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Mecanizado: fundamentos y herramientas

Enviado por Pablo Turmero


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    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

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    Procesos mas comunes de corte Cilindrado

    Fresado de placa

    Trozado

    Fresado de acabado

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    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

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    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

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    Mecánica del corte: Corte ortogonal      

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    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)

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

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    TIPOS DE VIRUTA

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    Corte Oblicuo       Angulo efectivo de ataque:    

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

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

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    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

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

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    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

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    Curvas de vida de herramienta

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    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

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    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 Vigilancia del estado de la herramienta

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    MAQUINABILIDAD Se define en función de cuatro factores:

    Acabado e integridad superficial Duración de la herramienta Requerimientos de fuerza y potencia Control de viruta

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    MAQUINABILIDAD: Aceros

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    MAQUINABILIDAD: Otros Metales

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    MATERIALES DE HERRAMIENTAS La herramienta debe poseer las siguientes características:

    Dureza, dureza en caliente Tenacidad Resistencia al desgaste Estabilidad química

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    Aceros

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    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

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    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)

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    Carburos

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    Carburos: insertos

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    Herramientas Recubiertas  

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    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 Cerámicas a base de Alúmina

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    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

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    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

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    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

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    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 FLUIDOS DE CORTE