Clasificación De Las Herramientas De Corte Las herramientas se pueden clasificar de diferentes maneras, las más comunes responden a el número de filos, el material del que están fabricadas, al tipo de movimiento que efectúa la herramienta, al tipo de viruta generada o al tipo de máquina en la que se utiliza. A continuación se presenta un ejemplo de algunas herramientas y como pueden ser agrupadas para su clasificación. Ejemplo de diferentes clasificaciones
a. De un filo, como los buriles de corte de los tornos o cepillos. Ver http://www.micromex.com.mx/princip.htm b. De doble filo en hélice, como las brocas utilizadas para DE ACUERSO los taladros. Ver AL NÚMERO DE FILOS http://www.micromex.com.mx/catacar1.htm c. De filos múltiples, como las fresas o las seguetas indefinidos (esmeril) WS. Acero de herramientas no aleado. 0.5 a 1.5% de contenido de carbón. Soportan sin deformación o pérdida de filo 250°C. También se les conoce como acero al carbono. SS. Aceros de herramienta aleados con wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Soporta hasta 600°C. También se les conoce como aceros rápidos. DE ACUERDO AL TIPO DE MATERIAL CON QUE ESTÁN FABRICADAS
HS. Metales duros aleados con cobalto, carburo de carbono, tungsteno, wolframio y molibdeno. Son pequeñas plaquitas que se unen a metales corrientes para que los soporten. Soportan hasta 900°C. Diamante. Material natural que soporta hasta 1800°C. Se utiliza como punta de algunas barrenas o como polvo abrasivo. Materiales cerámicos. Se aplica en herramientas de arcilla que soportan hasta 1500°C. Por lo regular se utilizan para terminados. Verhttp://www.micromex.com.mx/catacar3.htm#T000
POR EL TIPO DE MOVIMIENTO DE CORTE
1. Fijo. La herramienta se encuentra fija mientras el material a trabajar se incrusta debido a su movimiento. Por ejemplo los tornos, en los que la pieza gira y la herramienta está relativamente fija desprendiendo viruta. 2. Contra el material. La herramienta se mueve en
contra del material, mientras este se encuentra relativamente fijo, como en los cepillos. 3. En contra dirección. La herramienta y el material se mueven un en contra una del otro, como en el esmerilado sobre torno. POR EL TIPO DE VIRUTA QUE GENERA
1. Viruta continua, en forma de espiral. 2. En forma de coma. 3. Polvo sin forma definida.
POR EL TIPO DE MÁQUINA EN LA QUE SE UTILIZA
1. 2. 3. 4. 5.
Torno Taladro Fresa Cepillo Broca
Útiles para el torno Conocidos como buriles o cuchillas de corte, los que pueden estar ubicados en torres, puentes de sujeción o fijadores múltiples. También pueden estar fabricadas de un material barato y tener una pastilla de material de alta calidad.
Pastillas para buriles de corte en torno
Torno con chuck de tres mordazas y torre para 4 herramientas
Los buriles se pueden clasificar de acuerdo a su uso, los principale son: Útiles de desbaste: rectos: derechos e izquierdos curvos: derechos y curvos Útiles de afinado: puntiagudos
cuadrados Útiles de corte lateral derechos izquierdos Útiles de forma corte o tronzado forma curva roscar desbaste interior A continuación se presentan algunos de los buriles más comerciales.
Broca de dos filos y con mango cónico
Diferentes tipos de fresas
Fresadora vertical con centro de maquinado CNC
En general se recomienda buscar por tipos específicos de herramientas en www.machinetoolsonline.com
Herramientas de Corte Se conoce como herramientas de corte a todas aquellas herramientas que funcionan a través de arranque de viruta, esto quiere decir que las herramientas de corte son todas aquellas herramientas que permitan arrancar, cortar o dividir algo a través de una navaja filosa. Estas herramientas de corte son de mucha utilidad, sobre todo en la industria, como lo son la maderera, la textil, en la construcción, etc. Este tipo de herramientas debe contar con ciertas características para poder ser utilizables y realmente eficaces en su desempeño. Las herramientas de corte deben ser altamente resistentes a desgastarse. Las herramientas de corte deben conservar su filo aun en temperaturas muy elevadas. Deben tener buenas propiedades de tenacidad Deben tener un bajo coeficiente de fricción Debe ser una herramienta que no necesite volverse a afilar constantemente Alta resistencia a los choques térmicos.
