sábado, 24 de abril de 2010

Propiedades de las herramientas de corte

HERRAMIENTAS DE CORTE


Uno de los componentes mas importantes en el proceso de maquinado es la herramienta de corte o cortador, de cuya función dependerá la eficiencia de la operación.

Existen dos clases de cortadores: los de punta simple los de punta múltiple o multipunta.


MATERIALES DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE


Los cortadores o buriles para tomo se fabrican generalmente de cinco materiales: acero de alta velocidad, aleadones coladas o fundidas (como la llamada estelita). Carburos cementados, cerámicos y ceníes.

Los materiales de herramienta de corte menos usuales, corno el nitruro de boro de boro cúbico policristalino (pcbn), conocido comúnmente como borazos. y el diamante policristalino (pcd), están siendo muy utilizados en la industria del trabajo de metales debido a la mayor productividad que ofrecen.

Las propiedades que poseen estos materiales son diferentes, y la aplicación de cada uno depende del material por maquinar y del estado de la maquina

Los cortadores (o buriles) para tomo deben ser como sigue:

Duros

Resistentes al desgaste

Capaces de mantener una dureza al rojo durante la operación del maquinado (la dureza al rojo es la capacidad del material de la herramienta para mantener un borde cortante afilado, aun cuando se enrojezca debido al alto calor producido durante la operación de corte

Deben ser capaces de soportar impactos durante la operación de corte.

Deben tener una forma tal de arista afilada para que puedan penetrar debidamente en la pieza.

Revestimiento

Revestimiento de alta densidad de carburo de tungsteno distribuido uniformemente, alta resistencia al desgaste con tasas de desgaste predecibles y funcionamiento continúo a temperaturas de hasta 1900°F

Sin porosidad interconectada - resistencia superior a la corrosión ya los impactos.

Línea de unión

Una verdadera unión metalúrgica (>70.000 psi) con un fuerte vínculo entre las partículas - provee una resistencia sin paralelo e impide el desprendimiento de material, el deslocamiento y el agrietamiento

Zona de difusión

Dilución mínima - En la zona de difusión el sustrato conserva uniformemente sus propiedades

Sustrato

Templable - se puede someter a tratamientos térmicos después del proceso de revestimiento para restaurar las propiedades mecánicas del sustrato


CORTADORES DE ACERO DE ALTA VELOCIDAD


Los aceros de tal clase pueden contener combinaciones de tungsteno, cromo, vanadio, molibdeno y cobalto. Son capaces de realizar cortes gruesos, soportar impactos y mantener la arista o borde de corte afilado a un a altas temperaturas

Los cortadores de alta velocidad son generalmente de dos tipos: con base de molibdeno (grupo m) y con base de tungsteno grupo.

base tungsteno ti. que a veces se designan como 18-4-1; debido a que contienen 18% de tungsteno. 4% de cromo y 1% de vanadio

Base molibdeno= ml. o bien 8-4-1 debido a que contienen aproximadamente 8% de molibdeno. 4% de cromo y 1% de vanadio

Estos dos tipos de herramientas para uso general: si se desea una mayor dureza al rojo, debe seleccionarse una herramienta que contenga más cobalto.


CORTADORES DE ALEACION FUNDIDOS


Estas herramientas de corte (estelita o stellite) contienen usualmente dc 25% a 35% de cromo. de 4% a 25% de tungsteno, y de 1% a 3% de carbono: el resto es cobalto. Estos cortadores tienen alta fuerza, elevada resistencia al desgaste y excelentes cualidades de dureza al rojo. Debido a que son fundidos, resultan más débiles y frágiles que los de acero de alta velocidad.

Los buriles de estelita sirven para altas velocidades y avances para cortes profundos e interrumpidos.


CORTADORES DE CARBURO CEMENTADO


Las herramientas de carburo cementado son capaces de velocidades de corte tras o cuatro veces mayores que las correspondientes a cortadores de acero de alta velocidad.

Tienen baja tenacidad, pero alta dureza y excelentes cualidades de dureza al rojo

El carburo cementado consiste en carburo de tungsteno sinterizado en una matriz de cobalto.

Los cortadores de carburo de tungsteno sirven para maquilar hierro colado y materiales no ferrosos ya que forman cráteres con facilidad y se desgastan fácilmente, no son adecuados para & acero.


CORTADORES DE CARBURO RECUBIERTO


Estas herramientas de corte se fabrican depositando una capa delgada de nitruro de titanio resistente al desbaste, o de carburo de titanio o bien oxido de aluminio (cerámico) en la arista cortante de la herramienta. Dicha capa aumenta la lubricación, reduce el porcentaje de ruptura y es mayor la resistencia al desgaste


CORTADORES DE CERÁMICO


Un cerámico es un material resistente al calor, producido sin un agente de adhesión metálico. como el cobalto. El oxido de aluminio es el mas utilizado en herramientas de corte cerámicas.

Los buriles de cerámico permiten mayores velocidades de corle, aumentan la duración de la herramienta y dan un mejor acabado superficial que los de carburo.


CORTADORES DE CERMET


Un cermet es un inserto o pastilla para herramienta de corte compuesto de material metálico metal.

La mayoría de los cermet están compuestos de oxido de aluminio, carburo de titanio y oxido de zirconio compactado y comprimido bajo calor intenso.

Ventajas: tienen duraciones de herramientas mayores.

