ES2362632T5

ES2362632T5 - Broca giratoria con piezas insertas destinada a la mecanización por corte de viruta

Info

Publication number: ES2362632T5
Application number: ES08100789.0T
Authority: ES
Inventors: Michael Limell; Sören Sjöberg
Original assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Current assignee: Sandvik Intellectual Property AB
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2028-01-23
Also published as: EP1949990A2; KR101400751B1; JP5265936B2; SE530823C2; ES2362632T3; CN101234432B; EP1949990B2; KR20080071094A; CN101234432A; US20080181737A1; ATE510642T2; EP1949990B1; SE0700237L; EP1949990A3; JP2008183703A; US8192113B2

Description

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DESCRIPCION

Broca giratoria con piezas insertas destinada a la mecanizacion por corte de viruta Campo tecnico de la invencion

Esta invencion se refiere, en un primer aspecto, a una broca destinada a mecanizacion por corte de viruta y del tipo que comprende, por una parte, un cuerpo de broca que es giratorio alrededor de un eje geometrico central y que tiene un extremo trasero y un extremo delantero desde el que se prolonga hacia atras 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 periferica montada en una cavidad periferica 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 esta delimitada por una superficie inferior, una superficie de apoyo de extremo trasero, una superficie de apoyo lateral de una pared de particion 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 sujecion, y que tiene una forma basica alargada que es especularmente simetrica en relacion con un plano central longitudinal, imaginario, con el que coincide un eje geometrico central del orificio, y una de dos superficies de contacto lateral longitudinal, opuestas, que discurren paralelas entre sf y al plano central, que hace fuerza contra la superficie de apoyo lateral de la cavidad central, ademas 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 invencion tambien se refiere a una pieza inserta central para brocas de piezas insertas giratorias de la clase en cuestion.

Tecnica anterior

El diseno 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 tecnica como economica. Las herramientas de corte modernas se componen principalmente de un cuerpo basico y una o mas piezas insertas de corte duras o cuerpos de desgaste, que se pueden desechar despues de su utilizacion completa. De esta manera, se logra una utilizacion prolongada del cuerpo basico 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 mecanizacion respecto a la precision, calidad superficial, capacidad de repeticion y velocidad; bajos costes de fabricacion del cuerpo basico asf como de las piezas insertas de corte; una gran resistencia de la herramienta con objeto de esto resistir esfuerzos extremos y velocidades de avance rapidas; un buen control de corte de viruta; etc.

La necesidad de compromisos resulta particularmente evidente en el diseno de brocas del tipo que hacen uso de piezas insertas de corte sustituibles, y de lo que por los expertos en la tecnica se denominan brocas de piezas insertas giratorias. Ya brocas de piezas insertas giratorias con diametros de taladrado grandes o medianos dan lugar a equilibrios delicados como consecuencia del complicado caracter de la operacion de taladrado respecto a, por ejemplo, control de viruta, equilibrado, capacidad de retirada de viruta, y el hecho de que la velocidad de rotacion en las diferentes partes del cuerpo de la broca decrece desde un valor maximo 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 pequenos, es decir, cuando hay que producir taladros de pequeno diametro. 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 pequenas. A saber, si las piezas insertas de corte pudiesen fabricarse comparativamente robustas, esto sera a cuenta del material que rodea las cavidades de las piezas insertas en el cuerpo basico, es decir, se debilitara este ultimo. Redprocamente, se aplica que una reduccion de la cantidad de material (carburo cementado) en la pieza inserta de corte, la debilita. Hasta ahora, en las brocas de piezas insertas pequenas existe ademas una limitacion especial que es que la unica 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 diametro muy pequeno (> 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 minima. Ademas, la pieza inserta central debe estar protegida dentro de un borde radialmente exterior, que durante la operacion 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 practica, las dificultades y limitaciones senaladas anteriormente han significado que previamente brocas de piezas insertas giratorias del tipo mencionado inicialmente no ha sido posible fabricarlas con diametros 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 03/099495.

