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TECNOLOGÍA DE LA REMOCIÓN DE MATERIALES, 12.1, 12.2, 12.4, 12.4, 12.5, 12…
TECNOLOGÍA DE LA REMOCIÓN DE MATERIALES
Se emplean procesos industriales como unión, formado, moldeado, colada y corte.
El proceso de cortar un material a fin de darle la forma deseada dentro de especificaciones se llama
maquinado
(mecanización).
Los procesos de maquinado remueven el material con la formación de virutas o la separación del material.
I. MAQUINABILIDAD
b. Relaciones de maquinabilidad
Se basa en la maquinabilidad del acero al carbono AISI-B1112, al cual se le asigna un valor de 100.
Como ayuda para determinar la velocidad de corte y el avance en el maquinado, existen varias relaciones de maquinabilidad para ciertos materiales
Conforme se reduce la relación de maquinabilidad, aumenta la potencia necesaria para el trabajo y disminuyen la duración de la herramienta y la calidad del acabado de superficie.
a. Factores que influyen en la maquinabilidad
pueden clasificarse por consideraciones del:
2. Diseño
Se debe prever cierta separación entre el trabajo y los bordes no cortantes de la herramienta.
3. Tipo de herramientas
Deben ser de suficiente dureza para mantener un filo aceptable al trabajar materiales duros.
4. Lubricación
Ayuda a enfriar la pieza de trabajo y la herramienta de corte, a la vez que reduce la fricción durante el maquinado.
1. Material
incluyen:
estructura interna
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tratamiento térmico
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propiedades físicas
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otros factores relacionados:
6. Velocidad de corte
Depende del material e influye en la facilidad para trabajarlo.
5. Profundidad del corte y la cantidad de avance
Se reflejan en la calidad del acabado de la superficie.
A la facilidad para remoción del material, la calidad de la superficie resultante y la duración de la herramienta de corte, se llama maquinabilidad o facilidad de maquinado.
II. FORMACIÓN DE VIRUTAS
a. Tipos de virutas
2. Virutas continuas
Se producen con la deformación continua del material directamente delate de la herramienta de corte.
Se forma al cortar un material dúctil con la velocidad un tanto alta.
Tiene una superficie posterior lisa y un frente áspero y deformado.
3. Virutas continuas con borde acumulado
Similares a las continuas, pero se forma un borde de masa acumulada de material junto al filo de la herramienta.
La acción de corte es fricción en vez de corte.
La lubricación reduce la fricción y esto, a su vez, aminora el calentamiento y la probabilidad de formación de bordes acumulados.
1. Virutas discontinuas o segmentadas
Se forma porque el material de trabajo tiene alta resistencia a la compresión y a la deformación plástica.
También pueden formarse virutas discontinuas al cortar un material dúctil si se utilizan bajas velocidades de corte y avance fuerte
ventaja:
se eliminan con más facilidad que otros tipos de virutas.
El tipo de viruta depende de la velocidad de corte, tipo de herramienta, propiedades del material, temperatura en la zona de corte y la profundidad y avance del corte.
Las virutas, básicamente, son el resultado del movimiento de una herramienta de corte debajo o dentro y a lo largo del material de trabajo.
La deformación por cizallamiento ocurre en diferentes etapas del maquinado, según el tipo de material.
La ruptura o separación ocurre cuando se llega a un valor crítico para cualquier material.
III. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS DE CORTE
Los materiales comunes para herramientas de corte incluyen:
3. Aleaciones coladas
Se cuelan para formarlas, en vez de forjarlas o maquinarlas.
Son una combinación de cromo, tungsteno, carbono y cobalto.
El material es muy duro y difícil para maquinarlo y, por tanto, se funde la aleación a la forma deseada.
Las herramientas de aleación fundida tiene alta resistencia a la abrasión y la corrosión.
4. Carburos cementados
Se componen de carbono, un aglutinante y algún material de aleación, por lo general tungsteno, tantalio o titanio.
Se hacen con metalurgia de polvos.
se utilizan dos métodos:
- prensado en caliente
se aplica presión y calor al mismo tiempo. El calentamiento a alta temperatura ocasiona la fusión de las partículas entre sí.
- prensado en frío
se mezclan los ingredientes, se comprimen a alta presión y se sinterizan entre 816 y 1650°C.
los cuatro tipos de cortes son :
usos generales
acabado ligero
desbastado
precisión
2. Aceros de alta velocidad (rápidos)
Son de diversas aleaciones para mejorar las propiedades de las herramienta.
Se identifican de acuerdo con su contenido de aleación como cobalto, molibdeno y tungsteno. El tungsteno aumenta la capacidad de resistencia de la herramienta al calor.
Los aceros para herramientas se clasifican: por su tratamiento y por sus propiedades físicas.
5. Materiales cerámicos
Son óxidos de aluminio, silicio o magnesio.
Se fabrican con metalurgia de polvos.
