PROFESOR: ELABORADO POR: Alcidezcadiz NELSON JIMENEZ C.I: 18.450830

PUERTO ORDAZ, NOVIEMBRE 2013

Instituto universitario politécnico

“Santiago Marño”

Extensión: Puerto Ordaz.

Catedra: Procesos de manufactura

INTRODUCCIÓN

La termodinámica es una teoría de una gran generalidad, aplicable a sistemas de estructura muy elaborada con todas las formas de propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas complejas. Puesto que la termodinámica pone énfasis en las propiedades térmicas, es conveniente idealizar y simplificar las propiedades mecánicas y eléctricas de los sistemas. La termodinámica idealiza nuestros sistemas para que sus propiedades mecánicas sean lo más triviales posibles. Cuando el contenido esencial de la termodinámica haya sido desarrollado, será una cuestión simple extender el análisis a sistemas con estructuras mecánicas y eléctricas relativamente complejas. La cuestión esencial es señalar que las restricciones en los tipos de sistemas considerados no son limitaciones básicas sobre la generalidad de la teoría termodinámica, y sólo se adoptan meramente para la simplificación expositiva. Restringiremos (temporalmente) nuestra atención a sistemas simples, definidos como sistemas que son macroscópicamentehomogéneos, isotrópicos, y desprovistos de carga eléctrica, que son lo suficientementegrandes para que los efectos de frontera puedan ser ignorados, y que no se encuentran bajo laacción de campos eléctricos, magnéticos o gravitacionales. En casi todos los eventos de la vida cotidiana es posible encontrar aplicaciones de la termodinámica. Los chips o circuitos electrónicos que encontramos en los computadores, celulares, cámaras de videos, etc., se han reducido de tamaño cada vez más, debido a que los ingenieros y técnicos han aplicado los principios de la termodinámica y la transmisión del calor para enfriar tales circuitos. Finalmente, si se quiere evaluar realmente los efectos de la contaminación ambiental, es necesario comprender los fundamentos de la termodinámica.

LA TERMODINÁMICA EN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL USO DE HERRAMIENTASDE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA El desprendimiento de viruta es un proceso de manufactura en el que una herramienta de corte se utiliza para remover el exceso de material de una pieza deforma que el material que quede tenga la forma deseada. La acción principal de corte consiste en aplicar deformación en corte para acelera el desgaste en formarla viruta y exponer la nueva superficie. Representa el corte de materiales la cuchilla Continúa con protuberancia dúctiles a bajas velocidades en donde existe una alta fricción sobre la Esta alta fricción es causa de que una delgada cara de la herramienta. capa de viruta quedecortada de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta.Tipos de viruta Continua Característica en materiales presenta problemas de control de viruta Característica de dúctiles presenta problemas de control de calidad materiales quebradizos. IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍA Y TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.

Procesos de corte

Entre su importancia es que mediante ese proceso se pueden cortar metales madera plásticos compuestos cerámicas Podemos lograr tolerancias menores de 0.001” y tolerancias mejores que 16 micropulg Requieren el uso de una cuchilla para remover el material.

Ejemplos de algunos procesos de corte: -Torneado cilíndrico. -Corte en fresadora -Taladrado. -Las cuchillas pueden tener uno, varios o múltiples segmentos cortantes.

Temperaturas de corte

-Casi toda la energía de corte se disipa en forma de calor. -El calor provoca altas temperaturas en la interface de la viruta y la cuchilla CORTE DE METALES Se emprean en operaciones tales como torneado, cepillado, fresado y taladrado, tanto como en otros procesos ejecutados por maquinas herramientas. Las partes se producen desprendiendo metal en forma de pequeñas virutas. El trabajo central de estas maquinasesta en la herramienta cortante que desprende esas virutas.

