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Existen variables tanto Dependientes como Independientes esenciales en el proceso de corte: Material y recubrimientos de la herramientas Material y recubrimientos.

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Presentación del tema: "Existen variables tanto Dependientes como Independientes esenciales en el proceso de corte: Material y recubrimientos de la herramientas Material y recubrimientos."— Transcripción de la presentación:

1 Existen variables tanto Dependientes como Independientes esenciales en el proceso de corte: Material y recubrimientos de la herramientas Material y recubrimientos de la herramientas Forma, acabado superficial y filo de la herramienta Forma, acabado superficial y filo de la herramienta Material y condiciones de la pieza de trabajo Material y condiciones de la pieza de trabajo Avance, velocidad y profundidad de corte ; Avance, velocidad y profundidad de corte ; Fluidos de corte Fluidos de corte Características de la Máquina herramienta Características de la Máquina herramienta Sujeciones y soportes dela pieza de trabajo Sujeciones y soportes dela pieza de trabajo Son a las que afectan los cambios en las variables Independientes : Tipo de viruta producida Tipo de viruta producida Fuerza y energía disipada durante el corte Fuerza y energía disipada durante el corte Elevación de la temperatura en la pieza de trabajo, la herramienta y la viruta Elevación de la temperatura en la pieza de trabajo, la herramienta y la viruta Desgaste y falla de la herramienta Desgaste y falla de la herramienta Acabado superficial e integridad dela superficie de la pieza de trabajo Acabado superficial e integridad dela superficie de la pieza de trabajo Velocidad de corte, profundidad de corte, avance, fluidos de corte: Fuerza, potencia, elevación de la temperatura, vida útil de la herramienta, tipo de viruta, acabado e integridad superficial. MECANICA DEL CORTE VARIABLES INDEPENDIENTES: VARIABLES DEPENDIENTES: Factores que influyen en las operaciones de maquinado

2 Ángulos de la herramienta : influencia en la dirección de flujo de la viruta; resistencia al desgaste y astillado de la herramienta Los diferentes tipos de viruta ( Se verá mas adelante) Elevación de la temperatura: Influye en la vida útil de la herramienta, puede provocar daño térmico a la superficie de la pieza de trabajo. Desgaste de la herramienta: Influye en el acabado e integridad superficial, la precisión dimensional, la elevación de la temperatura, las fuerzas y la potencia. Maquinabilidad: Relacionada con la vida útil de la herramienta, el acabado superficial, las fuerzas y la potencia.- Depende de: El material a trabajar El material de la herramienta La clase de trabajo a realizar Cuando los resultados de las operaciones de maquinado no son las esperadas, se debe observar cual de las variables independientes se deberá modificar primero y en que medida.- ¿De que depende la forma de la Herramienta?

3 Ángulos característicos de la Herramienta Angulo de incidencia principal (α): Controla la interferencia y la fricción en la interfaz de la herramienta y la pieza de trabajo. Si es demasiado grande, la punta de la herramienta se puede astillar, si es demasiado pequeño, el desgaste del flanco puede ser excesivo. varía entre 4º y 8º y es para que la herramienta no roce con la pieza Si es grande el filo resultará más débil y si es pequeño tiene un mayor rozamiento dificultando la penetración y arranque de material con elevación considerable de la temperatura. Hemos de escoger un ángulo intermedio.- Angulo normal de filo o herramienta(β): ara materiales duros el ángulo de corte debe ser grande para dar robustez. Para materiales blandos el ángulo de corte puede ser menor. Este ángulo será diferente en función del tipo de trabajo a realizar. Angulo normal de filo o herramienta(β): Para materiales duros el ángulo de corte debe ser grande para dar robustez. Para materiales blandos el ángulo de corte puede ser menor. Este ángulo será diferente en función del tipo de trabajo a realizar. Angulo de desprendimiento o de ataque (γ): Es importante para controlar la dirección del flujo de las virutas y la resistencia de la punta de la herramienta. Un ángulo positivo mejoran la operación de corte, reduciendo las fuerzas y la temperatura; sin embargo, también producen un ángulo pequeño comprendido en la punta de la herramienta que puede hacer que esta se astille y falle de manera prematura, dependiendo del material a trabajar. Varía entre -5º y 30º de acuerdo al tipo de material a trabajar. Si el ángulo es excesivamente pequeño la separación de viruta es más dificultosa al tener que salvar una pendiente más pronunciada. Si el ángulo es demasiado grande la viruta se desprende muy bien pero a costa de desgastar el filo.-