Con relacion a esto, se debe senalar que la falta de espacio en un cuerpo de broca delgado es lo mas problematico

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para la pieza inserta central y su cavidad, pero menos para la pieza inserta de corte periferica y su cavidad de alojamiento. Por lo tanto, la cavidad de alojamiento periferico no solo puede sino que debe abrirse en la superficie envolvente del cuerpo de la broca. Sin embargo, la cavidad central solo deberia 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 caracteristicas de la invencion

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

a) la resistencia y vida util de las piezas insertas de corte

b) la rigidez y resistencia del cuerpo de broca,

c) el equilibrado de la broca

d) las dimensiones de los tornillos de sujecion

Segun la invencion, el objeto anteriormente mencionado se logra mediante una broca que tiene las caracteristicas definidas en la clausula caracterizadora de la reivindicacion 1. Ademas, en las reivindicaciones dependientes 2-7 se definen realizaciones preferidas de la broca segun la invencion.

En un aspecto adicional, la invencion tambien se refiere a una pieza inserta central como tal. Las caracteristicas de esta pieza inserta central se muestran en la reivindicacion 8. En las reivindicaciones dependientes 9-11 se definen adicionalmente realizaciones preferidas de la pieza inserta central segun la invencion.

Resumen de la idea general de la invencion

Teoricamente, el problema fundamental para proporcionar una broca de piezas insertas giratoria para orificios pequenos se podria resolver haciendo simplemente la pieza inserta central mas gruesa y colocarla paralela al eje geometrico central del cuerpo de broca. De esta manera, se podria mantener un borde de proteccion 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 tambien 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, llegaria a ser demasiado debil, en particular en las porciones delgadas que rodean el orificio del tornillo. Otra alternativa seria utilizar una pieza inserta de corte inserto suficientemente ancha y resistente y reducir el material (normalmente acero) que esta presente en el borde de proteccion asf como en la pared de particion que separa las dos cavidades. Sin embargo, tampoco esta alternativa se puede realizar en la practica, porque tal reduccion de material comprometeria la rigidez y resistencia del extremo delantero del cuerpo de la broca. La ultima alternativa mencionada no es conveniente incluso si la cavidad central estuviese inclinada respecto al eje geometrico central, porque entonces el borde de proteccion llegaria a ser demasiado delgado o se cortaria parcialmente.

De acuerdo con la invencion, al formarse unas superficies intermedias inclinadas un angulo obtuso en la prolongacion de las dos superficies de apoyo lateral de la pieza inserta de corte, las mismas dan una forma en punta en sus dos extremos cortos. Esto significa que la pieza inserta de corte puede retener la anchura y resistencia deseada en su parte mas sensible, por ejemplo, la parte intermedia contigua al orificio del tornillo. En combinacion con una inclinacion adecuada de la pieza inserta de corte respecto al eje geometrico central del cuerpo de broca, esta forma de extremo en punta se puede utilizar para proporcionar una cavidad central que, por una parte sea suficientemente grande para acomodar la amplia seccion intermedia de la pieza inserta de corte, y por otra parte situarla y darle forma de tal manera que en el cuerpo de broca no se requiera un sacrificio inaceptable de material. En otras palabras, la cavidad central se puede formar sin afectar perjudicialmente a la rigidez y resistencia del extremo delantero del cuerpo de la broca.

Breve descripcion de los dibujos adjuntos

En los dibujos:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de una broca segun la invencion,

La Figura 2 es una vista desglosada en perspectiva, parcialmente seccionada que muestra las dos piezas insertas de corte de la broca, asf como sus tornillos de apriete, separados del cuerpo de broca de la herramienta,

La Figura 3 es una vista alzada parcial del extremo delantero del cuerpo de broca sin piezas insertas de corte

La Figura 4 es un corte transversal por A-A en la Figura 3,

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La Figura 5 es una vista en perspectiva ampliada que muestra la pieza inserta de corte central de la broca vista desde el lado superior,

La Figura 6 es una vista en perspectiva que muestra la misma pieza inserta de corte desde el lado inferior,

La Figura 7 es una vista en planta desde arriba de la pieza inserta central mostrando datos vitales de su geometna,

La Figura 8 es un corte longitudinal B-B a traves de la pieza inserta de corte segun la Figura 7,

La Figura 9 es una vista en esquema que muestra la posicion mutua de las piezas insertas de corte central y periferica de la broca, y

La Figura 10 es una ilustracion en esquema que muestra el solapado entre las pieza insertas de corte segun la Figura 9.

