ES2625150T3 - Broca - Google Patents

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ES2625150T3
ES2625150T3 ES10192825.7T ES10192825T ES2625150T3 ES 2625150 T3 ES2625150 T3 ES 2625150T3 ES 10192825 T ES10192825 T ES 10192825T ES 2625150 T3 ES2625150 T3 ES 2625150T3
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Manabu Saito
Tatsuo Nakahata
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Abstract

Broca que comprende: - un filo (6) que presenta una cresta, - en la que por lo menos una parte de la cresta se realiza a lo largo de una parte de una elipse de referencia no circular (f1), en la que la parte de la cresta se extiende en continuo hasta una posición de diámetro máximo (D) desde un punto predeterminado que se encuentra más próximo a un extremo de la punta de la broca que la posición de diámetro máximo (φ D), en la que la elipse de referencia no circular (f1) es una elipse que presenta un eje menor dispuesto en la posición de diámetro máximo (φ D), caracterizado porque el filo (6) presenta un ángulo de incidencia (δ1) en la posición más próxima al extremo de la punta de la broca y un ángulo de incidencia (δ2) en la posición de diámetro máximo (δD), y porque los ángulos de incidencia (δ1) y (δ2) presentan una relación δ1> δ2.

Description

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DESCRIPCION
Broca.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
1. Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a una broca segun el preambulo de la reivindicacion 1, que comprende un filo cuyo angulo en la punta varfa dependiendo de una posicion.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
Los ejemplos de broca que comprenden un filo cuyo angulo en la punta varfa dependiendo de una posicion pueden ser los taladros de doble angulo que se dan a conocer en la solicitud de patente japonesa no examinada JP-A-1988-306 812 (a la que de ahora en adelante se hara referencia en la presente memoria como documento '812) y en la solicitud de modelo de utilidad no examinado JP-U-1994-075 612 (a la que de ahora en adelante se hara referencia en la presente memoria como documento '612).
Dicha broca de doble angulo comprende un filo primario y un filo secundario. La seccion de la punta del filo primario presenta forma de cresta de una broca para metales. El filo secundario, que se extiende continuamente desde el filo primario, es plano y presenta un angulo en la punta inferior al filo primario.
Ambos documentos '812 y '612 describen como la broca de doble angulo es apta para perforar un orificio en un material compuesto de plastico reforzado con fibra y un material metalico al mismo tiempo.
Con una broca de doble angulo, el filo primario perfora un orificio primario con un diametro relativamente pequeno y, a continuacion, el filo secundario corta la periferia exterior del orificio primario para perforar un orificio secundario con el diametro pretendido. Durante la perforacion, se puede producir una deslaminacion temporal en la periferia del orificio primario del material compuesto. Se elimina la deslaminacion cortando el orificio primario mediante el filo secundario.
Desafortunadamente, tal como se menciona en el documento '612, una broca de angulo doble presenta normalmente poca resistencia al desgaste. El documento '612 da a conocer una configuracion destinada a aumentar la resistencia al desgaste del filo en la que se cubre dicho filo con una pelfcula de diamante que presente un espesor de pelfcula apto.
Sin embargo, una broca de doble angulo presenta aristas en el lfmite entre los filos primario y secundario, y en la periferia mas exterior del filo secundario. De este modo, es probable que la tension se concentre en las aristas y, por lo tanto, probablemente se produzcan astillas en las aristas. De este modo, dicha forma de la broca disminuye la resistencia al desgaste de la broca.
Para aumentar la resistencia al desgaste del filo, el presente solicitante ha presentado una solicitud relacionada con una broca en la solicitud de patente japonesa no examinada JP-A-2008-036 759 (a la que de ahora en adelante se hara referencia en la presente memoria como documento '759). Dicha broca comprende un filo. El filo presenta un angulo en la punta que se reduce de un modo continuo desde un angulo en la punta de posicion central A (al que de ahora en adelante se hara referencia en la presente memoria como 0° <A <180°) en una posicion central hasta un angulo en la punta de posicion de diametro maximo de 0° en una posicion de diametro maximo. El filo presenta un angulo de incidencia que disminuye de un modo continuo desde la posicion central hasta la posicion de diametro maximo.
El documento '759 describe el angulo en la punta del filo del siguiente modo. "El angulo en la punta del filo disminuye desde el angulo en la punta de la posicion central A hasta el angulo en la punta de la posicion de diametro maximo de 0° de un modo que cambia continuamente. Por consiguiente, la cresta del filo define una curva lisa sin arista (punto de discontinuidad). Asimismo, se supone que la curva definida por la cresta del filo es una curva que sobresale hacia el exterior sin punto de inflexion.