Los óxidos se comprimen y sinterizan por:
- prensado en caliente
se utiliza, presión y calor para la formación y sinterización parcial del material
- prensado en frío
compacta el material en el molde, con presiones; se saca la herramienta formado y se sinteriza.
1. Aceros al carbono
El contenido de carbono en las herramientas de corte es entre 0.90 a 1.10%.
Tiene buena resistencia y dureza.
Se utiliza para corridas cortas de producción y son de bajo costo.
6. Diamantes
Son muy deseables en las herramientas de corte.
Su uso exige una fuerte inversión.
General Electric Company produce diamantes sintéticos con las mismas cualidades, pero a menor costo.
Su empleo es para un acabado de alta calidad en el maquinado. También para rectificar y limpiar ruedas de esmeril.
IV. GEOMETRÍA DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE
características comunes incluyen:
d. Ángulo superior de inclinación
Es la pendiente de la cara de la herramienta desde la nariz hacia atrás en la herramienta.
Se debe tener al mínimo para dar más apoyo a la arista cortante.
e. Ángulo de rebajo
Llamados también
ángulo de incidencia
, se han provisto debajo de la arista cortante para permitir que la herramienta penetre en la pieza de trabajo
Evitan la frotación de la herramienta contra el trabajo durante el corte.
c. Ángulo de inclinación lateral
Es el ángulo en la cara de la herramienta con pendiente hacia atrás desde la arista corriente lateral
Se mide en un plano paralelo a la dirección del avance o perpendicular con el extremo de la herramienta.
Son deseables para cortar materiales dúctiles.
b. Ángulos de inclinación (ataque)
Utilizados para dirigir la orientación de la viruta incluyen los ángulos de desprendimiento trasero y de inclinación lateral.
Se encuentran en la cara cíe la herramienta y tienen una pendiente hacia atrás y en alejamiento de las aristas cortantes.
Influye en la compresión del material de trabajo delante de la herramienta.
f. Rebajo de extremo
Se provee en el extremo de la herramienta de corte en donde la superficie se inclina hacia abajo en alejamiento del extremo de la arista y la nariz de la herramienta.
a. Bordes cortantes (filos)
Se encuentran en el lado y extremo del vástago de la herramienta.
2. Corte secundario
Se encuentra en el extremo del vástago o cuerpo de la herramienta. Se rebaja un ángulo desde la nariz de la herramienta hasta el lado opuesto al ángulo del corte principal.
1. Corte principal
Es el borde o arista cortante principal de la herramienta, a partir de la nariz o radio.
g. Radio o nariz
Es la punta ligeramente redondeada de la herramienta de corte.
La nariz y el radio de la herramienta es donde se intersecan las aristas de corte de extremo y laterales.
El radio de la nariz es para mejorar el acabado de la superficie y reforzar la herramienta.
Pueden ser de
una punta o de puntas múltiples
. Ambos tipos tienen un borde cortante o filo y componentes comunes en su geometría.
v. LUBRICACIÓN
tipos de lubricación:
d. Aire comprimido o en seco
Se utiliza en lugar de aceites de corte para ciertos materiales.
Reduce la temperatura por convección y arrastra las virutas.
e. Aplicación de los fluidos para corte
Los fluidos de corte se deben aplicar directamente en el punto de corte, con rapidez y en gran volumen.
sistemas más comunes para aplicación son:
2. Chorro de presión
En el método se emplean una bomba y una boquilla para enviar un chorro de lubricante con alta velocidad hasta el punto de corte.
3. Nebulización
Se emplean aire comprimido y fluidos de corte; éste se atomiza con la alta presión del aire comprimido.
1. Inundación
La
inundación
del área de corte con grandes volúmenes de fluido refrigerante reduce la generación de calor en ella.
c. Queroseno (petróleo diáfano)
Sirven para lubricar y enfriar el área de corte.
Se utilizan para cortar aluminio, aleaciones de aluminio y latón.
Aumenta la fuerza o profundidad del corte.
b. Aceites solubles
Son una combinación de aceite y agua; como no producen una solución, se agrega un emulsificador.
Son un lubricante de bajo costo para operaciones de corte ligero y sus aplicaciones comunes incluyen esmerilado, fresado, taladro y torneado.
a. Aceites simples para corte
pueden ser:
2. Minerales
La ventaja es que lubrica y enfría la herramienta y el trabajo y, además, lubrica las partes de la máquina.
3. Animales
Se deriva de la grasa y el aceite de manteca es el más común.
El aceite se manteca se utiliza para operaciones de maquinado pesado.
El aceite de manteca y otros de origen animal son muy costosos.
1. Vegetales
Sirven para realizar operaciones de corte ligero.
Su propósito principal es reducir la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo.
la lubricación hace:
Reduce las posibilidades de bordes acumulados.
Ayuda a eliminar las virutas.
Ayuda a mejorar el acabado de la superficie.
Permite maquinar con mayor exactitud.
Disminuir la potencia necesaria para el maquinado.
