VIRUTA
La viruta es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o espiral que es extraído mediante un cepillo u otras herramientas de corte, tales como brocas, cuchillas de torno, fresas, etc., al realizar trabajos de cepillado, desbastado o perforación, sobre madera o metales. Se suele considerar un residuo de las industrias madereras o del metal; no obstante tiene variadas aplicaciones. TIPOS DE VIRUTA
En general, es posible diferenciar inicialmente tres tipos de viruta:
Viruta discontinua Este caso representa el corte de la mayoría de los materiales frágiles tales como el hierro fundido y el latón fundido; para estos casos, los esfuerzos que se producen delante del filo de corte de la herramienta provocan fractura. Lo anterior se debe a que la deformación real por esfuerzo cortante excede el punto de fractura en la dirección del plano de corte, de manera que el material se desprende en segmentos muy pequeños. Por lo común se produce un acabado superficial bastante aceptable en estos materiales frágiles, puesto que el filo tiende a reducir las irregularidades. Las virutas discontinuas también se pueden producir en ciertas condiciones con materiales más dúctiles, causando superficies rugosas. Tales condiciones pueden ser bajas velocidades de corte o pequeños ángulos de ataque en el intervalo de 0° a 10° para avances mayores de 0.2 mm. El incremento en el ángulo de ataque o en la velocidad de corte normalmente elimina la producción de la viruta discontinua. di scontinua.
CARACTERÍSTICAS
Material de trabajo frágil Un ángulo ángulo de ataque pequeño en la la herramienta herramienta de corte corte Grosor grande de viruta (avance burdo o grueso) Baja velocidad de corte Vibración excesiva de la maquina
Viruta Continua Este tipo de viruta, el cual representa el corte de la mayoría de materiales dúctiles que permiten al corte tener lugar sin fractura, es producido por velocidades de corte relativamente altas, grandes ángulos de ataque (entre 10º y 30º) y poca fricción entre la viruta y la cara de la herramienta.
Las virutas continuas y largas pueden ser difíciles de manejar y en consecuencia la herramienta debe contar con un rompe virutas que retuerce la viruta y la quiebra en tramos cortos. Viruta Continua con protuberancias, Este tipo de viruta representa el corte de materiales dúctiles a bajas velocidades en donde existe' una alta fricción sobre la cara de la herramienta. Esta alta fricción es causa de que una delgada capa de viruta quede cortada de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta. La viruta es similar a la viruta continua, pero la produce una herramienta que tiene una saliente de metal aglutinado soldada a su cara. Periódicamente se separan porciones de la saliente y quedan depositadas en la superficie del material, dando como resultado una superficie rugosa; el resto de la saliente queda como protuberancia en la parte trasera de la viruta. CARACTERÍSTICAS
Material dúctil de trabajo Altas velocidades de corte Enfriamiento de la herramienta cortante y la pieza de trabajo mediante el uso de líquidos para corte Un gran ángulo de ataque en la herramienta Altas velocidades de corte
Viruta continúa con acumulación en el borde Es cuando se maquinan materiales dúctiles a velocidades bajas o medias de corte, la fricción entre la herramienta y la viruta tiende a causar la adhesión de porciones de material de trabajo en la cara inclinada de la herramienta cerca del filo cortante. Esta formación se llama acumulación en el borde (BUE). La formación de BUE es de naturaleza cíclica; se forma y crece, luego se vuelve inestable y se rompe. Gran parte de la acumulación de BUE se lleva la viruta, a veces llevándose porciones de la cara inclinada de la herramienta con ella, lo cual reduce el tiempo de vida útil de herramienta de corte. Sin embargo, algunas porciones del BUE pueden incorporarse a la superficie de trabajo recién formada, ocasionando que la superficie se vuelva rugosa. CARACTERÍSTICAS
Disminuir la presión de corte. Aumentar el ángulo de ataque. Usar una herramienta aguda. Usar un buen fluido de corte.
FORMAS DE VIRUTA
Otra clasificación de la viruta es su forma, la cual está dada principalmente por el tipo de material, decimos principalmente, puesto que también hay otros factores que influyen; tales como: procedimiento de trabajo, forma de la herramienta, sección transversal de la viruta, velocidad de corte, salida o desprendimiento de viruta, medios de refrigeración y lubricación. En cuanto a las formas las podemos encontrar: con forma de agujas, virutas desmenuzadas, virutas en forma de bastoncitos; trozos espirales o helicoidales; espirales netas; trozos cortos de cinta; hélices cortas y estrechas; hélices cortas y anchas; hélices largas, estrechas; hélices largas, anchas; virutas de sesgo rectilíneo; virutas de formato ovillo.