Por ejemplo, en la cresta del filo, la curva desde el angulo en la punta de la posicion central A hasta el angulo en la punta de la posicion de diametro maximo de 0° se define como una parte de una parabola. La cresta del filo puede ser parcialmente rectilfnea. En este caso, se cambia continuamente el angulo en la punta del filo incluso en una parte de transicion entre la recta y la curva (que no es rectilfnea), eliminando de este modo una arista". Asimismo, el documento '759 describe como la cresta del filo puede ser una cresta arqueada constituida por un unico arco, en lugar de la cresta parabolica.
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Con la broca que se da a conocer en el documento '759, el angulo en la punta del filo se reduce continuamente desde la posicion central hasta la posicion de diametro maximo. Por lo tanto, la cresta del filo no presenta arista alguna, que probablemente se astillarfa, y aumenta la resistencia al desgaste del filo.
La broca que se da a conocer en el documento '759 presenta una seccion del filo destinada sustancialmente a perforar, que se encuentra en la proximidad del extremo de la punta entre el filo entero, y una seccion del filo destinada sustancialmente al escariado, que se extiende continuamente desde el filo previo y se dispone en la proximidad del extremo posterior. El filo desinado sustancialmente a la perforacion se desplaza progresivamente hacia el filo destinado sustancialmente al escariado.
La presente invencion se ha realizado como resultado de estudios avanzados sobre la broca del tipo que se da a conocer en el documento '759 por los presentes inventores, para un material compuesto de plastico reforzado con fibra. La presente invencion proporciona una broca que es perfectamente apta para perforar un orificio en el material compuesto de plastico reforzado con fibra.
Un primer objetivo de los estudios realizados por los presentes inventores comprende aumentar el rendimiento del escariado mediante una seccion del filo situada en la proximidad del extremo posterior.
Un segundo objetivo de los estudios realizados por los presentes inventores comprende aumentar el rendimiento del corte mediante una seccion del filo situada en la proximidad del extremo de la punta.
El documento US n.° 4.440.532 A da a conocer una broca de perforacion que comprende unos elementos de corte, cada uno de los cuales presenta un borde afilado recto con una conicidad muy baja y un angulo de incidencia positivo y un segundo borde afilado que presenta una curvatura convexa.
El documento US n.° 3.443.459 A da a conocer una broca segun el preambulo de la reivindicacion 1, que presenta una punta de corte con unos bordes cortantes que se desplazan en una curva continua y se acoplan tangencialmente con el diametro de la broca y los bordes cortantes rectos.
El documento JP 2008-036.759 A da a conocer una broca que presenta una lamina cortante con angulos que dependen de la posicion del extremo de la punta. La broca presenta una forma en la que el angulo en la punta de la lamina cortante se reduce desde la posicion central hasta el angulo de la punta.
El documento JP H02-237.708 A da a conocer una broca que comprende una cara plana que se encuentra inclinada con respecto a un plano perpendicular a un eje.
El documento US n. 1.309.706 A da a conocer una broca con un filo curvado convexo, con un extremo dispuesto en el extremo de metal inerte y siendo el otro tangente al borde frontal del suelo.
El documento EP 2.202.018 A) da a conocer una broca que comprende un filo que presenta una cresta con una parte elfptica y una lfnea recta. La cresta se realiza rectilfnea a lo largo de una tangente en la zona de la punta.
El documento JP S63-306.812 A da a conocer una broca que comprende un cortador primario y un cortador secundario realizada en continuo con la misma. El cortador secundario presenta una forma plana conocida como broca en cruz.
RESUMEN DE LA INVENCION
Debido a ello, un objetivo de la presente invencion es permitir que una broca que comprenda un filo cuyo angulo en la punta varfe dependiendo de una posicion para presentar un mejor rendimiento de escariado mediante una seccion del filo que se encuentra en la proximidad del extremo posterior del filo entero y un mejor rendimiento de corte mediante una seccion del filo que se encuentra en la proximidad del extremo de la punta.
La presente invencion proporciona una broca segun la reivindicacion independiente 1. Se pueden realizar otras formas de realizacion de la presente invencion segun las reivindicaciones dependientes.
En la configuracion segun la reivindicacion 1, el filo presenta un angulo de incidencia 61 en una posicion mas proxima al extremo de la punta de la broca y un angulo de incidencia 62 en una posicion de diametro maximo. Los angulos de incidencia 61 y 62 presentan la relacion siguiente 61 > 62. El angulo de incidencia 61 puede disminuir progresivamente hasta alcanzar el valor del angulo de incidencia 62 en una zona desde el punto predeterminado hasta la posicion de diametro maximo.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista lateral que representa una broca que presenta unas acanaladuras helicoidales como ejemplo al que se puede aplicar la presente invencion;
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la figura 2 es una vista ampliada que representa una seccion de la punta de la broca de la figura 1; la figura 3 es una vista lateral que representa la broca observada en la direccion indicada por la flecha III de la figura 2.