HERRAMIENTAS CORTANTES PARA METAL La forma mas simple de herramienta cortante es la de una sola punta, como la usado en el trabajo de torno y cepillo de codo. La de puntas múltiplesson solamente dos o más herramientas de una sola punta acomodadas como una sola unidad. En el corte ortogonal de una sola punta, el filo cortante es perpendicular a la dirección de corte y no hay flujo lateral del metal. No hay curvatura en tales virutas, y todas las partes de la viruta tienen la misma velocidad. Hay otras dos formaciones de viruta, aquellas que se curvan hacia arriba y las que siguen la inclinación de la herramienta y se curvan lateralmente. FUERZAS DE CORTE La fuerza de corte de cizallamiento y el ángulo del plano de cizallado están afectados por la fuerza de rozamiento de la viruta contra la cara de la herramienta. La fuerza de rozamiento depende de un numero de factores que incluyen la lisura y afilado de la herramienta, ya sea que se use o no un refrigerante, los materiales de la herramienta y de la pieza de trabajo, la velocidad de corte y la formay de la pieza de trabajo, la velocidad de corte y la forma de la herramienta. Las fuerzas que están actuando sobre la herramienta se miden por las reacciones lejos de la punta de corte por medio de dinamómetros y transductores. Las fuerzas que actúan en una herramienta son fuerza longitudinal, tangencial y radial. En la mayoría de operaciones de maquinado la fuerza tangencial es la más significativa. Las fuerzas sobre una herramienta cortante para un material dado dependen de un número de consideraciones. 1. Las fuerzas en las herramientas no cambian significativamente con un cambio en la velocidad de corte. 2. A mayor avance de la herramienta, mayores fuerzas. 3. A mayor profundidad de corte, mayores fuerzas 4. La fuerza tangencial aumenta con el tamaño de la viruta. 5. La fuerza longitudinal disminuye si el radio de la punta se hace más grande o si el ángulo del filo lateral cortante aumenta. 6. En cerca de 1% de cada grado, se reduce la fuerza tangencial, en tanto el ángulo de inclinación posterior aumenta. 7. El uso de un refrigerante reduce ligeramente las fuerzas en una herramienta, pero aumenta considerablemente su duración. ÁNGULOS Y FORMAS DE LA HERRAMIENTA La herramienta se ha afilado en forma de cuña, llamándosele el ángulo comprendido, ángulo de filo o de corte. El ángulo de alivio lateral, entre el costado de la herramienta y la pieza es para evitar frotamiento e la herramienta, es pequeño, de entre 6 a 8 grados. El ángulo de inclinación lateral varía con el ángulo del filo, el cual, depende del tipo de material maquinado. El ángulo de inclinación posterior se obtiene por afilado, si la herramienta cortante se sujeta en una posición horizontal.

Para evitar una acción de frotamiento en el flanco de la herramienta es necesaria una salida del extremo. Los ángulos efectivos se pueden cambiar por ajuste del portaherramienta sin cambiar los ángulos afilados en la herramienta. En las herramientas afiladas el filo o ángulo de corte varía con la clase de material que se corta. El ángulo de corte debe ser suficientemente agudo para cortar bien con un mínimo consumo de potencia y el filo debe ser lo suficientemente resistente para soportar las fuerzas involucradas y para disipar el calor generado MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS El mejor material a usar para cierto trabajo es el que producirá la parte maquinada al menor costo. Las propiedades deseadas en cualquier material para herramientas incluyen: la capacidad para resistir el ablandamiento a altas temperaturas, un bajo coeficiente de fricción, buenas cualidades de resistencia a la abrasión y una tenacidad suficiente para resistir la ruptura. Los principales materiales empleados en las herramientas de corte son los siguientes: Aceros de alto carbón: Limitan el contenido de carbón de .8 a 1.2%, estos aceros tiene una buena templabilidad y con un tratamiento térmico apropiado, alcanzan una dureza tan grande como cualquiera de las aleaciones de alta velocidad. A máxima dureza, el acero es muy quebradizo, si se desea algo de tenacidad se debe obtener a costa de la dureza. La capacidad de penetración del temple (templabilidad) es baja, limitándose el uso de este acero a herramientas pequeñas. Debido a que estas herramientas pierden dureza alrededor de los 300° C, no son convenientes para latas velocidades y trabajo pesado, restringiéndose su utilidad al trabajo en materiales blandos como la madera. Aceros de alta velocidad: Son de alto contenido de aleación, tienen una excelente templabilidad y mantendrán un buen filo cortante a temperaturas de cerca de 650° C. La capacidad de una herramienta para resistir al ablandamiento en altas temperaturas es la dureza al rojo. Estos aceros se crean añadiendo al acero, 18% de tungsteno y 5.5% de cromo. Otros elementos de aleación comunes son el vanadio, molibdeno y cobalto. Aunque hay numerosas composiciones de acero de alta velocidad, todas ellas se pueden agrupar en las sig. tres clases: Acero de alta velocidad 18-4-1. Contiene 18% de tungsteno, 4% de cromo y 1% de vanadio, se le considera uno de los mejores aceros para herramientas de propósitos múltiples. Acero de alta velocidad al molibdeno: Muchos aceros de lata velocidad usan molibdeno como elemento principal de aleación, ya que una parte substituirá a dos partes de tungsteno. Los aceros al molibdeno tales como el 6-6-4-2 que contienen 6% de tungsteno, 6% de molibdeno,4% de cromo y 2% de vanadio, tienen una tenacidad y capacidad cortante excelentes. Aceros rápidos superiores: Contienen cobalto añadido en cantidades comprendidas entre 2 y 15%, puesto que este elemento aumenta la eficiencia de corte, especialmente a altas temperaturas. Un análisis de este acero contiene 20% de tungsteno, 4% de cromo, 2% de vanadio y 12% de cobalto.

