HERRAMIENTAS DE CORTE

Unaherramienta de cortees el elemento utilizado para extraer material de una pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso demecanizado. Hay muchos tipos para cada mquina, pero todas se basan en un proceso de arranque deviruta. Es decir, al haber una elevada diferencia de velocidades entre la herramienta y la pieza, al entrar en contacto la arista de corte con la pieza, se arranca el material y se desprende la viruta.Hay diferentes tipos de herramientas de corte, en funcin de su uso. Las podramos clasificar en dos categoras: herramienta hecha de un nico material (generalmente acero al cobalto), y herramienta con plaquitas de corte industrial. La principal diferencia es que la punta de las segundas est hecha de otro material con mejores propiedades (metal duro o conglomerados metalicos). Esta punta puede ir soldada o atornillada. Las herramientas con la punta de otro material, son ms duras, lo que permite que corten materiales ms duros, a ms altas temperaturas y ms altas velocidades, sin incrementar demasiado el coste de la herramienta.Lasplaquitastambin se pueden fijar a la herramienta por medio de un tornillo. Estn hechas de diferentes materiales duros como el acero al carbono o cermicas, de forma que aguanten elevadas temperaturas. Tienen la ventaja de que cuanto la arista de corte se desgasta, se puede sacar el tornillo, girar la plaquita por una cara nueva y volverla a utilizar. Finalmente cuando todas las caras se desgastan, se puede poner una nueva plaquita sin tener que cambiar la herramienta. Esta es una manera econmica de tener las herramientas con aristas siempre afilado.

Movimientos de la herramienta

Para mecanizar una pieza existe dos posibilidades: que la pieza este quieta y la que se mueva sea la herramienta como es el caso de lafresa, o que la herramienta permanezca quieta y la que se mueva sea la pieza como en el caso deltorno. Esto condiciona la geometra de la herramienta.

Materiales

Para una buena herramienta de corte, los materiales que la forman deben tener las siguientes caractersticas: Dureza- Debe tener mucha dureza para aguantar la elevada temperatura y fuerza de friccin cuanto est 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 duracin aceptable, debido a los costos de produccin y evitar un recambio de piezas .Seguidamente se describen diferentes materiales utilizado para fabricar herramientas de corte o plaquetas:

Material de la herramientaPropiedades

Acero no aleadoEs un acero con entre 0,5 a 1,5% de concentracin de carbono. Para temperaturas de unos 250 C pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado para grandes velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales, para la fabricacin de herramientas de turno. Estos aceros se denominan usualmente aceros al carbono o aceros para hacer herramientas (WS).

Acero aleadoContiene como elementos aleatorios, adems del carbono, adiciones de wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros dbilmente aleado y aceros fuertemente aleado. El acero rpido (SS) es un acero fuertemente aleado. Tiene una elevada resistencia al desgaste. No pierde la dureza hasta llegar a los 600 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 rpido es un material caro, la herramienta usualmente slo lleva la parte cortante hecha de este material. La parte cortante o placa van soldadas a un mango de acero de las mquinas.

Metal duroLos 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, adems 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 aunque tienen buenas propiedades de corte y se puede trabajar a grandes velocidades. Con ello se reduce el tiempo de trabajo y adems 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 ms adecuada.

CermicosEstable. Moderadamente barato. Qumicamente inerte, muy resistente al calor y se fijan convenientemente en soportes adecuados. Las cermicas son generalmente deseable en aplicaciones de alta velocidad, el nico inconveniente es su alta fragilidad. Las cermicas se consideran impredecibles en condiciones desfavorables. Los materiales cermicos ms comunes se basan en almina (xido de aluminio),nitruro de silicioycarburo de silicio. Se utiliza casi exclusivamente enplaquetas de corte. Con dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. Se deben evitar los bordes afilados de corte y ngulos de desprendimiento positivo.

CermetEstable. Moderadamente caro. Otro material cementado basado en carburo de titanio (TiC). El aglutinante es usualmente nquel. Proporciona una mayor resistencia a la abrasin en comparacin con carburo de tungsteno, a expensas de alguna resistencia. Tambin es mucho ms qumicamente inerte de lo que. Altsima resistencia a la abrasin. Se utiliza principalmente en en convertir los bits de la herramienta, aunque se est investigando en la produccin de otras herramientas de corte. Dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. No se recomiendan los bordes afilados generalmente.