La figura 4 es una vista lateral que representa una broca que presenta unas acanaladuras rectas como ejemplo al que se puede aplicar la presente invencion;
la figura 5 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea V-V de la figura 4; la figura 6 es una vista lateral esquematica que representa una broca que comprende un filo que presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea segun una forma de realizacion de la presente invencion;
la figura 7 es un diagrama esquematico destinado a la comparacion entre el volumen de corte de una parte del extremo de la punta del filo y el volumen de corte de una parte del extremo posterior del filo de la broca segun la forma de realizacion de la presente invencion;
la figura 8 es una ilustracion destinada a la comparacion entre una elipse (segun la forma de realizacion de la presente invencion) y una parabola, sirviendo cualquiera de las dos como referencia para la cresta del filo de la broca;
la figura 9 es una ilustracion (en la parte del extremo posterior) que representa un metodo de representacion grafica de una curva de referencia que se define uniendo los puntos finales de una pluralidad de arcos, basandose en una elipse de referencia f1 de la figura 6;
la figura 10 es una ilustracion (en la parte media) que representa un metodo de representacion grafica de la curva de referencia que se define uniendo los puntos finales de la pluralidad de arcos, basandose en la elipse de referencia f1 de la figura 6;
la figura 11 es una ilustracion (en la parte del extremo de la punta) que representa un metodo de representacion grafica de la curva de referencia que se define uniendo los puntos finales de la pluralidad de arcos, basandose en la elipse de referencia f1 de la figura 6;
la figura 12 es una vista lateral esquematica que representa una broca que comprende un filo que presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea segun una forma de realizacion adicional de la presente invencion;
la figura 13A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XINA-XINA de la figura 12 y la figura 13B es una vista de detalle de la parte XIIIB de la figura 13A;
la figura 14A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XIVA-XIVA de la figura 12, y
la figura 14B es una vista de detalle de la parte XIVB de la figura 14A;
la figura 15A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XVA-XVA de la figura 12, y
la figura 15B es una vista de detalle de la parte XVB de la figura 15A;
la figura 16A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XVIA-XVIA de la figura 12 y la figura 16B es una vista de detalle de la parte XVIB de la figura 16A;
la figura 17A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XVIIA-XVIIA de la figura 12, y
la figura 17B es una vista de detalle de la parte XVIIB de la figura 17A;
la figura 18A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XVIIIA-XVIIIA de la figura 12,
la figura 18B es una vista de detalle de la parte XVIIIB de la figura 18A;
la figura 19 es una vista lateral esquematica que representa una broca que comprende un filo que presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea segun una forma de realizacion de la presente invencion;
la figura 20A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XXA-XXA de la figura 19, y
la figura 20B es una vista de detalle de la parte XXB de la figura 20A;
la figura 21A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XXIA-XXIA de la figura 19 y la figura 21B es una vista de detalle de la parte XXIB de la figura 21A;
la figura 22A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XXIIA-XXIIA de la figura 19,
la figura 22B es una vista de detalle de la parte XXIIB de la figura 22A;
la figura 23A es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea XXIIIA-XXIIIA de la figura 19,
la figura 23B es una vista de detalle de la parte XXIIIB de la figura 23A;
la figura 24 es una vista lateral esquematica de una broca que comprende un filo que se extiende completamente a lo largo de toda una parte elfptica, segun una forma de realizacion de la presente invencion; y
la figura 25 es una ilustracion (en la parte del extremo de la punta) que representa un metodo de representacion grafica de una curva de referencia que se define uniendo los puntos finales de una pluralidad de arcos, basandose una elipse de referencia f4 de la figura 24.
DESCRIPCION DE LAS FORMAS DE REALIZACION PREFERIDAS:
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A continuacion, las formas de realizacion de la presente invencion se describiran haciendo referenda a los dibujos adjuntos. Dichas formas de realizacion son simplemente ejemplos de la presente invencion y, por lo tanto, la presente invencion no debe limitarse a dichas formas de realizacion.
En primer lugar, se describiran dos ejemplos de brocas, a los que se puede aplicar la forma de una broca segun la presente invencion. Una de las dos brocas es una broca que presenta una acanaladura helicoidal (veanse las figuras 1 a 3) y la otra es una broca que presenta una acanaladura rectilfnea (veanse las figuras 4 y 5).
La figura 1 es una vista lateral que representa la broca con la acanaladura helicoidal.
Haciendo referencia a la figura 1, una broca 21 comprende una seccion del borde de corte 1 y una seccion del vastago 2. Se realizan acanaladuras helicoidales 3 en la seccion del borde de corte 1 y en la seccion del vastago 2.
La figura 2 es una vista ampliada que representa una seccion de la punta de la broca 21 de la figura 1.
La seccion del borde de corte 1 comprende un par de filos 6 dispuestos simetricamente alrededor de un eje 9. Cada uno de los filos 6 presenta una cara de ataque 7 y una cara de incidencia 8.
