Las brocas son herramientas de corte que se utilizan en un taladro para eliminar material y crear agujeros, casi siempre de sección circular. Las brocas vienen en muchos tamaños y formas y pueden crear diferentes tipos de agujeros en muchos materiales diferentes. Para crear agujeros, las brocas generalmente se conectan a un taladro , que las impulsa a cortar la pieza de trabajo, generalmente mediante rotación. El taladro agarrará el extremo superior de una broca llamada vástago en el mandril .
Los taladros vienen en tamaños de broca estandarizados . Una tabla completa de tamaños de brocas y machos de roscar enumera las brocas de tamaño métrico e imperial junto con los tamaños de machos de roscar requeridos. También existen ciertas brocas especializadas que pueden crear agujeros con una sección transversal no circular. [1]
La geometría de la broca tiene varias características:
La mayoría de las brocas para uso doméstico tienen vástagos rectos. Para trabajos pesados de perforación en la industria, a veces se utilizan brocas con vástagos cónicos . Otros tipos de vástagos utilizados incluyen los de forma hexagonal y varios sistemas patentados de liberación rápida.
La relación diámetro-longitud de la broca suele estar entre 1:1 y 1:10. Son posibles proporciones mucho más altas (por ejemplo, brocas helicoidales de "longitud de avión", brocas de pistola de aceite a presión , etc.), pero cuanto mayor sea la proporción, mayor será el desafío técnico de producir un buen trabajo.
La mejor geometría a utilizar depende de las propiedades del material que se está perforando. La siguiente tabla enumera las geometrías recomendadas para algunos materiales comúnmente perforados.
Se utilizan muchos materiales diferentes para las brocas o sobre ellas, según la aplicación requerida. Muchos materiales duros, como los carburos, son mucho más frágiles que el acero y están mucho más expuestos a romperse, especialmente si la broca no se mantiene en un ángulo muy constante con respecto a la pieza de trabajo; por ejemplo, cuando se lleva en la mano.
Las brocas de uso general se pueden utilizar en madera, metal, plástico y la mayoría de los demás materiales.
La broca helicoidal es el tipo que se produce en mayor cantidad en la actualidad. Consta de una punta de corte en la punta de un eje cilíndrico con estrías helicoidales; las flautas actúan como un tornillo de Arquímedes y sacan las virutas del agujero.
La broca helicoidal de estilo moderno fue inventada por Sir Joseph Whitworth en 1860. Posteriormente fueron mejoradas por Steven A. Morse de East Bridgewater, Massachusetts , quien experimentó con el paso de la torsión. [6] [7] [8] El método original de fabricación consistía en cortar dos ranuras en lados opuestos de una barra redonda y luego torcer la barra (dando nombre a la herramienta) para producir las flautas helicoidales. Hoy en día, la broca generalmente se fabrica girando la barra mientras la pasa por una muela para cortar las flautas de la misma manera que se cortan engranajes helicoidales .
Las brocas helicoidales tienen un diámetro de 0,002 a 3,5 pulgadas (0,051 a 88,900 mm) [9] y pueden tener una longitud de hasta 25,5 pulgadas (650 mm). [10]
La geometría y el afilado de los filos de corte son cruciales para el rendimiento de la broca. Las piezas pequeñas que se desafilan a menudo se descartan porque es difícil afilarlas correctamente y reemplazarlas es barato. Para brocas más grandes, hay disponibles plantillas de rectificado especiales. Hay disponible una amoladora de herramientas especial para afilar o remodelar superficies de corte en brocas helicoidales con el fin de optimizar la broca para un material en particular.
Los fabricantes pueden producir versiones especiales de la broca helicoidal, variando la geometría y los materiales utilizados, para adaptarse a una maquinaria particular y a materiales particulares a cortar. Las brocas helicoidales están disponibles en la más amplia variedad de materiales de herramientas. Sin embargo, incluso para los usuarios industriales, la mayoría de los agujeros se perforan con brocas estándar de acero de alta velocidad .
La broca helicoidal más común (que se vende en ferreterías generales) tiene un ángulo de punta de 118 grados, aceptable para su uso en madera, metal, plástico y la mayoría de los demás materiales, aunque no funciona tan bien como si se utilizara el ángulo óptimo para cada uno. material. En la mayoría de los materiales no tiende a deambular ni a hundirse.
Un ángulo más agresivo, como 90 grados, es adecuado para plásticos y otros materiales muy blandos; Se desgastaría rápidamente en materiales duros. Por lo general, esta broca se arranca sola y se puede cortar muy rápidamente. Un ángulo menos profundo, como 150 grados, es adecuado para perforar aceros y otros materiales más resistentes. Este estilo de broca requiere un orificio inicial, pero no se atasca ni sufre desgaste prematuro siempre que se utilice una velocidad de avance adecuada.
Las brocas sin ángulo de punta se utilizan en situaciones en las que se requiere un agujero ciego de fondo plano. Estas brocas son muy sensibles a los cambios en el ángulo del labio, e incluso un ligero cambio puede resultar en una broca de corte inadecuadamente rápido que sufrirá un desgaste prematuro.