DiamanteEstable. Muy Caro. La sustancia natural ms dura conocida hasta la fecha. Superior resistencia a la abrasin, pero tambin alta afinidad qumica con el hierro que da como resultado no ser apropiado para el mecanizado de acero. Se utiliza en materiales abrasivos usara cualquier otra cosa. Extremadamente frgil. 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 mquinas especiales. Los bordes afilados generalmente no se recomiendan. El diamante es muy duro y no se desgasta.

La forma de operar eltornoes haciendo girar la pieza a mecanizar mientras que la herramienta slo realiza movimientos longitudinales o transversales con el fin de poner en contacto con la pieza. Aqu las herramientas de algunas de las principales tareas con un torno.TIPO DE HERRAMINETAS DE CORTE (TORNO)

CILINDRADO: Esta herramienta sirve para partir de una barra circular a obtener una de menor dimetro. La pieza va girando sobre s misma y la herramienta avanza longitudinalmente con un cierto avance de forma que va reduciendo el dimetro del cilindro. Esta concretamente es para un avance longitudinal hacia la izquierda. MANDRINADO: Sirve para ampliar el dimetro de un agujero. De forma contraria al cilindrado, la herramienta se coloca en el interior del agujero de la pieza (que gira sobre s misma), y realiza un avance longitudinal que hace que el dimetro del agujero crezca.

RANURADO (EXTERIORES): Para crear una ranura en una pieza cilndrica se utiliza esta herramienta. Mientras la pieza gira sobre s misma, se introduce la herramienta hasta la profundidad deseada y se hace un avance longitudinal hasta conseguir la anchura deseada. Tambin es posible hacer un ranurado frontal, es decir, en la direccin del eje de revolucin de la pieza..

RANURADO (INTERIORES): De forma similar al ranurado de exteriores, esta herramienta se introduce en el interior de un agujero, y se hace la ranura por dentro.

ROSCADO: Sirve para crear barras roscadas. El mecanismo que mueve la herramienta, se acopla a una barra de roscar. Esto permite que la velocidad longitudinal de la herramienta y la angular de la pieza queden fijadas en una cierta relacin, de forma que se podr crear una rosca. La herramienta debe salir con la misma relacin que ha entrado ya que sino se destruira la rosca.

TIPO DE HERRAMIENTAS DE CORTE (TALADRADORA)

Las herramientas de taladro giran sobre s mismas como ocurre con la fresa. El extremo que no corta tiene forma cnica de forma que se acopla con el porta-herramientas por medio de auto-retencin. Su finalidad es hacer agujeros. Para hacer un agujero con mucha precisin, el orden natural de utilizacin de las herramientas sera broca, broca mandril, y escariadores:BROCA: Es la primera herramienta a utilizar cuando se quiere hacer un agujero. Tiene dos hojas de corte en la punta y una ranura helicoidal para evacuar la viruta. Tiene una precisin baja, con IT 9-10. Si se quiere hacer un agujero preciso lo que hay que hacer es escoger una broca de menor dimetro que el deseado y luego refinarlo con la broca mandril y el escariador.5

BROCA MANDRI: Esta herramienta sirve para ensanchar agujeros. Su extremo no es tanto puntiagudo como la broca ya que el agujero ya est previamente hecho y lo que hace es sacar material de los laterales. Generalmente incrementa el dimetro del agujero en 3 4 milmetros. Con ello se obtiene una calidad de IT 8-9, si se quiere refinar ms ha de pasar el escariador.6 ESCARIADOR: Es el paso final para obtener un agujero preciso. Despus de hacer el agujero con la broca y ensanchar-con la broca mandril, con el escariador se incrementa el dimetro del agujero en 3 o 4 dcimas de milmetro, consiguiendo as calidades de IT 6-7.7

TIPOS DE HERRMIENTA DE CORTE (FRESA)