Descripcion detallada de una realizacion preferida de la invencion

Para empezar, se hace referencia a las Figuras 1 y 2, que ilustran una broca de piezas insertas giratoria que, por una parte incluye un cuerpo basico o cuerpo de broca 1, y por otra parte dos piezas insertas de corte 2, 3, una de las cuales, la mencionada en primer lugar es una pieza inserta central y la mencionada en ultimo lugar es una pieza inserta de corte periferica. El cuerpo de broca 1 es giratorio en la direccion de giro R alrededor de un eje geometrico central C1, e incluye un extremo trasero 4, asf como un extremo delantero 5, que se representa por una superficie extrema compuesta por una pluralidad de partes de superficie. Desde el extremo delantero 5 hacia atras, se prolonga una superficie envolvente 6 sobre una parte delantera, cilmdrica 7 del cuerpo de la broca. Dicha parte delantera 7 en forma de espiga, termina en un collarm 8, que a su vez se transforma en una parte trasera 9 en la forma de una parte de fijacion que se puede fijar en una maquina (no mostrada). En la parte 7, se forman dos acanaladuras de viruta 10a, 10b, que en este caso son helicoidales y se prolongan desde el extremo delantero 5 del cuerpo de la broca hasta el collarm 8.

El cuerpo de broca 1 adecuado puede - pero no necesita - ser solido y fabricado, por ejemplo, de acero, mientras que las piezas insertas de corte 2, 3 estaran fabricadas de un material mas duro y mas resistente al desgaste, tal como carburo cementado o similar. En efecto, debido a los costes, como material basico para el cuerpo de broca 1 se prefiere el acero.

En la proximidad inmediata del extremo delantero 5 del cuerpo de broca, se forman cavidades para recibir las dos piezas insertas de corte, a saber, una cavidad central 11 para la pieza inserta central 2 y una cavidad periferica 12 para la pieza inserta de corte periferica 3. Ambas cavidades se abren en la superficie extrema delantera. No obstante, hay una diferencia entre las cavidades de modo que la cavidad periferica 12 tambien se abre en la superficie envolvente 6, mientras que la cavidad central 11 esta separada de la superficie envolvente a traves de un borde 13.

Ahora se hace referencia a las Figuras 3 y 4, que ilustran en detalle la naturaleza de la cavidad central 11. De manera mas precisa, la cavidad 11 se delimita por un fondo en la forma de una superficie plana 14, una superficie de apoyo lateral longitudinal 15, una superficie de apoyo de extremo trasero 16, ademas de por una interior 17 del borde 13 anteriormente mencionado. En las dos esquinas interiores o axialmente traseras de la cavidad, se forman espacios de holgura 18, 19 en los que se pueden alojar dos esquinas inactivas de la pieza inserta central 2 sin ponerse en contacto con el cuerpo basico. Las dos superficies de apoyo 15, 16 son ventajosamente planas y forman angulos obtusos con la superficie inferior 14. En la superficie inferior 14, se abre un orificio 20 con una rosca interna, es decir, con una rosca hembra. El eje geometrico central de este orificio 20 se designa como C2 (vease Figura 2).

La pieza inserta de corte periferica 3 y su cavidad 12 son secundarias en el contexto de la invencion. No obstante, se debena senalar, haciendo referencia a la Figura 4, que la cavidad periferica 12 - en analogfa con la cavidad central - esta delimitada por una superficie inferior plana 21, una superficie de apoyo lateral longitudinal 22 y una superficie de apoyo transversal, de extremo trasero 23. En la Figura 4 se ve ademas que las dos cavidades 11, 12 estan separadas de las acanaladuras de virutas opuestas 10a, 10b a traves de una pared de particion 24, que se prolonga entre dos secciones de material de seccion transversal en forma de trozo de tarta 25, 26 (rayadas). De manera mas precisa, la pared de particion 24 separa la cavidad central 11 de la acanaladura de virutas 10b, que se prolonga hacia atras desde la cavidad periferica 12 y viceversa.

