ES2203250T3 - Plaquita de metal duro para su utilizacion en una broca. - Google Patents

Abstract

Plaquita de metal duro para su utilización en una broca (1), en especial una broca para roca u hormigón, que posee una punta (3) de taladrado, que pasa por el eje (2) de rotación de la broca (1) y cortes (6) principales decrecientes a ambos lados, formados cada uno por una superficie (4) de ataque principal y una superficie (5) destalonada principal, al mismo tiempo, que la superficie (5) destalonada principal del corte (6) principal forma un ángulo (14) de destalonamiento principal con un plano (12) perpendicular al eje (2) de rotación de la broca., caracterizada porque el ángulo (14) de destalonamiento principal formado en el corte (6) principal decrece a medida que aumenta la distancia (15) a la punta (3) de taladrado.

Description

Plaquita de metal duro para su utilización en una broca.

El invento se refiere a una plaquita de metal duro para su utilización en una broca, en especial una broca para roca u hormigón, que posee una punta de taladrado, que pasa por el eje de rotación de la broca y cortes principales decrecientes a ambos lados, formados cada uno por una superficie de ataque principal y una superficie destalonada principal, al mismo tiempo, que la superficie destalonada principal del corte principal forma un ángulo de destalonamiento principal con un plano perpendicular al eje de rotación de la broca.

Una plaquita de metal duro de esta clase es conocida, por ejemplo, a través del documento EP-A-0 761 927.

Se conocen plaquitas de metal duro para brocas de percusión o de martilleo, que poseen superficies de ataque principales y superficies destalonadas principales así como cortes principales, que decrecen con forma recta. La punta de taladrado es formada por un corte transversal, que une los cortes principales. Su inconveniente es que la plaquita de metal duro está sometida en las zonas de corte exteriores a un desgaste grande, debido a la elevada velocidad lineal. Con ello se reduce la vida útil de la broca. Las causas principales del desgaste son en este caso, por un lado, la fricción de la plaquita sobre la superficie mecanizada, que puede dar lugar a la adherencia por soldadura de partículas de material a la superficie de ataque. Estas se desprenden y mellan la superficie de corte y la superficie destalonada. Otra causa del desgaste es la difusión, que, debido a las elevadas temperaturas producidas por la fricción, da lugar a una migración de los átomos metálicos del material de corte hacia la viruta expulsada, debilitando con ello el material de corte, lo que puede dar lugar a roturas.

El objeto del presente invento es crear una plaquita de metal duro, que posea un grueso de corte y de avance, una resistencia de flexión y de rotura así como de desgaste grandes, en especial en las zonas exteriores de la plaquita de metal duro sometidas a velocidades lineales altas.

El problema se soluciona por el hecho de que el ángulo de destalonamiento principal formado en el corte principal decrece a medida que aumenta la distancia a la punta de taladrado.

Con un ángulo de destalonamiento principal decreciente a medida que aumenta la distancia a la punta de taladrado se obtiene una protección de los cortes principales contra desgaste, respectivamente rotura, en especial en los extremos de la plaquita de metal duro. Esto hace posible una vida útil mayor, es decir el tiempo entre el ataque del útil y el alcance de un desgaste admisible. En especial las zonas exteriores de los cortes principales son sometidas a esfuerzos grandes debidos a las elevadas velocidades de rotación y a las elevadas velocidades lineales ligadas a aquellas. Con el dispositivo propuesto es posible mantener la capacidad de corte de las zonas exteriores prácticamente el mismo tiempo que la de las zonas de la punta. La zona de la punta del corte de metal duro está sometida en general a esfuerzos menores, ya que la velocidad lineal en la zona central y con ello también el desgaste son menores. Con el dispositivo propuesto se reducen tanto el desgaste de las superficies destalonadas, como también el desgaste de las superficies de corte y el redondeo de los cantos en la zona exterior de los cortes principales. Un desgaste más uniforme en la totalidad del corte principal garantiza un aprovechamiento total de las zonas de corte y mejora el balance coste-utilidad. La forma propuesta de la superficie destalonada principal, respectivamente del ángulo de flanco principal se puede obtener ya durante el proceso de sinterización y no requiere un tratamiento de acabado. Para la utilización en el taladrado de percusión o de martilleo se prevé con preferencia un ángulo de corte negativo e igualmente puede ser variado a lo largo del corte principal de forma correspondiente con el ángulo de destalonamiento. De esta forma se puede ajustar a lo largo del corte principal un ángulo de corte constante, al mismo tiempo, que el ángulo de destalonamiento decrece desde la punta hasta la zona exterior.

