Herramientas De Corte

HERRAMIENTAS DE CORTE Materiales y Geometría

Objetivos  Conocer los tipos de materiales utilizados en herramientas de corte.  Conocer la descripción geométrica de la hta y su influencia en el proceso de mecanizado .

Herramientas de Corte

Funciones de la Hta  Cortar en forma de viruta  Evacuar fácilmente la viruta de la zona de trabajo  Evacuar el calor  Soportar las fuerzas de corte sin deformarse  rigidez  Ser rentable  dureza y resistencia al desgaste  Facilitar un cambio de herramienta rápido y eficaz  sistema de sujeción

Herramientas de Corte

Tipos de Herramientas

Herramientas de Corte

Tipos de Herramientas

Materiales para Herramientas

Cuadro resumen

Materiales para Herramientas

Aceros Acero al Carbono: 

Composición:  Fe + C (0,7 a 1,5 %). Si: 0,1 a 0,4% Mn: 0,1 a 0,4%



Características  Gran tenacidad.  Pierden su dureza a partir de 200º de temperatura.



Aplicación  No se utilizan salvo casos excepcionales.  Mecanizado de cordones de soldadura.

Materiales para Herramientas

Aceros Acero rápido (HSS): 

Composición:  Aceros aleados (W, Ni, Co, Mn, V, etc.)



Características:  Pierden su dureza a partir de 600º de temperatura.  Alta resistencia al desgaste y tenacidad.



Aplicación:  Herramientas de forma, brocas, terrajas, machos de roscar, fresas, troqueles, etc.

Materiales para Herramientas

Metal duro Composición:  Se obtiene por sinterización de polvos de carburos (partículas duras) y cobalto (aglomerante).  Tipo de partícula dura: NbC, TaC, TiC, WC.  Características:  Pierden su dureza a partir de 1200º de temperatura.  Gran resistencia al desgaste (10 veces mayor que la del acero).  Alcanzan una tenacidad similar a la del acero.  Aplicación:  Se utilizan en forma de plaquitas en gran cantidad de herramientas. 

Materiales para Herramientas

Metal duro: Calidades ISO Mecanizado de materiales de viruta larga: aceros, aceros fundidos, aceros inoxidables martensíticos y fundiciones maleables.

01 WR T

P

50 01 WR T

Mecanizado de materiales más difíciles: aceros inoxidables austenísticos, materiales resistentes al calor, fundición aleada, etc.

M

Mecanizado de materiales de viruta corta: fundición gris, aleaciones no ferrosas (aluminio, bronce, etc.)

K

50 01 WR T 50

 WR: Resistencia al desgaste  ↑ Vc  Acabado  T: Tenacidad, resistencia mecánica del filo  ↑ a  Desbaste Cuadros de equivalencias de calidades: fabricantes ↔ ISO // Códigos de materiales

Materiales para Herramientas

Metal duro: Calidades ISO Nueva denominación: P  acero, acero fundido, fundición maleable de viruta larga M  acero inoxidable K  fundición H  acero templado (materiales endurecidos) S  aleaciones termorresistentes, aleaciones de Titanio N  materiales no férreos (aluminio, bronce, plástico, madera...)  Recubrimientos:  Sin recubrir  características hta. dependen del metal duro 

Corte más agudo: superficies más lisas (↑ requisitos acabado), Tenacidad y resistencia mecánica  desbaste pesado y discontinuo < riesgo de filo de aportación  materiales blandos (aceros al C, aleaciones no ferrosas)

 Con recubrimiento (75%)  ↑resistencia al desgaste  ↑2-3 veces vida hta. Conjunto de Capas (5÷20µm) por PVD (deposición física al vapor) o CVD (deposición química al vapor) TiC  ↑ resistencia a ↓Vc y Tf; base de las siguientes capas Al O  ↑ resistencia a reacciones químicas

Materiales para Herramientas

Comparativa de características 

Características generales

Materiales para Herramientas

Comparativa de características 

Características generales

Materiales para Herramientas

Comparativa de características 

Características de operación

Materiales para Herramientas

Comparativa de características 

Características de operación

Geometría de la Herramienta

Superficies y aristas de la H

 Sistema de hta en mano  ángulos propios (distintas representaciones)  Sistema de hta en uso  ángulos efectivos Ángulos del cuerpo, 2 ÷5º más que los ángulos de Hta.

Geometría de la Herramienta

Sistema de referencia de la H Plano de referencia: Paralelo a la base de la H y que pasa por la punta de la hta. Plano de filo: Tangente al filo de la H y perpendicular al plano de referencia. Plano de definición: Perpendicular al plano de filo. En él se definen los ángulos principales.

Geometría de la Herramienta

Representaciones DIN y ASA

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H Ángulo de desprendimiento Formado por:  Las rectas intersección del plano de definición con el plano de referencia y la cara de desprendimiento de la H. Influye en:  Los esfuerzos y potencia de corte así como en el tipo de viruta. Valores:  Al aumentar disminuyen los esfuerzos de corte y viceversa.(↓ curva viruta)  Puede ser positivo o negativo.  Deben aumentar al aumentar la tenacidad de la H. y disminuir la resistencia de la pieza.  Deben disminuir en caso contrario.