La seccion del borde de corte 1 se encuentra acabada por un rebaje en X (rebaje en cruz) y se realizan las caras de ataque 7 en posiciones en las que se han eliminado partes de la seccion del borde de corte 1 mediante el rebaje. Las posiciones en las que las partes se han eliminado mediante rebaje son continuas con respecto a las acanaladuras helicoidales 3. Las acanaladuras helicoidales 3 son dos surcos trenzados formando un angulo helicoidal predeterminado. Se forman las gufas 4 entre las acanaladuras helicoidales 3. Se forman los lfmites 5 en ambos bordes de las gufas 4 a lo largo de las acanaladuras helicoidales 3. Los lfmites 5 entran en contacto con la superficie interior del orificio que se esta procesando y soportan la broca 21.
Haciendo referencia a la figura 2, la seccion del borde de corte 1 presenta un diametro maximo 9D y una longitud L1. Se supone que el angulo en la punta de cada filo 6 en una posicion central es 0 (en la presente memoria, 0° < 0 < 180°). El angulo en la punta de cada filo 6 en la posicion con el diametro maximo 9D es 0°.
El angulo en la punta del filo 6 disminuye desde el angulo en la punta de la posicion central 0 hasta el angulo en la punta de la posicion de diametro maximo de 0° de un modo que cambia continuamente. Por consiguiente, la cresta del filo 6 define una curva lisa sin arista (punto de discontinuidad).
La figura 3 es una vista lateral que representa la broca 21 observada en la direccion indicada por la flecha III de la figura 2. Cabe senalar que la broca 21 presenta una forma tridimensional axialmente simetrica alrededor del eje 9. De este modo, la broca 21 presenta la misma superficie lateral en cualquier angulo que una superficie lateral opuesta 180° a la misma.
La figura 4 es una vista lateral que representa la broca con la acanaladura rectilfnea. La figura 5 es una vista en seccion transversal tomada a lo largo de la lfnea V-V de la figura 4. La broca 23 presenta una ranura en V 11 en lugar de la acanaladura helicoidal 3 de la broca 21. Las referencias numericas similares indican elementos similares.
Haciendo referencia a las figuras 4 y 5, se realizan dos ranuras en V 11 en la seccion del borde de corte 1 y en la seccion del vastago 2 en la broca 23. Las ranuras en V 11, que comprenden una parte eliminada de la seccion del borde de corte 1 mediante rebaje, estan rectilfneas a lo largo del eje 9.
Haciendo referencia a la figura 5, se forman las gufas 12 entre las ranuras en V 11 y se forman los lfmites 13 en ambos bordes de las gufas 12 a lo largo de las ranuras en V 11. Los lfmites 13 entran en contacto con la superficie interior del orificio que se esta procesando y soportan la broca 23. Los cuatro lfmites 13 soportan la broca 23 en cuatro puntos de cualquier seccion transversal. No se preve una sujecion por torsion, sin embargo, la broca 23 se mantiene estable en el orificio que se esta procesando o en la superficie interior de una gufa de buje y se puede prever un procesamiento del orificio con una curvatura reducida.
A continuacion se describira la forma de una broca segun una forma de realizacion de la presente invencion. La figura 6 es una vista lateral esquematica que representa una broca que comprende un filo que presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea segun la forma de realizacion de la presente invencion.
A continuacion se describira la forma de la broca. Puesto que no es importante el tamano de la broca, se supone que el tamano de la broca es 9D = 1 tal como se representa en la figura 6. En la presente memoria se asumen las coordenadas X-Y, en las que el eje X corresponde al eje de la broca, la direccion positiva del eje X corresponde a una direccion hacia el extremo de la punta de la broca y el eje Y corresponde a un eje ortogonal al eje X y que pasa a traves de la posicion de diametro maximo de la broca. La elipse de referencia f1 presenta un radio de 0,5 a lo largo del eje menor.
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El centro de la elipse de referenda f1 se encuentra en el origen de las coordenadas X-Y. El eje menor de la elipse de referencia f1 se encuentra alineado con el eje Y. De este modo, el eje mayor de la elipse de referencia f1 se encuentra alineado con el eje X. La elipse de referencia f1 puede presentar cualquier radio a lo largo del eje mayor. En este caso, el radio a lo largo del eje principal es "a".
Haciendo referencia a la figura 6, la cresta de un filo de la broca presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea. Se supone que las coordenadas del punto de separacion H de la parte elfptica desde la parte rectilfnea son (X0, y0). Se puede determinar preferentemente el diametro de la broca en X0, es decir, el diametro maximo de la parte rectilfnea. En este caso, el diametro es 9A. Por lo tanto, 9A = 2 x y0.
La lfnea recta f2 es una tangente de la elipse f1 en el punto de separacion H. Se supone que a1 es el area desde el extremo de la punta de la broca hasta X0, a2 es el area desde X0 hasta el origen y a3 es un area negativa, a lo largo del eje X. La cresta del filo es rectilfnea a lo largo de la tangente f2 en el area a1 y se realiza a lo largo de la elipse de referencia f1 en el area a2. Es decir, la cresta del filo se superpone con la tangente f2 en el area a1 y se superpone con la elipse de referencia f1 en el area a2. Se forma un lfmite en el area a3 en continuo desde la cara de incidencia del filo.