APLICACIONES DE LAS VIRUTAS
Las virutas de metal normalmente se reciclan en nuevo metal. Las virutas de madera, o serrín, se emplean para:
Elaboración de tablas de madera aglomerada
Embalaje y protección de paquetes
Material de aislamiento
Compost en jardinería
Lecho para mascotas o ganado
ARRANQUE DE VIRUTA
Se realiza mediante la penetración de una herramienta, realizando un movimiento relativo entre la pieza que se desea mecanizar y la herramienta. Lógicamente, el material de la herramienta de corte debe ser de mayor dureza que la pieza a tratar, puesto que la dureza de un material define su oposición a ser rallado.
El arranque de la viruta se produce debido a que el filo de la herramienta produce una deformación elástica provocando grandes tensiones en la parte del material que se convertirá en viruta. Después de esto, se supera el límite de fluencia del material provocando la rotura y separación de la capa a causa de la deformación plástica sufrida.
CORTE POR ARRANQUE DE VIRUTA
Es el proceso, donde las piezas se separan por el surco creado por la herramienta de corte, la separación se hace al eliminar el material en forma de pequeñas partículas llamadas virutas. Las sierras de corte tienen un diseño especial para favorecer el arranque de esta viruta. MATERIAL DE CORTE
Para una buena herramienta de corte, los materiales que la forman deben tener las siguientes características:
Dureza: Debe tener mucha dureza para aguantar la elevada temperatura y fuerza de fricción cuanto está en contacto con la pieza. Resiliencia: Debe tener resiliencia para que las herramientas no se agrieten o se fracturen. Resistencia al desgaste: Debe tener una duración aceptable, debido a los costos de producción y evitar un recambio de piezas.
Seguidamente se describen diferentes materiales utilizado para fabricar herramientas de corte:
Acero al carbón: aceros con contenido en carbono entre 0,5 y 1,4%. La templabilidad es pequeña por lo que son propensos a grietas y deformaciones. Pertenecen al grupo de F-510 Aceros aleados: Contiene como elementos aleatorios, además del carbono, adiciones de wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros débilmente aleados y aceros fuertemente aleado. El acero rápido (SS) es un acero fuertemente aleado. Tiene una elevada resistencia al desgaste. No pierde la dureza hasta llegar a los 600 º C. Esta resistencia en caliente, que es debida sobre todo al alto contenido de volframio, hace posible el torneado con velocidades de corte elevadas.
Como el acero rápido es un material caro, la herramienta usualmente sólo lleva la parte cortante hecha de este material. La parte cortante o placa van soldadas a un mango de acero de las máquinas.
Aceros no aleados: Es un acero con entre 0,5 a 1,5% de concentración de carbono. Para temperaturas de unos 250 º C pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado para grandes velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales, para la fabricación de herramientas de turno. Estos aceros se denominan usualmente aceros al carbono o aceros para hacer herramientas (WS). Metales duros: Los metales duros hacen posible un gran aumento de la capacidad de corte de la herramienta. Los componentes principales de un metal duro son el volframio y el molibdeno, además del cobalto y el carbono. El metal duro es caro y se suelda en forma de plaquetas normalizadas sobre los mangos de la herramienta que pueden ser de acero barato. Con temperaturas de corte de 900 º aunque tienen buenas propiedades de corte y se puede trabajar a grandes velocidades. Con ello se reduce el tiempo de trabajo y además la gran velocidad de corte ayuda a que la pieza con la que se trabaja resulte lisa. Es necesario escoger siempre para el trabajo de los diferentes materiales la clase de metal duro que sea más adecuada. Cerámicos: Estable. Moderadamente barato. Químicamente inerte, muy resistente al calor y se fijan convenientemente en soportes adecuados. Las cerámicas son generalmente deseable en aplicaciones de alta velocidad, el único inconveniente es su alta fragilidad. Las cerámicas se consideran impredecibles en condiciones desfavorables. Los materiales cerámicos más comunes se basan en alúmina (óxido de aluminio), nitruro de silicio y carburo de silicio. Se utiliza casi exclusivamente en plaquetas de corte. Con dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. Se deben evitar los bordes afilados de corte y ángulos de desprendimiento positivo. Cermet: Estable. Moderadamente caro. Otro material cementado basado en carburo de titanio (TiC). El aglutinante es usualmente níquel. Proporciona una mayor resistencia a la abrasión en comparación con carburo de tungsteno, a expensas de alguna resistencia. También es mucho más químicamente inerte de lo que. Altísima resistencia a la abrasión. Se utiliza principalmente en convertir los bits de la herramienta, aunque se está investigando en la producción de otras herramientas de corte. Dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. No se recomiendan los bordes afilados generalmente.
