Vida til de la herramienta.

1. La vida til de la herramientaEs el periodo durante el cual una herramienta de corte trabaja eficientemente. En otras palabras, es el tiempo de corte entre reafilados.

Despus del trabajo continuo, el desgaste de la herramienta alcanza cierto valor y despus ya no es capaz de seguir cortando, a menos que se afine nuevamente. Dicha vida til depende de muchos factores, como la microestructura del material que se corta, la razn de remocin de metal, la rigidez del montaje y los efectos de los fluidos de corte.

2. Mecanismos de desgaste de la Herramienta de corte

Los mecanismos de prdida de la capacidad de corte de las herramientas son la elevada temperatura, la rotura y el desgaste progresivo.

1. TemperaturaLa dureza y resistencia de los metales disminuyen con la temperatura. Si la temperatura de corte es demasiado elevada para la herramienta, se pierde la dureza y por lo tanto la capacidad de corte. Se manifiesta de forma instantnea y generalmente es consecuencia de exceso de velocidad.

2. RoturaComo consecuencia del alto grado de dureza, las herramientas suelen ser frgiles. Cuando las fuerzas de corte superan un determinado umbral empiezan a desprenderse partculas de la arista de corte o a veces un trozo importante de la herramienta. Las elevadas fuerzas que producen este tipo de rotura no corresponden a rgimen permanente, sino a variaciones transitorias como por ejemplo vibraciones o deformaciones en la superficie de corte.

3. Desgaste progresivoOcurre cuando la herramienta se utiliza adecuadamente. Produce una prdida de la forma de la herramienta y reduccin de su eficiencia de corte. A partir de un determinado instante se produce un desgaste acelerado y la falla total de la herramienta.

Desgaste de la herramienta

La craterizacin y el desgaste del flanco son las dos caractersticas generales que se utilizan para describir el desgaste de la herramienta. El desgaste mecnico debido al rompimiento de pequeas virutas de la arista de corte es otro factor que condiciona la vida til de la herramienta. Por lo general, este tipo de desgaste se debe al efecto mecnico o trmico causado por la vibracin y el impacto de la maquina y por el calentamiento y enfriamiento que se alternan. Las fresas son propensas a este tipo de desgaste.

Desgaste por formacin de crteres (craterizacin)

El desgaste por la formacin de crteres tiene lugar en la interface herramienta- viruta (donde la viruta se frota contra la cara de la herramienta de corte cuando realiza una operacin que genera continuamente viruta). Se produce calor debido a la friccin entre la herramienta y la viruta. La cantidad de calor producido depende de muchos factores, como la maquinabilidad de la pieza de trabajo, la tenacidad de la herramienta, el grado de lubricacin y el rea total de contacto. La viruta caliente que fluye puede crear una ranura en la cara de la herramienta y en la parte trasera de la arista de corte.

Este fenmeno, que ocurre cuando se maquinan materiales ferrosos dctiles y al que se le conoce como craterizacin, se debe a la accin de la soldadura y escariacion entre el material de trabajo y la herramienta de corte, que tiende a desprender pequeas partculas de material de esta. Es un proceso progresivo, hasta que se rompe el punto de la herramienta. Cuando se corta con aceros de alta velocidad a bajas velocidades de corte se forma una arista agregada. El crter se inicia junto a la arista agregada. Algunos especialistas sostienen que la arista agregada tiene un efecto beneficioso ya que tiende a proteger el punto de la herramienta contra la alta temperatura de la zona de desgaste. Esto hace que cambien la temperatura mxima en la arista. Otros dicen que puede retirar partes de la arista de corte con ella y provocar una arista minscula. La formacin repetida de viruta puede causar un desgaste excesivo por lo cual la arista agregada es daina a bajas velocidades de corte.

Desgaste de flanco

El desgaste de flanco de una herramienta se produce durante la abrasin. La cantidad de desgaste del flanco se calcula al determinar el ancho de la zona de desgaste. En general se considera que 0,8 mm de desgaste del flanco es lo mximo permisible, un exceso de esto aumenta la presin y el desgaste de la herramienta y provoca una falla total de la herramienta por rotura. El nmero de rectificaciones posibles tambin est limitado en esta zona de desgaste.En los aceros de alta velocidad, se considera la falla cuando la zona se ha desgastado a 1, 58 mm. En las herramientas de carburo, este valor es de 0,76 mm.

