PROCESOS DE ARRANQUE DE VIRUTA PROCESOS DE FABRICACION II NUCLEO BARINAS PROCESOS DE ARRANQUE DE VIRUTA INGENIERIA MECANICA SECCION “B” 7MO SEMESTRE FLORES FELIX POZUELO RODOLFO PEÑA FRANK FALCON JOSE JEFFERSON MORALES INGº CARLOS SANCHEZ PROCESOS DE FABRICACION II BARINAS, MAYO DE 2010 1

PROCESOS DE ARRANQUE DE VIRUTA 2

NOMENCLATURA DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE Existen diversos tipos de herramientas de corte, entre las que se destacan las monofilo, las multifilo y las abrasivas. Las herramientas monofilo se usan en las operaciones principales de torneado, las multifilo se usan en operaciones de fresado y taladrado, y las abrasivas en procesos de rectificado. Las herramientas de corte monofilo (un filo) estructuralmente constan de dos partes, una cortante (o elemento productor de viruta) y otra denominada cuerpo. Se encuentran normalmente en tornos, tornos revólver, cepillos, limadoras, mandrinadoras y máquinas herramientas semejantes.

HERRAMIENTAS PARA ARRANQUE DE VIRUTA Las herramientas de corte deben poseer ciertas características específicas, entre las que se destacan: resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al impacto, resistencia al desgaste y resistencia a la temperatura (porque en un proceso de mecanizado con herramientas tradicionales tº herramienta > tº pieza > tº viruta ; con herramientas más avanzadas se logra concentrar el aumento de temperatura en la viruta). La selección de la herramienta de corte va a depender de la operación de corte a realizar, el material de la pieza, las propiedades de la máquina, la terminación superficial que se desee, etc.

GEOMETRIA DE LA HERRAMIENTA DE UN SOLO FILO Partes de la herramienta monofilo

GEOMETRIA DE LA HERRAMIENTA DE UN SOLO FILO En la herramienta monofilo se pueden destacar:  • La cara, que es la superficie o superficies sobre las cuales fluye la viruta (superficie de desprendimiento). • El flanco, que es la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la superficie generada en la pieza (superficie de incidencia). • El filo es la parte que realiza el corte, siendo el filo principal la parte que ataca directamente a la pieza y el filo secundario la parte restante. • La punta de la herramienta es el lugar donde se interceptan el filo principal y secundario.

FLUJO DE VIRUTA El tipo de viruta producida durante el corte de metales depende del material que se esté mecanizando y de las condiciones de corte utilizadas. Sin embargo, existen tres tipos básicos de formación de virutas que se encuentran en la práctica: la viruta continua, la viruta continua con recrecimiento del filo y la viruta discontinua. La viruta continua es común cuando se mecanizan la mayoría de los materiales dúctiles, tales como hierro forjado, acero suave, cobre y aluminio. Puede decirse que el corte bajo estas condiciones es un proceso estable, pues es básicamente un cizallamiento del material de trabajo con el consecuente deslizamiento de la viruta sobre la cara de la herramienta de corte. La formación de la viruta tiene lugar en la zona que se extiende desde el filo de la herramienta hasta la unión entre las superficies de la pieza; esta zona se conoce como la zona de deformación primaria.

FUJO DE VIRUTA La formación de viruta continua con recrecimiento del filo. Bajo ciertas condiciones, la fricción entre la viruta y la herramienta es suficientemente grande para que la viruta se suelde a la cara de la herramienta. La presencia de este material soldado aumenta aún más la fricción, y este aumento induce el autosoldado de una mayor cantidad de material de la viruta. El material apilado restante es conocido como filo recrecido. A menudo el filo recrecido continúa aumentando hasta que se aparta a causa de su inestabilidad. Los pedazos son entonces arrastrados por la viruta y por la superficie generada en la pieza.

FLUJO DE VIRUTA La formación de viruta discontinua. Durante la formación de la viruta, el material es sometido a grandes deformaciones, y si es frágil, se fracturará en la zona de deformación primaria cuando la formación de viruta es incipiente, segmentándose.   Esta segmentación puede presentarse como serrucho o definitivamente discontinua. Se producen virutas discontinuas siempre que se mecanicen materiales tales como hierro fundido o bronce fundido, pero también pueden producirse cuando se mecanizan materiales dúctiles a muy baja velocidad y avances grandes. Debido a la naturaleza discontinua de esta viruta, las fuerzas varían continuamente durante el corte. Consecuentemente, la rigidez del porta herramienta y otros elementos debe ser suficiente, de lo contrario la máquina herramienta comenzará a vibrar, lo cual afecta adversamente la terminación superficial y la exactitud dimensional de la pieza. Además pueden existir daños o acortarse la vida útil de las herramientas.

