Un inserto de broca de pala (40) selectivamente fijable a un soporte (21),

el inserto de broca de pala (40)comprendiendo:

un cuerpo generalmente en forma de placa que incluye una porción delantera (40 a) con un perímetrogeneralmente en forma de V, una porción de retención fijable al soporte, y un eje central (26) y teniendo unasuperficie superior (80);

un primer borde de corte (49) definido por dicha porción delantera, dicho primer borde de corte extendiéndosedesde dicho eje central a un primer borde de dicho cuerpo, y

un segundo borde de corte definido por dicha porción delantera (40 a), dicho segundo borde de corteextendiéndose desde dicho eje central (26) a un segundo borde de dicho cuerpo, dicho segundo borde de corteposicionado a 180° de dicho primer borde de corte alrededor del eje central, en donde dicho primer borde decorte y dicho segundo borde de corte definen patas de dicho perímetro generalmente en forma de V;

caracterizado porque dicho inserto comprende además una disposición de control de viruta para laproducción de virutas cortas y estrechas, dicha disposición de control de viruta comprendiendo una primeraranura de viruta cóncava (44) definida por una superficie de dicho cuerpo adyacente a dicho primer borde decorte, dicha primera ranura de viruta teniendo una superficie de ataque (75) inclinándose hacia abajo desdedicho primer borde de corte (49) y una superficie de rotura de viruta (76) inclinándose hacia arriba hasta lasuperficie superior (80) del inserto, dicha primera ranura de viruta extendiéndose paralela a dicho borde decorte e incluyendo una pluralidad de proyecciones separadas alargadas divisoras y rompedoras de virutas (45),dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45) extendiéndose por dicha ranura de viruta (44)perpendicularmente a dicho borde de corte entre dicha superficie de ataque (75) y dicha superficie de rotura deviruta (76) y al menos una de dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45 ) siendo generalmentede forma ovalada.

CAMPO TÉCNICO Y APLICABILIDAD INDUSTRIAL DE LA INVENCIÓN

La presente invención se dirige a herramientas de corte de material, en particular brocas de pala, y a la geometría de control de viruta de las herramientas de corte de material. Más particularmente, la presente invención se refiere a un inserto de broca de pala según el preámbulo de la reivindicación 1, y a una broca de pala según el preámbulo de la reivindicación 9, que tiene geometría de control de viruta para la formación mejorada de virutas, mientras s elimina material de piezas metálicas de trabajo. La geometría de control de viruta del inserto de corte controla la formación de viruta a medida que el material se elimina de una pieza de trabajo; evitando así atascos de viruta y daños al inserto de corte.

La geometría de control de viruta de la presente invención es útil en cualquier aplicación donde se desea controlar la formación y rotura de las virutas de material eliminadas de una pieza de trabajo durante operaciones de corte tales como, por ejemplo, torneado, perforado, cepillado, conformado, taladrado y fresado. La geometría de control de viruta de la presente invención es particularmente útil cuando se incorpora en el borde de corte de una broca de pala.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El documento US-A-5474407 describe un inserto de broca de pala según el preámbulo de la reivindicación 1, y una broca de pala según el preámbulo de la reivindicación 9. Las brocas de pala son herramientas de corte rotativas que tienen uno o más bordes cortantes. Las brocas de pala generalmente incluyen un inserto de broca de pala fijado en un soporte, pero también pueden ser fabricadas de una pieza. Las brocas de pala que incluyen un inserto de broca de pala y un soporte son más ampliamente utilizadas para taladrar agujeros con diámetros de 2, 59 a 15, 24 cm (1 a 6 pulgadas) . Las brocas de pala se pueden utilizar para taladrar piezas de trabajo metálicas, así como piezas de otros materiales, como madera y plásticos. Las brocas de pala y algunas otros herramientas de corte incluyen geometría de control de viruta adyacente al borde de corte. Esta geometría de control de viruta mejora el rendimiento de corte durante las operaciones de corte que producen virutas. Las virutas se forman durante el corte de metales por el proceso que se muestra en la Figura 1. El borde de corte 13 de la herramienta de corte 10 se mueve adentro de la pieza 12 en la dirección general de la flecha que se muestra en la Figura 1. La viruta 11 se forma a partir de la pieza de trabajo 12 dejando un espesor 18. El movimiento relativo entre la herramienta de corte 10 y la pieza de trabajo 12 durante el corte comprime el material de la pieza de trabajo en el área 14 enfrente de la herramienta de corte 10 e induce deformación principal o cortante de la pieza de trabajo que comienza a formar la viruta 11. La viruta 11 a continuación, pasa por encima de la ángulo de ataque 16 de la herramienta de corte 10 y sufre una deformación secundaria debido al cizallamiento y deslizamiento de viruta 11 contra la herramienta 10. La viruta 11 luego se separa de la pieza de trabajo de 12 para completar la formación de viruta.

