Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del P.P para la Educación Superior
El Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño
Puerto Ordaz- estado Bolívar
INTEGRANTES
Lenin Matey
Wuilder Boada
Ciudad Guayana. Junio 2014.
Introducción
Hay diferentes tipos de herramientas de corte, en función de su uso. Las podríamos
clasificar en dos categorías: herramienta hecha de un único material (generalmente
acero), y herramienta con plaquetas de corte industrial. La principal diferencia es que la
punta de las segundas está hecha de otro material con mejores propiedades (como
acero al carbono). Esta punta puede ir soldada o atornillada. Las herramientas con la
punta de otro material, son más duras, lo que permite que corten materiales más duros,
a más altas temperaturas y más altas velocidades, sin incrementar demasiado el corte
de la herramienta.
Las propiedades mecánicas de los materiales nos permiten diferenciar un material de
otro ya sea por su composición, estructura o comportamiento ante algún efecto físico o
químico, estas propiedades son usadas en dichos materiales de acuerdo a algunas
necesidades creadas a medida que ha pasado la historia, dependiendo de los gustos y
propiamente de aquella necesidad en donde se enfoca en el material para que este
solucione a cabalidad la exigencia creada. La selección de la calidad y el material de la
herramienta es un factor importante que se debe tener en cuenta a la hora de planificar
una operación de mecanizado productiva.
La Termodinámica aporta los fundamentos científicos básicos. La Termodinámica
estudia, interpreta y explica sin interacciones energéticas que surgen entre los sistemas
materiales formulando las leyes que rigen dichas interacciones.
La Termodinámica En El Corte De Metales Mediante El Uso De Herramientas De
Corte, Donde Existe Desprendimiento De Viruta.
El desprendimiento de viruta es un proceso de manufactura en el que una herramienta
de corte se utiliza para remover el exceso de material de una pieza de forma que el
material que quede tenga la forma deseada. La acción principal de corte consiste en
aplicar deformación en corte para formarla viruta y exponer la nueva superficie.
Tipos De Viruta
Continua
Característica en materiales dúctiles
• presenta problemas de control de viruta
Característica en materiales quebradizos
• presenta problemas de control de calidad.
• Acelera el desgaste en la cuchilla.
Continúa con protuberancia
• Representa el corte de materiales dúctiles a bajas velocidades en donde existe
una alta fricción sobre la cara de la herramienta.
• Esta alta fricción es causa de que una delgada capa de viruta que de cortada de
la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta.
Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperaturas presentes.
Hay diferentes tipos de herramientas de corte, en función de su uso. Las podríamos
clasificar en dos categorías:
• Herramienta hecha de un único material (generalmente acero).
• Herramienta con plaquetas de corte industrial.
Sobre los procesos de corte
Podemos cortar
• Metales: Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser
buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución.
• Madera: Es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de
deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los
árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año, formando anillos,
y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas
que no producen madera son conocidas como herbáceas.
• Plásticos: El término plástico en su significación más general, se aplica a las
sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación
y poseen, durante un intervalo de temperaturas, propiedades de elasticidad y
flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y
aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de
materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o
multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas
moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias
naturales.
• Compuestos: Es una sustancia formada por la unión de dos o más elementos
de la tabla periódica. Una característica esencial es que tiene una fórmula
química. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrógeno y
oxígeno en la razón de 2 a 1 (en número de átomos): H_2O. En general, esta
razón es debida a una propiedad intrínseca (ver valencia). Un compuesto está
formado por moléculas o iones con enlaces estables y no obedece a una
selección humana arbitraria. Los elementos de un compuesto no se pueden
dividir o separar por procesos físicos (decantación, filtración, destilación,
etcétera), sino sólo mediante procesos químicos.
• Cerámicas: Es el arte de fabricar recipientes, vasijas y otros objetos de arcilla, u
otro material cerámico y por acción del calor transformarlos en recipientes de
terracota, loza o porcelana. También es el nombre de estos objetos. El término
se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de su significado.