Las brocas de serie larga son brocas helicoidales inusualmente largas. Sin embargo, no son la mejor herramienta para perforar agujeros profundos de forma rutinaria, ya que requieren un retiro frecuente para limpiar las ranuras de virutas y evitar la rotura de la broca. En cambio, se prefieren las brocas de pistola (a través de refrigerante) para perforar agujeros profundos.
Una broca escalonada es una broca cuya punta está rectificada a un diámetro diferente. La transición entre este diámetro rectificado y el diámetro original es recta, para formar un avellanado, o en ángulo, para formar un avellanado. La ventaja de este estilo es que ambos diámetros tienen las mismas características de ranura, lo que evita que la broca se obstruya al perforar materiales más blandos, como el aluminio; por el contrario, una broca con collar deslizante no tiene el mismo beneficio. La mayoría de estas brocas se fabrican a medida para cada aplicación, lo que las encarece. [11]
Una unibit (a menudo llamada broca escalonada) es una broca aproximadamente cónica con un perfil de escalón . [11] Debido a su diseño, se puede utilizar una sola broca para perforar una amplia gama de tamaños de orificios. Algunos bits llegan a un punto y, por tanto, se inician solos. Las brocas de mayor tamaño tienen puntas romas y se utilizan para agrandar agujeros.
Los Unibits se utilizan comúnmente en chapa metálica [11] y en la construcción en general. Una broca puede perforar toda la gama de agujeros necesarios en una encimera, acelerando la instalación de accesorios. A menudo se utilizan en materiales más blandos, como madera contrachapada, tableros de partículas, paneles de yeso, acrílico y laminado. Se pueden usar en láminas de metal muy delgadas, pero los metales tienden a causar desgaste prematuro y embotamiento de la broca.
Los Unibits son ideales para su uso en trabajos eléctricos donde se encuentran cajas y chasis delgados de acero, aluminio o plástico. La corta longitud del unibit y la capacidad de variar el diámetro del orificio terminado es una ventaja en el trabajo de chasis o panel frontal. El agujero terminado a menudo se puede hacer bastante liso y sin rebabas, especialmente en plástico.
Un uso adicional de las unibits es desbarbar los agujeros dejados por otras brocas, ya que el aumento brusco al siguiente tamaño de paso permite que el filo raspe las rebabas de la superficie de entrada de la pieza de trabajo. Sin embargo, la flauta recta es deficiente en la expulsión de virutas y puede causar que se forme una rebaba en el lado de salida del orificio, más que una broca helicoidal en espiral que gira a alta velocidad.
El unibit fue inventado por Harry C. Oakes y patentado en 1973. [12] Fue vendido únicamente por Unibit Corporation en la década de 1980 hasta que expiró la patente, y luego fue vendido por otras empresas. Unibit es una marca comercial de Irwin Industrial Tools .
Aunque se afirma que el taladro escalonado fue inventado por Harry C. Oakes, en realidad fue concebido por George Godbold y producido por primera vez por Bradley Engineering, Wandsworth, Londres en la década de 1960 y recibió el nombre de Bradrad. Se comercializó con este nombre hasta que se vendió la patente a Halls Ltd.uk, quien todavía lo produce.
Las sierras perforadoras toman la forma de un cilindro abierto corto con dientes de sierra en el borde abierto, que se utilizan para hacer agujeros relativamente grandes en material delgado. Quitan material sólo del borde del agujero, cortando un disco intacto de material, a diferencia de muchos taladros que eliminan todo el material en el interior del agujero. Se pueden utilizar para hacer grandes agujeros en madera, chapa y otros materiales.
Las brocas centrales , conocidas ocasionalmente como brocas Slocombe, se utilizan en el trabajo con metales para proporcionar un orificio inicial para una broca de mayor tamaño o para hacer una muesca cónica en el extremo de una pieza de trabajo en la que montar un centro de torno . En cualquier uso, el nombre parece apropiado, ya que la broca establece el centro de un agujero o hace un agujero cónico para el centro de un torno . Sin embargo, el verdadero propósito de una broca central es la última tarea, mientras que la primera se realiza mejor con una broca de centrado (como se explica en detalle a continuación). Sin embargo, debido a la frecuente combinación de terminología y uso de herramientas, los proveedores pueden llamar a las brocas centrales combinadas con taladro y avellanador para dejar claro sin ambigüedades qué producto se está pidiendo. Están numerados del 00 al 10 (de menor a mayor).
Las brocas centrales están destinadas a crear un orificio cónico para procesos de fabricación "entre centros" (normalmente trabajos de torno o amoladora cilíndrica). Es decir, proporcionan una ubicación para que un centro (vivo, muerto o impulsado) ubique la pieza alrededor de un eje. Una pieza de trabajo mecanizada entre centros puede retirarse con seguridad de un proceso (quizás torneado en un torno) y configurarse en un proceso posterior (quizás una operación de rectificado ) con una pérdida insignificante en la coaxialidad de las características (normalmente lectura total del indicador (TIR). ) menos de 0,002 pulgadas (0,05 mm); y TIR < 0,0001 pulgadas (0,003 mm) se mantiene en operaciones de rectificado cilíndrico, siempre que las condiciones sean correctas).