FRESA FRONTAL: Tiene aristas cortantes por los laterales y en la punta. Esto permite que pueda ser utilizada para mltiples aplicaciones. Es posible hacer ranuras, agujeros, allanar superficies laterales y frontales. El nmero de puntas es variable, generalmente son de 2 o 4 puntas, y en cuanto es necesaria ms precisin pueden haber 6. Tambin hay otro tipo, en que slo hay aristas laterales pero no en la punta, que se llama fresa cilndrica

PLATO DE PLANEAR: Sirve para crear una superficie plana sobre la pieza. El plato de planear se coloca a poca profundidad de una cara prcticamente lisa, y lo que se obtiene es la cara perfectamente lisa. FORMA DE T: Sirve para hacer ranuras de la anchura de la herramienta. La herramienta gira sobre s misma, mientras que la pieza avanza linealmente, de esta forma la ranura que queda tiene el perfil de la herramienta1

ALA DE MOSCA: Esta herramienta sirve para hacer formas tringulares, tal como se puede ver con el perfil de la herramienta

DISCO DE SIERRA: Permite hacer cortes estrechos. Las puntas de la sierra radial son muy finas, por lo tanto las velocidades de corte no pueden ser muy elevadas FRESA BIONICA: De forma similar a la de cola de milano, permite hacer una forma triangular, la diferencia es que sta hace el corte vertical mientras que la de cola de milano lo hace lateral.

FRESA DE MODULO: Sirve para tallarengranajes. Se van haciendo diferentes pasadas de forma que se van obteniendo las diferentes dientes del engranaje.34Prcticamente en desuso en la actualidad se emplea la llamada fresa madre. MAQUINAS DE CNC ( CONTROL NUMERICO COMPUTARIZADO)

Caractersticas

El diseo adecuado de las estructuras de las maquinas y herramientas requieren el anlisis de factores como la forma, materiales de las estructuras, esfuerzos, peso, consideraciones de fabricacin y rendimiento. el mejor enfoque para obtener lo ultimo en exactitud de las maquinas y herramientas es el empleo de las mejoras en la rigidez estructural y la compensacin de las deflexiones con el uso de controles especiales. la estructura del bastidor en c s ah utilizado desde hace mucho tiempo por que permite fcil acceso a la zona de trabajo de la mquina. con la aparicin del control numrico, s ah vuelto practico el bastidor del tipo caja, que tiene una rigidez esttica mucho mejor, por que se reduce mucho la necesidad de tener acceso manual de la zona de trabajo. el empleo de una estructura del tipo caja con paredes delgadas puede proporcionar bajo peso para una rigidez dada. el principio del diseo con peso ligero ofrece alta rigidez dinmica por que suministra una alta frecuencia natural de la estructura mediante la combinacin de una elevada resistencia esttica con un peso reducido, en vez de emplear una masa grande, esto es para las herramientas y el centro de control numrico.

pero para la fabricacin de los equipos es necesario que sean robustos y que estn fijos para evitar vibraciones para que la pesa fabricar salga lo ms perfecta posible, ya que la vibracin provoca movimiento y esto es algo que no queremos que pase.

Ventajas

La automatizacin es el empleo de equipo especial para controlar y llevar a cabo los procesos de fabricacin con poco o ningn esfuerzo humano. se aplica en la fabricacin de todos los tipos de artculos y procesos desde la materia prima hasta el producto terminado.

las ventajas del control numrico computarizado es la facilidad de operacin, programacin ms sencilla, mayor exactitud, adaptabilidad y menos costos de mantenimiento, la combinacin del diseo con computadora, mayor productividad.

Desventajas

La desventaja es que las condiciones que influyen en las decisiones con la automatizacin son los crecientes costos de produccin, lato porcentaje de piezas rechazadas, demoras en la produccin, escasez de mano de obra, condiciones peligrosas de trabajo. los factores que se deben estudiar con cuidado son l ato costo inicial del equipo, los problemas de mantenimiento y el tipo de producto.

Aplicaciones

El CNC se utiliza para controlar los movimientos de los movimientos de los componentes de una maquina por medio de nmeros. las maquinas y herramientas con control numrico se clasifican de acuerdo al tipo de operacin de corte.