No sólo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor
abundancia, pues constituyen más del 95 % de la corteza terrestre), sino
también a artículos y recubrimientos aglutinados por medio del calor, con
suficiente temperatura como para dar lugar al sinterizado. Este campo se está
ampliando nuevamente incluyendo en él a cementos y esmaltes sobre metal.
Aceros al alto carbón Los aceros al alto carbón o carbono, se han usado desde
hace mucho tiempo y se siguen usando para operaciones de maquinado de baja
velocidad o para algunas herramientas de corte para madera y plásticos. Son
relativamente baratos y de fácil tratamiento térmico, pero no resisten usos rudos
o temperaturas mayores de 350 a 400 °C . Con acero al alto carbono se hacen
machuelos, terrajas, rimas de mano y otras herramientas semejantes.
• Podemos lograr tolerancias menores de 0.001” y tolerancias mejores que16
micropulg.
• Requieren el uso de una cuchilla para remover el material.
Ejemplos de algunos procesos de corte:
• Torneado cilíndrico
• Corte en fresadora
• Taladrado
Variables
Independientes
• Material, condición y geometría de la cuchilla.
• Material, condición y temperatura de la pieza de trabajo.
• Uso de fluidos de corte.
• Características de la maquina.
• Condiciones de Corte.
Dependientes
• Tipo de viruta.
• Fuerza y energía disipada.
• Aumento en temperatura.
• Desgaste en la cuchilla.
• Terminado de superficie
Mecanismo de formación de viruta
Existen dos clasificaciones básicas para los tipos de corte:
1. Corte ortogonal.
2. Corte oblicuó
Ecuaciones de potencia y energía
P = Fc v
P (hp) = P/33,000
Pelectrica = P /eficiencia
E = P/Vt
dónde:
P = potencia de corte
v = velocidad de corte
Vt = razón de remoción de metal
Se define como el volumen de material removido por unidad de tiempo
Vt máxima = v f h
v = velocidad de corte
f = avance
h = profundidad de corte
Podemos derivarla para estimados particulares a cada proceso.
E = energía específica es una propiedad del material que sirve para estimar los límites
en algunos de los parámetros del proceso de corte.
Se calcula tomando como referencia la energía para una profundidad de corte dada.
Se debe tener en cuenta el uso de la tabla para diferentes materiales.
Temperaturas de corte
Casi toda la energía de corte se disipa en forma de calor.
El calor provoca altas temperaturas en la interface de la viruta y la cuchilla.
La temperatura del corte dependerá del material de fabricación de la pieza
Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de
metales.
El uso de las tablas es de vital importancia ya que en ellas podemos observar:
• Determinación a que grado de temperatura se pueden trabajar los cortes de una
pieza.
• Si son sólidos maleables y dúctiles.
• Si son buenos conductores del calor y la electricidad.
• Si Casi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.
• Tienden a formar cationes en solución acuosa.
• Determinaran las capas externas si contienen poco electrones habitualmente
tres o menos.
Algunos elementos metálicos
Seguridad industrial y el desprendimiento de viruta en el proceso de
manufactura.
Recomendaciones de seguridad para la prevención de riesgos laborales en máquinas
herramientas.
1. Los interruptores y las palancas de embrague de los tornos, se han de asegurar
para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas involuntarias
han producido muchos accidentes.
2. Las ruedas dentadas, correas de transmisión, acoplamientos, e incluso los ejes
lisos, deben ser protegidos por cubiertas.
3. El circuito eléctrico del torno debe estar conectado a tierra. El cuadro eléctrico al
que esté conectado el torno debe estar provisto de un interruptor diferencial de
sensibilidad adecuada. Es conveniente que las carcasas de protección de los
engranes y transmisiones vayan provistas de interruptor es instalados en serie,
que impidan la puesta en marcha del torno cuando las protecciones no están
cerradas.
4. Las comprobaciones, mediciones, correcciones, sustitución de piezas,
herramientas, etc. deben ser realizadas con el torno completamente parado.
5. Proteger los elementos de transmisión mediante resguardos fijos o móviles
asociados a dispositivos de enclavamiento.