Las brocas helicoidales tradicionales pueden tender a desviarse cuando se inician en una superficie no preparada. Una vez que un poco se desvía del rumbo, es difícil volver a colocarlo en el centro. Una broca central frecuentemente proporciona un punto de partida razonable ya que es corta y por lo tanto tiene una menor tendencia a desviarse cuando se inicia la perforación.
Si bien lo anterior es un uso común de las brocas centrales, es una práctica técnicamente incorrecta y no debe considerarse para uso en producción. La herramienta correcta para iniciar un orificio perforado tradicionalmente (un orificio perforado con una broca helicoidal de acero de alta velocidad (HSS)) es una broca de punteado (o una broca de punteado , como se les conoce en los EE. UU.). El ángulo incluido de la broca de localización debe ser igual o mayor que el de la broca convencional para que la broca comience sin tensión indebida en las esquinas de la broca, lo que causaría una falla prematura de la broca y una pérdida de calidad del agujero.
La mayoría de las brocas de carburo sólido modernas no deben usarse junto con una broca puntual o una broca central, ya que las brocas de carburo sólido están diseñadas específicamente para comenzar su propio agujero. Por lo general, la perforación puntual provocará una falla prematura de la broca de carburo sólido y una cierta pérdida de calidad del orificio. Si se considera necesario achaflanar un orificio con una broca puntual o central cuando se utiliza una broca de carburo sólido, la mejor práctica es hacerlo después de perforar el orificio. [ cita necesaria ]
Al perforar con un taladro manual, la flexibilidad de la broca no es la principal fuente de inexactitud: son las manos del usuario. Por lo tanto, para tales operaciones, a menudo se utiliza un punzón para localizar el centro del orificio antes de perforar un orificio piloto .
El término broca hueca se utiliza para dos herramientas muy diferentes.
Una broca que se utiliza para agrandar un agujero existente se llama broca perforadora. El agujero existente puede ser el resultado de un núcleo de fundición o de un agujero estampado (perforado). El nombre proviene de su primer uso, para perforar el agujero que deja un núcleo de fundición , un cilindro colocado en un molde para una fundición que deja un agujero irregular en el producto. Esta broca hueca es sólida.
Estas brocas huecas son similares en apariencia a los escariadores , ya que no tienen punto de corte ni medio para iniciar un agujero. Tienen 3 o 4 flautas lo que mejora el acabado del agujero y asegura que la broca corte de manera uniforme. Las brocas huecas se diferencian de los escariadores en la cantidad de material que deben eliminar. Un escariador solo está destinado a agrandar un agujero una pequeña cantidad que, dependiendo del tamaño del escariador, puede ser desde 0,1 milímetros hasta quizás un milímetro. Se puede utilizar una broca perforadora para duplicar el tamaño de un agujero.
El uso de una broca helicoidal de dos canales común y corriente para agrandar el orificio resultante de un núcleo de fundición no producirá un resultado limpio; el resultado posiblemente será redondo, descentrado y, en general, tendrá un acabado deficiente. La broca de dos estrías también tiende a agarrarse a cualquier protuberancia (como una rebaba ) que pueda ocurrir en el producto.
Una broca cilíndrica hueca que corta un orificio con una sección transversal anular y deja intacto el cilindro interno de material (el "núcleo"), a menudo retirándolo, también se llama broca perforadora o cortador anular . A diferencia de otras perforadoras, el propósito suele ser recuperar el núcleo en lugar de simplemente hacer un agujero. Una broca de diamante está diseñada para cortar un agujero anular en la pieza de trabajo. Grandes brocas de forma similar se utilizan para trabajos geológicos, donde se perfora un agujero profundo en sedimento o hielo y se recupera la broca, que ahora contiene un núcleo intacto del material perforado con un diámetro de varios centímetros, para permitir el estudio de la Estratos .
Un avellanador es un agujero cónico cortado en un objeto fabricado; una broca avellanadora (a veces llamada simplemente avellanadora) es el cortador que se utiliza para cortar dicho agujero. Un uso común es permitir que la cabeza de un perno o tornillo, con una forma que coincida exactamente con el orificio avellanado, quede al ras o debajo de la superficie del material circundante. (En comparación, un avellanador hace un orificio de fondo plano que podría usarse con un tornillo de cabeza hexagonal). También se puede usar un avellanador para eliminar las rebabas que quedan de una operación de perforación o roscado.
Se utiliza casi exclusivamente para la perforación profunda de orificios de diámetro mediano a grande (aproximadamente 3 ⁄ 4 –4 pulg. o 19–102 mm de diámetro). Una broca eyectora utiliza un cortador de carburo especialmente diseñado en la punta. El cuerpo de la broca es esencialmente un tubo dentro de un tubo. El agua de lavado baja entre los dos tubos. La extracción de viruta se realiza nuevamente por el centro de la broca.
