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Herramientas de Mecanizado para máquinas de control numérico.
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2.2 SELECCIÓN DE HERRAMIENTAS Y PARAMETROS DE CORTE
2.2.1 TIPOS DE HERRAMINETAS
De acuerdo a su uso se clasifican en dos tipos:
1. Herramienta hecha de un único material (generalmente
acero), y
2. Herramienta con plaquetas de corte industrial.
La principal diferencia es que la punta de las segundas está
hecha de otro material con mejores propiedades (como acero al carbono).
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
2.2.2 Materiales para herramientas de corte
Tipos de materiales:
•Aceros rápidos (HSS)
•Carburos
•Cermets
•Cerámicos
•Nitruro de Boro Cúbico (CBN)
•Diamante
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Acero rápido (HSS)
• El acero rápido es un acero aleado con los elementos y composición adecuados para lograr un gran número de partículas de carburo, duras y resistentes al desgaste. Aleado con 0,7 a 1,4% de carbono, cantidad variable de cromo, molibdeno, tungsteno, vanadio y, en algunos tipos, cobalto.
• Resistencia a la abrasión. Los carburos de vanadio son los más duros y resistentes al desgaste; de aquí que todos los aceros rápidos lleven este elemento en mayor o menor proporción.
• Tenacidad. De los elementos aleados, el molibdeno es el que proporciona al acero mayor tenacidad, mientras que los aceros rápidos con alto porcentaje en cobalto son más frágiles. Las fresas y brocas suelen ser de acero al molibdeno, mientras que en herramientas de torno de corte continuo se emplea más las de cobalto.
• Dureza en caliente. La dureza en caliente es la capacidad de soportar elevadas temperaturas en el filo de corte. El cobalto proporciona al acero rápido mayor dureza en caliente y estabilidad térmica, permitiendo mayores velocidades de corte, pero produce un efecto negativo sobre la tenacidad.
• Maquinabilidad. La facilidad de mecanizar las herramientas de acero rápido depende de la naturaleza de los carburos, así como del tamaño, número y disposición de los mismos. El azufre también facilita la maquinabilidad.
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
CarburosEl ingrediente principal es el polvo de carburo de tungsteno. Este carburo se
mezcla con un 5 a 10% de cobalto en polvo, que funciona como aglomerante,
y una pequeña cantidad de parafina. Tiene propiedades importantes
resistencia al desgaste, a la deformación plástica y tenacidad.
La base de carburo cementado es recubierta con carburo de titanio (TiC),
nitruro de titanio (TiN), óxido de aluminio (Al2O3) y nitruro de titanio carbono
(TiCN), nitruro de titanio y aluminio (TiAlN).
Las características principales de los recubrimientos se resumen en los siguientes
puntos:
•Aumentan la dureza en los filos de corte de la herramienta.
•Facilitan la disipación del calor acumulado en el filo de corte.
•Baja conductividad térmica que favorece la eliminación del calor a través de la
viruta.
•Aumentan la resistencia a la abrasión, disminuyen la afinidad herramienta-pieza.
•El grosor del recubrimiento varía entre 0.0001”y 0.0005”.Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
INSERTOS DE CARBURO
CermetsAunque el nombre es aplicable incluso a las
herramientas de carburo cementado, en este caso
las partículas base son de TiC, TiCN, TiNen vez de
carburo de tungsteno. El aglomerante es níquel-
cobalto. Buena resistencia al desgaste y formación
de cráteres, alta estabilidad química y dureza en
caliente. Baja tendencia a la oxidación y a la
formación del filo recrecido. Los cermets se aplican
mejor a aquellos materiales que producen una viruta dúctil, aceros y las fundiciones dúctiles.Materia: Manufactura Moderna
Docente: M.I.I Sergio Morales López
CerámicosSon muy duras, y son químicamente inertes, pero son más frágiles o
quebradizas que los carburos u otros materiales. La resistencia a la
compresión de las herramientas de cerámica es muy alta, y tienen baja
conductividad térmica. Como son bastante frágiles, deben estar muy
bien soportadas en portaherramientas, porque se pueden romper o
dañar con facilidad si la máquina vibra. Las herramientas de cerámica
son muy resistentes al desgaste, y en la máquina adecuada se pueden
trabajar al doble de la velocidad de corte que en las máquinas con
herramientas de carburo. En algunos casos, hasta se pueden trabajar
a mayores velocidades. Las herramientas de cerámica no se deben
utilizar para cortes interrumpidos.