Herramientas de Corte Torno En la industria se requieren distintos tipos de herramientas, una de ellas son las herramientas de corte para metal. Es muy común en la industria automotriz, en empresas donde se maja mucho metal, necesitar herramientas de corte de metal. Para elegir las herramientas que se han de comprar, se han de verificar ciertos factores: Que se necesita cortar? En que angulos se necesita cortar? Que calidad de cortes se requieren? Se necesita que ese corte sea mecanizado? Entonces los requisitos con los que debe cumplir cada herramienta son los siguientes: Debe generar la forma que se requiere y para la cual ha sido diseñada La forma así generada debe estar dentro de las medidas de tolerancia especificadas El acabado superficial debe encontrarse asimismo dentro de limites prescritos, aun cuando este factor esta en buena medida controlado por la cantidad de herramienta y la colocación del mismo El metal debe ser eliminado a un ritmo económico
La maquina debe ser segura, fácil de operar y preparar El mantenimiento debe ser mínimo, pero fácil de realizar Cuchillas Cepilladora Cuchillas corrugadas con placa soldada Cuchilla perfilada Cuchillas para torno copiador Fresa de roscar TiCN Actualmente existe muchas empresas que ofrecen sus servicios de diseño y creación de herramientas a la medida, por ejemplo hay empresas que requieren herramientas específicas para sus tareas de torno o detallado de equipos muy pequeños o con características especiales.
Area: Procesos Mecánicos I Compilación: Marco Rubiano Rey. Notas de herramientas de corte HERRAMIENTAS DE CORTE DEFINICION:“Las herramientas monofilos son herramientas de corte que poseen una parte cortante (o elemento productor de viruta) y un cuerpo. Son usadas comúnmente en los tornos, tornos revólver, cepillos, limadoras, mandrinadoras ymáquinas semejantes” ISO / DIS 3002.
En la figura se muestra una herramienta monofilo típica y las partes más importantes: sus filos y superficies adyacentes. fig. 1 Según la NormaISO / DIS 3002, un útil monofilo comprende las partes indicadas en la figura y se definen así: 1.CARA: “Es la superficie o superficies sobre las cuales fluye la viruta (“ superficie de desprendimiento “)”. 2.FLANCO: “Es la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la viruta generada en la pieza ( “superficie de incidencia”)”. 3. FILO: “Es la parte que realiza el corte. El filo principal es la parte del filo que ataca la superficie transitoria en la pieza. El filo secundario es la parte restante del filo de la herramienta”. 4. PUNTA:“Es la parte del filo donde se cortan los filos principales y secundarios; puede ser aguda o redondeada o puede ser intersección de esos filos”.
Area: Procesos Mecánicos I Compilación: Marco Rubiano Rey. Notas de herramientas de corte MATERIALES DE CONSTRUCCION NOMBRE TEMP OBSERVACIONES
Acero al carbono 300° C Prácticamente ya no se usa. Acero alta velocidad 700° C HSS-Acero rápido. Stelita 900° C Aleación. Prácticamente ya no se usa Carburos Metálicos 1000° CHM-Aglomerados y no aglomerados Cermet 1300° CBase de TiC, TiCN, TiN Cerámicas 1500° CAl2O3 o Si3N4 Cerámicas mezcladas1500° CAl2O3+ZrO3 CBN 2000° CTiN/TaN/CBN(Nitruro cúbico de boro) Diamante 800° C PCD Polycrystaline Diamond CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES Las herramientas de corte deben poseer como mínimo las siguientes características: 1. Altamente resistentes al desgaste. 2. Conservación de filos a altas temperaturas.
3. Buenas propiedades de tenacidad. 4. Reducido coeficiente de fricción. 5. Alcance de altos niveles de recambio entre afilado y afilado. 6. Alta resistencia a los choques térmicos. PRODUCCION: La producción con herramientas de corte se halla en constante evolución, y esta se puede apreciar por el análisis de las velocidades de corte alcanzadas para un material en el transcurso del tiempo. 1915 Aceros rápidos
36 m/min.
1932 Carburos
120 m/min.
1968 Carburos recubiertos
180 m/min.
1980 Cerámica
300 m/min.
1990 Diamante
530 m/in
Herramientas de Corte (Útil de Corte). Herramientas de Corte. Definición. Por herramientas se entiende a aquel instrumento que por su forma especial y por su modo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo hasta conseguir el objeto deseado, empleando el mínimo de tiempo y gastando la mínima energía. Cabe destacar que, Las herramientas monofilos son herramientas de corte que poseen una parte cortante (o elemento productor de viruta) y un cuerpo. Son usadas comúnmente en los tornos, tornos revólver, cepillos, limadoras, mandriladoras y máquinas semejantes. Tipos de Herramientas de Corte.