A continuacion se obtendra la expresion de la relacion entre 0, 9A, y L como Expresion 1 en las condiciones descritas anteriormente. La forma de la broca se puede disenar utilizando la Expresion 1.
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A continuacion se describira mas especfficamente el rendimiento del corte de la parte elfptica del filo haciendo referencia a las figuras 7 y 8.
Cuando el filo presenta un angulo en la punta constante en cualquier posicion, el volumen de corte por unidad de longitud del filo aumenta hacia el extremo posterior donde el radio es grande. En cambio, en el caso de la broca representada en la figura 7, el angulo en la punta del filo disminuye hacia el extremo posterior a lo largo de la elipse. Por lo tanto, se puede prevenir o reducir el aumento en el volumen de corte por unidad de longitud del filo de tal modo que el volumen de corte puede ser constante desde el extremo de la punta hasta el extremo posterior.
Cuando la elipse f1 sirve de referencia, el volumen de corte por unidad de longitud del filo puede disminuir mas hacia el extremo posterior en un cierto valor o incluso superior. Por lo tanto, la progresion del desgaste del filo puede ser uniforme. Para alcanzar una progresion uniforme del desgaste se debe tener en cuenta que la velocidad de corte puede variar en funcion de la posicion del filo. En particular, la velocidad de corte, es decir, la velocidad periferica del filo aumenta desde el extremo de la punta hacia el extremo posterior de la broca.
Debido a esto, es mas probable que se someta a desgaste el extremo posterior. Por lo tanto, al disminuir el volumen de corte por unidad de longitud del filo de corte hacia el extremo posterior, la carga del corte puede ser uniforme en cualquier posicion del filo y el progreso del desgaste es asimismo uniforme. Puesto que progreso del desgaste es uniforme, cuando se reafila el filo tras su utilizacion, se puede afilar todo el filo con una pequena cantidad de reafilado. Se puede facilitar el trabajo de reafilado.
Haciendo referencia a la figura 8, cuando se utiliza la elipse f1 como referencia, el angulo en la punta del filo pasa a ser cero en la posicion de diametro maximo (x = 0). En cambio, cuando se utiliza la parabola f3 como referencia, el angulo en la punta no pasa a ser cero. En el caso de la elipse f1 en comparacion con el caso de la parabola f3, se reduce el angulo en la punta del filo en una zona a4 proxima a la posicion de diametro maximo y puede disminuir aun mas el angulo en la punta hacia el extremo posterior. De este modo, se puede reducir sustancialmente la carga de corte en la zona a4 proxima a la posicion de diametro maximo que se encuentra en la proximidad del extremo posterior y se puede realizar suficientemente el escariado. Se puede aumentar el rendimiento del escariado de una seccion del filo situada en la proximidad del extremo posterior en todo el filo.
Ademas, cuando la elipse f1 sirve de referencia, la vida util de la broca puede llegar a ser larga puesto que el angulo en la punta es cero en la posicion de diametro maximo (x = 0) y, por lo tanto, no se produce arista alguna, que probablemente se verfa sometida a desgaste.
A continuacion se describira un procedimiento para determinar la curva de referencia. La curva de referencia se define uniendo los puntos finales de una pluralidad de arcos. Las figuras 9a11 son ilustraciones que representan cada una un procedimiento de representacion grafica de una curva de referencia basandose en la elipse de referencia f1 representada en la figura 6.
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Un arco que presenta un punto final en la posicion de diametro maximo se determina del siguiente modo.
Haciendo referencia a la figura 9, un arco AB actua como arco comprendido en la curva de referencia. El arco AB presenta un punto final en un punto A de la posicion de diametro maximo en la elipse de referencia f1 y el otro punto final en un punto preferible B entre el punto A y el punto de separacion H. El centro del arco AB se encuentra en la interseccion C de la bisectriz perpendicular de un segmento AB con el eje Y. El arco AB presenta un radio (R1) que corresponde a un segmento lineal AC (= segmento lineal BC). La tangente al arco Ab en el punto A es una lfnea recta que pasa por el punto A y es paralela al eje X. La lfnea recta es asimismo tangente a la elipse de referencia f1 en el punto A.
Un arco preferible, cuyo punto final no se encuentra en el punto A o en el punto de separacion H, sino en una posicion entre el punto A y el punto de separacion H, se determina del siguiente modo.