Los taladros de pistola son taladros acanalados rectos que permiten inyectar fluido de corte (ya sea aire comprimido o un líquido adecuado) a través del cuerpo hueco del taladro hasta la cara de corte.
Las brocas indexables se utilizan principalmente en CNC y otros equipos de producción o de alta precisión, y son el tipo de broca más caro y cuestan más por diámetro y longitud. Al igual que las herramientas de torno indexables y las fresas , utilizan insertos de carburo o cerámica reemplazables como cara de corte para aliviar la necesidad de una amoladora de herramientas. Una plaquita es responsable del radio exterior del corte y otra plaquita es responsable del radio interior. La propia herramienta soluciona la deformidad puntual, ya que es una tarea que requiere poco desgaste. La broca está mucho más endurecida y recubierta contra el desgaste que una broca promedio, ya que el vástago no es consumible. Casi todas las brocas indexables tienen múltiples canales de refrigerante para prolongar la vida útil de la herramienta en condiciones de uso intensivo. También están disponibles en configuraciones extrañas, como flauta recta, espiral rápida, flauta múltiple y una variedad de geometrías de cara de corte.
Por lo general, las brocas indexables se utilizan en orificios que no son más profundos que aproximadamente 5 veces el diámetro de la broca. Son capaces de soportar cargas axiales bastante elevadas y cortan muy rápido.
Las brocas para izquierdas son casi siempre brocas helicoidales y se utilizan principalmente en la industria de la ingeniería de repetición en máquinas roscadoras o cabezales de perforación. Las brocas para zurdos permiten continuar una operación de mecanizado cuando el husillo no se puede invertir o el diseño de la máquina hace que sea más eficiente funcionar con la mano izquierda. Con el uso cada vez mayor de máquinas CNC más versátiles, su uso es menos común que cuando se requerían máquinas especializadas para tareas de mecanizado.
Los extractores de tornillos son esencialmente brocas izquierdas de forma especializada, que se utilizan para quitar tornillos derechos comunes cuyas cabezas están rotas o demasiado dañadas para permitir que la punta de un destornillador encaje, lo que hace imposible el uso de un destornillador. El extractor se presiona contra la cabeza dañada y se gira en sentido antihorario y tenderá a atascarse en la cabeza dañada y luego se gira el tornillo en sentido antihorario, desenroscándolo. Para los tornillos que se rompen más profundamente en el orificio, un juego de extractores a menudo incluirá brocas para zurdos de los diámetros apropiados para que se puedan perforar orificios de agarre en los tornillos en la dirección izquierda, evitando que se apriete aún más la pieza rota.
Una broca de espada para metal es una broca de dos partes con un portaherramientas y una punta insertable, llamada inserto. Los insertos vienen en varios tamaños que van desde 7 ⁄ 16 a 2,5 pulgadas (11 a 64 mm). El portaherramientas suele tener un paso de refrigerante que lo atraviesa. [13] Son capaces de cortar a una profundidad de aproximadamente 10 veces el diámetro de la broca. Este tipo de broca también se puede utilizar para realizar agujeros escalonados.
Las brocas estriadas rectas no tienen una torsión helicoidal como las brocas helicoidales. Se utilizan al perforar cobre o latón porque tienen menos tendencia a "excavar" o agarrar el material.
Un trépano, a veces llamado broca BTA (en honor a la Boring and Trepanning Association), es una broca que corta un anillo y deja un núcleo central. Los trepanadores suelen tener múltiples insertos de carburo y dependen del agua para enfriar las puntas de corte y eliminar las virutas del orificio. Los trepanadores se utilizan a menudo para cortar agujeros de gran diámetro y profundos. Los diámetros típicos de las brocas son de 6 a 14 pulgadas (150 a 360 mm) y la profundidad del orificio de 12 pulgadas (300 mm) a 71 pies (22 m).
La broca de punta (también conocida como broca de labio y de espuela , y broca de espiga ) es una variación de la broca helicoidal que está optimizada para taladrar en madera.
Las brocas helicoidales convencionales tienden a desviarse cuando se presentan sobre una pieza de trabajo plana. En el caso de trabajos en metal, esto se contrarresta perforando un orificio piloto con una broca localizadora. En madera, la broca de punta es otra solución: al centro de la broca no se le da el cincel recto de la broca helicoidal, sino una espuela con una punta afilada y cuatro esquinas afiladas para cortar la madera. Mientras se taladra, la punta afilada del espolón empuja la madera blanda para mantener la broca alineada.
Los metales suelen ser isotrópicos , por lo que incluso una broca helicoidal común cortará los bordes del agujero limpiamente. Sin embargo, la madera perforada a lo largo de la veta produce largas hebras de fibra de madera. Estos largos hilos tienden a salirse del agujero, en lugar de cortarse limpiamente en el borde del agujero. La broca de punta clavada tiene la esquina exterior de los bordes cortantes hacia adelante, de modo que corta la periferia del orificio antes de que las partes internas de los bordes cortantes se alisen de la base del orificio. Al cortar primero la periferia, el labio maximiza las posibilidades de que las fibras se puedan cortar limpiamente, en lugar de tener que sacarlas desordenadamente de la madera.