Debido al mayor costo se usa principalmente para operaciones de corte pesadas que imponen presiones y temperaturas elevadas para la herramienta. Aleaciones fundidas no ferrosas: Contienen principalmente cromo, cobalto y tungsteno, con porcentajes menores de uno o más elementos formadores de carburo como el tantalio, molibdeno o boro, son materiales excelente para herramientas de corte. Tienen una alta dureza al rojo y son capaces de mantener buenos filos cortantes en las herramientas, a temperaturas por encima de los 925° C. Se pueden usar al doble de la velocidad de corte y aun mantener el mismo avance. Sin embargo, son mas quebradizas, no responden al tratamiento térmico y se pueden maquinar solamente por esmerilado. Se pueden formar herramientas intrincadas por medio de vaciado en moldes de cerámica o de metal y terminando su forma por esmerilado. Sus propiedades se determinan por el grado de acerado que se da al material al vaciarse. El rango de elementos en estas aleaciones de 12 a un 25% de tungsteno, de 40 a 50% de cobalto y 15 a 35 de cromo. Se añade carbón en cantidades de 1 a 4%. Estas aleaciones tienen una buena resistencia a la craterización y pueden resistir mucho mejor que los carburos a las cargas de choque. Para la eficiencia de corte, están en un rango medio entre los aceros de alta velocidad y los carburos. Carburos: Se hace solo por la técnica de metalurgia de polvos; los polvos de metales de carburo de tungsteno y el cobalto se forman por compresión, se pre sintetizan para facilitar su manejo y acabado de su forma final, se sinterizan en un horno con atmósfera de hidrógeno a 1550° C y se terminan con una operación de esmerilado. Las herramientas de carburo que contienen solo carburo de tungsteno y cobalto (aproximadamente 94% de carburo de tungsteno y 6% de cobalto), son adecuadas para el maquinado de hierro fundido y la mayoría de los materiales excepto el acero. El acero no se puede maquinar debido a que las virutas se pegan o se sueldan a la superficie del carburo y destruyen pronto la herramienta. Para eliminar esta dificultad, se añade titanio y carburo de tantalio en adición al incremento de porcentaje de cobalto (82% de carburo de tungsteno, 10% de carburo de titanio y 8% de cobalto). Esta composición tiene un bajo coeficiente de fricción y poca tendencia al desgaste o caracterización. La dureza al rojo de los materiales de herramientas de carburo, es superior a todas las demás, puesto que mantendrá un filo cortante a temperaturas mayores de 1200° C. Es el material manufacturado mas duro y tiene una resistencia a la compresión extremadamente alta. Sin embargo es muy quebradizo, tiene una baja resistencia al choque, y se debe sujetar muy rígidamente para prevenir la ruptura. El esmerilado es difícil y se puede hacer solo con carburo de silicio o muelas de diamante. Los ángulos de salida se deben de mantener a un mínimo. Esto permite velocidades dos o tres veces mayores que las herramientas de aleaciones fundidas, pero a tales velocidades se deben de emplear un avance mucho más pequeño. Son económicos. Las máquinas que emplean herramientas de carburo deben estar rígidamente construidas, tener una amplia potencia, y tener un rango de avances y velocidades apropiadas para el material.