Haciendo referencia a la figura 10, un arco DE actua como arco comprendido en la curva de referencia. El arco DE presenta un punto final en un punto preferible D en la elipse de referencia f1 y el otro punto final en un punto preferible E entre el punto D y el punto de separacion H. Suponiendo que el punto D es el mismo punto que el punto B (vease la figura 9), el arco DE se dispone en continuo desde el arco AB. Suponiendo que la interseccion de la bisectriz perpendicular de un segmento lineal DE con la elipse de referencia f1 es un punto F, el centro del arco DE se encuentra en la interseccion G de la bisectriz perpendicular del segmento lineal DE con la bisectriz perpendicular del segmento lineal DF. El arco DE presenta un radio (R2) que corresponde a un segmento lineal DG (= segmento lineal FG = segmento lineal EG). El punto F es un punto comun entre el arco DE y la elipse de referencia f1.
El arco, cuyo punto final no se encuentra en el punto A o en el punto de separacion H, sino en una posicion entre el punto A y el punto de separacion H, se ha proporcionado en la descripcion anterior. Sin embargo, puede no proporcionarse dicho arco. Si se proporciona el arco, se puede proporcionar un numero conveniente de arcos.
Un arco que presenta un punto final en el punto de separacion H se determina del siguiente modo.
Haciendo referencia a la figura 11, un arco HI actua como arco comprendido en la curva de referencia. El arco HI presenta un punto final en el punto de separacion H y el otro punto final en un punto preferible I entre el punto A en la elipse de referencia f1 y el punto de separacion H. En la presente memoria se supone que el punto final del arco dE mas proximo al extremo de la punta de la broca, el punto que se ha determinado mediante el procedimiento representado en la figura 10 es el punto I. El centro del arco HI se encuentra en la interseccion J de la bisectriz perpendicular de un segmento lineal HI con una normal de la elipse de referencia f1 que pasa por el punto de separacion H. El arco HI presenta un radio (R3) que corresponde a un segmento lineal HJ (= segmento lineal IJ). Una tangente con respecto al arco HI en el punto de separacion H es asimismo una tangente con respecto a la elipse de referencia f1 en el punto de separacion H.
La cresta del filo se forma a lo largo de la curva de referencia, que se ha determinado tal como se ha descrito anteriormente. Es decir, la cresta del filo se superpone con la curva de referencia. Haciendo referencia a las figuras 9 a 11, el radio de cada arco disminuye hacia el extremo de la punta de la broca. Cada arco puede presentar una longitud conveniente. Sin embargo, la longitud es preferentemente inferior hacia el extremo de la punta de la broca para alinearse con la elipse de referencia f1 tanto como sea posible. Se prefiere dicha propiedad ya que el eje principal de la elipse de referencia f1 se dispone a lo largo del eje de la broca y la curvatura de la elipse de referencia f1 aumenta hacia el extremo de la punta de la broca.
Se describiran a continuacion un angulo de incidencia de un filo y un lfmite. La figura 12 es una vista lateral esquematica que representa una broca que comprende un filo que presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea segun una forma de realizacion de la presente invencion. El angulo en la punta del filo corresponde al representado en la figura 6. La figura 12 representa las posiciones de las secciones transversales XIIIA-XIIIA, XIVA-XIVA, XVA-XVA, XVIA-XVIA, XVIIA-XVIIA y XVIIIA-XVIIIA. Las vistas en seccion transversal en dichas posiciones se representan respectivamente en las figuras 13A, 14A, 15A, 16A, 17A y 18A. Las vistas ampliadas del filo en las secciones transversales se representan en las figuras 13B, 14B, 15B, 16B, 17B y 18B.
En la broca representada en las figuras 12 a 18B, el filo presenta un angulo de incidencia constante en una zona desde el extremo de la punta de la broca hasta la seccion transversal XVIIA-XVIIA. El angulo de incidencia se representa como 61. 61 puede estar comprendido entre 40° y 50°. En una zona desde la seccion transversal XVIIA-XVIIA hasta la seccion transversal XVA-XVA, el angulo de incidencia del filo de la broca disminuye progresivamente desde 61 (en la seccion transversal XVIIA-XVIIA) hasta 62 (en la seccion transversal XVA- XVA). El angulo de incidencia del filo y el lfmite mas proximo al extremo posterior de la broca que la seccion transversal XVA-XVA es 62, que es constante. 62 puede estar comprendido entre 5° y 15°.
Se describiran a continuacion un angulo de incidencia de un filo y un lfmite segun una forma de realizacion adicional. La figura 19 es una vista lateral esquematica que representa una broca que comprende un filo que
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presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea segun la forma de realizacion de la presente invencion. El angulo en la punta del filo corresponde al representado en la figura 6. La figura 19 representa las posiciones de las secciones transversales XXA-XXA, XXIA-XXIA, XXIIA-XXIIA y XXI11A-XXI11 A. Las vistas en seccion transversal en dichas posiciones se representan respectivamente en las figuras 20A, 21A, 22A y 23A. Las vistas ampliadas del filo en las secciones transversales se representan en las figuras 20B, 21B, 22B y 23B.