Las brocas de punta Brad también son eficaces en plástico blando. Cuando se utilizan brocas helicoidales convencionales en un taladro manual, donde la dirección de perforación no se mantiene perfectamente durante toda la operación, existe una tendencia a que los bordes del orificio se "manchen" debido a la fricción lateral y al calor.
En metal, la broca de punta se limita a perforar sólo las chapas más finas y blandas , idealmente con un taladro de columna . Las brocas tienen una geometría de herramienta de corte extremadamente rápida: ningún ángulo de punta, combinado con un ángulo de labio grande (teniendo en cuenta el borde de corte plano), hace que los bordes realicen un corte muy agresivo con relativamente poca presión de punta. Esto significa que estas brocas tienden a adherirse al metal; dada una pieza de trabajo de suficiente delgadez, tienen tendencia a perforar y dejar atrás la geometría de la sección transversal de la broca.
Las brocas de punta Brad normalmente están disponibles en diámetros de 3 a 16 mm (0,12 a 0,63 pulgadas).
Las brocas de pala se utilizan para perforar en bruto la madera. Suelen provocar astillas cuando emergen de la pieza de trabajo. Los carpinteros evitan astillarse terminando el agujero desde el lado opuesto del trabajo. Las brocas de pala son planas, con una punta centradora y dos cortadores. Los cortadores suelen estar equipados con espuelas en un intento de asegurar un agujero más limpio. Con sus diámetros de vástago pequeños en relación con sus diámetros de perforación, los vástagos de brocas de espada a menudo tienen partes planas forjadas o rectificadas para evitar que se resbalen en los portabrocas. Algunas brocas están equipadas con vástagos largos y tienen un pequeño orificio perforado en la parte plana, lo que permite usarlas como una broca para colgar campanas. Diseñados para uso a alta velocidad, se utilizan con taladros manuales eléctricos. Las puntas de pala también se denominan a veces "puntas de paleta".
Las brocas de espada normalmente están disponibles en diámetros de 6 a 36 mm, o de 1 ⁄ 4 a 1+1 ⁄ 2 pulgadas.
Los trozos de cuchara consisten en un vástago ranurado con una punta con forma parecida al cuenco de una cuchara, con el borde cortante en el extremo. El tipo más común es como una broca que termina en una punta leve. Esto es útil para comenzar el hoyo, ya que tiene un centro que no se desviará ni caminará. Los fabricantes de sillas utilizan estas brocas para perforar o escariar agujeros en los asientos y brazos de las sillas. Su diseño es antiguo, remontándose a la época romana. Incluso se han encontrado trozos de cuchara en excavaciones vikingas. Las cucharas modernas están hechas de acero al carbono forjado a mano, cuidadosamente tratado térmicamente y luego molido a mano hasta obtener un borde fino.
Las brocas de cuchara son las herramientas aburridas tradicionales que se utilizan con un aparato ortopédico. Nunca deben usarse con un taladro eléctrico de ningún tipo. Su principal ventaja sobre las brocas de refuerzo normales y las brocas eléctricas es que se puede ajustar el ángulo del orificio. Esto es muy importante en la fabricación de sillas, porque todos los ángulos suelen ser oculares. Otra ventaja es que no tienen tornillo de avance, por lo que se pueden perforar con éxito en la pata de una silla sin que el tornillo de avance se asome por el otro lado.
Al escariar un orificio de lados rectos previamente perforado, se inserta la broca de cuchara en el orificio y se gira en el sentido de las agujas del reloj con una abrazadera de carpintero hasta lograr la conicidad deseada. Al perforar madera maciza, la broca debe iniciarse en posición vertical; Después de que se haya creado un "plato" y la broca haya comenzado a "morder" la madera, se puede cambiar el ángulo de perforación inclinando la abrazadera un poco fuera de la vertical. Se pueden perforar agujeros de forma precisa, limpia y rápida en cualquier madera, en cualquier ángulo de incidencia, con total control de dirección y capacidad de cambiar esa dirección a voluntad.
Las brocas de cuchara paralelas se utilizan principalmente para perforar agujeros en el asiento de una silla Windsor para pasar los ejes del respaldo, o trabajos similares de espiga redonda al ensamblar marcos de muebles en trabajos de carpintería verde .
La broca de la cuchara se puede afilar usando una piedra deslizante en el interior del filo; el borde exterior nunca debe tocarse.
Brocas Forstner, que llevan el nombre de su inventor, [ ¿cuándo? ] Benjamin Forstner , taladró agujeros precisos de fondo plano en la madera, en cualquier orientación con respecto a la veta de la madera. Pueden cortar en el borde de un bloque de madera y pueden hacer agujeros superpuestos; para tales aplicaciones normalmente se utilizan en taladradoras o tornos en lugar de taladros eléctricos portátiles. Debido al fondo plano del orificio, son útiles para perforar a través de chapa ya pegada para agregar una incrustación.