Aceros Rápidos (HS’).
Se denomina acero rápido a la aleación hierro-carbono con un contenido de carbono de entre 0.7 y 0.9 % a la cual se le agrega un elevado porcentaje de tungsteno (13 a 19'%), cromo (3.5 a 4.5 %), y de vanadio (0.8 a 3.2 %). Las herramientas construidas con estos aceros pueden trabajar con velocidades de corte de 60 m/min. a 100 m/min. (variando esto con respecto a la velocidad de avance y la profundidad de corte), sin perder el filo de corte hasta, la temperatura de 600° C y conservando una dureza Rockwell de 62 a 64.
Aceros Extra-Rápidos (HSS).
Estos aceros están caracterizados por una notable resistencia al desgaste" del filo de corte aún a temperaturas superiores a los 600° C por lo que las herramientas fabricadas con este material pueden emplearse cuando las velocidades de corte requeridas son mayores a las empleadas para trabajar con herramientas de acero rápido.
Carburos Metálicos o Metales Duros (HM).
También conocidos como METAL DURO (Hard Metal - HM), se desarrolló hacia 1920, con base en los carburos de tántalo (TaC), carburo de titanio (TiC) y carburo de wolframio (WC), los cuales eran unidos por medio del Co y el Ni, previamente molidos (polvos metalúrgicos), la cohesión se obtiene por el proceso de sinterizado o fritado (proceso de calentar y aplicar grandes presiones hasta el punto de fusión de los componentes, en hornos eléctricos). Los metales duros, se pueden clasificar desde su composición química así:
- Monocarburos: Su composición es uno de los carburos descritos anteriormente, y su aglutinante es el Co. Ejemplo: WC, es carburo de wolframio (carburo de tungsteno, comercialmente). - Bicarburos: En su composición entran sólo dos clases de granos de carburos diferentes, el Co es el aglomerante básico. Ejemplo: WC +TiC con liga de Co. - Tricarburos: En su composición entran las tres clases de granos de carburos: W, Ti, y Ta. El Co, o el Ni son los aglomerantes. Ejemplo: WC +TiC + TaC; con liga de Co. Algunas características: a. El carburo metálico, es una aleación muy dura y frágil. b. El TiC aumenta su resistencia térmica y su resistencia al desgaste pero también aumenta su fragilidad. c. Los bicarburos poseen menor coeficiente de fricción que los monocarburos. d. Los monocarburos son menos frágiles que los bicarburos. e. El cobalto, aumenta la ductilidad pero disminuye la dureza y la resistencia al desgaste. f. Se pueden alcanzar velocidades de más de 2500 m/min. g. Poseen una dureza de 82-92 HRA y una resistencia térmica de 900-1100° C. h. En el mecanizado se debe controlar lo mejor que se pueda la temperatura, pues, en el mecanizado de aceros corrientes la viruta se adhiere a los monocarburos a Temp. de 625-750° C. y en los bicarburos a una Temp. de 775-875° C. Esto implica buena refrigeración en el mecanizado. i. Las herramientas de HM, se fabrican en geometrías variadas y pequeñas, el cual se une al vástago o cuerpo de la herramienta a través desoldadura básicamente, existiendo otros medios mecánicos como tornillos o pisadores.
Stelitas.
Con base en el acero rápido, se experimentó con mayores contenidos de Co y Cr, y pasando el Fe a ser impureza propia del proceso de producción y no admitir tratamiento térmico. Su composición química es aproximadamente la siguiente: C = 2 % Co = 47 % Cr = 29 % W = 16 % Si = 0.2 % Mn = 0.6 % Fe = 5.2 %. Alcanza temperaturas límites de 800° C. y posee una dureza de 65-70 HRC.
Nitruro Cúbico de Boro (CBN).
También conocido como CBN, es después del diamante el más duro, posee además una elevada dureza en caliente hasta 2000° C, tiene también una excelente estabilidad química durante el mecanizado, es un material de corte relativamente frágil, pero es más tenaz que las cerámicas. Su mayor aplicación es en el torneado de piezas duras que anteriormente se rectificaban como los aceros forjados, aceros y fundiciones endurecidas, piezas con superficies endurecidas, metales pulvimetalúrgicos con cobalto y hierro, rodillos de laminación de fundición perlítica y aleaciones de alta resistencia al calor, redondeando se emplea en materiales con una dureza superior a los 48 HRC, pues, si las piezas son blandas se genera un excesivo desgaste de la herramienta. El nitruro cúbico de boro se fabrica a gran presión y temperatura con el fin de unir los cristales de boro cúbico con un aglutinante cerámico o metálico.