Para garantizar un proceso de corte uniforme se propone, que el ángulo de destalonamiento principal decrezca de forma continua. De esta manera no se forman puntas de tensión a lo largo del corte principal, que incrementarían las probabilidades de un fallo prematuro del corte principal en este punto.

Para obtener una zona de la punta rebajada con relación al corte principal se propone, que el decrecimiento del ángulo de destalonamiento principal comience a una determinada distancia de la punta de taladrado. Con ello se forma una zona de la punta, que posee un ancho deseado a lo largo del corte principal. El ancho de esta zona puede ser definido y variado por medio del principio del decrecimiento del ángulo de destalonamiento principal. La cabeza de taladrado penetra con esta zona en primer lugar en el material y da lugar a un centraje de la broca.

Para mejorar la conducción de la broca en el orificio de taladrado se propone, que la superficie destalonada principal se prolongue, por medio de un ángulo del corte principal modificado a una cierta distancia de la punta de taladrado, en una superficie de transición cónica entre la superficie destalonada principal y una superficie lateral estrecha. Esto permite una conducción segura de la broca, deseada con insistencia en especial en el caso de materiales muy duros como por ejemplo hormigón, y reduce el peligro de desplazamientos en el sentido de la formación de un taladro poligonal, lo que puede dar lugar a orificios taladrados excesivamente grandes o incluso a lesiones. Con el dispositivo propuesto se incrementa esencialmente la vida útil de la broca, ya que se puede evitar un desgaste en esta zona del canto.

Para garantizar un centraje fiable por medio de la punta de centraje y para reducir la fuerza necesaria para el avance se propone, que la punta de taladrado posea un ángulo de la punta, que sea menor que el ángulo de los cortes principales en la proximidad de la superficie de transición. Con esta medida se consigue, con la misma fuerza aplicada, que la punta penetre mejor en la superficie de mecanización y asuma al mismo tiempo una función de centraje antes de que los cortes principales ataquen en la superficie de mecanización.

Se obtiene otro perfeccionamiento de la punta de centraje por el hecho de que la superficie destalonada principal se prolonga en la punta de taladrado por medio de sendas gargantas., Esta transición lenta de las superficies destalonadas principales hacia la punta de taladrado garantiza, que se reduzca el peligro de la rotura de la plaquita y hace posible la utilización de plaquitas más duras. Con ello es posible taladrar incluso superficies de hormigón o superficies metálicas, al mismo tiempo, que se alcanzan vidas útiles largas. Con la punta de centraje se obtiene una superficie más pequeña en la zona del núcleo, es decir el centro del orificio taladrado. Con ello se garantiza un avance mejorado del taladrado con la misma fuerza atacante. Con la punta de centraje se reduce el peligro de desplazamientos durante el inicio del taladro y se obtiene una guía adicional. Con ello se evita igualmente la formación de taladros poligonales.

Para evitar la fricción durante el taladrado se propone, que la superficie de los lados estrechos posea un radio exterior al que sigue una zona plana, que se ensancha a medida que aumenta la distancia a un canto exterior, dispuesta detrás en el sentido de corte. Con la disminución oblicua del radio se obtiene en la zona superior y en la proximidad del canto exterior entre la superficie destalonada principal y la superficie lateral estrecha una conducción buena en el interior del orificio taladrado, que ya no es necesaria en la zona inferior. Allí se reduce progresivamente la superficie de fricción. Esto facilita el movimiento de corte y reduce la fuerza necesaria para el avance del orificio taladrado. Al mismo tiempo, el material de la plaquita no es sometido innecesariamente, debido a la menor fricción durante el taladrado, a temperaturas altas, lo que reduce a su vez el desgaste del material debido a la difusión o a otros debilitamientos del material.

El invento se describe con detalle por medio de un ejemplo de ejecución representado en el dibujo. En él muestran:

La figura 1a, una broca con una plaquita de metal duro.

La figura 1b, una plaquita de metal duro en una vista de la superficie lateral grande.

La figura 1c, una sección de la figura 1b a lo largo de la línea A1-A2.

La figura 2, una vista lateral del lado estrecho de la plaquita de metal duro.

La figura 3, una vista en perspectiva de plaquita de metal duro.