En la Figura 2 se ve como las dos piezas insertas 2, 3 se pueden fijar mediante tornillos 27, que ventajosamente son identicos con objeto de poderse utilizar por cualquier pieza inserta de corte. Cada tornillo incluye una espiga cilmdrica 28 con una rosca macho 29, asf como una cabeza 30 que tiene una forma conica. De manera mas precisa, la cabeza incluye una superficie conica 31, la cual puede hacer fuerza contra una superficie conica que actua conjuntamente en un orificio de la respectiva pieza inserta de corte, asf como contra una chaveta de bloqueo 51.

Hasta donde se ha descrito hasta ahora la broca mostrada, es lo mismo que en todos los fundamentos anteriormente conocidos (por ejemplo, por el documento US 6527486), que en un sentido estructural se refiere al diseno general. No obstante, como se ha senalado previamente, no se habfa permitido disenar las brocas conocidas

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con diametros de taladrado menores de 12,7 mm. Una razon decisiva para esto, es que la pieza inserta central de las brocas conocidas habfa tenido siempre una forma de anchura uniforme entre bordes de corte opuestos, de retirada de viruta.

Ahora, se hace referencia a las Figuras 5-8, que ilustran a una escala ampliada la naturaleza de la pieza inserta central 2, segun la invencion. La pieza inserta de corte comprende un lado superior 32 y un lado inferior 33, entre los cuales se prolonga un orificio pasante 34, cuyo eje geometrico central se designa C3. Ademas, la pieza inserta de corte tiene una forma basica alargada con una longitud total L1 que es al menos algo mayor que la anchura W. De manera mas precisa, la forma es simetrica especular con respecto a un plano P imaginario, longitudinal central (vease las Figuras 5 y 7) que coincide con el eje geometrico central C3 del orificio 34 (por simetna especular se debe entender que si una de las dos mitades del contorno de la pieza inserta de corte - por ejemplo, la de la derecha en la Figura 7 - se asume que es especular invertida, las dos mitades se hacen simetricas respecto al plano central P). En los dos extremos cortos opuestos de la pieza inserta de corte, se forman los bordes de corte 35, que en este caso estan partidos formando angulo e incluyendo dos bordes de pieza 35a, 35b que convergen en un punto de inflexion 35c. Dos superficies laterales longitudinales 36, opuestas discurren paralelas al plano central P y tienen el fin de servir alternativamente como superficies de contacto contra la superficie de apoyo lateral 15 de la cavidad central. A los bordes de pieza 35a, 35b, se conectan las superficies extremas 37, 38, de las que la mencionada en primer lugar 37 (junto con el borde de pieza 35a) es mas larga que la mencionada en ultimo lugar 38 (junto con el borde de pieza 35b). La superficie de pieza 37 solo sirve como una superficie de holgura contigua al borde de corte giratorio de la parte delantera, mientras que la superficie de pieza 38 puede servir alternativamente bien como superficie de holgura o como una superficie de contacto final para apoyo contra la superficie de soporte extrema 16 de la cavidad 11. Con respecto a esto debena mencionarse que las superficies de contacto 36, 38 son ambas algo mas largas que las superficies de apoyo 15 y 16 contra las que hacen fuerza, respectivamente,.

Es caractenstico de la invencion que, entre la superficie de contacto lateral individual 36 y la superficie extrema de la pieza inserta de corte, tal como se representa esta por la superficie de pieza 37, se forme una superficie intermedia 39 que forma un angulo obtuso a (veanse las lmeas de borde 40, 41 en la Figura 7), con la superficie de contacto lateral 36. Gracias a esta superficie intermedia, se le da a la pieza inserta de corte una forma puntiaguda hacia sus extremos cortos. En otras palabras, la pieza inserta de corte no es uniforme en anchura a lo largo de todo el recorrido entre sus extremos cortos opuestos.