En la broca representada en las figuras 19 a 23B, el filo presenta un angulo de incidencia constante en una zona desde el extremo de la punta de la broca hasta la seccion transversal XXIIA-XXIIA (la posicion del punto de separacion H). El angulo de incidencia se representa como 51. 51 puede estar comprendido entre 40° y 50°. En una zona desde la seccion transversal XXIIA-XXIIA hasta la seccion transversal XXA-XXA, el angulo de incidencia del filo de la broca disminuye progresivamente desde 51 (en la seccion transversal XXIIA-XXIIA) hasta 52 (en la seccion transversal XXA-XXA). El angulo de incidencia del lfmite mas proximo al extremo posterior de la broca que la seccion transversal XXA-XXA es 52, que es constante. 52 puede estar comprendido entre 5° y 15°.
Haciendo referencia a las figuras 12 a 23B, el angulo de incidencia 51 de la seccion del filo, destinada sustancialmente a perforar, dispuesta en la proximidad del extremo de la punta de la broca, es relativamente grande, mientras que el angulo de incidencia 52 de la seccion del filo, destinada sustancialmente al escariado, dispuesta en la proximidad del extremo posterior de la broca, es relativamente pequeno. Por lo tanto, se puede realizar la perforacion mas efectivamente en el lado del extremo de la punta y se puede realizar el escariado mas efectivamente en el lado del extremo posterior. Asimismo, al disminuir progresivamente el angulo de incidencia de 51 a 52 a traves del area de transicion, se puede realizar el filo completamente liso.
Cuando la broca (primera broca) representada en las figuras 12 a 18B se compara con la broca (ultima broca) representada en las figuras 19 a 23B, las caracterfsticas son distintas del siguiente modo.
(1) Con respecto a la seccion del filo, destinada sustancialmente a las perforaciones mas proximas al extremo de la punta de la broca que el punto de separacion H, el angulo de incidencia relativamente grande 51 de la primera broca presenta un area pequena y, por lo tanto, la resistencia de corte es grande. En cambio, el angulo de incidencia 51 de la ultima broca presenta una gran area y, por lo tanto, la resistencia de corte es pequena.
(2) El cambio en el angulo de incidencia de la ultima broca de 51 a 52 es un cambio pequeno en comparacion con el de la primera broca. Por lo tanto, el filo es muy resistente a un desgaste irregular, la calidad del orificio, es decir, la calidad de un orificio realizado es diffcil de disminuir y la vida util de la broca tiende a ser larga.
(3) En lo que respecta a la seccion del filo, destinada sustancialmente al escariado, mas proxima del extremo posterior que el punto de separacion H, la primera broca presenta el angulo de incidencia relativamente pequeno 52 en sustancialmente toda el area y, por lo tanto, la resistencia de corte es grande. En cambio, la ultima broca presenta el angulo de incidencia en la zona de transicion de 51 a 52. El angulo de incidencia medio de la ultima broca es grande y, por lo tanto, la resistencia de corte es pequena.
Utilizando como gufa las diferencias mencionadas anteriormente en las caracterfsticas, se puede disenar la distribucion de los angulos de incidencia segun las caracterfsticas pretendidas.
A continuacion se describira otra forma de realizacion del angulo en la punta. La figura 24 es una vista lateral esquematica de una broca que comprende un filo que se extiende a lo largo de toda una parte elfptica, segun una forma de realizacion de la presente invencion.
En la broca representada en la figura 6, la cresta del filo de la broca presenta una parte elfptica y una parte rectilfnea. En cambio, el filo de la broca representada en la figura 24 no presenta una parte rectilfnea y toda la cresta de un filo de la broca forma parte de una elipse de referencia f4. Es decir, toda la cresta del filo se superpone con la elipse de referencia f4.
Tal como se ha descrito anteriormente, cuando la seccion de la punta del filo se forma a lo largo de la elipse de referencia f4, el eje mayor b de la elipse f4 se desplaza mas alla del eje de la broca (eje X) tal como se representa en la figura 24. Si se determina la cantidad de desplazamiento, se puede determinar asimismo el angulo en la punta de la posicion central. Si la cantidad de desplazamiento es cero, el angulo en la punta de la posicion central es de 180°.
El punto en el que el eje menor de la elipse de referencia f4 coincide con el eje Y es el mismo que el de la broca representada en la figura 6. El angulo de incidencia en la posicion mas proxima al extremo de la punta de la broca es el angulo de incidencia 51 y el angulo de incidencia en la posicion de diametro maximo es el angulo de incidencia 52. La relacion es 51 > 52.
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Asimismo, el angulo de incidencia se reduce preferentemente progresivamente de 61 a 62 en por lo menos una parte de una zona desde la posicion mas proxima al extremo de la punta de la broca hasta la posicion de diametro maximo.
En el caso de la cresta del filo de la broca que se encuentra completamente definida por una parte de la elipse de referencia f4, se describira un procedimiento para determinar una curva de referencia que se define uniendo los puntos finales de una pluralidad de arcos. La figura 25 es una ilustracion que representa un procedimiento de representacion grafica de una curva de referencia basandose en la elipse de referencia f4 representada en la figura 24.