Carburo microgranular: Es un carburo de tungsteno de alta resistencia, alta dureza y tamaño de grano fino, que se usa cuando las velocidades de corte son muy bajas para los carburos normales, pero que las herramientas convencionales no soportarán por desgaste. Se usan cada vez más en herramientas de formado y cuchillas de trazas. Las herramientas de carburo se pueden recubrir con un depósito muy delgado de .05 a .08 mm de carburo de titanio, óxido de aluminio o nitruro de titanio en una base de carburo de tungsteno. Estos recubrimientos reducen el calor causado por el flujo de la viruta sobre la herramienta y los efectos de fusión y adhesión. Las herramientas recubiertas con óxido de aluminio operan a casi el doble de la velocidad de corte que cualquier otro recubrimiento. Las herramientas recubiertas no se recomiendan para piezas que tienen una costra gruesa o inclusiones de arena. Diamantes: Los diamantes usados como herramientas de una sola punta para cortes ligeros y altas velocidades deben de estar rígidamente soportados debido a su alta dureza y fragilidad. Se emplean ya sea para materiales difíciles de cortar con otros materiales para herramientas, o para cortes ligeros de alta velocidad en materiales blandos, en los que la precisión y el acabado superficial son importantes. Se usan comúnmente en el maquinado de plásticos, hule duro, cartón comprimido y aluminio con velocidades de corte de 300 a 1500 m/min. Se usan también para el rectificado de muelas abrasivas, para pequeños dados de estirado de alambre y en ciertas operaciones de rectificado y asentado. El diamante policristalino sinterizado y los diamantes compactos ensamblados en carburo de tungsteno están encontrando uso en las operaciones de desgaste elevado y maquinado de alta velocidad. Estas herramientas se usas en tanto para el maquinado de materiales no ferrosos con alto contenido de silicio como para fibra de vidrio que es muy abrasiva. Herramientas de cerámica: El polvo de óxido de aluminio, junto con aditivos de titanio, magnesio u óxido de cromo se mezcla con algún aglutinante y se transforma con técnicas de metalurgia de polvos, en una herramienta de corte de inserción. El inserto se sujeta en el porta herramientas o se le adhiere por medio de una resina epóxica. El material resultante tiene una resistencia a la compresión extremadamente alta, pero es muy quebradizo. Debido a esto se debe dar a los insertos una inclinación negativa de 5 a 7° para fortalecer su filo cortante y deben estar bien soportados por el porta herramienta. El punto de ablandamiento es mayor de 1100° C y esta característica aunada a su baja conductividad térmica posibilita a la herramienta a operar a altas velocidades de corte y a admitir cortes profundos. Las ventajas son la dureza y la resistencia a altas y bajas temperaturas, alta resistencia a la compresión, falta de afinidad con el material que se corta, resistencia a la craterización y una baja conductividad térmica. Su uso esta limitado solo por su fragilidad, la rigidez, capacidad y velocidad de las maquinas herramientas convencionales y la dificultad para asegurar el inserto en su soporte.

FORMA DE LA VIRUTA Y SU FORMACIÓN Se han clasificado en tres tipos. El tipo 1, una viruta discontinua o fragmentada, representa una condición en la que el metal se fractura en partes considerablemente pequeñas, delante de la herramienta cortante. Este tipo de virutas se obtiene por maquinado de la mayoría de metales frágiles, tales como el hierro fundido y el bronce. En tanto se producen estas virutas, el filo cortante corrige las irregularidades y se obtiene un acabado bastante bueno. La duración de la herramienta es considerablemente alta y la falla ocurre usualmente por desgaste de la superficie de contacto de la herramienta. También se pueden formar virutas discontinuas en algunos materiales dúctiles si el coeficiente de fricción es alto. Tales virutas son una indicación de malas condiciones de corte. Un tipo ideal desde el punto de vista de la duración de la herramienta y el acabado es el tipo 2 continua simple, que se obtiene en corte de todos los materiales dúctiles que tienen un bajo coeficiente de fricción; el metal se deforma continuamente y se desliza sobre la cara de la herramienta sin fracturarse. Se obtienen a altas velocidades de corte y son muy comunes cuando el corte se hace con herramientas de carburo. El tipo 3 es de materiales dúctiles que tienen un coeficiente de fricción considerablemente alto. En cuanto la herramienta inicia el corte, se aglutina algo de material por delante del filo cortante a causa del alto coeficiente de fricción. En tanto el corte prosigue, las virutas fluyen sobre este filo y hacia arriba a lo largo de la cara de la herramienta. Periódicamente una pequeña cantidad de este filo recrecido se separa y sale con la viruta y se incrusta en la superficie torneada. Debido a esta acción el acabado de la superficie no es tan bueno como con el de viruta 2. El filo recrecido permanece considerablemente constante durante el corte y tiene el efecto de alterar ligeramente el ángulo de inclinación. En tanto aumenta la velocidad de corte, el tamaño del filo recrecido disminuye y el acabado de la superficie mejora. Este fenómeno también disminuye, ya sea reduciendo el espesor de la viruta o aumentando el ángulo de inclinación. Al aumentar el ángulo de cizallamiento alpha, el porcentaje de calor generado en el plano de cizallamiento A, disminuirá, pues el flujo plástico del metal se producirá sobre una distancia más corta. El ángulo de cizallamiento se puede aumentar aplicando un refrigerante y reduciendo la fricción entre la viruta y la herramienta adecuadamente. La velocidad de corte tiene el mayor efecto en la temperatura. Para aumentar la rapidez de desprendimiento de metal, se prefiere un aumento en el avance a un aumento en la velocidad. CONTROL DE VIRUTAS El torneado de producción a alta velocidad, el control y la evacuación de las virutas son importantes para proteger al operador y a las herramientas. Las virutas largas onduladas se enredan entre la máquina y la pieza de trabajo.

