El proceso de maquinado

PROCESO DE FORMACIÓN DE VIRUTA

2.1.-el proceso de maquinado

En el proceso mecánico de los materiales se desea alterar la forma, tamaño o propiedades de una pieza de trabajo dada. Aquellos procesos en los cuales se remueve material pueden ser clasificados como procesos de maquinado.

El proceso de maquinado (Figura 2.1) consiste en remover de la pieza una capa de espesor a mediante el movimiento relativo entre una herramienta y una pieza de trabajo. La velocidad del movimiento relativo entre la herramienta y la pieza se denomina velocidad de corte (Vc).

FIGURA 2.1 Proceso de maquinado

ac: espesor de viruta no deformada

a0: espesor de viruta deformada

aw: ancho de la viruta

: ángulo cizalladura

Ángulo de filo (n): Es el ángulo formado por las caras de incidencia y desprendimiento de la herramienta.

Ángulo de incidencia (n): Es el ángulo formado por la cara de incidencia de la herramienta y la superficie de la pieza ya mecanizada. Su origen se hace coincidir con la superficie mecanizada de la pieza y el sentido positivo es el antihorario. (su valor oscila entre 3 y 20º).

El ángulo de incidencia toma valores positivos comprendidos normalmente entre 5º y 10º. Interesa que sea lo menor posible, sin embargo, en valores muy pequeños de n, se produce un excesivo rozamiento entre la herramienta y la pieza, generando un incremento de temperatura que puede afectar a las propiedades mecánicas y geométricas de ambas.

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ángulo de desprendimiento (n): Es el ángulo formado por la cara de desprendimiento de la herramienta y la dirección perpendicular a la superficie mecanizada. Su origen se hace coincidir con dicha dirección normal, siendo su sentido positivo horario tal como se muestra en la figura 2.2. .

El ángulo de desprendimiento toma valores entre –5º y 30º.

(a) (b)

Figura 2.2 Geometrías de corte (a) positiva (b) negativas

2.2.- Corte ortogonal

Este método se basa en la teoría de corte ortogonal, que supone un ángulo de inclinación () de 90º . Para la aplicación del mismo se establecen además dos hipótesis simplificativas: (a) La línea de acción de las fuerzas de acción /reacción entre pieza y herramienta pasa por la arista de corte y (b) no existen momentos flectores.

Dependiendo de la inclinación del filo de la herramienta con respecto al vector de la velocidad de corte, el proceso de corte puede ser clasificado como ortogonal u oblicuo.

Si filo de la herramienta es perpendicular a la velocidad de corte, y sí aw>> a  corte ortogonal (Figura 2.3 a.)

si filo de herramienta a0 no es perpendicular a la velocidad de corte  corte oblicuo (Figura 2.3 b)

el corte ortogonal corresponde a un sistema de fuerzas, velocidades y esfuerzos en dos dimensiones únicamente (coplanar) y por lo tanto es fácil de analizar.

a) Corte ortogonal b) Corte oblicuo

FIGURA 2.3 Tipos de corte

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2.3.-mecanismo de formación de virutas

a b c

FIGURA 2.4 Mecanismo Formación de viruta

 Cuando la herramienta penetra en la pieza, la herramienta significa un obstáculo para el material de la pieza que se mueve relativamente c/r a la herramienta. (Figura 2.4 a).

 Como la resistencia del material de la herramienta es superior a la del material de la pieza, el material de la pieza comienza a desviarse por el obstáculo. (Figura 2.4 b).

el mecanismo desarrollado en forma cualitativa es el siguiente:

En el primer momento el material de la pieza esta comprimido, y se generan tensiones,. la resistencia del material es mínima en el plano de cortadura.

En el plano de cortadura, el material comienza a deformarse. Los planos de cortadura tienen por causas mecánicas y geométricas una orientación que permite que el material comience a desviarse. (Figura 2.4 c)

2.3.1.- tipos de virutas

Factores que influyen en la formación de viruta:

a) propiedades del material de la pieza (ductilidad)

b) material y geometría de la herramienta

c) la interacción entre herramienta y pieza durante el cortado de metal (condiciones de corte).

Según lo anterior el mecanismo tiene 3 formas posibles y como consecuencia se puede distinguir 3 tipos de virutas.

1.- viruta continúa

2.-viruta segmentada o discontinua

3.- viruta laminar

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La figura 2.5 muestra la formación de viruta continua. Este tipo de viruta es común cuando se

mecanizan la mayoría de los materiales dúctiles, tales como hierro forjado, acero suave, cobre y

aluminio. Puede decirse que el corte bajo estas condiciones es un proceso estable, pues es

básicamente un cizallamiento del material de trabajo con el consecuente deslizamiento de la viruta

sobre la cara de la herramienta de corte. La formación de la viruta tiene lugar en la zona que se

extiende desde el filo de la herramienta hasta la unión entre las superficies de la pieza; esta zona se

conoce como la zona de deformación primaria. Para deformar el material de esta manera, las fuerzas

que se transmiten a la viruta en la interfase existente entre ella y la cara de la herramienta son

suficientes para deformar las capas inferiores de la viruta a medida que ella se desliza sobre la cara

de la herramienta (zona

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