Un nuevo enfoque para optimizar las operaciones de maquinado es el control adaptativo. mientras el material se est maquinando, el sistema detecta las condiciones de operaciones como la fuerza, temperatura de la punta de la herramienta, rapidez de desgaste de la herramienta y acabado superficial. convierte estos datos en control de avance y velocidad que permita a la maquina a cortar en condiciones optimas para obtener mxima productividad. se espera que los controles adaptativos, combinados con los controles numricos y las computadoras, produzcan una mayor eficiencia en las operaciones de trabajos con los metales.

Tornos

Se considera a los tornos la maquina ms antigua del mundo. el torno bsico tiene las siguientes partes principales: bancada, cabezal, contrapunta, carro corredizo. los tipos de torno existen para diversas aplicaciones se puede listar como sigue: tornos mecnicos rpidos, horizontales, verticales, automticos. cada categora influye una gran variedad de tornos y aditamentos, lo cual tambin depende del volumen de produccin requerido.

Se acostumbra especificar el tamao del torno mecnico con el dimetro mximo admisible y la distancia entre centros, cuando la contrapunta est al ras con el extremo de la bancada, el dimetro mximo sobre las guas debe ser mayor que el dimetro nominal.

Los tornos modernos se construyen con la capacidad de velocidades, rigidez y consistencia mecnica para aprovechar al mximo los nuevos y ms fuertes materiales para herramientas. las velocidades optimas para tornear depende de factores como el material de la pieza de trabajo y su condicin, profundidad de corte. y el tipo de herramienta de corte. las velocidades de corte se deben de aumentar de la siguiente orden:

aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburo soldado con soldadura fuerte, carburo ajustable. conforme aumenta la profundidad de corte, hay que reducir la velocidad.

Taladradoras.

Las taladradoras verticales se suelen designar por una dimensin que indica en forma aproximada el dimetro del circulo ms grande que se puede taladrar en su centro. debajpo de la maquina. las taladradoras para trabajo pesado del tipo vertical, contransmision por completo con engranes para la velocidad del avance, se construyen con una columna del tipo de caja a diferencia de las antiguas que tenian una columna cilndrica.

el tamao de la taladradora radial se designa por la longitud del brazo, que representa el radio de una pieza que se puede taladrar en el centro. las brocas helicoidales son las herramientasmas comunes para taladrar y se fabrican en muchos tamaos y longitudes.

Centros de maquinados

Nuevos adelantos en las maquinas y herramientas son los centros de maquinado, esto son una maquina uq epuede tener unas 100 herrmaientas o ms con un cambiador automatico de ellas. est diseada para efectuar diversas operaciones sobre diferentes superficies de la pieza de trabajo. los centros de maquinado pueden producir piezas complejas con gran exactitud y rapidez.

Fresadoras

En las fresadoras se emplean cortadores con dientes multiples conocidos como fresas. el fresado suele ser de corte o perifrico. el filo s enfria en forma intermitente, por que los cortes no son continuos. las bocas de los huesillos y portaherramientas estandar de las fresadoras permiten intercambiar portaherramientas y fresas para frasado de frente, sin que importen la construccin o el tamao de la maquina.

la clasificacion de las fresadoras se basa en su diseo, operacin o finalidad. las fresadoras del tipo columna y cartela tiene la mesa y el caballete soportado sobre la cartela ajustable verticalmente que est acuada a la cara de la columna. la mesa se avanza en forma longitunidal sobre el caballete y este en forma transversal sobre la cartela para dar tres movimientos de avance.

Las maquinas de bancada fija son de construccin sencilla y rgida, su empleo principal es el trabajo de alto volumen de produccin. estas fresadoras suelen venir equipadas con aditamentos para sujetar con facilidad la pieza de trabajo y pueden construirse como de husillo sencillo o mltiple, sencillo o duplex.

En general se considera que dos clases de fresado representan todas las formas de estos procesos: perifricos y de frente. cada uno tiene sus ventajas y la eleccin depende de numerosos factores, como el tipo y condicin del equipo, duracin de las herramientas, acabado superficial y parmetros del maquinado.