Un arco que presenta un punto final en la posicion de diametro maximo se determina de un modo similar al procedimiento descrito anteriormente haciendo referencia a la figura 9. Un arco, cuyo punto final no se encuentra en el punto A o en la punta de la broca K, sino en una posicion entre el punto A y la punta de la broca K, se determina de un modo similar al procedimiento descrito anteriormente haciendo referencia a la figura 10.
Un arco que presenta un punto final en la punta de la broca K se determina del siguiente modo.
Haciendo referencia a la figura 25, un arco KL actua como arco comprendido en la curva de referencia. El arco KL presenta un punto final en la punta de la broca K y el otro punto final en un punto preferible L entre el punto A en la elipse de referencia f4 y la punta de la broca K. En la presente memoria se supone que el punto final del arco mas proximo al extremo de la punta de la broca, el punto final que se ha determinado mediante el procedimiento representado en la figura 10, es el punto L. El centro del arco KL se encuentra en la interseccion M de la bisectriz perpendicular de un segmento lineal KL con una normal de la elipse de referencia f4 que pasa por el punto K (la punta de la broca K). El arco KL presenta un radio (R4) que corresponde a un segmento lineal KM (= segmento lineal LM). Una tangente con respecto al arco KL en el punto K es asimismo una tangente con respecto a la elipse de referencia f4 en el punto K.
Como resultado de ello, la cresta del filo se forma a lo largo de la curva de referencia, que se ha determinado tal como se ha descrito anteriormente. La cresta del filo se superpone con la curva de referencia.
En cualquiera de las brocas representadas en la figura 6 y en la figura 24, puede permanecer un borde de corte en la seccion de la punta de la broca. En este caso, la forma descrita de la broca anteriormente segun la forma de realizacion de la presente invencion se aplica a una zona desde el extremo posterior de la broca hasta el borde de corte.
A continuacion se describira un procedimiento para determinar 9D, L, 0 y 9A, aptos para perforar un orificio en un material compuesto de plastico reforzado con fibra. En este caso, se utilizaran plasticos reforzados con fibra de carbono (CFRp) como ejemplo de material compuesto de plastico reforzado con fibra. La Tabla 1 muestra los cambios en las caracterfsticas segun el valor de L con respecto al valor de 9D, es decir, L/9D.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Broca que comprende:
    - un filo (6) que presenta una cresta,
    - en la que por lo menos una parte de la cresta se realiza a lo largo de una parte de una elipse de referencia no circular (f1),
    en la que la parte de la cresta se extiende en continuo hasta una posicion de diametro maximo (9D) desde un punto predeterminado que se encuentra mas proximo a un extremo de la punta de la broca que la posicion de diametro maximo (9D), en la que la elipse de referencia no circular (f1) es una elipse que presenta un eje menor dispuesto en la posicion de diametro maximo (9D),
    caracterizado porque el filo (6) presenta un angulo de incidencia (61) en la posicion mas proxima al extremo de la punta de la broca y un angulo de incidencia (62) en la posicion de diametro maximo (9D), y porque los angulos de incidencia (61) y (62) presentan una relacion 61> 62.
  2. 2. Broca segun la reivindicacion 1,
    en la que una parte de la cresta que se extiende en continuo desde el punto predeterminado hacia el extremo de la punta de la broca se realiza rectilfnea a lo largo de una tangente (f2) con respecto a la elipse de referencia no circular (f1) en el punto predeterminado.
  3. 3. Broca segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2,
    en la que el filo (6) presenta un angulo de incidencia constante (61) en una zona predeterminada que se extiende desde una posicion mas proxima al extremo de la punta de la broca.
  4. 4. Broca segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2,
    en la que el filo (6) presenta un angulo de incidencia constante (61) en una zona mas proxima al extremo de la punta de la broca que el punto predeterminado.
  5. 5. Broca segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2,
    en la que el angulo de incidencia (61) se reduce progresivamente para alcanzar el valor del angulo de incidencia (62) en por lo menos una parte de una zona desde la posicion mas proxima al extremo de la punta de la broca hasta la posicion de diametro maximo (9D).
  6. 6. Broca segun la reivindicacion 5,
    en la que el angulo de incidencia (61) puede disminuir progresivamente hasta alcanzar el valor del angulo de incidencia (62) en una zona desde el punto predeterminado hasta la posicion de diametro maximo (9D).
  7. 7. Broca segun la reivindicacion 5,
    en la que la broca presenta un lfmite (5) que se extiende en continuo desde una cara de incidencia (8) del
    filo (6) hacia un extremo posterior de la broca, y
    en la que el lfmite (5) presenta el angulo de incidencia (62).
  8. 8. Broca segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
    en la que la longitud (L) de la seccion del filo (1) a lo largo de la broca comprende entre 1,4 y 1,6 veces el diametro maximo (9D) de la broca.
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    FIG. 6
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    FIG. 9
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