6. Comprobar que las protecciones se encuentran en buen estado y en su sitio
cuando se usa la herramienta.
Protección personal
1. Para el torneado se utilizarán gafas de protección contra impactos, sobre todo
cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos.
2. Asimismo, para realizar operaciones de afilado de cuchillas se deberá utilizar
protección ocular.
3. Si a pesar de todo, alguna vez se le introdujera un cuerpo extraño en un ojo...
¡cuidado!, no lo restriegues; puedes provocarte una herida. Acude inmediatamente
al Centro Médico.
4. Las virutas producidas durante el mecanizado, nunca deben retirarse con la mano.
5. Para retirar las virutas largas se utilizará un gancho provisto de una cazoleta que
proteja la mano. Las cuchillas con rompe virutas impiden formación de virutas largas
y peligrosas, y facilita el trabajo de retirarlas.
6. Las virutas menudas se retirarán con un cepillo o rastrillo adecuado.
7. La persona que vaya a tornear deberá llevar ropa bien ajustada, sin bolsillos en el
pecho y sin cinturón. Las mangas deben ceñirse a las muñecas, con elásticos en
vez de botones, o llevarse arremangadas hacia adentro.
8. Se usará calzado de seguridad que proteja contra los pinchazos y cortes por virutas
y contra la caída de piezas pesadas.
9. Es muy peligroso trabajar en el torno con anillos, relojes, pulseras, cadenas al
cuello, corbatas, bufandas o cualquier prenda que cuelgue.
10.Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben recogerse bajo un
gorro o prenda similar. Lo mismo puede decirse de la barba larga, que debe
recogerse con una redecilla.
11.No retirar los desechos con la mano. Usar elementos auxiliares (cepillos, brochas).
Cabeza, ojos y oídos.
Proteger las vías respiratorias y los ojos es de gran importancia cuando se realizan
actividades industriales. Los elementos de seguridad relacionados a la protección de
los sentidos superiores, están contemplados en todas las normas internacionales y son
de uso obligatorio para los individuos implicados en la tarea.
Entre los elementos de seguridad más importantes encontramos a los protectores
auditivos, de gran importancia cuando se realizan actividades con frecuencia de ruido
muy altas y que pueden afectar la audición. En cuanto a la protección ocular en
trabajos donde se registran riesgos de chispas, virutas, esquirlas, es necesario utilizar
gafas protectoras o anteojo de seguridad. Por lo general el anteojo de seguridad es
fabricado en policarbonato de alto impacto puede ser transparente totalmente y tiene
protección lateral. La protección de la cabeza está directamente encomendada al uso
correcto del casco. El casco es provisto por la institución contratante y debe ser
utilizado durante toda la jornada laboral sin excepción.
Conclusión
El corte de los metales se logra por medio de herramientas con la forma adecuada.
Una herramienta sin los filos o ángulos bien seleccionados ocasionará gastos
excesivos y pérdida de tiempo. En casi todas las herramientas de corte existen de
manera definida: superficies, ángulos y filos. El corte o remoción de material se llama
maquinado mecanización o proceso de maquinado en la manufactura. "Maquinado" es
el proceso en el cual se cambian el tamaño, forma o acabado de un material para tener
un producto industrial para el consumidor.
Las herramientas de corte deben poseer ciertas características específicas, entre las
que se destacan: resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al impacto,
resistencia al desgaste y resistencia a la temperatura.
Con herramientas más avanzadas se logra concentrar el aumento de temperatura en la
viruta. La selección de la herramienta de corte va a depender de la operación de corte
a realizar, el material de la pieza, las propiedades de la máquina, la terminación
superficial que se desee. Para cumplir con cada uno de estos requerimientos han
surgido herramientas formadas por diferentes aleaciones. Los materiales para las
herramientas de corte incluyen aceros al carbono, aceros de mediana aleación, aceros
de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados, cerámicas u óxidos y
diamantes. Para conocer las aleaciones de aceros para herramientas hay que saber las
funciones que cumplen cada uno de los elementos que forman la aleación.