De la misma manera, como las superficies extremas 37, 38 se transforman en el lado superior de la pieza inserta de corte a traves de sus bordes, los cuales forman los bordes de pieza 35a, 35b, la superficie intermedia 39 y la superficie de contacto lateral 36 se transforman en el lado superior a traves de los bordes o lmeas de borde 40, 41. No obstante ninguno de dichos bordes 40, 41 tienen funcion alguna de retirada de viruta. Por razones practicas de fabricacion, los bordes 40, 41 se forman sin embargo de la misma manera que los bordes 35a, 35b que juntos forman el borde de corte 35, todos los bordes 35a, 35b, 40 y 41 se incluyen en una lmea de borde periferica continua en la forma de un bisel de refuerzo. En este caso, el lado superior de la pieza inserta de corte es una superficie plana 32 en un terreno, que se encuentra separado de la lmea de borde periferica a traves de una ranura circunferencial 42 que sirve como una rompedora de viruta contigua a los bordes de corte 35. La superficie 32 se situa a un cierto nivel por encima de dicha lmea de borde como se puede ver en la Figura 8. Continuando haciendo referencia a la Figura 8, tambien debena hacerse notar que todas las superficies laterales de la pieza inserta de corte tienen un cierto angulo de holgura p, que en el ejemplo asciende a 7°. No obstante este angulo de holgura puede variar e incluso ser diferente para diferentes superficies laterales. En la Figura 8 se ve ademas que el orificio 34 incluye una entrada 43 en forma de embudo, la cual se ensancha hacia el lado superior 32 y cuyo fin es el de recibir la cabeza 30 del tornillo en un estado de embutido. El mero hecho de que la cabeza del tornillo este embutida en la pieza inserta de corte es de vital importancia, de modo que de esta manera el mismo esta protegido contra el desgaste prematuro. No obstante, una consecuencia perjudicial es que el espacio de la boca 43 llegue a traspasar el material de la pieza inserta de corte.

En la Figura 7, TP designa un plano transversal que se prolonga perpendicularmente al plano central longitudinal P y coincide con el eje geometrico central del orificio. Como se ve con claridad en la Figura 2, la lmea de borde 41 de la superficie de contacto lateral 36 se prolonga pasado dicho plano trasversal TP antes de la superficie intermedia 39 y la sigue su misma lmea de borde 40. De una manera mas precisa, la lmea de borde 40 se prolonga desde un primer punto de inflexion 44 contiguo a la lmea de borde 41 y hasta un segundo punto de inflexion 45 contiguo al borde de pieza 35a. Sin tener en cuenta el diseno del borde de corte 35 (partido o no partido), la lmea de borde 40 y la superficie intermedia propia 39 son siempre mas cortos que la lmea de borde 41 y la superficie de contacto lateral 36 contigua a la misma. En la practica, la longitud L2 de la lmea de borde 40 asciende a lo sumo a un 80% de la longitud L3 de la lmea de borde 41. Por otra parte, la longitud L2 asciende al menos a un 30% de L3. En el ejemplo preferido mostrado, L2 asciende hasta aproximadamente un 50% de L3.

En el ejemplo, el angulo obtuso a asciende hasta 168,5°. Este angulo puede variar, de una manera mas precisa dependiendo de la longitud de la lmea de borde 40 (y por lo tanto de la distancia entre el punto de inflexion 44 y el plano trasversal TP). Generalmente, se aplica que el angulo a puede disminuir al disminuir la longitud de borde L2 y viceversa. No obstante, incluso si el punto de inflexion 44 se situase a una gran distancia del plano trasversal TP, el angulo a no es mayor de 172°. Por otra parte, el mismo no es menor de 155° incluso si el punto de inflexion 44

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estuviese situado a una gran distancia del plano transversal TP.

En el ejemplo, el angulo obtuso y entre los bordes de pieza 35a, 35b asciende a 158°. Este angulo tambien puede variar, preferiblemente dentro del intervalo de 140°-170°. No obstante, aqm se debena mencionar que la forma del borde de corte individual en cada extremo corto se puede elegir de muchas maneras diferentes. Por ejemplo, el borde puede estar al menos parcialmente arcuado (o totalmente recto).

