Htas Corte Geometra y materiales

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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 .

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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

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Herramientas de Corte
Tipos de Herramientas
4
Herramientas de Corte
Tipos de Herramientas
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Materiales para Herramientas
Cuadro resumen
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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.

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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.

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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.

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Materiales para Herramientas
Metal duro Calidades ISO
Mecanizado de materiales de viruta larga
aceros, aceros fundidos, aceros inoxidables
martensíticos y fundiciones maleables.
Mecanizado de materiales más difíciles aceros
inoxidables austenísticos, materiales resistentes
al calor, fundición aleada, etc.
Mecanizado de materiales de viruta corta
fundición gris, aleaciones no ferrosas (aluminio,
bronce, etc.)

• WR Resistencia al desgaste ? ? Vc ? Acabado
• T Tenacidad, resistencia mecánica del filo ? ?
  a ? Desbaste
• Cuadros de equivalencias de calidades
  fabricantes ? ISO // Códigos de materiales

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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), ltFc (op. sensibles a
  vibraciones, ejes esbeltos, mandrinados largos)
• gt Tenacidad y resistencia mecánica ? desbaste
  pesado y discontinuo
• lt 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?20?m) por PVD (deposición
  física al vapor) o CVD (deposición química al
  vapor)
• TiC ? ? resistencia a ?Vc y Tf base de las
  siguientes capas
• Al2O3 ? ? resistencia a reacciones químicas
• CV, CNb, NBC, TiN ? dificulta la craterización y
  el filo recrecido

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Materiales para Herramientas
Comparativa de características

• Características generales

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Materiales para Herramientas
Comparativa de características

• Características generales

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Materiales para Herramientas
Comparativa de características

• Características de operación

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Materiales para Herramientas
Comparativa de características

• Características de operación

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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.

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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.

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Geometría de la Herramienta
Representaciones DIN y ASA
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Geometría de la Herramienta
Ángulos principales de la H
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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.

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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 ? ??
• Valores habituales 6º
• Metal duro -8 a 25º
• HSS 0 a 30º

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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.

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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 ? ? ?

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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.

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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 b sin disminuir a ni g. (viruta hacia la
  pieza)
• En acabado l 0.

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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 gta) y del radio de curvatura
  del arrollamiento (?, altura y longitud del
  rompevirutas)
• Tipos
• Enterizos afilados a muela, trabajan peor
• Postizos más complejos,mejor colocación para
  cada operación.

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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.

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Geometría de la Herramienta
Ángulos secundarios de la H

• Ángulo de posición principal

• Ángulo posición secundario

• Ángulo de punta

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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)
  Raa2/32r

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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.

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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.

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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)

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Geometría de la Herramienta
Equivalencia de denominaciones
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Geometría de la Herramienta
Sistema de H en uso ? Ángulos efectivos

• Influencia del avance ?a ? ??e, ??e

• 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