FUNDAMENTOS DEL CORTE
En un proceso de corte se remueve material de la superficie de una pieza y se producen virutas, con el fin de obtener una cierta forma de la pieza y/o un determinado acabado superficial
Procesos mas comunes de corte
Cilindrado
Fresado de placa
Trozado
Fresado de acabado
Factores que influyen en el proceso
Variables independientes:
Material, estado de la herramienta
Material, estado y temperatura de la pieza
Parámetros de corte ( velocidad, avance, profundidad)
Fluidos de corte
Características de la maquina herramienta (rigidez, amortiguamiento)
Sujeción y soporte de la pieza
Factores que influyen en el proceso
Variables dependientes:
Tipo de viruta
Fuerza y energía disipadas
Aumento de temperatura (en herramienta, viruta y pieza)
Desgaste de la herramienta
Acabado superficial de la pieza
Mecánica del corte: Corte ortogonal
Angulo del plano de corte
Importancia: Influye sobre la fuerza y potencia del proceso,
y por lo tanto sobre la temperatura.
Deformación cortante :
Viruta mas ancha
(mayor disipación de energía)
TIPOS DE VIRUTA
Continua
Escalonada
o segmentada
Borde acumulado
Discontinua
Importancia: Acabado superficial, vida de la herramienta, vibración.
TIPOS DE VIRUTA
Corte Oblicuo
Angulo efectivo de ataque:
Fuerzas y Potencia de corte
Fuerzas sobre la herramienta:
Sobre la cara de la herramienta:
En el plano cortante:
Fuerzas y Potencia de corte
Potencia:
Se disipa en la zona de cizallamiento
y en la cara de ataque (por fricción)
TEMPERATURA EN EL CORTE
La energía disipada en el corte se convierte en calor que aumenta la temperatura de la pieza y la herramienta
Es importante conocer el incremento de temperatura:
Afecta la resistencia, dureza y desgaste de la herramienta
Exactitud dimensional
Daños sobre la superficie maquinada
Fuentes Principales: Zona primaria de corte, Interfase herramienta-viruta.
TEMPERATURA EN EL CORTE
Distribución típica de temperatura
Temperatura media en el torneado:
Energía que pasa a cada componente
VIDA DE LAS HERRAMIENTAS
Desgaste
De flanco: se presenta en la
superficie de incidencia de la herramienta
Relación de Taylor:
Todos los factores:
(valores característicos)
De cráter: se da en la cara de ataque.
– Se debe al mecanismo de difusión.
Cambia la geometría de la interfase.
Aumenta con la temperatura
Curvas de vida de herramienta
VIDA DE LAS HERRAMIENTAS
Desportillamiento
Rotura y expulsión de una pequeña parte del filo de la herramienta.
Perdida repentina de material, que produce un efecto negativo sobre el
Acabado superficial, la integridad superficial y la exactitud dimensional.
Causas:
Choque térmico
Fatiga térmica
Vigilancia directa: Medición óptica del desgaste.
Vigilancia indirecta: Correlación del estado de la herramienta con variables de proceso.
Técnica de emisión acústica
Transductores de fuerzas
Vigilancia del estado de la herramienta
MAQUINABILIDAD
Se define en función de cuatro factores:
Acabado e integridad superficial
Duración de la herramienta
Requerimientos de fuerza y potencia
Control de viruta
MAQUINABILIDAD: Aceros
MAQUINABILIDAD: Otros Metales
MATERIALES DE HERRAMIENTAS
La herramienta debe poseer las siguientes características:
Dureza, dureza en caliente
Tenacidad
Resistencia al desgaste
Estabilidad química
Aceros
Aleaciones de cobalto
Composición: Cobalto, Cromo y Tungsteno
Gran dureza: resistencia al desgate
Mantiene la dureza a altas temperaturas
Baja tenacidad
Se fabrican por fundición y luego se esmerilan.
Uso actual: Cortes de desbaste
Carburos
Gran dureza en un amplio margen de temperaturas
Alto modulo de elasticidad y conductividad térmica
Baja dilatación térmica
Hay dos grupos Básicos:
Carburo de Titanio (TiC)
Carburo de Tungsteno (WC)
Carburos
Carburos: insertos
Herramientas Recubiertas
Se prensan en frio y se sinterizan a alta temperatura.
Alta resistencia a la abrasión y dureza en caliente
Poca tendencia a formar borde acumulado
Sensible al choque térmico
Eficientes en cortes de acabado de alta velocidad e ininterrumpidos
Carecen de tenacidad, para reducir la falla, la maquina debe tener buena rigidez y capacidad de amortiguamiento
Cermets: 70% alúmina, 30% Carburo de Titanio
Mejor resistencia, tenacidad y confiabilidad
Adecuados para cortes ligeros de desbaste y de acabado a alta velocidad
Cerámicas a base de Alúmina
Nitruro de Boro Cúbico (cBN)
Material mas duro después del diamante
Se fabrica por sinterización de una capa de 0,5 a 1 mm sobre un sustrato de carburo.
Frágiles
Proporciona una resistencia muy alta al desgaste
Maquinado en seco para evitar choque térmico
Diamante
Es el material mas duro
Baja fricción y alta resistencia al desgaste
Es frágil (se usan ángulos de ataque bajos)
Se desgasta por microdesportillamiento y por transformación a carbono.
Fabricación parecida a las herramientas de cBN
Se pueden usar a cualquier velocidad
Gran afinidad química, por lo que no se recomienda para maquinar aceros o aleaciones a base de Titanio, Níquel y Cobalto.
Se usa principalmente para lograr buen acabado superficial y exactitud dimensional
FLUIDOS DE CORTE
Reducir la fricción y el desgaste
Reducir las fuerzas y el consumo de energía
Refrigerar
Lavar y retirar viruta
Proteger la superficie maquinada contra la corrosión del ambiente
Tipos:
Aceites
Emulsiones
Semisintéticos
Sintéticos
Métodos de Aplicación
Por inundación: se inyecta el fluido a baja presión sobre la zona de corte.
Por niebla: se vaporiza el fluido sobre la zona de corte, suministra fluido a áreas inaccesibles. Mejor visibilidad.
Alta presión: mejora la rapidez de remoción de calor, trabaja como rompedor de virutas
FLUIDOS DE CORTE