4 Donde γ+β+α 90º Para materiales dúctiles (Plásticos) γ sirve para guiar el desprendimiento de la viruta ya que si γ = 0, no habría una buena circulación de la viruta lo que produciría un excesivo roce, produciéndose un deterioro del filo de la herramienta, al aumentar γ,β disminuye, por lo que disminuye la robustez de la herramienta. Para materiales duros ( Fundición granito) necesito una mayor resistencia de la herramienta, debido a que la viruta no requiere guía, entonces γ ir de 0 º o -15 º, haciendo que β sea más grande, dándole mayor resistencia a la herramienta. El rozamiento es prácticamente despreciable.- γ: facilita la salida dela viruta e impide la acumulación de material en la superficie de la herramienta, así disminuye la presión de la viruta contra la herramienta, por consiguiente el roce y el calor desarrollado.- Radio de punta: afecta el acabado superficial y la resistencia de la punta de la herramienta. Cuanto mas pequeño sea este radio( herramienta filosa) el acabado superficial de la pieza de trabajo será más rugoso y la resistencia de la herramienta será inferior.

5 Donde HSS significa aceros rápidos por sus siglas en ingles(High Speed Steel) y MD metal duro.- φ:ángulo de posición de filo principal.- φ´:ángulo de posición de filo secundario.- φ φ'φ' Otros ángulos característicos Tabla 4. Valores recomendados para los ángulos de la cuchilla.

6 Si disminuimos φ obtendremos una superficie menos rugosa pero me producirá mas vibraciones. Este ángulo influye sobre la duración de la herramienta y la potencia absorbida, si es pequeño aumenta la longitud del filo activo disminuyendo la presión sobre el mismo y por consiguiente el desgaste de la herramienta.- Así mismo con este ángulo pequeño el espesor de viruta también es reducido. En cambio si φ es 90º el espesor de viruta es igual al avance y se produce un mayor desgaste de la herramienta.- Por ello los valores más recomendados son φ=45º para Acero, fundición, bronce y φ=60º para Aleaciones ligeras y extra ligeras.- Angulo de posición de filo principal: φ = 30: 45 º En máquinas potentes con pasada sin vibración. φ = 65: 70 º Para trabajos varios. φ = 90º Piezas poco rígidas. Angulo de desprendimiento: γ puede ser positivo, negativo o cero. El arranque de viruta ocurre cuando el filo de la herramienta produce primeramente la deformación elástica de la parte de metal que se convertirá en viruta, surgiendo grandes tensiones a medida que se aproximan y luego una vez que el material supera la tensión de fluencia, ocurre la separación de la capa debido a la deformación plástica. Para realizar cualquier operación de mecanizado es importante controlar la formación de la viruta, con el objetivo de garantizar que esta sea rota adecuadamente y conocer el tipo de viruta que se formará, ya que esta indica el tipo de comportamiento que manifiestan los diferentes metales ante la acción de la cuchilla de corte y por ende que temperaturas y fuerzas serán generadas. FORMACION Y TIPOS DE VIRUTA

