Tema 28. Herramientas de corte para el mecanizado por arranque de viruta: Geometrías de corte.

TEMA 28. HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL MECANIZADO POR ARRANQUE DE VIRUTA: NORMAS, IDENTIFICACIÓN, TIPOS EN FUNCIÓN DE LA OPERACIÓN DE MECANIZADO, APLICACIONES, ELEMENTOS COMPONENTES Y ESTRUCTURAS DE LAS HERRAMIENTAS. GEOMETRÍAS DE CORTE (I). MATERIALES. EL DESGASTE DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE.

HERRAMIENTA MONOPUNTA PARA TORNO

En una herramienta de torno se puede distinguir dos partes:

• El cuerpo de la herramienta o mango, que es la parte por la que se sujeta la herramienta en la torreta.
• Parte activa, que está constituido por el extremo de la herramienta, convenientemente afilado, que ha de arrancar la viruta de la pieza.

Dentro de la parte activa de la herramienta existen dos tipos de geometrías del filo:

• Macrogeometría (la que veremos en este tema)
• Microgeometría (sólo en plaquitas de corte)

Dentro de la macrogeometría existen diferentes grupos de ángulos. Ángulos de la cuchilla del torno:

• Ángulo de incidencia (α) (≥0º hasta 30º)
• Ángulo de corte (β) (menor o mayor o igual a 90º)
• Ángulo de desprendimiento (γ) (cercano a 0º)

La suma de los tres ángulos es: α+β+γ=90º

Ángulos en función de la posición de la herramienta respecto a la pieza:

• Ángulo de punta (ε) (35 ÷ 110º)
• Ángulo de posición (o de ataque) (Kr1) (0.5 ÷ 117.5º)
• Ángulo de posición secundaria (Kr2) (0º ÷ 70º)

La suma de los tres ángulos es: ε+Kr1+Kr2=180º

En la geometría de filo se tiene que considerar además:

• Ángulo de inclinación (6 ÷ 8º aprox.)
• Radio de punta 0,1 ÷ …

ÁNGULO DE INCIDENCIA (α)

Dura 1% menos la herramienta por grado que se aumente este ángulo.
La herramienra B dura mucho porque disipa mejor el calor pero requiere mayor potencia para la máquina.
Si realizamos pasadas muy grandes (penetración) el torno puede llegar a pararse si no tiene la potencia suficiente. Con la herramienta B seguramente no puedes dar más de 1 mm de pasada, se pararía la máquina. Hay que buscar el equilibrio:

Herramienta B:

• Desbaste
• vibración
• lenta
• vida

Herramienta A:

• Acabado
• vibración
• avance –> + rápida
• vida

Fijándonos en la imagen de arriba, la herramienta A y C para un mismo ángulo de incidencia real (α1), será mayor el avance porque sus “x” son mayores que la herramienta B. La herramienta A tendrá una velocidad de avance = (xA – xB)% más que la herramienta B.

A y C tendrán mayor vida porque tienen más superficie de contacto para una misma penetración. Se repartirá mejor los esfuerzos, aunque la C evacúa peor el calor y durará algo menos.

ÁNGULO DE DESPRENDIMIENTO (β)

El portaplaquitas nos dará el ángulo de desprendimiento.
Lo ideal es que se rice y se corte alrededor de una vuelta. En función del desgaste podemos decidir si necesitamos mayor o menor ángulo de desprendimiento (γ). Si el avance fn es mayor la viruta se riza más y se rompe antes. La viruta larga es peligrosa, si se enreda en el plato se recoge rápidamente y actúa como una cuchilla cortando a su paso.

Para materiales duros γ debe ser negativo ya que la herramienta evacuará mejor el calor. En principio tenderemos a C (menos calor, viruta corta y más sección). La herramienta C soporta mayor profundidad de pasada.

Nota: El fabricante de cuchillas nos da tiempos de vida respecto del ángulo de la herramienta B.

La que mejor acabado deja es A ya que corta mejor. B y C tienden a arrancar más que a cortar. C suele generar vibraciones y por ello malos acabados. La herramienta A es para acabados.

Empezamos por la herramienta C y vamos aumentando el ángulo de desprendimiento hasta que deja de vibrar y ese será nuestro (γ). ¡Ojo!, cada máquina es distinta para los mismos parámetros, por tanto, una que no vibra en un torno en otro torno puede vibrar, aún teniendo las mismas condiciones.

La herramienta C deja más hueco en la punta, por esa razón la punta se calienta menos.

Con un (γ) positivo la punta tendrá más contacto. Si aumentamos el avance la viruta se desplaza hacia la derecha y se calentará menos la punta.

Con la herramienta C la viruta se enrolla en exceso y puede llegar a hacer contacto con la pieza, dañándola. Esta herramienta consume más potencia.

ÁNGULO DE CORTE (β)

Es el ángulo entre (γ) y (α), y os recuerdo, que la suma de los tres ángulos es: α+β+γ=90º.

Si usamos como ángulos de herramienta un (α) alto, un (β) bajo y un (γ) negativo será una herramienta para desbastar, pero puede meter la pieza para dentro del cabezal por la fuerza axial. Como solución podemos:

• poner un tope dentro del plato
• o usar garras blandas
• o cambiar los ángulos de la cuchilla.

Un (β) grande me proporcionará una vida de herramienta muy larga. Cuando el material de la pieza es muy duro debemos coger un (β) grande. Si el β es grande, mecanizando piezas blandas, se puede producir filo de aportación (boe). Esto ocurre con (γ) negativo o pequeños, con avances (fn) pequeños o Vc pequeños. A veces se para la máquina, porque al tener filo recrecido (boe o perla) el ángulo (γ) es muy negativo.

Al tener mayor ángulo de corte (β) podremos dar más avance (fn) ya que tenemos más superficie para evacuar el calor.

Con (β) grande podemos aumentar la profundidad de pasada (ap). Para acabados necesitaremos un (β) pequeño; me empujará menos la pieza radialmente, vibrará menos.

Si se quiere más avance (fn) y mayor profundidad de pasada (ap) aumentaremos el ángulo de desprendimiento (γ) a negativo y el ángulo de incidencia (α).

TABLA DE ÁNGULOS PARA CUCHILLA DE ACERO RÁPIDO SEGÚN EL MATERIAL A MECANIZAR.

BIBLIOGRAFÍA