Cermets – Metal Duro.
Cermet: Cerámica y metal (partículas de cerámica en un aglomerante metálico). Se denominan así las herramientas de metal duro en las cuales las partículas duras son carburo de titanio (TiC) o carburo de nitruro de titanio (TiCN) o bien nitruro de titanio (TiN), en lugar del carburo de tungsteno (WC). En otras palabras los cermets son metales duros de origen en el titanio, en vez de carburo de tungsteno.
Cerámicas.
Las herramientas cerámicas fueron desarrolladas inicialmente con el óxido de aluminio (Al2O3), pero eran muy frágiles, hoy en día con el desarrollo de nuevos materiales industriales y los nuevos procedimientos de fabricación con máquinas automáticas, han ampliado su campo de acción en el mecanizado de fundición, aceros duros y aleaciones termo-resistentes, ya que las herramientas de cerámica son duras, con elevada dureza en caliente, no reaccionan con los materiales de las piezas de trabajo y pueden mecanizar a elevadas velocidades de corte. Existen dos tipos básicos de herramientas de cerámica: 1. Basadas en el óxido de aluminio (Al2O3) y 2. Basadas en el nitruro de silicio (Si3N4).
Diamante Policristalino (PCD).
La tabla de durezas de Friedrich mohs determina como el material más duro al diamante monocristalino, a continuación se puede considerar al diamante policristalino sintético (PCD), su gran dureza se manifiesta en su elevada resistencia al desgaste por abrasión por lo que se le utiliza en la fabricación de muelas abrasivas. Las pequeñas plaquitas de PCD, son soldadas a placas de metal duro con el fin de obtener fuerza y resistencia a los choques, la vida útil del PCD puede llegar a ser 100 veces mayor que la del metal duro. Partes de las Herramientas de Corte (Útil de Corte).
CARA: Es la superficie o superficies sobre las cuales fluye la viruta (superficie de desprendimiento). FLANCO: Es la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la viruta generada en la pieza (superficie de incidencia). FILO: Es la parte que realiza el corte. El filo principal es la parte del filo que ataca la superficie transitoria en la pieza. El filo secundario es la parte restante del filo de la herramienta. PUNTA: Es la parte del filo donde se cortan los filos principales y secundarios; puede ser aguda o redondeada o puede ser intersección de esos filos.
Formas y Funcionamiento (Útil de Corte). Según las Normas ISO los aceros rápidos clasifican de la siguiente manera:
Material de Fabricación (Útil de Corte). NOMBRE
TEMP
OBSERVACIONES
Acero al carbono
300° C
Prácticamente ya no se usa.
Acero alta velocidad
700° C
HSS-Acero rápido.
Stelita
900° C
Aleación. Prácticamente ya no se usa
Carburos Metálicos
1000° C
HM-Aglomerados y no aglomerados
Cermet
1300° C
Base de TiC, TiCN, TiN
Cerámicas
1500° C
Al2O3 o Si3N4
Cerámicas mezcladas
1500° C
Al2O3+ZrO3
CBN
2000° C
TiN/TaN/CBN(Nitruro cúbico de boro)
Diamante
800° C PCD
Polycrystaline Diamond
Definición de Términos Básicos. 1.
2. 3. 4.
5.
Refrentado: Se llama así a la realización de superficies planas en el torno. El refrentado puede ser completo, en toda la superficie libre, o parcial, en superficies limitadas. También existe el refrentado interior. Avellanado: Ajustar los agujeros que se abren para que entren los tornillos taladrados. Desbaste: Quitar las partes mas duras o ásperas de un material que se a trabajar. Moleteado: Es la operación que tiene por objeto producir una superficie áspera o rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla más fácilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es cilíndrica. Taladrado: El taladrado es la operación que consiste en efectuar un hueco cilíndrico en un cuerpo mediante una herramienta de denominada broca, esto se hace con un movimiento de rotación y de alimentación.