Pueden utilizarse para el maquilado a altas temperaturas

Producen un acabado superficial mejorado que elimina la necesidad del rectificado

Puede usarse para maquinar aceros con grado de dureza hasta de 66 re (rockwell).


CORTADORES DE DIAMANTE


Las herramientas de corte hechas de diamante se utilizan principalmente para maquinar metales no ferrosos y materiales no metálicos abrasivos.

Son hechos con diamantes policristalinos consiste en diminutos diamantes fabricados por fusión entre si y unidos aun substrato de carburo adecuado.


NOMENCLATURADE LA HERRAMIENTA DE CORTE


La base es la superficie interior del cuerpo de la herramienta

El filo (o arista cortante) es el borde frontal del buril. que realiza el corte.

La cara es la superficie superior contra la que empuja la viruta conforme se separa de la pieza de trabajo.

El flanco es la superficie lateral de la herramienta adyacente y situada debajo de la arista afilada

La punta es el extremo filoso de la herramienta de corte, formado en la unión del flanco y la superficie frontal.

El radio de punta (o nariz) es el de curvatura de punta. El tamaño del mismo afectara al acabado. Para desbaste, se utiliza un radio de punta pequeña de aprox. 1/16” a /8.

La cabeza cortante es el extremo de la herramienta (buril) con afilado para hacer el corte.

El cuerpo (o vástago) es el soporte extremo del cortador, y es la parte sujetada por un porta buril o portaherramientas


ANGULOS Y CLAROS EN BURILES PARA TORNO


El funcionamiento adecuado de un cortador depende de los ángulos de alivio y de ataque, que deben de formarse en la herramienta.

El ángulo del filo del corte frontal es e! que forma la arista cortante y una línea perpendicular al costado de la herramienta.

Este ángulo puede variar entre 5 y 30 grados dependiendo el tipo de corte y acabado deseado.

Un ángulo de 5° a 150 es satisfactorio para cortes de desbastes; !os ángulos entre 150 y 300 se utilizan en buriles de uso general.

El ángulo de incidencia lateral es el formado en e! flanco de la herramienta, debajo de la arista cortante.

Este ángulo generalmente va de de 6° a !0°. El claro latera! en un buril cortador permite que !a herramienta avance !longitudinalmente hacia !a pieza de trabajo giratoria.

E! ángulo de incidencia frontal es e! que se tiene debajo de !a nariz y la parte inferior de! buril !o que permite a !a herramienta de corte penetrar la pieza de trabajo.

E! ángulo de ataque lateral es el que se forma en !a cara a partir de la arista cortante.

La inclinación positiva de ataque, donde la punta de la herramienta de corte y el filo entran en contacto primero con el metal, hacen que la viruta se mueva hacia abajo por la cara del cortador.

La inclinación negativa de ataque. Donde la cara de la herramienta hace contacto con & metal origina que la ‘ruta sea forzada hacia arriba por la cara del buril.

Angulo de ataque positivo

Es considerado como el mejor para la eliminación eficiente del metal.

Los buriles con inclinación positiva de ataque se utilizan generalmente para cortes continuos en materiales dúctiles, no demasiado duros abrasivos

Es generalmente de 10° a 150 para herramientas de uso general.

Para determinar el tipo y el valor del ángulo de ataque debe considerarse:

1.-La dureza del material a cortar

2.-El tipo de operación de corte (continuo o interrumpido)

3-El material y forma de la herramienta de corte.

4.-a resistencia al borde del corte.

Angulo de ataque negativo

Se utiliza en cortes interrumpidos y cuando el metal es duro o abrasivo.

Aunque el aumento de calor puede parecer una desventaja, es deseable cuando se maquila metales duros con buriles de carburo.

Las ventajas de la inclinación negativas son:

-La dura capa exterior del metal no hace contacto con la arista cortante.

-Pueden maquinarse fácilmente superficies con cortes interrumpidos.

-Se pueden utilizar mayores velocidades de corte.

Forma de la herramienta de corte

La forma de la herramienta de corte es muy importante para la eliminación del material.

La vida de una herramienta de corte generalmente se expresa como:

El tiempo en minutos durante el cual la herramienta ha estado cortando. 2.- la longitud del corte del material.

La cantidad en pulgadas cúbicas, o en centímetros cúbicos, del material eliminado.

El ángulo de ataque en las herramientas de corte permite a las virutas fluir libremente y reduce la fricción.

Si se forma un gran ángulo de ataque en el buril, se crea un gran ángulo de corte en el metal durante la acción del maquinado.

Los resultados de un ángulo grande de corte son:

-se produce una viruta delgada.

2.-la zona de corte es relativamente reducida.

3.-se crea menor calidad en dicha zona.

4.- se produce un buen acabado superficial.

Un ángulo de ataque pequeño crea un menor ángulo de corte en el metal durante el proceso de maquinado, con los siguientes resultados:

1 -se produce una viruta gruesa.

2.-la zona de corte es amplia

3.-se produce más calor.

4.-se requiere mas potencia mecánica para la operación de maquinado.

El desgaste o abrasión de la herramienta de corte determinara su duración.

Los siguientes factores afectan la vida útil de una herramienta de corte:

1.-la clase de material que se corta.

2.- el micro estructura del material.

3.- La dureza del material.

4.- el material de la herramienta de corte.

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