Diamante: Estable. Muy Caro. La sustancia más dura conocida hasta la fecha. Superior resistencia a la abrasión, pero también alta afinidad química con el hierro que da como resultado no ser apropiado para el mecanizado de acero. Se utiliza en materiales abrasivos usaría cualquier otra cosa. Extremadamente frágil.
Se utiliza casi exclusivamente en convertir los bits de la herramienta, aunque puede ser usado como un revestimiento sobre muchos tipos de herramientas. Se utilizan sobre todo para trabajos muy finos en máquinas especiales. Los bordes afilados generalmente no se recomiendan. El diamante es muy duro y no se desgasta. ELEMENTOS DE CORTES
Una herramienta de corte tiene uno o más filos cortantes y está hecho de un material que es más duro que el material de trabajo. El filo cortante sirve para separa una viruta del material de trabajo. Ligadas al filo cortante hay dos superficies de herramienta: la cara inclinada y el flanco o superficie de incidencia. Se usa una maquina de herramienta para sostener la pieza de trabajo, poner en posición la herramienta respecto al trabajo y proporcionar la potencia para el proceso de maquinado a la velocidad, avance y profundidad que se han establecido. El control de la herramienta, d las condiciones de corte, del trabajo y de la máquina de herramienta permite fabricar piezas con gran precisión y respectividad a tolerancias de 0.025mm (0.001in) o mejores. El termino maquinas herramientas se aplica a cualquier maquina accionada por fuerza motriz que realice operaciones de maquinado, incluso el esmerilado. También aplica a las maquinas que realizan operaciones de formado de metal y prensado. Las maquinas de herramientas usadas tradicionalmente para realizar el torneado, taladrado y fresado son, los tornos, prensas taladradoras y maquinas fresadoras, respectivamente. TORNOS
El torno básico usado para torneado y operaciones a fines es un torno mecánico. Es una máquina de herramienta muy versátil que opera en forma manual y se utiliza ampliamente en producción baja y media. El torno es una máquina que trabaja en el plano porque solo tiene dos ejes de trabajo, normalmente denominados Z y X. La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrentado. El torneado es un proceso de maquinado en el cual una herramienta de una sola punta remueve material de la superficie de una pieza de trabajo cilíndrica en rotación; la herramienta avanza literalmente y en una dirección paralela al eje de rotación.
El torneado se lleva a cabo tradicionalmente en una maquina de herramienta llamada torno, la cual suministra la potencia para tornear la pieza a una velocidad de rotación determinada como avance de la herramienta y profundidad de corte especificado. TIPOS DE TORNOS:
Torno paralelo Torno al aire Torno vertical Torno revolver Torno automático Torno copiador
OPERACIONES EN EL TORNO
Torneado cilíndrico: se realiza un corte en la parte transversal de la pieza, generalmente sujetada entre centros.
Refrentado: Cuando una superficie plana debe ser maquinada en un torno, la pieza se coloca en un plato plano o mandril. El corte es en ángulo recto respecto al eje de rotación
Torneado con conicidades: se tornean superficies cónicas de distintos tamaños. Usando un aditamento, por desplazamiento del centro del cabezal móvil, utilizando un carro compuesto, etc.
TALADROS
Los taladros son instrumentos que se utilizan para llevar a cabo la operación de taladrar, esta operación tienen como objetivo producir agujeros de forma cilíndrica en una pieza determinada por medio de una broca. El taladrado es una operación de maquinado que se usa para crear agujeros redondos en una pieza de trabajo. Esto contrasta con el perforado, el cual solamente puede usarse para agrandar un agujero existente. El taladrado se utiliza por lo general con una herramienta cilíndrica rotatoria, llamada broca que tiene dos bordes cortantes en su extremo. La broca avanza dentro de la pieza de trabajo estacionaria para formar un agujero cuyo diámetro está determinado por el diámetro de la broca. El taladrado se realiza en una prensa taladradora, aunque otras maquinas de herramienta puedan ejecutar esta operación.