Las propiedades físicas del material a cortar y los parámetros de la operación de corte, incluyendo velocidad de avance, velocidad de corte, profundidad de corte, ángulo de ataque, , ángulo de inclinación, radio de la punta de corte, controlan principalmente la formación de viruta. Las virutas se pueden conformar en una variedad de formas, desde tiras de metal largas y continuas, que pueden estar severamente deformadas o en forma de largos rizos, hasta pequeños fragmentos. Las propiedades de los materiales que influyen en la formación de virutas incluyen resistencia a la fluencia, resistencia al esfuerzo cortante bajo cargas de compresión, dureza, ductilidad, así como otras propiedades. Por ejemplo, el corte de materiales altamente dúctiles puede implicar la deformación plástica extensiva de los virutas, lo que resulta en virutas largas y continuas. Las virutas más largas permanecen más tiempo en contacto con la cara de la herramienta, causando la acumulación de calor por fricción y tensión térmica en el borde de corte. Las virutas largas continuas también son más difíciles de descargar desde el corte en la pieza de trabajo, especialmente durante las operaciones de corte, tales como perforado o fresado.

Los parámetros de corte de que influyen en la formación de viruta incluyen lead angle ángulo de inclinación, geometría del borde de corte, velocidad de avance, velocidad de corte, y profundidad de corte. Estos parámetros pueden estar controlado por el operario con el fin de influir en la formación de viruta. Las virutas puede separarse de la pieza de trabajo en una de tres formas básicas: se desprenden por sí mismas, se rompen contra la herramienta de corte, o se rompen contra la pieza de trabajo. Los operarios intentan equilibrar los parámetros de corte anteriores para producir virutas que son cortas y se rompan solas. Virutas de ese tipo son fácilmente descargadas durante la operación de corte y no dañan la pieza de trabajo o la herramienta de corte.

Algunos materiales son más propensos a formar formas indeseables de viruta durante el corte. El acero inoxidable, por ejemplo, tiende a producir virutas continuas largas rizadas que pueden originar atascos de viruta y mayor consumo de energía. En consecuencia, el control por un operario de los parámetros que afectan a la formación de viruta es de importancia especial al cortar estos materiales.

Como se muestra en la Figura 2, las brocas de pala convencionales de dos piezas comprenden generalmente un soporte 21 que tiene una ranura de sujeción 24 y un inserto de perforación en forma de placa 22 que puede fijarse en la ranura de sujeción 24. El inserto de broca de pala 22 se encuentra fijado contra los miembros 27 y 28 de la ranura de sujeción 24 por medio de al menos un vástago roscado 23. La cabeza del perno roscado 23 puede acoplar a un agujero biselado 25 de un inserto de broca de pala 22 y se fija en un orificio roscado 30 en un limb miembro 27 o 28 del soporte 21. El inserto de broca de pala 22 se puede proporcionar con una ranura de centrado 29 o una lengüeta que ajusta con un elemento correspondiente del soporte 21 para asegurar que el inserto de broca de pala 22 se centra en el eje de rotación 26 del soporte 21.

las Figuras 3 (a) y 3 (b) representan el inserto de broca de pala convencional 22 de la Figura 2. El inserto de broca de pala 22 es generalmente en forma de placa e incluye un par de bordes de corte 31. Los bordes de corte 31 se extienden radialmente hacia fuera del eje central 26 del inserto de broca de pala 22 y están separados 180 ° alrededor del eje central 26. Como se señaló anteriormente, las brocas de pala de dos piezas son más ampliamente utilizadas para la perforación de agujeros relativamente grandes, en el rango de 2, 54 a 15, 24 cm (1 a 6 pulgadas) de diámetro. Brocas de pala de una pieza, que combinan la caña y los bordes de corte en una pieza, se suelen utilizar para taladrar agujeros de diámetros más pequeños.