La broca incluye una punta central que la guía a lo largo del corte (y, de paso, estropea el fondo plano del agujero). El cortador cilíndrico alrededor del perímetro corta las fibras de madera en el borde del orificio y también ayuda a guiar la broca hacia el material con mayor precisión. Las brocas Forstner tienen filos de corte radiales para cepillar el material en el fondo del agujero. Los bits que se muestran en las imágenes tienen dos aristas radiales; otros diseños pueden tener más. Las brocas Forstner no tienen ningún mecanismo para eliminar las virutas del orificio y, por lo tanto, deben extraerse periódicamente.
También hay disponibles brocas de dientes de sierra, que incluyen muchos más filos de corte en el cilindro. Estos cortan más rápido, pero producen un agujero más irregular. Tienen ventajas sobre las brocas Forstner cuando se perforan en la testa .
Las brocas suelen estar disponibles en tamaños de 8 a 50 mm (0,3 a 2,0 pulgadas) de diámetro. Las brocas de dientes de sierra están disponibles con un diámetro de hasta 100 mm (4 pulgadas).
Al principio, la broca Forstner tuvo mucho éxito entre los armeros debido a su capacidad para perforar agujeros de lados extremadamente lisos. [ cita necesaria ]
La broca central está optimizada para perforar madera con una abrazadera manual . Se han producido muchos diseños diferentes.
El centro de la broca es una rosca cónica. Esto se atornilla a la madera a medida que se gira la broca y tira de la broca hacia la madera. No hay necesidad de ninguna fuerza para empujar la broca hacia la pieza de trabajo, solo el torque para girar la broca. Esto es ideal para una broca para una herramienta manual. Los filos radiales eliminan una rodaja de madera de espesor igual al paso del tornillo central por cada rotación de la broca. Para sacar la broca del agujero, se debe quitar la rosca hembra de la pieza de madera o se debe invertir la rotación de la broca.
El borde de la broca tiene un espolón afilado para cortar las fibras de la madera, como en la broca de punta clavada. Un filo radial cepilla la madera desde la base del agujero. En esta versión, hay una espiral mínima o nula para retirar las virutas del agujero. La broca debe retirarse periódicamente para eliminar las virutas.
Algunas versiones tienen dos espuelas. Algunos tienen dos filos de corte radiales.
Las brocas centrales no cortan bien la veta final de la madera. El tornillo central tiende a salirse o dividir la madera a lo largo de la veta, y los bordes radiales tienen problemas para cortar las fibras largas de la madera.
Las puntas centrales están hechas de acero relativamente blando y se pueden afilar con una lima.
Los principios de corte de la broca de barrena son los mismos que los de la broca central anterior. El sinfín añade una ranura en espiral larga y profunda para una eliminación eficaz de las virutas.
Se utilizan comúnmente dos estilos de broca de barrena en los aparatos ortopédicos manuales: la broca Jennings o la broca de patrón Jennings tiene una punta de tornillo autoalimentable, dos espolones y dos filos de corte radiales. Esta broca tiene una doble flauta que comienza en los bordes cortantes y se extiende varias pulgadas hasta el vástago de la broca para eliminar los desechos. Este patrón de bits fue desarrollado por Russell Jennings a mediados del siglo XIX.
La broca Irwin o de centro sólido es similar, la única diferencia es que uno de los bordes cortantes tiene solo una "flauta vestical" que lo sostiene, que se extiende solo aproximadamente 1 ⁄ 2 pulgadas (13 mm) hacia arriba del vástago antes de terminar. La otra flauta continúa a lo largo de todo el vástago para eliminar los desechos. La broca Irwin puede ofrecer mayor espacio para la eliminación de desechos, mayor resistencia (debido a que el diseño permite un vástago central de mayor tamaño dentro de las flautas, en comparación con las brocas Jenning) o menores costos de fabricación. Este estilo de broca se inventó en 1884 y los derechos se vendieron a Charles Irwin, quien patentó y comercializó este patrón al año siguiente.
Ambos estilos de brocas de barrena fueron fabricados por varias empresas a principios y mediados del siglo XX y todavía están disponibles nuevos de fuentes selectas en la actualidad.
El diámetro de las brocas para tirantes manuales se expresa comúnmente mediante un solo número, que indica el tamaño en dieciseisavos de pulgada. Por ejemplo, el n.° 4 es 4/16 o 1/4 pulg. (6 mm), el n.° 6 es 6/16 o 3/8 pulg. (9 mm), el n.° 9 es 9/16 pulg. (14 mm) y el n.° 16 es 16/16 o 1 pulgada (25 mm). Los conjuntos normalmente constan de bits #4-16 o #4-10.
La broca que se muestra en la imagen es un diseño moderno para uso en herramientas eléctricas portátiles, fabricada en el Reino Unido alrededor de 1995. Tiene una sola espuela, un solo filo radial y una sola flauta. Se fabrican brocas similares con diámetros que van desde 6 mm (3/16 pulg.) a 30 mm (1 3/16 pulg.). Hay disponibles barrenas de hasta 600 mm (2,0 pies) de largo, cuya capacidad de limpieza de virutas es especialmente valiosa para perforar agujeros profundos.
