Tecnología de las herramientas de corte.

Transcripción

1 Autor: Julio Alberto Correa Página 26 de 37

2 3. TOLERANCIAS SISTEMAS DE SUJECIÓN DE LA PLAQUITA Este punto es de vital importancia, junto con la del porta en la máquina, ya que determinará la correcta estabilidad de la plaquita que este sometido a los esfuerzos del mecanizado. El tamaño y la forma del inserto, más el ángulo de posición definen el portaplaquitas correspondiente. Este selección también debe garantizar que no entorpezca el libre flujo de virutas, la mayor versatilidad posible y el mínimo de mantenimiento. También es importante el tamaño del portaplaquitas. Generalmente, se selecciona el mayor tamaño posible, proporcionando la base más rígida para el filo y se evita el voladizo que provocaría vibraciones. Los sistemas de más comunes, son los siguientes. Rígida De Palanca De Brida Cuña De Cuña De Tornillo Rígida para Cerámicas Veremos que tener en cuenta que sistema de utilizaremos para cada mecanizado, favorecerá no solo las condiciones de corte, sino la terminación de la pieza, ya que podemos evitar la vibración de la herramienta. Veamos algunas recomendaciones Autor: Julio Alberto Correa Página 27 de 37

3 Mecanizado exterior Plaquitas negativas Tecnología de las herramientas de corte. Plaquitas positivas Plaquitas de cerámica y de CBN Sistema de Torneado longitudinal/ frenteado rígida por palanca por cuña por tornillo por tornillo de guía T rígida ** * * * ** * Perfilado Frenteado ** * * * ** ** ** * ** * * * * ** * Operaciones en "plunge" * ** ** ** = Sistema de portaherramientas recomendado Plunge: en caída, en rampa, en pendiente. * = Sistema de portaherramientas alternativo Mecanizado interior Plaquitas negativas Plaquitas positivas Plaquitas de cerámica y de CBN Sistema de Torneado longitudinal/ frenteado rígida por palanca brida-cuña tornillo y brida por tornillo ** ** * ** * Perfilado * Autor: Julio Alberto Correa Página 28 de 37

4 * * ** Tecnología de las herramientas de corte. Frenteado * * ** * ** = Sistema de portaherramientas recomendado * = Sistema de portaherramientas alternativo Una vez optado por algún porta, veremos de elegir el montaje del mismo en la máquina. Por supuesto, esto depende de cada máquina, quedando para nosotros determinar, de los posibles, cual me brinda una más estable, más rígida y con el menor tiempo de recambio o mantenimiento. Algunos pueden ser como los ilustrados a continuación: Autor: Julio Alberto Correa Página 29 de 37

5 PRODUCTIVIDAD Cuando hablamos de productividad, generalmente nos estamos refiriendo a una serie de factores que maximizarán los resultados, es decir la cantidad de piezas producidas con el menor costo. Algunos son: Incremento de velocidad y avance (más piezas por hora). Vida previsible de la herramienta (mecanizado seguro). Menos devoluciones de productos. Menos cambios de herramientas (menos tiempo de parada de máquina). Por ejemplo si aumentamos la velocidad de corte, obtendremos más volumen de arranque de viruta, aunque observaremos una disminución en el tiempo de vida útil del filo de corte. Tomemos esta tabla como referencia: Vida de la herramienta (minutos) Factor de corrección ,11 1,0 0,93 0,88 0,84 0,75 0,70 Si por ejemplo, la velocidad de corte de nuestra plaquita es de 310 m/minuto, y la quiero incrementar a 350 m/minuto: 350m / min 310m / min = 1, ,11 ; siendo este el factor de corrección aproximado, reduciendo entonces la vida útil de la herramienta a aproximadamente 10. Debo tener en cuenta, como medida de precaución para preservar la vida de la plaquita, que al aumentar la velocidad de corte debo disminuir la velocidad de avance. Mecanizar en seco: un ensayo que vale la pena La reducción en el uso de fluido de corte ofrece la opción de obtener ahorros considerables en costos. La vida de la herramienta también puede mejorar. La economía en el uso de fluidos de corte cambió sustancialmente en las pasadas dos décadas. En los principios de los ochenta, la compra, administración y desecho de fluidos de corte constituía, por lo menos, 3% de los costos de la mayoría de los trabajos de mecanizado. Hoy los fluidos --incluidos su administración y desecho-- alcanzan 16% del costo promedio del trabajo. Como las herramientas de corte constituyen tan sólo 4% del costo total de un proyecto de mecanizado, aceptar una vida de herramienta ligeramente menor a cambio de eliminar el costo y los dolores de cabeza de mantener los fluidos de corte, puede ser una opción menos costosa. Y la vida de la herramienta puede no disminuir. Los recubrimientos de carburo, cerámicos, cermet, nitruros cúbicos de boro (CBN) y diamante policristalino (PCD) son frágiles y susceptibles de descascararse y romperse con los esfuerzos térmicos -especialmente los utilizados en operaciones de torneado de caras y de fresado-, y su integridad puede agravarse con la introducción de refrigerantes. El uso de un fluido de corte, a menudo puede empeorar la situación por una simple razón: la mayoría de los efectos del enfriamiento van a las partes del trabajo que ya están más frías que el corte. Los Autor: Julio Alberto Correa Página 30 de 37