Sus filos cortantes y su resistencia a la tensión hacen que su eliminación del área de trabajo sea difícil y peligrosa. El rompe virutas ondula y esfuerza a las virutas de tal manera que se rompen en longitudes pequeñas para facilitar su remoción de la máquina. Los métodos empleados incluyen: 1. Esmerilando en la cara de la herramienta a lo largo del filo cortante una pequeña franja a una profundidad de .38 a .76mm (rompe viruta de tipo escalonado). Puede ser ya sea paralelo al filo o ligeramente angulado. El ancho varía de acuerdo al avance, material, velocidad y profundidad de corte y pude ser del rango de 1.6 a 6.4mm 2. Esmerilando una pequeña muesca de unos .8 mm detrás del filo cortante a una profundidad de .25 a .5mm. La dimensión para la distancia del filo a la muesca y su profundidad dependen del avance. 3. Soldando o atornillando una placa delgada de carburo o sujetándola a la cara de la herramienta. En tanto se forma la viruta, esta golpea al filo de la placa y se ondula al grado de que se rompe en piezas cortas. 4. La selección correcta de los ángulos de la herramienta que controlen la dirección de la viruta ondulada, fuerzan a la viruta hacia un obstáculo y la tensionan a su punto de rompimiento. REFRIGERANTES Se puede efectuar una mejora en la acción cortante con el uso de sólidos, líquidos, emulsiones o gases en el proceso de corte. En todas las operaciones de formado y corte se desarrollarán altas temperaturas como resultado de la fricción y a menos que se controlen las temperaturas y las presiones, las superficies metálicas tienden a adherirse unas a otras. Un refrigerante adecuado debe desempeñar las siguientes funciones útiles: 1. Reducir la acción entre la viruta, la herramienta y la pieza de trabajo 2. Reducir la temperatura de la herramienta y la pieza 3. Deslavar las virutas 4. Mejorar el acabado de la superficie 5. Reducir la potencia requerida 6. Aumentar la duración de la herramienta 7. Reducir la posibilidad de corrosión, tanto en la pieza como en la maquina 8. Ayudar a prevenir la soldadura de la viruta en la herramienta Un refrigerante debería ser fisiológicamente adecuado para el operador, inofensivo para la máquina y estable. Deberá tener buenas características de transferencia de calor; no volátil, no espumante, lubricante y tener una elevada temperatura de inflamación. Los sólidos que mejoran la capacidad cortante, incluyen ciertos elementos en los materiales de trabajo, tales como el grafito en el hierro gris. Los líquidos son soluciones con base de agua o aceite con ciertos aditivos para aumentar su efectividad. Los gases incluyen vapor de agua, bióxido de carbono y aire comprimido. La mayoría de los refrigerantes se encuentran en estado líquido, debido a que se pueden orientar sobre la herramienta en el lugar adecuado y reticular fácilmente.