Ahora se hace referencia a las Figuras 9 y 10, que ilustran como operan conjuntamente las dos piezas insertas de corte 2, 3 durante el funcionamiento. En la Figura 10 se puede ver que las areas de barrido de las dos piezas insertas de corte se solapan entre si. El diametro del orificio rebajado se determina exclusivamente por la pieza inserta de corte periferica 3, de manera mas precisa por la distancia radial entre el eje geometrico central C y la esquina activa 46 de la pieza inserta de corte en la transicion entre un borde principal de retirada de viruta y un borde secundario de superficie de barrido. Las areas de barrido de las dos piezas insertas de corte intersectan sus cortes entre si en una lmea circular representada en la Figura 10 por el punto 47. El hecho de que las areas de barrido de los bordes se solapen entre si de esta manera, significa en la practica que solo retira activamente viruta la parte del borde de corte 35 de la pieza inserta central 2 que se prolonga desde el punto de interseccion 47 hasta el eje geometrico central C1. En otras palabras, la porcion radialmente mas interna de la parte de borde 35b asf como la porcion radialmente mas externa de la parte de borde 35a asf como la lmea de borde 40 a lo largo de la superficie intermedia, permanecen inactivas durante el taladrado.

Aqm, debena mencionarse que la pieza inserta central asf como la pieza inserta de corte periferico estan destinadas ambas a utilizarse con cuerpos de broca que tienen diferentes diametros incluidos dentro de un cierto intervalo de diametros p. e. 12-14 mm (12 mm, 12,5 mm, 13 mm, 13,5 mm y 14 mm). Esto se lleva a cabo al formar las cavidades de piezas a distancias radiales diferentemente grandes desde el eje geometrico central que dependen de los diametros de taladrado. Haciendo esto asf, se alteran las areas de barrido anteriormente citadas, de forma mas precisa de manera que en la broca mas pequena el punto de interseccion 47 se situa cerca del punto de inflexion 35c (y el eje geometrico central C1), y alejandose despues del mismo al aumentar el diametro de las brocas mas gruesas del conjunto.

Antes de continuar describiendo la invencion, se debena considerar que las dos piezas de corte insertas asf como sus cavidades son excepcionalmente pequenas. Por tanto, la pieza inserta central 2 en el ejemplo concreto (que se refiere a una broca de 12 mm) tiene una anchura W que asciende solo a 4,8 mm, y una longitud total L1 de aproximadamente 6,5 mm. Ademas la pieza inserta de corte tiene un espesor T que asciende a 2,35 mm, mientras que el diametro D del orificio 34 asciende a 2,2 mm (= aproximadamente al 45% de la Anchura W). Por lo tanto, con objeto de crear una broca que sea suficientemente robusta para cumplir un taladrado rapido, se debe valorar cada decima de milfmetro de material en la pieza inserta de corte asf como en el cuerpo de broca.

Cuando el cuerpo de broca 1 se fabrica de acero, las dos cavidades de pieza inserta se hacen por mecanizado con

retirada de viruta, normalmente solo en la forma de fresado. El fresado del espacio de holgura 18 es una operacion de consumo de material. En la practica, esta operacion se lleva a cabo mediante una fresa de extremo de espiga con un cierto diametro muy pequeno. Si la pieza inserta central hubiese sido uniforme en anchura y por lo tanto hubiese tenido marcada una esquina entre la superficie de contacto lateral y el extremo corto (tal como es el caso en el documento US 6527486), para la provision del espacio del espacio de holgura 18 tendna que haber sido necesario fresar tanto material del cuerpo de broca que se perdena la resistencia de la pared de particion 24.

Proporcionando la pieza inserta de corte con la superficie intermedia 39 descrita, que da a la pieza inserta de corte

su forma puntiaguda, el espacio de holgura 18 puede, no obstante, fabricarse con un volumen mmimo que no hace apreciable la utilizacion de material de la pared de particion. Tambien, contribuye sensiblemente a este efecto el hecho de que la superficie de apoyo lateral 15 (y por tanto la cavidad central en su totalidad) esta inclinada un angulo agudo e (Vease la Figura 3) respecto al eje geometrico central C1, de manera mas precisa, en la direccion hacia afuera/hacia atras, desde el extremo delantero de la superficie de apoyo lateral,.