6 expertos todavía debaten si el fluido alcanza la zona de corte y el espacio entre la viruta y la pieza; También se pone en tela de juicio si el refrigerante realmente enfría la zona de contacto entre el filo y la pieza, ya que el calor generado por el rozamiento entre el filo de corte y la viruta que sale a una velocidad de corte del orden de los 200 m/minuto o más, genera temperaturas del orden de los 800º C, cuando el agua evapora a los 100º C. Los fluidos tienden a enfriar sólo la región circundante a áreas que se habían calentado previamente, intensificando así los gradientes de temperatura y aumentando los esfuerzos térmicos. El roscado y el taladrado necesitan la ayuda que un fluido de corte puede brindar (pero no necesariamente para enfriamiento). El taladrado, en particular, requiere lubricación en la punta de la broca y del flujo para evacuar las virutas del hueco. Sin fluidos, las virutas pueden sellar el hueco de tal manera que la rugosidad promedio de la superficie mecanizada puede ser hasta dos veces mayor de lo que sería posible en una operación húmeda. La lubricación del punto de contacto entre el margen de la broca y la pared del hueco también puede reducir el torque requerido de la máquina. Además del costo y de la vida de la herramienta, otro factor que afecta la selección del mecanizado en seco es la pieza de trabajo. Algunas veces, el fluido de corte puede producir herrumbre en la pieza o contaminarla. Consideremos un implante médico, como la junta de rotulas de la cadera. Los fluidos de corte son indeseables cuando hay temor de contaminación. La susceptibilidad de la pieza de trabajo para un proceso seco también depende del material. Un fluido de corte puede ser superfluo en el corte de la mayoría de las aleaciones de hierro fundido, aceros al carbono y aceros aleados, por ejemplo. Estos materiales, que son relativamente fáciles de mecanizar y conducen bien el calor, permiten que las virutas transporten la mayoría del calor generado. La excepción es el acero de bajo carbono, que se vuelve más adhesivo en la medida en que disminuye el contenido de carbono. Estas aleaciones pueden necesitar un fluido como lubricante para prevenir la soldadura. Los fluidos de corte normalmente son innecesarios cuando se mecaniza la mayoría de las aleaciones de aluminio, por las temperaturas relativamente bajas que se presentan. En situaciones en las que ocurre la soldadura de la viruta en estos materiales, el problema generalmente puede ser resuelto con el uso de ángulos de ataque altamente positivos y bordes agudos que corten el material. Sin embargo, el refrigerante a alta presión puede ser útil cuando se corta aluminio a altas velocidades, mientras que un simple chorro de aire no es suficiente para ayudar a romper y a evacuar las virutas. Mecanizar aceros inoxidables en seco es un poco más difícil. El calor puede causar problemas en estos materiales al sobretemperar aleaciones martensíticas, por ejemplo. En muchas aleaciones austeníticas, el calor no fluye bien desde la zona de corte hacia las virutas porque la conductividad térmica tiende a ser muy baja. El sobrecalentamiento del borde de corte puede, por tanto, disminuir la vida de la herramienta hasta valores inaceptables. Otra razón por la que los fluidos de corte son usualmente necesarios para mecanizar aceros inoxidables es que muchas aleaciones son gomosas, lo cual significa que son propensas a causar abarrotamiento en el borde de corte, dando como resultado un acabado superficial pobre. Las altas temperaturas de corte inherentes al mecanizado en seco por lo general suavizan un poco el carburo, lo que incrementa la tenacidad, reduciendo la probabilidad de formación de virutas y mejorando la confiabilidad y longevidad de la herramienta. Por la misma razón, cambiar hacia una herramienta algo más dura y trabajar en seco, raramente reduce la vida de la herramienta o degrada la consistencia del corte. De hecho, lo opuesto es verdad. Un sustrato más fuerte asegura que el borde retiene su integridad a altas temperaturas de corte; además, el ligero ablandamiento lo previene de ser muy frágil. Los recubrimientos de herramientas Autor: Julio Alberto Correa Página 31 de 37