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Nitruro de Boro Cúbico (CBN)Es uno de los materiales más duros. Dureza
extrema en caliente, alta conductividad térmica,
excelente resistencia al desgaste y en general
buena estabilidad química durante el mecanizado.
Es frágil, pero más tenaz que las cerámicas. Las
forjas de acero, el acero endurecido y componentes
endurecidos en su superficie son algunos de los
materiales ideales a maquinar con el CBN.
Diamante policristalino (PCD) Es casi tan duro como el diamante natural. Este diamante sintético tiene una
increíble resistencia al desgaste y una baja conductividad térmica. Sin embargo,
son muy frágiles. La vida de la herramienta es hasta cien veces mayor que la del
carburo cementado. Sin embargo, tiene algunas desventajas como es que las
temperaturas de corte no deben exceder 600ºC, no puede ser usado para cortar
materiales ferrosos porque existe afinidad, y no sirve para cortar materiales
tenaces.
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Velocidad de corte y avance
• Velocidad de corte o del husillo: pies por minuto o metros por minuto
• RPM = =
• VC = Velocidad de corte en pies por minuto
• D = Diámetro de la pieza en pulgadas
• RPM = = =
• VC = Velocidad de corte en metros por minuto
• D* = Diámetro de la pieza en centímetros
• D = Diámetro de la pieza en milímetros
VC x 4
D
VC x 100
x D
VC x 12
x D
VC x 32
D*
VC x 320
D
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Velocidades de corte del torno usando una
herramienta de corte de alta velocidad HSS
Material
Torneado y perforado Roscado
Desbastado Afinado
m/min ft/minm/min ft/min m/min ft/min
Acero para maquinaria
Acero para herramienta
Hierro fundido
Bronce
Aluminio
27
21
18
21
61
90
70
60
90
200
30
27
24
30
93
100
90
80
100
300
11
9
8
8
18
35
30
25
25
60
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Avance para varios materiales
usando herramienta de corte de alta velocidad
Material
Corte de desbastado Cortes de acabado
Milímetros Pulgadas Milímetros Pulgadas
Acero para maquinaria
Acero para herramienta
Hierro vaciado
Bronce
Aluminio
0.25 – 0.50
0.25 – 0.50
0.40 – 0.65
0.40 – 0.65
0.40 – 0.75
0.010 – 0.020
0.010 – 0.020
0.015 – 0.025
0.015 – 0.025
0.015 – 0.030
0.07 – 0.25
0.07 – 0.25
0.13 – 0.30
0.07 – 0.25
0.13 – 0.30
0.003 – 0.010
0.003 – 0.010
0.005 – 0.012
0.003 – 0.010
0.005 – 0.010
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
0.020 0.020
0.960
AVANCE DE LA HERRAMIENTA
Material que arranca: 0.040
La condición de la máquina
El tipo de herramienta de corte
La rigidez de la pieza
Profundidad de corte
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
• En el trabajo de torno, se define como el rebaje o corte que se quita con la herramienta de corte y depende de:
las condiciones de la máquina,
el tipo de herramienta de corte que se usa
la rigidez de la pieza
• En torneado fino la profundidad de corte depende del tipo de pieza y del acabado que se necesita, pero nunca debe ser menor a 0.005 pulgadas.
Profundidad de corte
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
3.3 GEOMETRIA DE HERRAMIENTA
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
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1 Abrasión 2 Difusión
3 Oxidación 4 AdhesiónMateria: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
FILO RECRECIDO
•Adhesión de material en la superficie de
desprendimiento y la punta de la herramienta.
•Se da con materiales dúctiles (Aluminio o aceros de
bajo contenido en C) a bajas velocidades de corte.
Deformación plástica.
DESGASTE DE CRATER
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
SELECCIÓN DE HERRAMIENTA DE CORTE
1. TIPO DE OPERACIÓN A REALIZAR2. FORMA Y MATERIAL DE LA PIEZA DE
TRABAJO3. MAQUINA HERRAMIENTA A
EMPLEAR4. CONDICIONES DE CORTE5. ACABADO QUE SE REQUIERE6. ESTABILIDAD GENERAL
(VIBRACIONES)7. COSTO DEL PROCESO DE
MECANIZADO
Materia: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López
Matéria: Manufactura Moderna Docente: M.I.I Sergio Morales López