Broca

Broca de 8mm.

La broca, también denominada mecha dependiendo de su tamaño, es una pieza metálica de corte utilizada mediante una herramienta mecánica llamada taladro, berbiquí u otra máquina afín, que haciéndo girar la broca es normalmente empleada para crear orificios o agujeros en diversos materiales. La gran diversidad de brocas, como la gran cantidad de industrias que emplean este tipo de piezas, hace que existan brocas específicas para usos específicos.

Tipos de broca

Brocas helicoidales.

Las brocas tienen diferente geometría dependiendo de la finalidad con que hayan sido fabricadas. Diseñadas específicamente para quitar material y formar, por lo general, un orificio o una cavidad cilíndrica, la intención en su diseño incluye la velocidad con que el material ha de ser removido y la dureza del material y demás cualidades características del mismo ha ser modificado.

Entre los tipos de brocas existen los siguientes, y entre éstos, su infinidad de variaciones:

• Brocas normales helicoidales. Generalmente con pago tubular, para sujetarla mediante portabrocas. Existen numerosas variedades que se diferencian en su material constitutivo y tipo de material a taladrar.

• Broca larga. Usada allí donde no se puede llegar con una broca normal por hallarse el punto donde se desea hacer el agujero en el interior de una pieza o equipo.

• Broca superlarga. Empleada habitualmente para taladrar los muros de viviendas a fin de introducir cables de teléfono, por ejemplo.

Brocas de centrar.

• Broca de centrar. Broca de diseño especial empleada para realizar los puntos de centrado de un eje para facilitar su torneado o rectificado.

• Broca para berbiquí. Usadas generalmente en carpintería de madera, por ser de muy bajas revoluciones. Las hay de diferentes diámetros.

• Broca de paleta. Usada principalmente para madera, para abrir muy rápidamente agujeros con berbiquí, taladro o barreno eléctrico. Tiene un punta muy afilada, que sirve de centro y de guía, de muy poca longitud, luego viene la paleta, que es la que hará el agujero calibrado, de acuerdo a su diámetro. También se le ha conocido como broca de espada.

• Broca de taladrado profundo o "de escopeta". También conocida como broca cañon.

Broca de excavación.

• Broca para excavación o Trépano. Utilizada para la perforación de pozos petrolíferos y sondeos.

• Brocas para máquinas de control numérico. Existe una gama de brocas especiales de gran rendimiento y precisión para utilizarlas en máquinas de control numérico, que operan a altas velocidades de corte.

Elementos que caracterizan a una broca

Entre algunas de las partes y generalidades comunes a la mayoría de las brocas están:

1. Longitud total de la broca. Existen brocas de longitud regular o comunmente conocidas como longitud Jobber, brocas extracortas, largas y súper-largas. La Marca Guhring ofrece 3 series de brocas extralargas en zanco recto y 2 series de brocas extralargas en zanco cónico.
2. Longitud de corte. Es la profundidad máxima que se puede taladrar con una broca y viene definida por la longitud de la parte helicoidal.
3. Diámetro de corte, que es el diámetro del orificio obtenido con la broca. Existen diámetros normalizados y también se pueden fabricar brocas con diámetros especiales.
4. Diámetro y forma del mango. El mango puede ser cilíndrico de la misma medida del diámetro de corte de la broca,o puede ser cónico en una relacion aproximada de 1:19, llamada Cono Morse, en menos aplicacion pero existentes, encontramos los zancos cilindricos reducidos, que son de menor diámetro que la broca.
5. Ángulo de corte. El ángulo de corte normal en una broca es el de 118°. También se puede utilizar el de 135°, quizá menos conocido pero, discutiblemente, más eficiente al emplear un ángulo obtuso más amplio para el corte de los materiales.
6. Número de labios o flautas. La cantidad más común de labios (también llamados flautas) es dos y después cuatro, aunque hay brocas de tres flautas o brocas de una (sola y derecha), por ejemplo en el caso del taladrado de escopeta.
7. . Conicidad del diámetro: Para reducir la fricción dentro del agujero realizado, la hélice tiene una pequeña conicidad desde la punta hasta el mango. El grado de conicidad se representa normalmente por la reducción del diámetro con respecto de la longitud de la hélice; aproximadamente, 0.04-0.1 mm. Se utiliza un valor alto para brocas de alta eficiencia, lo que permite el perforado de agujeros próximos.