En la figura 1a se representa esquemáticamente una construcción de principio de una broca 1 con plaquita de metal duro montada en ella. En el caso de la broca 1 se trata con preferencia de una broca de martilleo o de percusión. La broca 1 se representa en el interior del orificio 31 de taladrado de una pieza 32, que debe ser mecanizada. La broca 1 posee una forma de espiral, que facilita la evacuación del material arrancado del orificio 31 de taladrado. La plaquita de metal duro posee una punta 3 de taladrado por la que pasa el eje 2 de rotación de la broca 1. La plaquita de metal duro sobresale en la punta 3 de la broca por encima del extremo 47 de la broca 1 y, en sus lados 9 estrechos, por encima del diámetro exterior de la broca 1. El movimiento 34 de avance de la broca 1 se produce en la dirección longitudinal del eje 2 de rotación de la broca 1. El movimiento 33 de corte y el movimiento 34 de avance son realizados por ello esencialmente por la plaquita de metal duro. La superficie 46 mecanizada de la pieza 32 adyacente a la plaquita de metal duro posee una forma de su sección transversal, que equivale al perfil de la plaquita de metal duro.

La figura 1b muestra una representación a mayor escala de la plaquita de metal duro. La plaquita de metal duro posee en la punta 3 de taladrado cortes 6 principales decrecientes a ambos lados, formados cada uno por un corte 4 principal y una superficie 5 destalonada principal. El vástago 10 es limitado en su dirección 20 transversal por lados 9 estrechos, que poseen superficies 8 laterales estrechas y superficies 30 destalonadas. Las superficies 8 laterales estrechas se configuran con un radio 7 exterior, mientras que las superficies 30 destalonadas son planas. Las superficies 5 destalonadas principales se prolongan cada uno con una garganta 38 en la punta 3 de taladrado. Por lo tanto, el corte 6 principal es en este caso más pendiente y las fuerzas axiales necesarias parta un avance continuo pueden ser menores.

La superficie 5 destalonada principal forma, al menos en el corte 6 principal, un ángulo 14 de destalonamiento principal, representado en la figura 2, con el plano 12, representado en la figura 1a, perpendicular al eje de rotación. Este ángulo 14 de flanco principal representado en la figura 2 decrece a medida que aumenta la distancia 15 a la punta 3 de taladrado. El ángulo 14 de destalonamiento principal representado es a la distancia 16 mayor que a la distancia 17. La reducción del ángulo 14 de destalonamiento principal tiene lugar por ejemplo de 35º a 10º, respectivamente 15º. La reducción del ángulo 14 de destalonamiento principal se produce con preferencia de forma continua. Esto significa, que no se producen variaciones bruscas del ángulo 14 de destalonamiento principal en las que se podrían formar, por ejemplo, puntas de tensión durante el taladrado. Además de la disminución del ángulo 14 de destalonamiento principal a partir de la distancia 16 definida de la punta 3 de taladrado, tiene lugar una variación del ángulo 21, que forman entre sí los cortes 6 principales. El ángulo 21 varía a medida que aumenta la distancia 15 a la punta 3 de taladrado hasta alcanzar en el lado radialmente exterior de los cortes 6 principales un valor de 150º. El valor del ángulo 21 entre los cortes 6 principales varía después, a partir de la distancia 17, hasta 120º. El ángulo 18 de la punta 3 de taladrado es igualmente de 120º, por ejemplo. Por otro lado, también es posible proveer los cortes 6 principales en su conjunto de un ángulo 21 de 120º hasta 150º y reducir al mismo tiempo el ángulo 14 de destalonamiento principal. Con la mayor sustentación del corte 6 principal durante el proceso de taladrado, respectivamente debido a la acumulación de material a medida que decrece el ángulo de destalonamiento principal se reduce el peligro de una rotura de la plaquita y de un desgaste prematuro y permite la utilización de plaquitas de metal duro más duras y con frecuencia más quebradizas.

La superficie 5 destalonada principal es limitada a una distancia 17 por un canto 40, es decir, que la superficie 5 destalonada principal se prolonga en una superficie 50 de transición. A continuación de ella y de un tramo 4' del canto se halla la superficie 8 lateral estrecha curvada con un radio 7. Esto es puesto de manifiesto en especial con la sección A1-A2 representada en la figura 1c.