6. Velocidad de Avance: Se entiende por Avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado. 7. Velocidad de Corte: Es la distancia que recorre el "filo de corte de la herramienta al pasar en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte) respecto a la superficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad de corte puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de, corte o velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad tangencial en la zona que se esta efectuando el desprendimiento de la viruta, es decir, donde entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto desfavorable. En el segundo caso, la velocidad relativa en un instante dado es la misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta. 8. R.P.M: Revoluciones Por Minuto.
Conclusiones. Al finalizar esta investigación concluimos que es de gran importancia obtener un conocimiento minucioso sobre los tornos y su descripción tanto interna como externa. Cabe destacar que, este conocimiento es de vital ayuda en nuestro futuro como técnicos industriales, ya que de esta manera dejaremos una huella imborrable al momento de poner en práctica todos los conocimientos adquiridos. Sin embargo, es importante también estar claro de la normas deseguridad regidas en el taller maquinas ya que nuestras vidas dependerán de ello. Esperando que esta investigación tenga un resultado positivo a la hora de entrar en el campo laboral y ayudarnos a resolver futuras dudas en cuanto al manejo de estas maquinas-herramientas. Bibliografías. ‘Definición de Torno’.Guía de Máquinas - Herramientas I, Jhonny Chacon. ‘Herramientas de Corte’. www.Monografias.com ‘Seguridad en los Tornos’. ‘Términos Básicos’. Diccionario Encarta, 2004. ‘Tipos de Tornos’. Libro de Máquinas y Herramientas I, Mario Rossi ‘Todo Sobre Tornos’. www.Google.com
Anexos. El Torno (Fig. 1)
Partes del Torno (Fig.2)
A= La Bancada. B= Cabezal Fijo. C= Carro Principal de Bancada. D= Carro de Desplazamiento Transversal. E= Carro Superior porta Herramienta. F= Porta Herramienta G= Caja de Movimiento Transversal. H= Mecanismo de Avance. I= Tornillo de Roscar o Patrón.
J= Barra de Cilindrar. K= Barra de Avance. L= Cabezal Móvil. M= Plato de Mordaza (Usillo). N= Palancas de Comando del Movimiento de Rotación. O= Contrapunta. U= Guía. Z= Patas de Apoyo. Tipos de Tornos. Tornos al Aire.
Fig. 3 Tornos Verticales.
Fig. 4
Tornos Automáticos.
Fig. 5 Herramientas de Corte (Útil de Corte).
Las fuerzas que actuan en una herramienta de corte De manera simplificada se puede decir que actúan en una herramienta tres fuerzas: Fuerza radial, Fr. Se origina por la acción de la penetración de la herramienta para generar el corte y como su nombre lo señala actúa en el eje radial de la pieza.
Fuera longitudinal, Fl. Es la que se produce por el avance de la herramienta y su actuación es sobre el eje longitudinal de la pieza. Fuerza tangencial, Ft. Es la fuerza más importante en el corte y se produce por la acción de la pieza sobre la herramienta en la tangente de la pieza. La contribución de la tres fuerzas como componentes de las resultante total es: Fr = 6%
Fl = 27%
Ft = 67%
Producto de acción de las tres fuerzas de corte se tiene una resultante que es la quedeberá soportar la herramienta. Se debe tener en cosideración que como las fuerzas son cantidades vectoriales es muy importante su magnitud, dirección, posición y punto de apoyo.
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 siempre es igual a 90° Para la definición de los valores de los ángulos se han establecido tablas producto de la experimentación. A continuación se muestra una tabla de los ángulos alfa, beta y gama.
Aceros rápidos Alfa 8 8 8
Beta Gama 68 72 68
14 10 14
Materiales trabajar
Metales duros
Material
Alfa
Acero sin alear hasta 70 kg/mm2 Acero moldeado 50 kg/mm
2
Acero aleado hasta 85 kg/mm
2 2
Beta Gama
5
75
10
5
79
6
5
75
10
5
77
8
8
72
10
Acero aleado hasta 100 kg/mm
8
72
10
Fundición maleable
5
75
10
8
82
0
Fundición gris
5
85
0
8
64
18
Cobre
6
64
18
8
82
0
Latón ordinario, latón rojo, fundición de bronce
5
79
6
12
48
30
Aluminio puro
12
48
30
12
64
14
Aleaciones de alumnio para fundir y forjar
12
60
18
8
76
6
Aleaciones de magnesio
5
79
6
12
64
14
Materiales prensados aislantes (novotex baquelita)
12
64
14
12
68
10
Goma dura, papel duro
12
68
10
Porcelana
5
85
0
