PROCESOS DE ARRANQUE DE VIRUTA

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA A DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA
NUCLEO BARINAS
PROCESOS DE ARRANQUE DE VIRUTA
INGENIERIA MECANICA
SECCION “B”
7MO SEMESTRE
INGº CARLOS SANCHEZ
PROCESOS DE FABRICACION II
FLORES FELIX
POZUELO RODOLFO
PEÑA FRANK
FALCON JOSE
JEFFERSON MORALES
BARINAS, MAYO DE 2010
PROCESOS DE ARRANQUE
DE VIRUTA
NOMENCLATURA DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE
Existen diversos tipos de herramientas de corte, entre las que se
destacan las monofilo, las multifilo y las abrasivas. Las
herramientas monofilo se usan en las operaciones principales
de torneado, las multifilo se usan en operaciones de fresado y
taladrado, y las abrasivas en procesos de rectificado.
Las herramientas de corte monofilo (un filo) estructuralmente
constan de dos partes, una cortante (o elemento productor de
viruta) y otra denominada cuerpo. Se encuentran normalmente
en tornos, tornos revólver, cepillos, limadoras, mandrinadoras
y máquinas herramientas semejantes.
HERRAMIENTAS PARA ARRANQUE DE VIRUTA
Las herramientas de corte deben poseer ciertas características
específicas, entre las que se destacan: resistencia mecánica,
dureza, tenacidad, resistencia al impacto, resistencia al desgaste
y resistencia a la temperatura (porque en un proceso de
mecanizado con herramientas tradicionales tº herramienta > tº
pieza > tº viruta ; con herramientas más avanzadas se logra
concentrar el aumento de temperatura en la viruta). La selección
de la herramienta de corte va a depender de la operación de
corte a realizar, el material de la pieza, las propiedades de la
máquina, la terminación superficial que se desee, etc.
GEOMETRIA DE LA HERRAMIENTA DE UN SOLO FILO
Partes de la herramienta monofilo
GEOMETRIA DE LA HERRAMIENTA DE UN SOLO FILO
En la herramienta monofilo se pueden destacar:
• La cara, que es la superficie o superficies sobre las cuales
fluye la viruta (superficie de desprendimiento).
• El flanco, que es la superficie de la herramienta frente a
la cual pasa la superficie generada en la pieza (superficie de
incidencia).
• El filo es la parte que realiza el corte, siendo el filo
principal la parte que ataca directamente a la pieza y el filo
secundario la parte restante.
• La punta de la herramienta es el lugar donde se interceptan el
filo principal y secundario.
FLUJO DE VIRUTA
El tipo de viruta producida durante el corte de metales depende
del material que se esté mecanizando y de las condiciones de
corte utilizadas. Sin embargo, existen tres tipos básicos de
formación de virutas que se encuentran en la práctica: la
viruta continua, la viruta continua con recrecimiento del filo y la
viruta discontinua.
La viruta continua es común cuando se mecanizan la mayoría de
los materiales dúctiles, tales como hierro forjado, acero suave,
cobre y aluminio. Puede decirse que el corte bajo estas
condiciones es un proceso estable, pues es básicamente un
cizallamiento del material de trabajo con el consecuente
deslizamiento de la viruta sobre la cara de la herramienta de
corte. La formación de la viruta tiene lugar en la zona que se
extiende desde el filo de la herramienta hasta la unión entre las
superficies de la pieza; esta zona se conoce como la zona de
deformación primaria.
FUJO DE VIRUTA
La formación de viruta continua con recrecimiento del filo. Bajo
ciertas condiciones, la fricción entre la viruta y la herramienta
es suficientemente grande para que la viruta se suelde a la
cara de la herramienta. La presencia de este material soldado
aumenta aún más la fricción, y este aumento induce el
autosoldado de una mayor cantidad de material de la viruta. El
material apilado restante es conocido como filo recrecido. A
menudo el filo recrecido continúa aumentando hasta que se
aparta a causa de su inestabilidad. Los pedazos son entonces
arrastrados por la viruta y por la superficie generada en la
pieza.
FLUJO DE VIRUTA
La formación de viruta discontinua. Durante la formación de la
viruta, el material es sometido a grandes deformaciones, y si es
frágil, se fracturará en la zona de deformación primaria cuando la
formación de viruta es incipiente, segmentándose.
Esta segmentación puede presentarse como serrucho o
definitivamente discontinua. Se producen virutas discontinuas
siempre que se mecanicen materiales tales como hierro
fundido o bronce fundido, pero también pueden producirse
cuando se mecanizan materiales dúctiles a muy baja velocidad y
avances grandes. Debido a la naturaleza discontinua de esta
viruta, las fuerzas varían continuamente durante el corte.