Los refrigerantes químicos son mezclas de componentes químicos disueltos en agua. Su propósito es enfriar, pero se pueden usar tanto para enfriamiento como para lubricación. Los agentes químicos empleados son: 1. Aminas y nitritos para la prevención de herrumbre 2. Nitratos para la estabilización de nitritos 3. Fosfatos y boratos para el ablandamiento del agua 4. Jabones y agentes humectantes para la lubricación y para reducir la tensión superficial 5. Compuestos de fósforo, cloro y azufre para la lubricación química. 6. Cloro para la lubricación 7. Glicoles como agentes agregados y humectantes 8. Germicidas para controlar el crecimiento de bacterias. Las ventajas del uso de un refrigerante provienen del enfriamiento de la herramienta y de la reducción de la fricción. Debido a la aspereza tanto de la viruta como de la pieza maquinada, el refrigerante se puede lanzar en pequeñas cantidades hacia el filo cortante. La mejor aplicación del refrigerante es entre la herramienta y la pieza, o si es posible, entre la viruta y la herramienta. Lo mas efectivo es dirigir el refrigerante a las áreas de interfaz de la herramienta. La vibración de la pieza y la herramienta ayudan a bombear el refrigerante al filo cortante. La acción capilar y la vaporización del lubricante también ayudan a mantener al filo cortante frío y lubricado. Se usan muchos tipos de refrigerantes, dependiendo de la clase de material maquinado y del tipo de operación que se efectúa. Refrigerantes no químicos usados para diversos materiales comunes: 1. Hierro fundido: aire comprimido, aceite soluble o trabajado en seco 2. Aluminio: Lubricante de keroseno, aceite soluble o agua de sosa. 3. Hierro maleable: En seco o aceite lubricante soluble en agua. 4. Latón: Trabajado en seco, aceite de parafina, o compuestos de aceite de manteca. 5. Acero: Aceite soluble en agua, aceite sulfurado, o aceite mineral 6. Hiero forjado: Aceite de manteca o aceite soluble en agua. MAQUINABILIDAD Y ACABADO SUPERFICIAL La maquinabilidad o facilidad con que se puede cortar un material dado está generalmente influida por el tipo y la forma de la herramienta de corte usada. Se expresa en factores tales como la durabilidad de la herramienta, la potencia requerida para hacer el corte, el costo para desprender cierta cantidad de material, o las condiciones superficiales obtenidas. En costos de maquinado se basan únicamente en la duración de la herramienta y los valores de la maquinabilidad. Las pruebas de maquinabilidad indican la resistencia del material que se corta y los resultados son afectados por su composición, dureza, tamaño del grano, micro estructura, características de endurecimiento por trabajo, el tamaño, el tipo y rigidez del equipo, propiedades del refrigerante, avance y profundidad de corte y el tipo de herramienta usada.

Los dos factores que más afectan a la maquinabilidad de un metal son la ductilidad y la dureza. Con forme aumenta la dureza de un metal, la penetración de la herramienta es más difícil y la maquinabilidad disminuye. Para la mayoría de los metales, la dureza aumenta en tanto la ductibilidad disminuye y la elección de un material o un tratamiento térmico es un compromiso entre las condiciones de servicio deseadas y la maquinabilidad. Una buena maquinabilidad no significa un buen acabado superficial; sino que se refiere más bien a la economía asociada con el desprendimiento del metal. Los factores que mejoran el acabado superficial son los cortes ligeros, pequeños avances, velocidades de corte altas, fluidos cortantes, puntas redondas de las herramientas y mayores ángulos de inclinación en herramientas bien afiladas. Hay tres pruebas que se usan para dar amplios valores de maquinabilidad: 1. Una herramienta fija para cepillar se coloca para cortar a una profundidad y avance predeterminados. La velocidad a la que tal herramienta puede funcionar y aun tener una duración de 60 min es una medida de maquinabilidad. 2. El grado de desgaste de una herramienta de corte se determina por inspección o por medio de métodos radiactivos. Los grados de desgaste bajos indican buena maquinabilidad de la pieza de trabajo. No es adecuado para herramientas de carburo o cerámica. 3. Se emplea un dinamómetro para registrar las fuerzas en la herramienta para un conjunto de condiciones dadas. El material que se puede tornear a la más alta velocidad, antes de producir una fuerza arbitraria en el dinamómetro tendrá mejor maquinabilidad. USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ASOCIADAS A LA TERMODINÁMICA DE CORTE DE METALES.

