Tema Herramientas de Corte

2.2 SELECCIÓN DE HERRAMIENTAS Y PARAMETROS DE CORTE

2.2.1 TIPOS DE HERRAMINETAS

De acuerdo a su uso se clasifican en dos tipos:

1. Herramienta hecha de un único material (generalmente

acero), y

2. Herramienta con plaquetas de corte industrial.

La principal diferencia es que la punta de las segundas está

hecha de otro material con mejores propiedades (como acero al carbono).

Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López

2.2.2 Materiales para herramientas de corte

Tipos de materiales:

•Aceros rápidos (HSS)

•Carburos

•Cermets

•Cerámicos

•Nitruro de Boro Cúbico (CBN)

•Diamante


Acero rápido (HSS)

• El acero rápido es un acero aleado con los elementos y composición adecuados para lograr un gran número de partículas de carburo, duras y resistentes al desgaste. Aleado con 0,7 a 1,4% de carbono, cantidad variable de cromo, molibdeno, tungsteno, vanadio y, en algunos tipos, cobalto.

• Resistencia a la abrasión. Los carburos de vanadio son los más duros y resistentes al desgaste; de aquí que todos los aceros rápidos lleven este elemento en mayor o menor proporción.

• Tenacidad. De los elementos aleados, el molibdeno es el que proporciona al acero mayor tenacidad, mientras que los aceros rápidos con alto porcentaje en cobalto son más frágiles. Las fresas y brocas suelen ser de acero al molibdeno, mientras que en herramientas de torno de corte continuo se emplea más las de cobalto.

• Dureza en caliente. La dureza en caliente es la capacidad de soportar elevadas temperaturas en el filo de corte. El cobalto proporciona al acero rápido mayor dureza en caliente y estabilidad térmica, permitiendo mayores velocidades de corte, pero produce un efecto negativo sobre la tenacidad.

• Maquinabilidad. La facilidad de mecanizar las herramientas de acero rápido depende de la naturaleza de los carburos, así como del tamaño, número y disposición de los mismos. El azufre también facilita la maquinabilidad.


CarburosEl ingrediente principal es el polvo de carburo de tungsteno. Este carburo se

mezcla con un 5 a 10% de cobalto en polvo, que funciona como aglomerante,

y una pequeña cantidad de parafina. Tiene propiedades importantes

resistencia al desgaste, a la deformación plástica y tenacidad.

La base de carburo cementado es recubierta con carburo de titanio (TiC),

nitruro de titanio (TiN), óxido de aluminio (Al2O3) y nitruro de titanio carbono

(TiCN), nitruro de titanio y aluminio (TiAlN).

Las características principales de los recubrimientos se resumen en los siguientes

puntos:

•Aumentan la dureza en los filos de corte de la herramienta.

•Facilitan la disipación del calor acumulado en el filo de corte.

•Baja conductividad térmica que favorece la eliminación del calor a través de la

viruta.

•Aumentan la resistencia a la abrasión, disminuyen la afinidad herramienta-pieza.

•El grosor del recubrimiento varía entre 0.0001”y 0.0005”.Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López

INSERTOS DE CARBURO

CermetsAunque el nombre es aplicable incluso a las

herramientas de carburo cementado, en este caso

las partículas base son de TiC, TiCN, TiNen vez de

carburo de tungsteno. El aglomerante es níquel-

cobalto. Buena resistencia al desgaste y formación

de cráteres, alta estabilidad química y dureza en

caliente. Baja tendencia a la oxidación y a la

formación del filo recrecido. Los cermets se aplican

mejor a aquellos materiales que producen una viruta dúctil, aceros y las fundiciones dúctiles.Materia: Manufactura Moderna

Docente: M.I.I Sergio Morales López

CerámicosSon muy duras, y son químicamente inertes, pero son más frágiles o

quebradizas que los carburos u otros materiales. La resistencia a la

compresión de las herramientas de cerámica es muy alta, y tienen baja

conductividad térmica. Como son bastante frágiles, deben estar muy

bien soportadas en portaherramientas, porque se pueden romper o

dañar con facilidad si la máquina vibra. Las herramientas de cerámica

son muy resistentes al desgaste, y en la máquina adecuada se pueden

trabajar al doble de la velocidad de corte que en las máquinas con

herramientas de carburo. En algunos casos, hasta se pueden trabajar

a mayores velocidades. Las herramientas de cerámica no se deben

utilizar para cortes interrumpidos.


