Carracedo Ramiro

1. MECANIZADO: FUNDAMENTOS Y HERRAMIENTAS Carracedo Ramiro Materiales IIInstituto Balseiro2013

2. FUNDAMENTOS DEL CORTE • En un proceso de corte se remueve material de la superficie de una pieza y se producen virutas, con el fin de obtener una cierta forma de la pieza y/o un determinado acabado superficial

3. Procesos mas comunes de corte • Cilindrado • Fresado de placa • Trozado • Fresado de acabado

4. Factores que influyen en el proceso Variables independientes: • Material, estado de la herramienta • Material, estado y temperatura de la pieza • Parámetros de corte ( velocidad, avance, profundidad) • Fluidos de corte • Características de la maquina herramienta (rigidez, amortiguamiento) • Sujeción y soporte de la pieza

5. Factores que influyen en el proceso Variables dependientes: • Tipo de viruta • Fuerza y energía disipadas • Aumento de temperatura (en herramienta, viruta y pieza) • Desgaste de la herramienta • Acabado superficial de la pieza

6. Mecánica del corte: Corte ortogonal

7. Angulo del plano de corte • Importancia: Influye sobre la fuerza y potencia del proceso, • y por lo tanto sobre la temperatura. Deformación cortante : Viruta mas ancha (mayor disipación de energía)

8. TIPOS DE VIRUTA Continua Borde acumulado Escalonada o segmentada Discontinua Importancia: Acabado superficial, vida de la herramienta, vibración.

9. TIPOS DE VIRUTA

10. Corte Oblicuo Angulo efectivo de ataque:

11. Fuerzas y Potencia de corte Fuerzas sobre la herramienta: Sobre la cara de la herramienta: En el plano cortante:

12. Fuerzas y Potencia de corte Potencia: Se disipa en la zona de cizallamiento y en la cara de ataque (por fricción)

13. TEMPERATURA EN EL CORTE • La energía disipada en el corte se convierte en calor que aumenta la temperatura de la pieza y la herramienta • Es importante conocer el incremento de temperatura: • Afecta la resistencia, dureza y desgaste de la herramienta • Exactitud dimensional • Daños sobre la superficie maquinada

14. TEMPERATURA EN EL CORTE • Fuentes Principales: Zona primaria de corte, Interfase herramienta-viruta. Temperatura media en el torneado: Energía que pasa a cada componente Distribución típica de temperatura

15. VIDA DE LAS HERRAMIENTAS Desgaste De flanco: se presenta en la superficie de incidencia de la herramienta Relación de Taylor: Todos los factores: (valores característicos) • De cráter: se da en la cara de ataque. • - Se debe al mecanismo de difusión. • Cambia la geometría de la interfase. • Aumenta con la temperatura

16. Curvas de vida de herramienta

17. VIDA DE LAS HERRAMIENTAS Desportillamiento • Rotura y expulsión de una pequeña parte del filo de la herramienta. • Perdida repentina de material, que produce un efecto negativo sobre el • Acabado superficial, la integridad superficial y la exactitud dimensional. • Causas: • Choque térmico • Fatiga térmica

18. Vigilancia del estado de la herramienta • Vigilancia directa: Medición óptica del desgaste. • Vigilancia indirecta: Correlación del estado de la herramienta con variables de proceso. • Técnica de emisión acústica • Transductores de fuerzas

19. MAQUINABILIDAD • Se define en función de cuatro factores: • Acabado e integridad superficial • Duración de la herramienta • Requerimientos de fuerza y potencia • Control de viruta

20. MAQUINABILIDAD: Aceros

21. MAQUINABILIDAD: Otros Metales

22. MATERIALES DE HERRAMIENTAS • La herramienta debe poseer las siguientes características: • Dureza, dureza en caliente • Tenacidad • Resistencia al desgaste • Estabilidad química

23. Aceros

24. Aleaciones de cobalto • Composición: Cobalto, Cromo y Tungsteno • Gran dureza: resistencia al desgate • Mantiene la dureza a altas temperaturas • Baja tenacidad • Se fabrican por fundición y luego se esmerilan. • Uso actual: Cortes de desbaste

25. Carburos • Gran dureza en un amplio margen de temperaturas • Alto modulo de elasticidad y conductividad térmica • Baja dilatación térmica • Hay dos grupos Básicos: • Carburo de Titanio (TiC) • Carburo de Tungsteno (WC)

26. Carburos

27. Carburos: insertos

28. Herramientas Recubiertas

29. Cerámicas a base de Alúmina • Se prensan en frio y se sinterizan a alta temperatura. • Alta resistencia a la abrasión y dureza en caliente • Poca tendencia a formar borde acumulado • Sensible al choque térmico • Eficientes en cortes de acabado de alta velocidad e ininterrumpidos • Carecen de tenacidad, para reducir la falla, la maquina debe tener buena rigidez y capacidad de amortiguamiento • Cermets: 70% alúmina, 30% Carburo de Titanio • Mejor resistencia, tenacidad y confiabilidad • Adecuados para cortes ligeros de desbaste y de acabado a alta velocidad

30. Nitruro de Boro Cúbico (cBN) • Material mas duro después del diamante • Se fabrica por sinterización de una capa de 0,5 a 1 mm sobre un sustrato de carburo. • Frágiles • Proporciona una resistencia muy alta al desgaste • Maquinado en seco para evitar choque térmico

31. Diamante • Es el material mas duro • Baja fricción y alta resistencia al desgaste • Es frágil (se usan ángulos de ataque bajos) • Se desgasta por microdesportillamiento y por transformación a carbono. • Fabricación parecida a las herramientas de cBN • Se pueden usar a cualquier velocidad • Gran afinidad química, por lo que no se recomienda para maquinar aceros o aleaciones a base de Titanio, Níquel y Cobalto. • Se usa principalmente para lograr buen acabado superficial y exactitud dimensional

32. FLUIDOS DE CORTE • Reducir la fricción y el desgaste • Reducir las fuerzas y el consumo de energía • Refrigerar • Lavar y retirar viruta • Proteger la superficie maquinada contra la corrosión del ambiente

33. FLUIDOS DE CORTE • Tipos: • Aceites • Emulsiones • Semisintéticos • Sintéticos • Métodos de Aplicación • Por inundación: se inyecta el fluido a baja presión sobre la zona de corte. • Por niebla: se vaporiza el fluido sobre la zona de corte, suministra fluido a áreas inaccesibles. Mejor visibilidad. • Alta presión: mejora la rapidez de remoción de calor, trabaja como rompedor de virutas