Material de la herramienta

Propiedades

Acero no aleado

Es un acero con entre 0,5 a 1,5% de concentración de carbono. Para temperaturas de unos 250 º C pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado para grandes velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales, para la fabricación de herramientas de turno. Estos aceros se denominan usualmente aceros al carbono o aceros para hacer herramientas (WS).

Acero aleado

Contiene como elementos aleatorios, además del carbono, adiciones de wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros débilmente aleados y aceros fuertemente aleado. El acero rápido (SS) es un acero fuertemente aleado. Tiene una elevada resistencia al desgaste. No pierde la dureza hasta llegar a los 600 º C. Esta resistencia en caliente, que es debida sobre todo al alto contenido de volframio, hace posible el torneado con velocidades de corte elevadas. Como el acero rápido es un material caro, la herramienta usualmente sólo lleva la parte cortante hecha de este material. La parte cortante

o placa van soldadas a un mango de acero de las máquinas.

Metal duro

Los metales duros hacen posible un gran aumento de la capacidad de corte de la herramienta. Los componentes principales de un metal duro son el volframio y el molibdeno, además del cobalto y el carbono. El metal duro es caro y se suelda en forma de plaquetas normalizadas sobre los mangos de la herramienta que pueden ser de acero barato. Con temperaturas de corte de 900 º aunque tienen buenas propiedades de corte y se puede trabajar a grandes velocidades. Con ello se reduce el tiempo de trabajo y además la gran velocidad de corte ayuda a que la pieza con la que se trabaja resulte lisa. Es necesario escoger siempre para el trabajo de los diferentes materiales la clase de metal duro que sea más adecuada.

Cerámicos

Estable. Moderadamente barato. Químicamente inerte, muy resistente al calor y se fijan convenientemente en soportes adecuados. Las cerámicas son generalmente deseable en aplicaciones de alta velocidad, el único inconveniente es su alta fragilidad. Las cerámicas se consideran impredecibles en condiciones desfavorables. Los materiales cerámicos más comunes se basan en alúmina (óxido de aluminio), nitruro de silicio y carburo de silicio. Se utiliza casi exclusivamente en plaquetas de corte. Con dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. Se deben evitar los bordes afilados de corte y ángulos de desprendimiento positivo.

Cermet

Estable. Moderadamente caro. Otro material cementado basado en carburo de titanio (TiC). El aglutinante es usualmente níquel. Proporciona una mayor resistencia a la abrasión en comparación con carburo de tungsteno, a expensas de alguna resistencia. También es mucho más químicamente inerte de lo que. Altísima resistencia a la abrasión. Se utiliza principalmente en en convertir los bits de la herramienta, aunque se está investigando en la producción de otras herramientas de corte. Dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. No se recomiendan los bordes afilados generalmente.

Diamante

Estable. Muy Caro. La sustancia más dura conocida hasta la fecha. Superior resistencia a la abrasión, pero también alta afinidad química con el hierro que da como resultado no ser apropiado para el mecanizado de acero. Se utiliza en materiales abrasivos usaría cualquier otra cosa. Extremadamente frágil. Se utiliza casi exclusivamente en convertir los bits de la herramienta, aunque puede ser usado como un revestimiento sobre muchos tipos de herramientas. Se utilizan sobre todo para trabajos muy finos en máquinas especiales. Los bordes afilados generalmente no se recomiendan. El diamante es muy duro y no se desgasta.