7 Las temperaturas alcanzadas durante el corte, tanto en la pieza como en la herramienta, no deben ser muy altas, ya que pueden influir negativamente, y las fuerzas que se producen condicionan la potencia necesaria para realizar el proceso. TIPOS DE VIRUTA: Viruta discontinua: Producida en la mayoría de los cortes de materiales frágiles (hierro fundido, latón fundido, etc.); los esfuerzos que se producen delante del filo provocan fractura (la deformación real excede el punto de fractura en la dirección de corte), de manera que el material se desprende en segmentos muy pequeños. Suele producirse un acabado superficial muy bueno, ya que el filo tiende a reducir las irregularidades o pequeños ángulos de rebaje (entre 0 y 10º para avances mayores de 0.2 mm) con materiales mas dúctiles como el acero causando superficies rugosas. Esto ocasiona que la fuerza varíe durante el proceso, por lo que si no es suficientemente rígida la máquina puede comenzar a vibrar, afectando el acabado superficial y precisión dimensional de la pieza, desgaste prematuro de la herramienta e incluso componentes de la máquina Viruta Continua con Borde acumulado: Son capas de material de la pieza de trabajo que se deposita gradualmente en la punta de la herramienta, cuando crece se vuelve inestable y se rompe. Es producto de bajas velocidades en maquinado de materiales dúctiles, en el cual existe alta fricción sobre la cara de la herramienta. Dicha fricción hace que una capa de viruta quede cortada de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta. La viruta es similar a la continua, pero es producida por una herramienta que tienen una saliente de metal aglutinado soldada a su cara. Regularmente se separan porciones de la saliente y quedan depositadas en la superficie del material, dando como resultado una superficie rugosa, el resto de la saliente queda como protuberancia sobre la superficie maquinada.

8 Tipos básicos de viruta (a) viruta discontinua; (b) y (c) viruta continua Viruta Continua: Presente en el corte de la mayoría de los materiales dúctiles, puesto que permiten el corte sin lugar a la fractura. Es producto de velocidades de corte relativamente altas, ángulos grandes de rebaje (10 a 30º) y poca fricción entre la viruta y la cara de la herramienta. Por lo general producen un buen acabado superficial. Las virutas continuas y largas pueden ser difíciles de manejar, pueden atorarse alrededor del portaherramientas, soportes, la pieza de trabajo y en los sistemas de disposición de virutas, incluso detener la operación para limpiarlas, por lo que la herramienta debe contar con un rompe virutas que retuerce la viruta y la quiebra en tramos cortos.

9 Como el soldado de viruta tiene una influencia adversa considerable en la vida de la herramienta, en el consumo de energía, y en el acabado superficial, deberán hacerse todos los intentos para evitar que ello ocurra. Esto se logra invirtiendo una o más de las causas que producen el soldado de la viruta en la forma siguiente: a) Reducción de la fricción: Esto se logra aumentando el ángulo de incidencia; utilizando un lubricante entre el ángulo de inclinación y la viruta, puliendo la cara inclinando.- b) Reduciendo la temperatura: Esto se obtiene reduciendo la fricción y reduciendo la velocidad de corte.- c) Reduciendo la presión entre la viruta y la herramienta: Esto se logra aumentando la el ángulo de incidencia; reduciendo la velocidad de avance; utilizando un corte oblicuo en lugar de ortogonal.- d) Evitando el contacto de metal con el metal: Esto se consigue usando un lubricante de alta presión entre la viruta y la entrecara de la herramienta.- La viruta continua, larga y como cinta, tiene rebordes afiliados como los de una navaja, y puede causar cortes peligrosos, profundos y dolorosos.- Nunca deberá separarse con las manos desnudas. Deberá utilizarse una inclinación que lance la viruta fuera de la zona de trabajo de la maquina. Todavía mejor, deberá evitarse que se forme. Por ello se recurre al quebrador de viruta o rompe viruta, el cual es un escalón en la cara incidente.- COMO EVITAR EL SOLDADO DE VIRUTA QUEBRADOR DE VIRUTA

10 La acción del rompevirutas consiste en forzar la viruta para que adquiera una forma en espiral mas cerrada de lo normal. Esto endurece a la viruta, haciéndola lo suficientemente quebradiza para partirse en trozos cortos, fácilmente eliminables.- Tradicionalmente, los rompevirutas han sido piezas metálicas sujetas a la cara de ataque de la herramienta, que dobla y rompe la viruta. Sin embargo, las más modernas herramientas de corte e insertos tienen características rompevirutas integradas de diversos diseños. La experiencia indica que el tamaño ideal de viruta a romper es cuando tienen la forma de la letra C o del número 9 y cabe en un espacio de 25 mm. En materiales blandos de las piezas de trabajo (como aluminio o cobre puros ) tal vez no sea efectivo romper las virutas con tales medios, por lo que el maquinado de hacerse haciendo pausas para no generar virutas. En las operaciones de corte interrumpido como el fresado por lo general no se necesitan rompevirutas, porque las virutas ya tiene longitudes finitas.-


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