En la realizacion preferida mostrada, el angulo e asciende a 5°. No obstante, dentro del alcance de la invencion pueden producirse variaciones moderadas de la inclinacion del angulo central. Sin embargo a todos los efectos el angulo e debena ascender al menos hasta 3° y como maximo a 8°. Por conveniencia, el angulo e esta comprendido dentro del intervalo entre 4°-7°.

En la realizacion preferida mostrada, el segundo espacio de holgura 19 para la esquina inactiva, radialmente exterior de la pieza inserta de corte, se hace por taladrado en vez de por fresado. De tal manera que, la parte de superficie concava que delimita el espacio, se puede hacer en la forma de una superficie cilmdrica, cuyo diametro es muy moderado. Asf, en el ejemplo, la superficie de cilindro se proporciona utilizando una broca cuyo diametro asciende a aproximadamente a 1,2 mm. Como resultado de la operacion de taladrado, se obtiene un avellanado 48 en la superficie inferior 14. Taladrando (en vez de fresando) el espacio de holgura 19, se garantiza que no se traspasa el borde protector 13, situado perifericamente. En otras palabras, el borde retiene la rigidez deseada a lo largo de toda su longitud

Como se muestra en la Figura 3, el extremo frontal del borde 13 incluye una porcion de material 49 en forma de cuna, cuyo interior 50 forma un angulo obtuso con el resto del interior 17. En la practica, el angulo obtuso entre las

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superficies 17, 50 debe ser tan grande como el angulo obtuso a entre la superficie de contacto lateral 36 de la pieza inserta de corte y la superficie intermedia 39 de la misma. Debido a la existencia de dicha porcion en forma de cuna 49, se garantiza que el espacio entre el lado radialmente exterior de la pieza inserta central y el orificio de pared generado se rellena completamente. De esta manera se impide el bloqueo de virutas entre la pieza inserta de corte y la pared del taladro.

Con respecto a esto, se debe senalar que la pieza inserta de corte, ademas de contra la superficie inferior 14, solo descansa contra las superficies de apoyo 15, 16, pero no contra el interior del borde 13. Aqm, hay un juego mmimo entre superficies contiguas. Ademas se debe hacer notar que el borde 13, como consecuencia de la inclinacion de de la cavidad central respecto al eje geometrico central, obtiene un aumento de espesor en el sentido axial hacia delante. Tambien, merece que se mencione que el empuje simultaneo de las superficies de contacto 36, 38 de la pieza inserta de corte contra las superficies de apoyo 15, 16 esta previsto por el hecho de que el tornillo 27 tiene una elasticidad inherente que se puede utilizar para aplicar una fuerza de apriete lateral a la pieza inserta de corte.

Las ventajas de la invencion deben ser obvias. Proporcionando la pieza inserta central con una forma puntiaguda hacia sus respectivos extremos cortos e inclinando simultaneamente la cavidad central con un angulo agudo moderado hacia el eje geometrico central, se asegura que la cavidad central se delimita por suficiente material en la pared de particion asf como en el borde de proteccion, para garantizar suficiente resistencia en el extremo delantero del cuerpo de broca. Ademas, a la pieza inserta de corte se le puede dar suficiente resistencia en su zona mas sensible, a saber, en las dos porciones que estan situadas en el plano trasversal TP y alrededor del orificio roscado. El hecho de que de acuerdo con esto los dos extremos cortos de la pieza inserta de corte vayan teniendo menos conicidad, no tiene efecto sobre la resistencia de la pieza inserta de corte en el area del orificio.