DURACIÓN DE LA HERRAMIENTA Es un factor importante, pues se pierde un tiempo considerable siempre que una herramienta se afila y se monta nuevamente. La duración de la herramienta es una medida de la cantidad de tiempo en que una herramienta cortará satisfactoriamente, y como la maquinabilidad, se puede medir de diversas maneras. El desgaste en una herramienta es evidente en dos lugares. Uno es el flanco de la herramienta, en donde una pequeña superficie, que se extiende desde la punta hasta alguna distancia por debajo, se desgasta. En las herramientas para alta velocidad, se considera que se ha producido una falla si esta superficie se ha desgastado 1.58 mm, y para las herramientas de carburo .76 mm. También se produce desgaste en la cara de la herramienta en la forma de un pequeño cráter o depresión por detrás de la punta; esta depresión resulta de la acción de abrasión de la viruta al pasar sobre la cara de la herramienta. La duración de la herramienta disminuye en tanto aumenta la velocidad de corte. Las curvas de la duración de la herramienta se trazan como la duración de la herramienta en minutos, contra la velocidad de corte en metros por minuto o en centímetros cúbicos del metal desprendido. En algunos casos se determina la duración por mediciones en el acabado superficial y en otros por el aumento de la fuerza sobre un dinamómetro. Cuando se traza la velocidad de corte como función de la duración de la herramienta sobre escalas logarítmicas resulta una línea recta. Causas en el deterioro de la herramienta: Afilado incorrecto de los ángulos de la herramienta: Los ángulos de corte dependen de los materiales a cortar; sus valores se han registrado en manuales, literatura de fabricantes y otras fuentes. Perdida de la dureza de la herramienta: Ocasionada pro el excesivo calor generado en el filo cortante; esta situación se remedia con el uso de refrigerantes o reduciendo la velocidad de corte. Rompimiento o astillamiento del filo cortante: Esto puede ser causado al hacer un corte demasiado fuerte o por un ángulo de filo demasiado pequeño. Desgaste natural y abrasión: Todas las herramientas se desafilan por abrasión. Este proceso se acelera por el desarrollo de un cráter justamente por detrás del filo cortante. Este efecto se puede reducir con una adecuada selección del material de la herramienta. Fractura de la herramienta por una carga pesada: Esta condición se reducirá materialmente si las herramientas cortantes se sujetan rígidamente con un voladizo mínimo. VELOCIDADES DE CORTE Y AVANCES La velocidad de corte se expresa en metros por minuto y en un torno es la velocidad superficial o velocidad a la que la pieza pasa al cortador. Para mantener una velocidad de corte recomendada es necesario aumentar materialmente las revoluciones conforme el diámetro disminuye.

El término Avance se refiere a la velocidad a que una herramienta cortante o una muela de rectificar se desplaza a lo largo o en la superficie de la pieza de trabajo. Para las máquinas en las que gira la pieza, el avance se experimenta en milímetros por revolución; para las maquinas en las que la herramienta o pieza son alternativas, se expresa en milímetros por golpe; y para piezas fijas y herramientas giratorias se expresa en milímetros por revolución de la herramienta. Los siguientes factores necesitarán un avance reducido para una herramienta dada: La velocidad de corte muy elevada, una pieza más dura, una pieza más dúctil, menos refrigerante, desafilado de la herramienta o una rigidez reducida en la pieza o en la maquina. SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.

El ingeniero industrial observa a la manufactura como un mecanismo para la transformacion de materiales utiles para la sociedad. Tam,bien es considerada como la estructuracion y organización de accionesque permiten a un sistema lograr una tarea determinada.

Considerando que de los ingenieros industriales una de sus actividades fundamentales en los sistemas productivos es la planeación de los procesos y que en ellos debe cuidar que la producción sea económica y eficiente. Este profesional adquiere un conjunto de responsabilidades, de las cuales deberá siempre estar pendiente. A continuación se presentan algunas de estas responsabilidades:

Diseño de los sistemas productivos Planeación Control y la retroaliementación en los sistemas Seguridad Control de calidad Control de la contaminación ambiental

CONCLUSIÓN

Al finalizar este trabajo puedo decir que se conoce como herramientas de corte atodas aquellas herramientas que funcionan a través de arranque de viruta, estoquiere decir que las herramientas de corte son todas aquellas herramientas quepermitan arrancar, cortar o dividir algo a través de una navaja filosa.Estasherramientas de corte son de mucha utilidad, sobre todo en la industria, como loson la maderera, la textil, en la construcción.Este tipo de herramientas debe contar con ciertas características para poder serutilizables y realmente eficaces en su desempeño:Las herramientas de corte deben ser altamente Las herramientas de corte deben conservar su resistentes a desgastarse. Deben tener buenas propiedades filo aun en temperaturasmuy elevadas. Debe ser una Deben tener un bajo coeficiente de fricción de tenacidad Alta herramienta que no necesite volverse a afilar constantemente resistencia a los choques térmicos

BIBLIOGRAFÍA

1. José Aguilar Peris, “Curso de Termodinámica”, Pearson Educación, S.A., Edición 2001. 3. David R. Gaskell, “IntroductiontotheThermodynamics of Materials”, Taylor & Francis, 3ª edición, 1995. 4. David R. Gaskell, “IntroductiontoMetallurgicalThermodynamics”, McGraw-Hill, 1973