Curva de desgaste en relacin al tiempo de corte

La curva consta de 3 regiones que muestran: a) un desgaste inicial rpido b) un desgaste gradual lento y c) un periodo final del desgaste rpido.

En la figura se muestran 4 diferentes curvas de desgaste en relacin con el tiempo a diferentes velocidades de corte

Ecuacin de Taylor

Debido a que la vida til de la herramienta decrece a medida que aumenta la velocidad de corte, es necesario establecer alguna convencin entre las dos. Fred W. Taylor desarrollo la siguiente relacin entre la vida til de la herramienta y la velocidad de corte.

VTn = C

Donde V- velocidad de corte (en m/min)T vida til de la herramienta (en min)n exponente que depende de las caractersticas del material de la herramienta y de las condiciones de corte C constante (depende fundamentalmente de material de trabajo)

Cuando la velocidad de corte se grafica como una funcin de la vida til de la herramienta en una escala logartmica, muestra una lnea recta. A partir de esta curva, el valor de n se puede determinar mediante la frmula de Taylor.

Vida til de la herramienta especificada en escalas logartmicas para diferentes materiales de herramientas de corte.

La vida til de la herramienta depende de:

a) La geometra del a herramienta de corte. Sus ngulos deben de estar de acuerdo con los estndares prescritos.b) La prdida de la dureza de la herramienta durante el trabajo.c) La rotura o exfoliacin de la arista de corte.d) La fractura de las herramientas por cortes pesados.

Los Mtodos para especificar la vida til de la herramientaLos mtodos que ms se utilizan son los siguientes:

a) El tiempo real en que la herramienta est en contacto con la pieza de trabajo, al que tambin se le conoce como tiempo real de corte.b) El volumen del material retirado. c) La velocidad de Taylor o velocidad equivalente de corte.

Motivos de principales de falla de una herramienta de corte

1. Deformacin plstica de la arista de corte debido a la alta temperatura.2. Ruptura o agrietamiento de la herramienta debido a los esfuerzos.3. Desgaste gradual de: a) el flanco b) los crteres.

Criterios para especificar la vida til de la herramienta

1) Tiempo requerido entre dos reafilados2) Traqueteo de la herramienta3) Acabado superficial deficiente4) Variaciones dimensionales de la herramienta

Pruebas para medir el desgaste de las herramientas

Las pruebas que ms se utilizan para medir el desgaste de la herramienta se pueden clasificar como:

Pruebas de largo plazoPruebas de corto plazo

Las pruebas de largo plazoEstas pruebas se basan en las velocidades de corte, consisten en determinar la relacin entre la vida til de la herramienta y la velocidad de corte del material de prueba y el material de referencia en condiciones idnticas.Debe de elegirse un mnimo de 4 valores para establecer la relacin entre la vida til de la herramienta y la velocidad de corte.

Las pruebas de corto plazoEl consumo del material y el tiempo que se requiere es mayor en las pruebas de largo plazo, lo cual ha llevado al desarrollo de pruebas de corto plazo.Se utilizan para estudiar el comportamiento de maquinabilidad de distintos materiales.Las pruebas de corto plazo no son tan confiables como las pruebas de largo plazo.

Pruebas a velocidades elevadas de corteImplica sujetar el material de corte a elevadas velocidades de corte, accin que produce un rpido desgaste de la herramienta en condiciones de prueba.Los resultados se distorsionan y no presentan una imagen real del comportamiento del material.

Pruebas con tcnicas radioactivasSe basa en el hecho de que el 90 % del material radioactivo retirado por la herramienta permanece sujeto a la viruta.

Las muestras de los materiales que se desean comparar se maquinan con herramientas radioactivas. Las virutas que se producen durante una operacin de maquinado transportan una cantidad radioactiva proporcional al desgaste desarrollado en la herramienta.

Vida de las Herramientas pgina 551