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H Ángulo de desprendimiento Valores:  Ángulo negativo: H trabaja a compresión  materiales duros y cortes interrumpidos).  Si muy bajo  ↑Tf y consumo energía  ↓ Vida hta por rotura  Si muy elevado  ↓ esfuerzos de corte y potencia; pero sección de filo débil  Selección en función de: El mayor posible sin que rompa Si ↓ calidad hta, ↓ dureza pieza o ↓a  ↑γ  Valores habituales: 6º Metal duro: -8 a 25º HSS: 0 a 30º

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H Ángulo de incidencia Formado por:  Las rectas intersección del plano de definición con el plano de filo y la cara de incidencia de la H. Influye en:  Evita el rozamiento entre la cara de incidencia y la superficie mecanizada de la pieza. Valores:  Siempre mayor que cero.  Los menores posibles.  Deben aumentar al aumentar la tenacidad de la H. y disminuir la resistencia de la pieza.  Deben disminuir en caso contrario.

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H Ángulo de incidencia Valores:  Si muy bajo  ↑Tf por talonamiento  ↓ Vida hta  Si muy elevado  sección de filo débil  desmoronamiento del filo  ↓ calidad superficial  Selección en función de: El menor posible sin que se talone. Si ↑ calidad hta o ↑ dureza pieza  ↓ α

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H Ángulo de filo Formado por:  Las rectas intersección del plano de definición con las caras de incidencia y de desprendimiento de la H. Influye en:  La robustez de la herramienta. Valores:  Para valores pequeños la herramienta penetra mejor en la pieza pero corre el riesgo de romperse el filo. (menor capacidad para conducir calor y resistir esfuerzos de corte)  Aumentan al aumentar la resistencia de la pieza, siendo mayores para materiales duros y menores para materiales blandos.  Suele tener redondeo o chaflán.

α + β + γ = 90

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H Ángulo de inclinación del filo Formado por:  Está contenido en el plano del filo y está formado por el filo principal de la H y la recta intersección de este plano y el plano de referencia. Influye en:  Orienta la salida de la viruta. Se minimiza su efecto con rompevirutas. Valores:  Es positivo cuando es descendente desde la punta hacia el mango y negativo cuando es ascendente.  En desbaste un ángulo negativo permite mayor ángulo β sin disminuir α ni γ. (viruta hacia la pieza)  En acabado λ = 0.

No confundir λ con γ

Geometría de la Herramienta

Ángulos principales de la H Ángulo de inclinación del filo Rompevirutas:  Reduce 5÷20% la fuerza absorbida en el corte.  Su capacidad para fraccionar la viruta depende del avance (menor a >a) y del radio de curvatura del arrollamiento (γ, altura y longitud del rompevirutas)  Tipos: Enterizos: afilados a muela, trabajan peor Postizos: más complejos,mejor colocación para cada operación.

Geometría de la Herramienta

Cuadro de valores según material pz y hta

Análisis:  Mayores ángulos en acabado.  Menores ángulos a mayor resistencia de material de pieza y calidad de hta.

Geometría de la Herramienta

Ángulos secundarios de la H Ángulo de posición principal Ángulo posición secundario Ángulo de punta Plano de referencia

Geometría de la Herramienta

Ángulos secundarios de la H Ángulo de punta Formado por:  El filo principal y el filo secundario. Influye en:  La tenacidad y la accesibilidad de hta. Valores:  Grandes (80º a 90º) en desbaste.  Medianos (55º a 60º) en desbaste ligero o semiacabados.  Pequeños (35º) en acabado.  Ángulos mayores menor accesibilidad. Radio de punta:  El mayor posiblefilo resistente y ↑a (r≈4a ; r≈p/4).  Si muy alto, mayor rozamiento (↑Fc) y vibraciones.  Selección en función de: Tipo de operación; Calidad hta. (mayor calidad, menor radio); Ra=a2/32r

Geometría de la Herramienta

Ángulos secundarios de la H Ángulo de posición principal Formado por:  El plano tangente a la superficie trabajada y el filo principal de corte. Influye en:  Hace que la entrada y salida de la H se realice de forma gradual.  Modifica las dimensiones de la viruta.  Modifica la Fc (↓X ↓ h↑Fc) Valores:  Si es posible debe ser inferior a 90º para reducir el impacto y las fuerzas sobre el filo de corte. Espesor de viruta: h = a sin X Anchura de viruta: b = p / sin X

Geometría de la Herramienta

Ángulos secundarios de la H Ángulo de posición secundario Formado por:  El plano tangente a la superficie trabajada y el filo secundario de corte. Influye en:  Evitar el rozamiento entre la cara de incidencia secundaria con la superficie de la pieza trabajada.  Controlar el acabado superficial Valores:  Mejor acabado superficial cuanto menor es el ángulo. κ+ ε + κ’ = 180º

Geometría de la Herramienta

Ángulos secundarios de la H Ángulo de Desprendimiento longitudinal Formado por:  El plano longitudinal de la H y la superficie de desprendimiento. Influye en:  Direccionar la Fuerza de corte y definir el tipo de esfuerzo sobre la H.  Controlar la forma de ejes esbeltos Valores:  Positivo  piezas cóncavas (Fc acerca pz-H)  Negativo  piezas convexas (Fc aleja pz-H)

Geometría de la Herramienta

Equivalencia de denominaciones

G + X = 90

Geometría de la Herramienta

Sistema de H en uso  Ángulos efectivos Influencia del avance: ↑a  ↑γe, ↓αe Influencia de la colocación del plano base de la hta:

Influencia de la orientación de la hta: orientación de la fuerza, zona de contacto inicial y tamaño de la viruta