Modificaciones viables de la invencion

La invencion no esta solo limitada a la realizacion descrita anteriormente y mostrada en los dibujos. Por tanto, es posible disenar brocas de piezas insertas giratorias con diametros de taladrado menores de 12 mm utilizando el principio de la invencion. Ademas, el diseno geometrico de la pieza inserta central asf como de la cavidad central puede variar dentro del alcance de las reivindicaciones subsiguientes. Por ejemplo, las superficies intermedias descritas no necesitan ser necesariamente planas y tener lmeas de borde rectas, sino que pueden tener otras formas, por ejemplo, convexas. Dentro del alcance de la invencion, tambien es posible modificar dimensiones relacionadas con la pieza inserta central y la cavidad de la misma, por ejemplo, hasta que la longitud de la pieza inserta de corte se reduzca con respecto a la anchura, con tal que se retenga la forma basica alargada.

Es axiomatico que la pieza inserta de corte segun la invencion solo puede servir como pieza inserta central, es decir, nunca como pieza de corte periferica.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

REIVINDICACIONES

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 geometrico central (C1) y que tiene un extremo trasero (4) y un extremo delantero (5) desde el que se prolonga hacia atras 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 periferica (3) montada en una cavidad periferica (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 esta delimitada por una superficie inferior (14), una superficie de apoyo de extremo trasero (16), una superficie de apoyo lateral (15) de una pared de particion (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 sujecion (27), y que tiene una forma basica alargada que es simetricamente especular con respecto a un plano central longitudinal, imaginario (P) con el que coincide un eje geometrico 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 atras desde su extremo delantero con respecto al eje geometrico central (C1) del cuerpo de broca (1) un angulo agudo (e) comprendido dentro del intervalo de 3°-8°, 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 mas corta que la superficie de contacto lateral (36) y forma con ella un angulo obtuso (a), estando situada una de las superficies intermedias en el area 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, en donde el angulo obtuso (a) entre la superficie de contacto lateral (36) y la superficie intermedia (39) de la pieza inserta central (2) asciende al menos a 155°, y a lo sumo a 172°, y en donde la superficie intermedia (39) de la pieza inserta central tiene una longitud (L2) - tal como se ve esto a lo largo de una lmea de borde superior (40) - que asciende al menos a un 30% y a lo sumo a un 80% de la longitud correspondiente (L3) de la superficie de contacto lateral (36).
2. Broca segun 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 angulo obtuso (y) 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.
3. Broca segun la reivindicacion 2, caracterizada porque el angulo obtuso (y) entre los bordes de pieza (35a, 35b) de la pieza inserta central esta comprendido entre 140°-170°
4. Broca segun la reivindicaciones 2 o 3 caracterizada porque la primera superficie de pieza (37) de la pieza inserta central es mas larga que la segunda (38).
5. Broca segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la cavidad central (11), ademas 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 cilmdrica, que se hace taladrando dando por resultado un avellanado (48) en la superficie inferior (14) de la cavidad.
6. Broca segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el espesor del borde (13) aumenta desde un extremo trasero a un extremo delantero.
7. Broca segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el extremo delantero del borde (13) incluye una porcion de material (49) en forma de cuna que tiene un lado interno (50) que forma un angulo obtuso con el resto del lado interno (17).
8. 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 basica alargada y que es especularmente simetrica respecto a un plano central longitudinal, imaginario (P), con el que coincide un eje geometrico 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 mas corta que la superficie de contacto lateral (36) y forma con ella un angulo (a), en donde el angulo obtuso (a) entre la superficie de contacto lateral (36) y la superficie intermedia (39) asciende al menos a 155° y como maximo a 172°, y en donde la longitud (L2) de la superficie intermedia (39) - tal como se ve esto a lo largo de una lmea de borde

superior (40) - asciende al menos a un 30% y a lo sumo a un 80% de la longitud correspondiente (L3) de la superficie de contacto lateral (36).
9. Pieza inserta central segun la reivindicacion 8, 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 angulo obtuso (y) y a las

5 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.
10. Pieza inserta central segun la reivindicacion 9, caracterizada porque el angulo obtuso (y) entre los bordes de 10 pieza (35a, 35b) esta comprendido entre 140°-170°
11. Pieza inserta central segun las reivindicacion 9 o 10, caracterizada porque la primera superficie de pieza (37) es mas larga que la segunda (38).