TIPOS DE TALADROS
TIPOS DE BROCAS
El utilizar la broca adecuada a cada material es imprescindible no solo para que el trabajo sea más fácil y con mejor resultado, sino incluso para que pueda hacerse. BROCAS PARA METALES
Sirven para taladrar metal y algunos otros materiales como plásticos por ejemplo, e incluso madera cuando no requiramos de especial precisión. Están hechas de acero rápido (HSS), aunque la calidad varía según la aleación y según el método y calidad de fabricación
BROCAS ESTÁNDAR PARA PAREDES
Se utilizan para taladrar paredes y materiales de obra exclusivamente. No valen para metales ni madera. Tienen una plaquita en la punta de metal duro que es la que va rompiendo el material. Pueden usarse con percu sión. BROCAS LARGAS PARA PAREDES
Son como las anteriores, pero mucho más largas. Se utilizan para atravesar paredes y muros, y como suelen usarse con martillos percutores, la calidad suele ser alta. BROCAS MULTIUSO O UNIVERSALES
Se utilizan exclusivamente sin percusión y valen para taladrar madera, metal, plásticos y materiales de obra. Si la broca es de calidad, es la m ejor para taladrar cualquier material de obra. BROCAS DE TRES PUNTAS PARA MADERA
Son las más utilizadas para taladrar madera y suelen estar hechas de acero al cromo vanadio. En la cabeza tiene tres puntas, la central, para centrar perfectamente la broca, y las de los lados que son las que van cortando el material dejando un orificio perfecto. BROCAS PLANAS O DE PALA PARA MADERA
Cuando el diámetro del orificio que queremos practicar en la madera es grande, se recurre a las brocas planas, pues permiten poder introducirlas en el porta brocas del taladro, ya que el vástago no varía de tamaño. BROCAS LARGAS PARA MADERA
Para hacer taladros muy profundos en madera se utilizan unas brocas especiales con los filos endurecidos, y con una forma que permite una perfecta evacuación de la viruta. BROCAS FRESA PARA BISAGRAS DE CAZOLETA
Se utilizan para hacer el orifico ciego en el interior de las puertas donde encajará la bisagra de cazoleta. BROCAS PARA VIDRIO
Son brocas compuestas de un vástago y una punta de carburo de tungsteno con forma de punta de lanza. Se utilizan para taladrar vidrio, cerámica, azulejos, porcelana, espejos, etc. Es muy recomendable la utilización de soporte vertical o taladro de columna y la refrigeración con agua, trementina (aguarrás) o petróleo.
CORONAS O BROCAS DE CAMPANA
Para hacer orificios de gran diámetro, se utilizan las coronas o brocas de campana. Estas brocas las hay para todo tipo de materiales (metales, obra, madera, cristal). Consisten en una corona dentada en cuyo centro suele haber fijada una broca convencional que sirve para el centrado y guía del orificio.
ACCESORIOS 1.- SOPORTE VERTICAL Y MORDAZA DE SUJECIÓN
El soporte vertical fija el taladro verticalmente convirtiéndolo en uno de columna. Esto es muy adecuado para mejorar la precisión del taladro y para poder ajustar la profundidad cuando se trate de un orificio ciego.
Soporte vertical 2.- TOPE DE PROFUNDIDAD DEL TALADRO Y TOPES DE BROCA
Cuando queremos hacer un taladro ciego de una profundidad exacta deberemos utilizar un tope de broca. Este elemento consiste en un anillo con uno o dos tornillos prisioneros.
Broca con tope de profundidad
FRESADORA
Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa.
En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas. El fresado es una operación de maquinado en la cual se hace pasar una pieza de trabajo enfrente de una herramienta cilíndrica rotatoria con múltiples bordes o filos cortantes (en algunos casos raros se usa una herramienta con un solo filo cortante llamado fresa perfilada simple). El eje de rotación de la herramienta cortante es perpendicular a la dirección de avance. La orientación entre el eje de la herramienta y la dirección del avance es la característica que distingue al fresado del taladrado. En el taladrado la herramienta de corte avanza en dirección paralela a su eje de rotación. La herramienta de corte en fresado se llama fresa o cortador para fresadora y los bordes cortantes se llaman dientes. La forma geométrica creada por el fresado es una superficie plana. Se pueden crear otras formas mediante la trayectoria de la herramienta de corte o la forma de dicha herramienta. Debido a la variedad de formas posibles y a sus altas velocidades de producción, el fresado es una de las operaciones de maquinado más versátiles y ampliamente usadas. TIPOS DE FRESADORAS
Según la orientación de la herramienta
Una fresadora horizontal: utiliza fresas cilíndricas que se montan sobre un eje horizontal accionado por el cabezal de la máquina y apoyado por un extremo sobre dicho cabezal y por el otro sobre un rodamiento situado en el puente deslizante llamado carnero. Esta máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las ranuras.