1. Profundidad de los labios. También importante pues afecta la fortaleza de la broca.
2. Ángulo de la hélice. Es variable de unas brocas a otras dependiendo del material que se trate de taladrar. Tiene como objetivo facilitar la evacuación de la viruta.
3. Material constitutivo de la broca. Existen cinco tipos básicos de materiales:
   1. Acero al carbono, para taladrar materiales muy blandos (madera, plástico, etc.)
   2. Acero rápido HSS, para taladrar aceros de poca dureza.
   3. Acero al cobalto M35 con 5% de cobalto y M42 con 8% de cobalto.
   4. Acero pulverizado PM HSS-E, para taladrar aceros de alta aleacion, aceros bonificados y de cementación.
   5. Metal duro (Widia), para taladrar fundiciones y aceros en trabajos de gran rendimiento. Y la combinacion de puntas soldadas de Carburo de Tungsteno en cuerpos de HSS.
4. Acabado de la broca. Dependiendo del material y uso especifico de la broca, se le puede aplicar una capa de recubrimiento que puede ser de óxido negro, de titanio o de níquel, cubriendo total o parcialmente la broca, desde el punto de corte.

Tabla de conversión de tamaños de brocas

Afilado de brocas

El filo de la broca se desgasta con el uso y hay que afilarlo para recuperar la capacidad de corte de la broca.

Existen máquinas afiladoras, utilizadas en la industria del mecanizado. También es posible afilar brocas a mano mediante pequeñas amoladoras, con muelas de grano fino. El afilado manual requiere unas habilidades especiales por parte de los operarios a fin de conseguir el ángulo de corte adecuado.

Control de viruta y lubricación del corte

El control de la viruta y la lubricación y refrigeración del filo de la broca son dos factores importantes en el taladrado. La generación de formas y tamaños en la viruta adecuados, y también su evacuaciaón, es fundamental para realizar correctamente cualquier operación de taladrado, especialmente cuando las condiciones de corte son muy elevadas y se utilizan brocas de metal duro.

Las máquinas y herramientas de taladrado modernas permiten una gran eficacia en este sentido al aplicar el fluido de corte internamente a través de agujeros para el refrigerante de la propia herramienta.

La formación de la viruta está determinada por el material de la pieza, la geometría de la herramienta, la velocidad de corte,el avance y el fluido de corte que se utilice.

Fundamentos tecnológicos del taladrado

En el taladrado hay cuatro parámetros clave:

1. Velocidad de corte $~(V_{c})$. Se define como la velocidad lineal en la periferia de la broca. Su elección viene determinada por el material de la broca, el tipo de material a taladrar y las características de la máquina. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la broca.
2. Velocidad de rotación $~(N)$ de la broca, normalmente expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro de la broca.
3. Avance $~(F)$, definido como la velocidad de penetración de la broca en el material. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución de la broca, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo
4. Tiempo de taladrado $~(T)$. Es el tiempo que tarda la broca en perforar un agujero, incluyendo la longitud de acercamiento inicial de la broca.

Estos cuatro parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:

$V_{c}\ \mathrm {(m/minuto)} \ =\ {\frac {N\ \mathrm {(rpm)} \ \times \ 3,14\ \times \ \mathrm {Di{\acute {a}}metro\ (mm)} }{1000}}$

$F\ \mathrm {(mm/minuto)} \ =\ N\ \mathrm {(rpm)} \ \times F\ \mathrm {(mm/revoluci{\acute {o}}n)}$

$T\ \mathrm {(minutos)} \ =\ {\frac {\mathrm {Longitud\ de\ acercamiento\ (mm)+Longitud\ a\ taladrar\ (mm)} }{F\ \mathrm {(mm/minuto)} }}$

Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada broca y el avance de taladrado vienen indicados en el catálogo del fabricante o, en su defecto, en los prontuarios técnicos de mecanizado.

Empleo de brocas en la industria, arte y ciencias

Un taladro eléctrico portátil (marca Bosch) se puede emplear efectivamente con brocas.

• terrestre, denominada comúnmente tricono
• Industria de la manufactura
• Industria de la carpintería
• Industria de la construcción
• Industria automotriz
• Aeronáutica
• Ciencias forestales
• Topología
• Ortopedia
• Artes aplicadas y artesanías

Brocas en el comercio

Para proyectos pequeños e individuales, las brocas de algún tamaño se llegan a encontrar en el mercado en forma individual, empaquetadas en pares o en mayores números. También se ofrecen en juegos de distintos tamaños y cantidades. En el comercio, son fabricadas y ofrecidas a la venta por una variedad de marcas registradas. Muchas tlapalerías surten brocas comunes de tamaños populares. Para proyectos mayores o especializados, se pueden conseguir a través de distribuidores y por catálogos.

Fuentes

• Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5. 

• Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10. 

Véase también

• Taladrar
• Taladradora
• Taladrado profundo
• Torno

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre brocas.