La barrena es un diseño muy antiguo. La broca es del mismo estilo que la que se utiliza en la barrena , una herramienta autónoma para perforar pequeños agujeros en la madera a mano. Desde aproximadamente 1850, las barrenas han tenido una variedad de diseños de cortadores, pero algunas todavía se producen con la versión original. La broca de barrena está diseñada para usarse como soporte manual para perforar madera. Es el estilo habitual de broca para usar en un soporte para orificios de menos de 7 mm (0,28 pulgadas) de diámetro.
La punta de la broca actúa como un tornillo cónico, para introducir la broca en la madera y comenzar a apartar las fibras de la madera, sin necesariamente cortarlas. La acción de corte se produce en el lado de la parte más ancha del cortador. La mayoría de las brocas cortan la base del agujero. La barrena corta el costado del agujero.
La broca de perforación para bisagra es un ejemplo de diseño de broca personalizado para una aplicación específica. Muchos gabinetes de cocina europeos están hechos de tableros de partículas o de fibra de densidad media (MDF) con un revestimiento de resina de melamina laminada . Ese tipo de tablas de madera prensada no son muy fuertes y los tornillos de las bisagras a tope tienden a salirse. Se ha desarrollado una bisagra especializada que utiliza como soporte las paredes de un orificio de 35 mm (1,4 pulgadas) de diámetro, perforado en el tablero de partículas. Este es un método de construcción muy común y relativamente exitoso.
Una broca Forstner podría perforar el orificio de montaje de la bisagra, pero los tableros de partículas y el MDF son materiales muy abrasivos y los bordes cortantes de acero se desgastan pronto. Se necesita un cortador de carburo de tungsteno , pero la forma compleja de una broca Forstner es difícil de fabricar en carburo, por lo que comúnmente se usa esta broca especial con una forma más simple. Tiene bordes cortantes de carburo de tungsteno soldados a un cuerpo de acero; un espolón central evita que la broca se desvíe.
Una broca para madera ajustable, también conocida como broca para madera expansiva, tiene una pequeña broca piloto central con un borde de corte deslizante ajustable montado encima, que generalmente contiene una única punta afilada en el exterior, con un tornillo de fijación para bloquear la cortadora en su posición. . Cuando el filo está centrado en la broca, el orificio perforado será pequeño, y cuando el filo se desliza hacia afuera, se perfora un orificio más grande. Esto permite que una sola broca taladre una amplia variedad de agujeros y puede reemplazar un juego grande y pesado de brocas de diferentes tamaños, además de proporcionar tamaños de broca poco comunes. Por lo general, se proporciona una regla o vernier para permitir un ajuste preciso del tamaño de la broca.
Estas brocas están disponibles en una versión similar a una broca de barrena o broca de refuerzo, diseñada para uso a baja velocidad y alto torque con un taladro de refuerzo u otro taladro manual (en la imagen de la derecha), o como una broca de alta velocidad y bajo torque diseñada para un taladro eléctrico. Si bien la forma de los bordes cortantes es diferente, y uno usa roscas de tornillo y el otro una broca giratoria para el piloto, el método para ajustarlos sigue siendo el mismo.
La broca de diamante para mortero de mampostería es una broca híbrida, diseñada para funcionar como una combinación de fresadora y broca. Consiste en una carcasa de acero, con los diamantes incrustados en segmentos de metal unidos al filo. Estas brocas se utilizan a velocidades relativamente bajas.
La broca para mampostería que se muestra aquí es una variación de la broca helicoidal. La mayor parte de la herramienta es un acero relativamente blando y se mecaniza con un molino en lugar de rectificarse. Se suelda un inserto de carburo de tungsteno en el acero para proporcionar los bordes cortantes.
Las brocas para mampostería generalmente se usan con un taladro percutor , que martilla la broca en el material que se está perforando a medida que gira; el martilleo rompe la mampostería en la punta de la broca y las ranuras giratorias se llevan el polvo. Al girar la broca, los bordes cortantes también llegan a una porción nueva del fondo del orificio con cada golpe de martillo. Las brocas para taladro percutor suelen utilizar formas de vástago especiales, como el tipo SDS , que permite que la broca se deslice dentro del portabrocas al martillar, sin que todo el pesado portabrocas ejecute el movimiento de martilleo.
Las brocas para mampostería del estilo que se muestra comúnmente están disponibles en diámetros de 3 mm a 40 mm. Para diámetros mayores se utilizan brocas perforadoras. Las brocas para mampostería de hasta 1000 mm (39 pulgadas) de largo se pueden usar con herramientas eléctricas portátiles y son muy efectivas para instalar cableado y plomería en edificios existentes.
ALa broca de estrella , similar en apariencia y función a una perforadora o un cincel, se utiliza como taladro manual junto con unmartillopara perforarpiedraymampostería. El filo de una broca de estrella consta de varias hojas unidas en el centro para formar un patrón de estrella.
Las brocas de vidrio tienen una punta de carburo en forma de pala. Generan altas temperaturas y tienen una vida muy corta. Los agujeros generalmente se perforan a baja velocidad con una sucesión de tamaños de broca crecientes. Las brocas de diamante también se pueden utilizar para cortar agujeros en vidrio y duran mucho más.