Hay varias ventajas de utilizar una broca de pala en lugar de una twist drill convencional para proporcionar un agujero en una pieza de trabajo. Las brocas de pala tienen secciones más pesadas que las brocas helicoidales comparables. La resistencia adicional que ello proporciona se concentra a lo largo de una línea desde el punto de corte a la caña de la broca de pala y da a la broca de pala mayor resistencia a empujes de extremo que se experimentan en la perforación de la pieza de trabajo. La resistencia adicional también da a la broca de pala una mayor capacidad para soportar el elevado momento experimentado durante el corte rotativo de la pieza de trabajo, y reduce al mínimo las vibraciones, desprendimientos en los bordes de corte, y rotura de la broca. Además, las brocas helicoidales estándar son propensas a desgastarse hacia una forma cónica, que también tiene la tendencia a causar flexión. Los bordes de corte más cortos de las brocas de pala, que incorporan una mayor conicidad extrema, reducien la tendencia a flexar.

Una vez desgastado, el inserto de broca de pala de una broca de pala de dos piezas se puede reemplazar mientras el soporte permanece en la máquina-herramienta, sin necesidad de paros de reajuste, reposiciones por rotura,

o aumentar o disminuir la longitud de un ajuste de perforación. Las brocas de pala también pueden ser más fácilmente ajustadas para su uso en máquinas-herramientas automáticas... [Seguir leyendo]

1. Un inserto de broca de pala (40) selectivamente fijable a un soporte (21) , el inserto de broca de pala (40) comprendiendo:

un cuerpo generalmente en forma de placa que incluye una porción delantera (40 a) con un perímetro generalmente en forma de V, una porción de retención fijable al soporte, y un eje central (26) y teniendo una superficie superior (80) ;

un primer borde de corte (49) definido por dicha porción delantera, dicho primer borde de corte extendiéndose desde dicho eje central a un primer borde de dicho cuerpo, y

un segundo borde de corte definido por dicha porción delantera (40 a) , dicho segundo borde de corte extendiéndose desde dicho eje central (26) a un segundo borde de dicho cuerpo, dicho segundo borde de corte posicionado a 180° de dicho primer borde de corte alrededor del eje central, en donde dicho primer borde de corte y dicho segundo borde de corte definen patas de dicho perímetro generalmente en forma de V;

caracterizado porque dicho inserto comprende además una disposición de control de viruta para la producción de virutas cortas y estrechas, dicha disposición de control de viruta comprendiendo una primera ranura de viruta cóncava (44) definida por una superficie de dicho cuerpo adyacente a dicho primer borde de corte, dicha primera ranura de viruta teniendo una superficie de ataque (75) inclinándose hacia abajo desde dicho primer borde de corte (49) y una superficie de rotura de viruta (76) inclinándose hacia arriba hasta la superficie superior (80) del inserto, dicha primera ranura de viruta extendiéndose paralela a dicho borde de corte e incluyendo una pluralidad de proyecciones separadas alargadas divisoras y rompedoras de virutas (45) , dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45) extendiéndose por dicha ranura de viruta (44) perpendicularmente a dicho borde de corte entre dicha superficie de ataque (75) y dicha superficie de rotura de viruta (76) y al menos una de dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45 ) siendo generalmente de forma ovalada.

2. El inserto de broca de pala de la reivindicación 1, que además comprende:

una segunda ranura cóncava de viruta definida por una superficie de dicho cuerpo adyacente a dicho segundo borde de corte, dicha segunda ranura de viruta teniendo una superficie de ataque (75) inclinándose hacia abajo desde dicho segundo borde de corte y una superficie de rotura de viruta (76) inclinándose hacia arriba hasta la superficie superior (80) del inserto, dicha segunda ranura de viruta incluyendo una pluralidad de proyecciones separadas alargadas divisoras y rompedoras de virutas (45) , dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45) extendiéndose por dicha ranura viruta (44) perpendicularmente a dicho segundo borde de corte entre dicha superficie de ataque (75) y dicha superficie de rotura de viruta (76) y al menos una de dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45) siendo generalmente de forma ovalada.

