Teora del corte de los metales Maquinado de

Teoría del corte de los metales Maquinado de metales Los problemas del maquinado son de resolución factible sobre una base de ingeniería Apreciación de los fundamentos Comprensión de los hechos empíricos concernientes a la maquinabilidad Ø Factores básicos que gobiernan la geometría de formación Ø la Fuerzas de viruta actuantes sobre la herramienta Ø Calidad superficial obtenida Ø Vida de la herramienta o duración del filo Ø Vibraciones durante el mecanizado

Factores básicos que gobiernan la geometría de formación de la viruta ELEMENTOS CARACTERISTICOS MECANISMO DE FORMACIÓN DE LA VIRUTA Naturaleza Vc del material Fluido de corte Angulos hta. VIRUTAS TIPO 1 2 3 GRADO DE ENDURECIMIENTO c = ctg + tg ( - ) = s/ x Vc Angulo de Angulo cizallam. de Φ ataque Inclinación del filo λ Corte ortogonal oblícuo Deformación cizallante εc Veloc. Flujo viruta Vf Veloc. Cizallamiento Vs Razón de corte rc

Tipos de viruta Figura 1

Angulo de cizallamiento Φ Viruta Angulo de cizallamiento grande t 2 Viruta delgada pequeño Viruta gruesa Herramienta Ángulo pequeño t 1 ( ) t 1 Pieza Figura 2 Camino de corte largo Camino de corte reducido Pieza Figura 3

Formación de la viruta Figura 5 Figura 4 Figura 6

Corte ortogonal y corte oblícuo Herramienta ly Vf Vc Pieza l

Endurecimiento producido al mecanizar

Fuerzas actuantes sobre la herramienta Círculo de fuerzas F N Fs Fn Fc Ft Círculo de Fuerzas

Magnitudes básicas que controlan las fuerzas Geométricas: , Φ, y Ao Mecánicas: Ss, μ, y C C = 2 + – C: Constante de maquinado

Efectos de las magnitudes mecánicas básicas sobre la Vida de la Herramienta v Ss, , y C influyen sobre las energías aplicadas en el corte, para cizallar el metal y vencer la fricción entre viruta y herramienta. v Dichas energías influyen sobre los 2 principales factores que afectan la duración del filo: material de la pieza a) Temperatura del corte depende de Energía consumida en el corte depende de b) Acción abrasiva del material pieza depende de Constituyentes duros Dureza inicial Endurecimie nto p/deformació Coef. n de fricción Cizallamien Fricció to Constante Senreduce con C Fluido de Secció Angulo de corte n de aumentan ataque do viruta Vida de la Herramienta Endurecimie nto en el corte Cantidad de deformaci ón Constante C

Control de las magnitudes mecánicas básicas Ss, μ, C Ss: alta p/materiales duros y resistentes, y baja p/blandos y poco resistentes. Aumenta también con el endurecimiento por tratamiento térmico. Es poco afectada por las condiciones de corte. : es la variable de mas simple control en el corte. Puede reducirse empleando fluido de corte, y aumentando el avance y la velocidad de corte. Ciertos aditivos químicos también reducen μ (Pb y S en los aceros) C: tal como Ss, es poco afectada por las condiciones de corte. La microestructura y tamaño de grano del material ejercen apreciable influencia. El trabajo en frío generalmente favorece su aumento

Vibracione s producidas por Variación rítmica de las fuerzas por causas mecánicas Equilibrio inestable del elemento vibrante potencial Forzadas Autoinducid as caracterizadas por Frecuencia alejada de la natural Ser las menos severas por Una vez iniciadas se automantienen debido a Proporcionalidad inversa entre Fc y Vc Su severidad (vibrado) Frecuencia cercana a la natural

Causas de las vibraciones Forzad as Autoinducid as Ø Juegos en la M-H Ø Filo recrecido (viruta tipo 3) Ø Fracturas (viruta tipo 1) Ø Marcas de “vibrado previo” Ø Interferencia por desgaste en el flanco Ø Herramienta poco robusta Ø Piezas de baja frecuencia natural Ø Altas velocidades de corte Ø Filo desgastado

Factores principales que generan vibraciones autoinducidas v Variación de la fuerza con la velocidad de corte: al disminuir Fc con el aumento de Vc. La herramienta flexiona y oscila, generando inestabilidad que se autoperpetúa. v Interferencia entre el flanco de la herramienta y la superficie que se mecaniza Condiciones Vcfrecuencia del elemento vibrante potencial