Se debe perforar una gran cantidad de orificios con diámetros pequeños de aproximadamente 1 mm o menos en las placas de circuito impreso (PCB) utilizadas por equipos electrónicos con componentes de orificios pasantes . La mayoría de los PCB están hechos de fibra de vidrio altamente abrasiva , que desgasta rápidamente las piezas de acero, especialmente teniendo en cuenta los cientos o miles de agujeros en la mayoría de las placas de circuito. Para resolver este problema, casi siempre se utilizan brocas helicoidales de carburo de tungsteno sólido , que perforan rápidamente el tablero y al mismo tiempo proporcionan una vida útil moderadamente larga. Se estima que las brocas de PCB de carburo duran más que las brocas de acero de alta velocidad en un factor de diez o más. Otras opciones que a veces se utilizan son las brocas de diamante o recubiertas de diamante.
En la industria, prácticamente toda la perforación se realiza mediante máquinas automatizadas y, a menudo, el equipo reemplaza automáticamente las brocas a medida que se desgastan, ya que incluso las brocas de carburo sólido no duran mucho en uso constante. Las brocas de PCB, de diámetro estrecho, generalmente se montan en una pinza en lugar de un mandril y vienen con vástagos de tamaño estándar, a menudo con topes preinstalados para colocarlas a una profundidad exacta cada vez que el equipo las coloca automáticamente.
Se utilizan velocidades de rotación muy altas (30.000 a 100.000 RPM o incluso más); esto se traduce en una velocidad lineal razonablemente rápida de la punta de corte en estos diámetros tan pequeños. La alta velocidad, el diámetro pequeño y la fragilidad del material hacen que las brocas sean muy vulnerables a romperse, especialmente si el ángulo de la broca con respecto a la pieza de trabajo cambia o si la broca entra en contacto con algún objeto. Perforar a mano no es práctico y muchas máquinas perforadoras de uso general diseñadas para brocas más grandes giran demasiado lentamente y se tambalean demasiado para utilizar brocas de carburo de manera efectiva.
Históricamente, los taladros de PCB reafilados y fácilmente disponibles se han utilizado en muchos laboratorios de PCB domésticos y de creación de prototipos, utilizando una herramienta rotativa de alta velocidad para brocas de pequeño diámetro (como una Moto-Tool de Dremel) en una plantilla rígida de taladradora. Si se usan para otros materiales, estas pequeñas brocas deben evaluarse para determinar la velocidad de corte equivalente frente a la resistencia del material al corte (dureza), ya que el ángulo de inclinación de la broca y el avance esperado por revolución están optimizados para el uso automatizado de alta velocidad en sustrato de PCB de fibra de vidrio.
Las brocas de instalación, también conocidas como brocas para colgar campanas o brocas para pescar , son un tipo de broca helicoidal que se utiliza con una herramienta eléctrica portátil. La característica distintiva clave de una broca de instalador es un orificio transversal perforado a través de la red de la broca cerca de la punta. Una vez que la broca ha penetrado una pared, se puede pasar un cable a través del orificio y sacar la broca, tirando del cable con ella. Luego, el cable se puede usar para pasar un cable o tubería a través de la pared. Esto es especialmente útil cuando la pared tiene una cavidad grande, donde podría resultar difícil pasar una cinta guía . Algunas brocas de instalación también tienen un orificio transversal perforado en el extremo del vástago. Una vez que se ha perforado un orificio, se puede pasar el cable a través del extremo del vástago, soltar la broca del portabrocas y tirar todo hacia adelante a través del orificio perforado. Estas brocas están hechas para cemento, bloques y ladrillos; no son para perforar madera. Sinclair Smith de Brooklyn, Nueva York, recibió la patente estadounidense 597.750 para esta invención el 25 de enero de 1898.
Las brocas instaladoras están disponibles en varios materiales y estilos para perforar madera, mampostería y metal.
Otra broca diferente, también llamada broca instaladora, tiene un eje flexible muy largo, generalmente de hasta 1,8 m (72 pulgadas) de largo, con una pequeña broca giratoria en el extremo. El eje está hecho de acero para resortes en lugar de acero endurecido , por lo que se puede flexionar mientras se perfora sin romperse. Esto permite curvar la broca dentro de las paredes, por ejemplo, para perforar montantes de una caja de interruptor de luz sin necesidad de quitar ningún material de la pared. Estas brocas generalmente vienen con un conjunto de herramientas especiales para apuntar y flexionar la broca para alcanzar la ubicación y el ángulo deseados, aunque aún persiste el problema de ver dónde está perforando el operador.
Esta broca de instalación flexible se utiliza en EE. UU., pero no parece estar disponible habitualmente en Europa.
Se utilizan diferentes formas de mango. Algunos son simplemente los más apropiados para el mandril utilizado; en otros casos, combinaciones particulares de vástago y mandril brindan ventajas de rendimiento, como permitir un par más alto, una mayor precisión de centrado o una acción de percusión eficiente.