ANGULO EFECTIVO El ángulo entre la dirección del movimiento de corte principal y el movimiento resultante se llama ángulo de la velocidad de corte resultante (η). Debe destacarse que, como habitualmente el avance es relativamente pequeño en comparación con el movimiento principal, el ángulo de corte resultante se considera cero.   Otro punto importante de tener presente es que no en todas las operaciones de mecanizado la velocidad de corte es constante, pues por ejemplo, en el refrentado, la velocidad de corte es función del radio de la pieza. La velocidad de corte resultante ve, que es la velocidad instantánea relativa entre el filo de la herramienta y la pieza, está dada por: ve = v · cos(η) (1) Pero como para la mayoría de los procesos de mecanizado η es muy pequeño, generalmente se considera ve = v (2)

ANGULO EFECTIVO Finalmente, otro de los ángulos importantes cuando se considera la geometría de una operación de mecanizado es el llamado ángulo del filo principal de la herramienta, kr . El espesor de la capa de material que está siendo removido por un filo en un punto seleccionado, conocido como espesor de la viruta no deformada ac , afecta significativamente la potencia requerida para realizar la operación. Esta dimensión debe ser medida en un plano normal a la dirección de corte resultante pasando por el filo. Adicionalmente, como η es pequeño, ac puede medirse normal a la dirección del movimiento principal. se tiene: donde af es el encaje de avance, es decir, el encaje instantáneo de la herramienta en la pieza. Los datos anteriormente explicados, si bien se remiten al caso particular de las herramientas monofilo, se amplían a los otros casos, como se detallará más adelante en otros capítulos.

FILOS DE LA HERRAMIENTA Filo principal. Es el que se encuentra en contacto con la superficie desbastada y trabajada. Filo secundario. Por lo regular se encuentra junto al filo primario y se utiliza para evitar la fricción de la herramienta con la pieza. Para la definición de los valores de los ángulos se han establecido tablas producto de la experimentación.

VIDA DE LA HERRAMIENTA En todo proceso de manufactura tiene que haber un equilibrio entre el volumen de producción y los costos de producción es por esto que un tema de mucha importancia es el desgaste y duración de la herramienta bajo las distintas condiciones de trabajo. Las fallas mecánicas se pueden producir en cualquier momento, debe existir por lo tanto precaución ante el hecho de usar inadecuadamente un avance o encaje demasiado grande, pues al ocurrir una falla de este tipo, la herramienta será inútil inmediatamente, y su costo no es nada de despreciable. El criterio de duración de una herramienta permite obtener un valor mínimo de tiempo de vida para la herramienta antes de que se desgaste. Como en las operaciones de mecanizado el desgaste del cráter y del flanco no son uniformes a lo largo del filo principal, se debe especificar la locación y el grado de desgaste permisible para cada caso.

NORMAS DE SEGURIDAD Con el fin de proteger al operario de accidentes y a la máquina de daños, se toman una serie de medidas de seguridad: • En cambio de herramientas se desconectan automáticamente todas las otras funciones. • Para la protección de la máquina están montados en los extremos de los carros de los ejes interruptores de fin de carrera, que detienen los carros antes de colisionar sobre el tope. • Si alguna vez se produjera una colisión entre la herramienta y la pieza, acoplamiento de seguridad separan el accionamiento del carro. La máquina se desconecta. • Mediante varios interruptores de parada de emergencia montados en la máquina y en el control, en caso de peligro se pueden desconectar inmediatamente todas las funciones de la máquina.

NORMAS DE SEGURIDAD Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, etc. No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las mangas cortas. Utilizar ropa de algodón. Utilizar calzado de seguridad. Mantener el lugar siempre limpio. Si se mecanizan piezas pesadas utilizar polipastos adecuados para cargar y descargar las piezas de la máquina. Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar suelto sino recogido. No vestir joyería, como collares o anillos. Siempre se deben conocer los controles y el funcionamiento de las máquinas. Se debe saber como detener su funcionamiento en caso de emergencia. Es muy recomendable trabajar en un área bien iluminada que ayude al operador, pero la iluminación no debe ser excesiva para que no cause demasiado resplandor.