CORTE DE METAL

Todas las herramientas para el corte de metal cuentan con una forma en cuña en el reborde de corte. Al iniciar el corte, existen fuerzas de reacción que se oponen al movimiento de la herramienta:

  • Fc: Reacción al corte
  • Ft: Reacción al empuje (se reduce al rebajar la cara con un ángulo de holgura)

El área de corte se calcula multiplicando la longitud del plano de corte por el ancho del corte. A menor área, menor Fc y mayor eficiencia de corte.

Ángulo de Incidencia

Disminuye la longitud del recorrido de corte y, por lo tanto, el área de corte. Para materiales dúctiles, un ángulo elevado de incidencia reduce Fc y la presión de la rebaba, aumentando la eficiencia del corte. Un ángulo menor a 5° genera vibración y reduce la fuerza de la herramienta.

  • Aumentar el ángulo de incidencia: Aumenta la eficiencia del corte y disminuye el ángulo de cuña.
  • Disminuir el ángulo de cuña: Reduce la fuerza mecánica de la herramienta, pero puede elevar la temperatura y causar fallos prematuros.

Materiales dúctiles de baja resistencia se cortan con un ángulo de incidencia elevado, mientras que los de alta resistencia requieren un ángulo bajo y un ángulo de cuña grande.

Tipos de Rebaba

Discontinua

Asociada a materiales frágiles como hierro fundido y latón. También se produce en materiales dúctiles como el acero dulce con bajas velocidades de corte y falta de inclinación. Los materiales quebradizos se cortan con un ángulo de incidencia de 0°, lo que aumenta el ángulo de cuña y la vida de la herramienta.

Continua

Rebaba larga, común en materiales dúctiles como acero dulce, cobre y aluminio.

Continua con Reborde

La alta fricción en la herramienta provoca que la rebaba se suelde por presión, creando una superficie áspera y más fricción. Esto genera una capa sobre otra de rebaba, produciendo una superficie burda en la pieza (soldado de la rebaba).

Evitar el Soldado de Rebaba

  • Reducción de la fricción: Aumentar el ángulo de incidencia y usar lubricante.
  • Reducción de la temperatura: Reducir la fricción y la velocidad de corte.
  • Reducción de la presión: Aumentar el ángulo de incidencia y reducir la velocidad de avance.
  • Evitar el contacto metal con metal.

Fluidos para Cortar

  • Soluciones Químicas: Buena acción de flujo y enfriamiento, no corrosivas ni coagulantes. Ideales para esmerilado y corte.
  • Aceites Naturales Minerales: Poco efecto como líquido de corte, producen humo desagradable.
  • Aceites Grasosos Naturales: Alta oleosidad, pero pierden rápidamente sus propiedades lubricantes. No son buenos enfriadores y tienen alta viscosidad.
  • Aceites Compuestos: Mezclas de aceites minerales y grasos, utilizados en maquinado de máquinas ligeras.
  • Aceites Emulsionados: Aceite diluido en agua con emulsionante. Baratos, excelentes refrigeradores y aplicados en corte.

Los fluidos de corte se utilizan para:

  • Enfriar la herramienta y la pieza.
  • Lubricar la herramienta y reducir su desgaste.
  • Impedir el soldado de la rebaba.
  • Mejorar el acabado superficial.
  • Barrer rebabas.
  • Evitar la corrosión de la pieza y la máquina.

HERRAMIENTAS DE CORTE

Las herramientas monofilo poseen un aparte cortante y un cuerpo. Se usan en tornos, cepillos y limadoras. Sus partes son:

  • Cara: Superficie donde fluye la viruta.
  • Flanco: Frente a la cual pasa la viruta.
  • Filo: Realiza el corte. Se divide en filo principal (ataca la superficie transitoria en la pieza) y filo secundario (parte restante del filo).
  • Punta: Intersección de los filos secundario y principal.

Materiales de Construcción

Acero al carbono, acero de alta velocidad, Stelita, carburos metálicos, Cermet, cerámicas, cerámicas mezcladas, CBN y diamante. Deben ser resistentes al desgaste, conservar los filos a alta temperatura, tener buenas propiedades de tenacidad, bajo coeficiente de fricción y alta resistencia a los choques térmicos.

  • Aceros al Carbono: Endurecimiento hasta 66 HRC.
  • Aceros Aleados de Corte.
  • Aceros Rápidos: Aceros aleados de corte con 5% de tungsteno, con un rendimiento mejorado al recibir tratamiento térmico.