La figura 1c representa la sección A1-A2 de la plaquita de metal duro de la figura 1b. El eje 20 longitudinal se extiende a lo largo de la plaquita de metal duro. La sección A1-A2 pasa por el vástago 10 de la plaquita de metal duro desde un lado 9 estrecho al otro lado 9 estrecho. Los lados 9 estrechos poseen, además de la superficie 8 de lado estrecho curvada con el radio 7, una superficie 30 plana. La separación entre la superficie 30 destalonada y la superficie 8 lateral estrecha se extiende prácticamente en sentido diagonal en el lado 9 estrecho. Por ello, en el extremo inferior del lado 9 estrecho se puede ver en la zona A1 de la sección una parte de la superficie 30 destalonada mayor que en la zona A2 del otro lado 9 estrecho de la sección practicada en la proximidad del canto 24. La sección en la zona A2, situada más arriba, representa esencialmente una sección a través de la superficie 8 lateral estrecha curvada y sólo una parte muy pequeña de la superficie 30 destalonada. La superficie 8 lateral estrecha es siempre, desde el punto de vista del movimiento 33 de corte, la superficie delantera, que resbala sobre la pieza 32. Con la separación oblicua entre las superficies 30 y 8 se garantiza, por un lado, una conducción segura de la broca 1 en el orificio 31 de taladrado en la proximidad del canto 24 superior del lado 9 estrecho y al mismo tiempo se minimiza la fricción del lado 9 estrecho en la pared del orificio 31 de taladrado.

La figura 2 muestra en una vista lateral la plaquita de metal duro vista sobre la superficie 9 estrecha. El corte 6 principal es limitado por el corte 4 principal y el flanco 5 principal. El ángulo 14 de destalonamiento principal de la superficie 5 destalonada principal a lo largo del corte principal se reduce en la transición de la superficie 23 de la punta hasta el canto 40. En el canto 25 inferior del lado 9 estrecho se biselan con un ángulo de 45º los cantos, que se extienden perpendiculares a ella, al mismo tiempo, que las superficies 48, 49 formadas, representadas nuevamente en perspectiva en la figura 3, concurren mutuamente. Esta forma facilita el montaje de la plaquita de metal duro en la broca 1.

La figura 3 muestra una representación en perspectiva de plaquita de metal duro. Se obtiene una vista oblicua de la superficie 50 de transición con la que la superficie 5 destalonada principal se prolonga en la superficie 8 lateral estrecha. Se ve claramente, que la superficie de transición es limitada por cantos 40, 24 paralelos entre sí y provistos de radios, de manera, que se obtiene una forma cónica, respectivamente a modo de superficie cónica oblicua de la superficie 50 de transición. Esta superficie 50 de transición dispuesta oblicuamente y cónica es, con relación a la superficie 5 destalonada principal, una superficie destalonada flanco secundaria.

Claims (7)

1. Plaquita de metal duro para su utilización en una broca (1), en especial una broca para roca u hormigón, que posee una punta (3) de taladrado, que pasa por el eje (2) de rotación de la broca (1) y cortes (6) principales decrecientes a ambos lados, formados cada uno por una superficie (4) de ataque principal y una superficie (5) destalonada principal, al mismo tiempo, que la superficie (5) destalonada principal del corte (6) principal forma un ángulo (14) de destalonamiento principal con un plano (12) perpendicular al eje (2) de rotación de la broca, caracterizada porque el ángulo (14) de destalonamiento principal formado en el corte (6) principal decrece a medida que aumenta la distancia (15) a la punta (3) de taladrado.

2. Plaquita de metal duro según la reivindicación 1, caracterizada porque el decrecimiento del ángulo (14) de destalonamiento principal se produce de forma continua.

3. Plaquita de metal duro según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque e decrecimiento del ángulo (14) de destalonamiento principal comienza a una determinada distancia (16) de la punta (3) de taladrado.

4. Plaquita de metal duro según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la superficie (5) destalonada principal se prolonga con un ángulo (21), modificado a una distancia (17) de la punta (3) de taladrado, del corte principal en una superficie (50) cónica de transición entre la superficie (5) destalonada principal y una superficie (8) lateral estrecha.

5. Plaquita de metal duro según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la punta (3) de taladrado posee un ángulo (18) de punta, que es menor que el ángulo (21) de los cortes (6) principales en la proximidad de la superficie (50) de transición.

6. Plaquita de metal duro según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las superficies (5) destalonadas principales se prolongan cada una en la punta (3) de taladrado por medio de una garganta (38).

7. Plaquita de metal duro según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la superficie (8) lateral estrecha posee un radio (7) exterior al que sigue una superficie (30) destalonada, que se ensancha a medida que aumenta la distancia a un canto (24) exterior, dispuesto en la dirección del movimiento de corte.