3. El inserto de broca de pala de la reivindicación 1 en donde dicho primer borde de corte (49) está separado de dicha primera ranura de viruta (44) por un área de apoyo definida por dicha porción delantera (40 a) .

4. El inserto de broca de pala de la reivindicación 1 en donde cada dicha proyección (45) incluye una superficie superior redondeada (81) .

5. El inserto de broca de pala de la reivindicación 1 en donde 2 a 10 de dichas proyecciones (45) están incluidas en dicha primera ranura de viruta (44) .

6. El inserto de broca de pala de la reivindicación 1, que además comprende:

al menos un orificio parcialmente biselado (47) definido a través de dicha porción de retención de dicho cuerpo.

7. El inserto de broca de pala de la reivindicación 1 donde dicho cuerpo está compuesto de material de carburo cementado.

8. El inserto de broca de pala de la reivindicación 5, que además comprende:

una ranura de posicionamiento (41) definida por dicha porción de retención de dicho cuerpo.

9. Una broca de pala que comprende:

una porción de caña;

una porción delantera (40 a) de forma generalmente de placa que tiene un perímetro generalmente en forma de V;

un eje central (26) un primer borde de corte (49) definido por dicha porción delantera (40a) , dicho primer borde de corte extendiéndose desde dicho eje central (26) a un primer borde de dicho cuerpo; y

un segundo borde de corte definido por dicha porción delantera, dicho segundo borde de corte extendiéndose desde dicho eje central (26) a un segundo borde de dicha porción delantera (40a) , dicho segundo borde de corte posicionado a 180 ° de dicho primer borde de corte alrededor de dicho eje central, en donde dicho primer borde de corte y dicho segundo borde de corte definen patas de dicho perímetro generalmente en forma de V;

caracterizado porque dicha broca de pala comprende además una disposición de control de viruta para la producción de virutas cortas y estrechas, dicha disposición de control de viruta comprendiendo una primera ranura de viruta cóncava (44) definida por una superficie de dicho cuerpo adyacente a dicho primer borde de corte (49) , dicha primera ranura de viruta (44) teniendo una superficie de ataque (75) inclinándose hacia abajo desde dicho primer borde de corte (49) y una superficie de rotura de viruta (76) inclinándose hacia arriba hasta la superficie superior (80) del inserto, dicha primera ranura de viruta extendiéndose paralela a dicho borde de corte e incluyendo una pluralidad de proyecciones separadas alargadas divisoras y rompedoras de virutas (45) , dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45) extendiéndose por dicha ranura de viruta (44) perpendicularmente a dicho borde de corte entre dicha superficie de ataque (75) y dicha superficie de rotura de viruta (76) y al menos una de dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45 ) siendo generalmente de forma ovalada.

10. La broca de pala de la reivindicación 9, que además comprende:

una segunda ranura cóncava de viruta definida por una superficie de dicho cuerpo adyacente a dicho segundo borde de corte, dicha segunda ranura de viruta teniendo una superficie de ataque (75) inclinándose hacia abajo desde dicho segundo borde de corte y una superficie de rotura de viruta (76) inclinándose hacia arriba hasta la superficie superior (80) del inserto, dicha segunda ranura de viruta extendiéndose paralela a dicho borde de corte e incluyendo una pluralidad de proyecciones separadas alargadas divisoras y rompedoras de virutas, dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45) extendiéndose por dicha ranura viruta (44) perpendicularmente a dicho borde de corte entre dicha superficie de ataque (75) y dicha superficie de rotura de viruta (76) y al menos una de dichas proyecciones divisoras y rompedoras de virutas (45) siendo generalmente de forma ovalada.

11. La broca de pala de la reivindicación 9 donde dicho segundo borde de corte está separado de dicha ranura de viruta

(44) por un área de apoyo definida por dicha porción delantera (40 a) .

12. La broca de pala de la reivindicación 9 donde cada dicha proyección (45) incluye una superficie superior redondeada (81) .13. La broca de pala de la reivindicación 9 donde 2 a 10 de dichas proyecciones (45) están incluidas en dicha segunda ranura de viruta (44) .14. La broca de pala de la reivindicación 9 donde dicha porción delantera (40a) está compuesta de material de carburo cementado.