Ángulos de Incidencia y Salida de Viruta

Se deben controlar según el material a mecanizar.

Designación de Herramienta Monofilo

Tipo de herramienta, sentido de corte, dimensión del mango, calidad y ángulo de salida de viruta.

  • Stelitas: Alcanzan temperaturas de 800°C y dureza de 65-70 HRC.
  • Carburos Metálicos: Aleación muy dura y frágil, conocida como Metal Duro. Se clasifican en monoc carburos (menos frágiles), bicarburos (menor coeficiente de fricción) y tricarburos. Alcanzan velocidades de 2500 m/min y dureza de 82-92 HRC.

Insertos

Eliminan las pérdidas de tiempo por cambio de herramienta. Pertenecen a los metales duros y están codificados por la norma ISO para facilitar su selección. Se clasifican en tres áreas:

  • Azul (P): Para mecanizado de materiales de viruta larga, como los aceros.
  • Amarilla (M): Para mecanizado de materiales más difíciles, como aceros inoxidables.
  • Roja (K): Para mecanizado de materiales de viruta corta, como fundición.

La norma ISO solo aplica a herramientas de metal duro.

Metales Duros Recubiertos

El recubrimiento con una fina capa de carburo de titanio aumenta la vida útil de la herramienta, la velocidad de corte, la resistencia a la craterización y la tolerancia a altas temperaturas.

Principales Recubrimientos

  • Carburo de Titanio (gris)
  • Nitruro de Titanio (dorado)
  • Carbo-nitruro de titanio
  • Óxido de Aluminio (transparente)

Designación de un Inserto

Se realiza mediante la norma ISO, que asigna códigos a 9 posiciones que hacen referencia a la forma del inserto, ángulo de incidencia, tolerancias dimensionales, tipo, longitud del filo de corte, espesor, filos secundarios y radio, tipo de arista de corte y dirección de avance.

  • Cermets: Compuestos de cerámica y metal. Poseen mayor tenacidad que el metal duro, excelente para acabado superficial, alta resistencia al desgaste en incidencia, alta estabilidad química, resistencia al calor y mayor capacidad para trabajar a altas velocidades de corte. Se orientan a trabajos de acabado y semiacabado.
  • Nitruro cúbico de Boro (CBN): Después del diamante, es el material más duro. Posee elevada dureza en caliente (hasta 2000°C) y es más tenaz que las cerámicas. Se aplica en el torneado de piezas duras.
  • Diamante: Gran dureza y resistencia al desgaste por abrasión. Su vida útil puede ser hasta 100 veces mayor que la del metal duro.

ROSCAS

Filete continuo enrollado como una elipse sobre la superficie interior y exterior de un cilindro. Sus características son:

  • Paso: Distancia entre las crestas de dos filetes sucesivos.
  • Avance: Distancia que avanzaría el tornillo en la tuerca en una rotación.

Normas y Estándares

ISO, DIN y USASI. Especifican la forma, dimensiones, tolerancias, materiales, etc.

Designación de Tornillo

Incluye datos como el tipo de tornillo, designación de la rosca, longitud, norma que lo define, precisión y resistencia del material.

Designación de Roscas

  • Paso en sistema métrico: mm
  • Paso en sistema Witworth: hilos por pulgada

La designación incluye:

  1. Diámetro nominal de la rosca
  2. Número de roscas por pulgada
  3. Serie de roscas (UNificada Fina)
  4. Ajuste (B para tuerca interna)
  5. Rosca izquierda (si no se indica, se asume rosca derecha)

Tipos de Roscas

  • Rosca V aguda: Sujeción por fricción, utilizada en instrumentos de precisión.
  • Rosca Redondeada: Para tapones de botellas y bombillos. Se utiliza donde no se requiere mucha fuerza de apriete.
  • Rosca Nacional Americana Unificada (RNAU): Forma estándar en Estados Unidos, Canadá y Gran Bretaña.
  • Rosca Cuadrada: Puede transmitir todas las fuerzas en dirección al eje.
  • Rosca Acme: Sustituye a la rosca cuadrada donde se necesita aplicar mucha fuerza. Tiene tres clases: 2G, 3G y 4G.
  • Rosca Witworth: Utilizada en Gran Bretaña, equivalente a la RNAU.
  • Rosca Sin Fin: Se utiliza sobre ejes para transmitir fuerza a engranajes sin fin.
  • Rosca Trapezoidal: Para dirigir fuerza en una sola dirección (gatos).