie de holgura, mientras que la segunda (38) se transforma en una superficie de contacto lateral (36) y alternativamente puede servir como superficie de holgura y como superficie de contacto extrema.

5. Broca según la reivindicación 4, caracterizada porque el ángulo obtuso (γ) entre los bordes de pieza (35a, 35b) de la pieza inserta central está comprendido entre 140º – 170º.

6. Broca según la reivindicaciones 4 ó 5 caracterizada porque la primera superficie de pieza (37) de la pieza inserta central es más larga que la segunda (38).

7. Broca según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la superficie intermedia

(39) de la pieza inserta central tiene una longitud (L2) – tal como se ve esto a lo largo de una línea de borde superior

(40) – que asciende al menos al 80% de la longitud correspondiente (L3) de la superficie de contacto lateral (36).

8. Broca según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la superficie intermedia

(39) de la pieza inserta central tiene una longitud (L2) – tal como se ve esto a lo largo de una línea de borde superior

(40) – asciende al menos al 30% de la longitud correspondiente (L3) de la superficie de contacto lateral (36).

9. Broca según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la cavidad central (11), además del espacio de holgura (18) mencionado anteriormente, incluye un segundo espacio de holgura (19) situado entre la superficie de apoyo extrema (16) y la interior (17) del borde (13) y delimitada por una superficie parcialmente cilíndrica, que se hace taladrando dando por resultado un avellanado (48) en la superficie inferior (14) de la cavidad.

10. Broca según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el espesor del borde

(13) aumenta desde un extremo trasero a un extremo delantero.

11. Broca según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el extremo delantero del borde (13) incluye una porción de material (49) en forma de cuña que tiene un lado interno (50) que forma un ángulo obtuso con el resto del lado interno (17).

12. Una pieza inserta central para brocas de piezas insertas giratorias, que comprende un lado superior (32) y un lado inferior (33) entre los cuales se extiende un orificio pasante (34), y que tiene una forma básica alargada y que es especularmente simétrica respecto a un plano central longitudinal, imaginario (P), con el que coincide un eje

geométrico central (C3) del orificio (34), dos superficies opuestas de contacto lateral longitudinal (36), que discurren paralelas entre si y al plano central (P), y unas superficies de apoyo extremas (37, 38) que se forman contiguas a los bordes de corte de retirada de viruta (35) en dos extremos cortos opuestos, caracterizada porque, en cada una de las dos esquinas diagonalmente opuestas de la pieza inserta de corte, se forma una superficie intermedia (39) entre la superficie extrema individual (37) y una superficie de contacto lateral (36), cuya superficie intermedia es más corta que la superficie de contacto lateral (36) y forma con ella un ángulo (α).

13. Pieza inserta central según la reivindicación 12, caracterizada porque el ángulo obtuso (α) entre la superficie de contacto lateral (36) y la superficie intermedia (39) asciende al menos a 155º.

14. Pieza inserta central según la reivindicación 12 ó 13, caracterizada porque el ángulo obtuso (α) entre la superficie de contacto lateral (36) y la superficie intermedia (39) asciende al menos a 172º.

15. Pieza inserta central según cualquiera de las reivindicaciones 12 - 14, caracterizada porque el borde de corte individual (35) esta partido y comprende dos partes de borde (35a, 35b) que se prolongan formando entre si un ángulo obtuso (γ) y a las que se conectan dos superficies de pieza extremas (37, 38), una primera de ellas (37) se transforma en una superficie intermedia (39) y solo sirve como una superficie de holgura, mientras que la segunda (38) se transforma en una superficie de contacto lateral (36) y puede servir de manera alternativa como superficie de holgura y como superficie de contacto extrema.

16. Pieza inserta central según la reivindicación 15, caracterizada porque el ángulo obtuso (γ) entre los bordes de pieza (35a, 35b) está comprendido entre 140º-170º.

17. Pieza inserta central según las reivindicación 15 ó 16, caracterizada porque la primera superficie de pieza

(37) es más larga que la segunda (38).

18. Pieza inserta central según cualquiera de las reivindicaciones 12 - 17, caracterizada porque la longitud (L2) de la superficie intermedia (39) – tal como se ve esto a lo largo de una línea de borde superior (40) – asciende al menos al 80% de la longitud correspondiente (L3) de la superficie de contacto lateral (36).

19. Pieza inserta central según cualquiera de las reivindicaciones 12 - 18, caracterizada porque la longitud (L2) de la superficie intermedia (39) – tal como se ve esto a lo largo de una línea de borde superior (40) – asciende al menos el 30% de la longitud correspondiente (L3) de la superficie de contacto lateral (36).