Fresadora vertical: El eje del husillo está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje.
fresadora universal: tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical. Las fresadoras con control numérico por computadora (CNC): son un ejemplo de automatización programable. Se diseñaron para adaptar las variaciones en la configuración de productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas, permitiendo realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar de un modelo de pieza a otra mediante la inserción del programa correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar así como el sistema de sujeción de las piezas.
Según el número de ejes: Fresadora CNC de cinco ejes con cabezal y mesa giratoria.
Fresadora de tres ejes. Puede controlarse el movimiento relativo entre pieza y herramienta en los tres ejes de un sistema cartesiano. Fresadora de cuatro ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar el giro de la pieza sobre un eje, como con un mecanismo divisor o un plato giratorio. Se utilizan para
generar superficies con un patrón cilíndrico, como engranajes o ejes estriados.
Fresadora de cinco ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar o bien el giro de la pieza sobre dos ejes.
FRESAS
Las herramientas de corte más utilizadas en una fresadora se denominan fresas. Se dividen en: Fresas para árbol. Fresas con zanco. Fresas para refrentar TIPOS DE FRESAS
Cortador cilíndrico frontal helicoidal Para ranuras en T Ordinaria con dientes helicoidales Fresa angular Fresa para cuña Fresa para planer Con dientes postizos De corte lateral Para ranurar Para tallar dientes de engrane Cilíndrica frontal doble helicoidal Cilíndrica frontal extra larga con ranuras helicoidales
TIPOS DE OPERACIONES DE FRESADO.
Hay dos tipos básicos de operaciones de fresado:
Fresado periférico: también llamado fresado plano, el eje de la herramienta es paralelo a la superficie que se está maquinando y la operación se realiza por los bordes de corte en la periferia exterior del cortador. Existen varios tipos de fresados periféricos: Fresado de placa. Fresado de ranuras Fresado lateral Fresado paralelo simultaneo Fresado frontal: el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo y el maquinado se ejecuta cortando las orillas, tanto en el extremo como fuera de la periferia de la fresa. Existen varios tipos de fresado frontal:
Fresado frontal convencional Fresado frontal parcial Fresado terminal Fresado de perfiles Fresado de cavidades Fresado de contorno superficial
RECTIFICADORA
Es una máquina herramienta, utilizada para conseguir mecanizados de precisión tanto en dimensiones como en acabado superficial, a veces a una operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado. Las máquinas rectificadoras para piezas metálicas consisten básicamente en un bastidor que contiene una muela giratoria compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes al desgaste y a la rotura. TIPOS DE RECTIFICADORAS
Cilíndricas: Para superficies cilíndricas aunque también para superficies cónicas y de formas simples.
De interiores.
Rectificado interior
De superficies planas: Conocidas como planeadoras y tangenciales son muy sencillas de manejar, porque consisten en un cabezal provisto de la muela y un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén, donde va sujeta la pieza que se rectifica.
La pieza muchas veces se sujeta en una plataforma magnética. Las piezas más comunes que se rectifican en estas máquinas son matrices, calzos y ajustes con superficies planas.
Rectificado de superficie plana con árbol horizontal, mesa alternativa 23
Sin centros: consta de dos muelas y se utilizan para el rectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc. Son máquinas que permite automatizar la alimentación de las piezas y por tanto tener un funcionamiento continuo y por tanto la producción de grandes series de la misma pieza. La rectificación sin centros pertenece a los procesos de rectificadora cilíndrica de exteriores.
INFORME CRÍTICO (FRESADORA) La fresadora es una máquina de movimiento continuo destinado a realizar el fresado de materiales. El fresado es un proceso de maquinado el cual permite remover el material de trabajo de una manera intermitente. Este proceso se caracteriza por utilizar una herramienta rotativa de varios filos, llamado dientes, que se mueven lentamente sobre el material para generar un plano o una superficie recta. Los dientes de la fresa entran y salen del material durante cada revolución; debido a esto la acción de corte se interrumpe y sujeta los dientes a un ciclo de impacto y choque en cada movimiento. El fresado realiza dos básicos proceso de operación: Fresado periférico y fresado frontal Esta máquina permite realizar operaciones de fresado de superficies de las más variadas formas: • Planas • Cóncavas • Convexas • Combinadas • Ranuradas • Engranajes • Hélices.
REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION SUPERIOR UNIVERSIDAD DEL ZULIA NUCLEO LUZ COL CABIMAS-ZULIA CATEDRA: PROCESOS DE FABRICACION II
REALIZADO POR:
CABIMAS, 07 DE JULIO DE 2014