Nitruro de Boro Cúbico (CBN)Es uno de los materiales más duros. Dureza

extrema en caliente, alta conductividad térmica,

excelente resistencia al desgaste y en general

buena estabilidad química durante el mecanizado.

Es frágil, pero más tenaz que las cerámicas. Las

forjas de acero, el acero endurecido y componentes

endurecidos en su superficie son algunos de los

materiales ideales a maquinar con el CBN.

Diamante policristalino (PCD) Es casi tan duro como el diamante natural. Este diamante sintético tiene una

increíble resistencia al desgaste y una baja conductividad térmica. Sin embargo,

son muy frágiles. La vida de la herramienta es hasta cien veces mayor que la del

carburo cementado. Sin embargo, tiene algunas desventajas como es que las

temperaturas de corte no deben exceder 600ºC, no puede ser usado para cortar

materiales ferrosos porque existe afinidad, y no sirve para cortar materiales

tenaces.


Velocidad de corte y avance

• Velocidad de corte o del husillo: pies por minuto o metros por minuto

• RPM = =

• VC = Velocidad de corte en pies por minuto

• D = Diámetro de la pieza en pulgadas

• RPM = = =

• VC = Velocidad de corte en metros por minuto

• D* = Diámetro de la pieza en centímetros

• D = Diámetro de la pieza en milímetros

VC x 4

D

VC x 100

x D

VC x 12

x D

VC x 32

D*

VC x 320

D


Velocidades de corte del torno usando una

herramienta de corte de alta velocidad HSS

Material

Torneado y perforado Roscado

Desbastado Afinado

m/min ft/minm/min ft/min m/min ft/min

Acero para maquinaria

Acero para herramienta

Hierro fundido

Bronce

Aluminio

27

21

18

21

61

90

70

60

90

200

30

27

24

30

93

100

90

80

100

300

11

9

8

8

18

35

30

25

25

60


Avance para varios materiales

usando herramienta de corte de alta velocidad

Material

Corte de desbastado Cortes de acabado

Milímetros Pulgadas Milímetros Pulgadas

Acero para maquinaria

Acero para herramienta

Hierro vaciado

Bronce

Aluminio

0.25 – 0.50

0.25 – 0.50

0.40 – 0.65

0.40 – 0.65

0.40 – 0.75

0.010 – 0.020

0.010 – 0.020

0.015 – 0.025

0.015 – 0.025

0.015 – 0.030

0.07 – 0.25

0.07 – 0.25

0.13 – 0.30

0.07 – 0.25

0.13 – 0.30

0.003 – 0.010

0.003 – 0.010

0.005 – 0.012

0.003 – 0.010

0.005 – 0.010


0.020 0.020

0.960

AVANCE DE LA HERRAMIENTA

Material que arranca: 0.040

La condición de la máquina

El tipo de herramienta de corte

La rigidez de la pieza

Profundidad de corte


• En el trabajo de torno, se define como el rebaje o corte que se quita con la herramienta de corte y depende de:

las condiciones de la máquina,

el tipo de herramienta de corte que se usa

la rigidez de la pieza

• En torneado fino la profundidad de corte depende del tipo de pieza y del acabado que se necesita, pero nunca debe ser menor a 0.005 pulgadas.

Profundidad de corte


3.3 GEOMETRIA DE HERRAMIENTA


1 Abrasión 2 Difusión

3 Oxidación 4 AdhesiónMateria: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López

FILO RECRECIDO

•Adhesión de material en la superficie de

desprendimiento y la punta de la herramienta.

•Se da con materiales dúctiles (Aluminio o aceros de

bajo contenido en C) a bajas velocidades de corte.

Deformación plástica.

DESGASTE DE CRATER


SELECCIÓN DE HERRAMIENTA DE CORTE

1. TIPO DE OPERACIÓN A REALIZAR2. FORMA Y MATERIAL DE LA PIEZA DE

TRABAJO3. MAQUINA HERRAMIENTA A

EMPLEAR4. CONDICIONES DE CORTE5. ACABADO QUE SE REQUIERE6. ESTABILIDAD GENERAL

(VIBRACIONES)7. COSTO DEL PROCESO DE

MECANIZADO


Matéria: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López

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