Consecuentemente, la rigidez del porta herramienta y otros
elementos debe ser suficiente, de lo contrario la máquina
herramienta comenzará a vibrar, lo cual afecta adversamente la
terminación superficial y la exactitud dimensional de la pieza.
ANGULO EFECTIVO
El ángulo entre la dirección del movimiento de corte principal y el
movimiento resultante se llama ángulo de la velocidad de corte resultante
(η). Debe destacarse que, como habitualmente el avance es relativamente
pequeño en comparación con el movimiento principal, el ángulo de corte
resultante se considera cero.
Otro punto importante de tener presente es que no en todas las
operaciones de mecanizado la velocidad de corte es constante, pues por
ejemplo, en el refrentado, la velocidad de corte es función del radio de la pieza.
La velocidad de corte resultante ve, que es la velocidad instantánea relativa entre el
filo de la herramienta y la pieza, está dada por:
ve = v · cos(η)
(1)
Pero como para la mayoría de los procesos de mecanizado η es muy
pequeño, generalmente se considera
ve = v (2)
ANGULO EFECTIVO
Finalmente, otro de los ángulos importantes cuando se
considera la geometría de una operación de mecanizado es el
llamado ángulo del filo principal de la herramienta, kr . El espesor
de la capa de material que está siendo removido por un filo
en un punto seleccionado, conocido como espesor de la
viruta
no
deformada
ac ,
afecta significativamente la
potencia requerida para realizar la operación. Esta dimensión
debe ser medida en un plano normal a la dirección de corte
resultante pasando por el filo. Adicionalmente, como η es
pequeño, ac puede medirse normal a la dirección del
movimiento principal. se tiene:
donde af es el encaje de avance, es decir, el encaje instantáneo de
la herramienta en la pieza. Los datos anteriormente explicados,
si bien se remiten al caso particular de las herramientas
monofilo, se amplían a los otros casos, como se detallará
FILOS DE LA HERRAMIENTA
Filo principal. Es el que se encuentra en contacto con la superficie
desbastada y trabajada.
Filo secundario. Por lo regular se encuentra junto al filo primario y
se utiliza para evitar la fricción de la herramienta con la pieza.
La suma de los ángulos alfa, beta y gama es siempre igual a 90°
Para la definición de los valores de los ángulos se han establecido
tablas producto de la experimentación.
VIDA DE LA HERRAMIENTA
En todo proceso de manufactura tiene que haber un equilibrio entre el
volumen de producción y los costos de producción es por esto que un
tema de mucha importancia es el desgaste y duración de la herramienta
bajo las distintas condiciones de trabajo.
Las fallas mecánicas se pueden producir en cualquier momento, debe
existir por lo tanto precaución ante el hecho de usar
inadecuadamente un avance o encaje demasiado grande, pues al
ocurrir una falla de este tipo, la herramienta será inútil inmediatamente, y
su costo no es nada de despreciable.
El criterio de duración de una herramienta permite obtener un valor
mínimo de tiempo de vida para la herramienta antes de que se desgaste.
Como en las operaciones de mecanizado el desgaste del cráter y del flanco
no son uniformes a lo largo del filo principal, se debe especificar la
locación y el grado de desgaste permisible para cada caso.
NORMAS DE SEGURIDAD
Con el fin de proteger al operario de accidentes y a la máquina de
daños, se toman una serie de medidas de seguridad:
•
En cambio de herramientas se desconectan
automáticamente todas las otras funciones.
•
Para la protección de la máquina están montados en los
extremos de los carros de los ejes interruptores de fin de carrera,
que detienen los carros antes de colisionar sobre el tope.
•
Si alguna vez se produjera una colisión entre la
herramienta y la pieza, acoplamiento de seguridad separan el
accionamiento del carro. La máquina se desconecta.
•
Mediante varios interruptores de parada de emergencia
montados en la máquina y en el control, en caso de peligro se
pueden desconectar inmediatamente todas las funciones de la
máquina.
NORMAS DE SEGURIDAD
Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, etc.
No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las mangas cortas.
Utilizar ropa de algodón.
Utilizar calzado de seguridad.
Mantener el lugar siempre limpio.
Si se mecanizan piezas pesadas utilizar polipastos adecuados para cargar y
descargar las piezas de la máquina.
Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar suelto sino
recogido.
No vestir joyería, como collares o anillos.
Siempre se deben conocer los controles y el funcionamiento de las
máquinas. Se debe saber como detener su funcionamiento en caso de
emergencia.
Es muy recomendable trabajar en un área bien iluminada que ayude al
operador, pero la iluminación no debe ser excesiva para que no cause
demasiado resplandor.