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HERRAMIENTAS PARA TORNEADO

Las herramientas para el torneado poseen diferentes formatos que definen su uso, por

ejemplo, cilindrado con desbaste grueso, fino o afinado, refrendado o frenteado,

ranurado y corte, roscado y operaciones en interior como mandrinado recto o pasante,

roscado y ranurado.

En estas se utilizan una variedad de materiales de corte, siendo los más comunes los

aceros HSS o aceros súper rápidos, los insertos de metal duro widia para soldar y los

insertos intercambiables. Las constituciones químicas son variables en todos estos. Los

aceros al carbono se utilizan para bajas velocidades de corte o para el torneado de

plásticos o maderas, debido a su baja resistencia térmica de 250 a 300ºC.

Así, los aceros rápidos o HSS poseen junto al C que varía en proporciones de 0,5 al 2%

otros elementos aleantes que superan el 5%, pudiendo ser tungsteno, molibdeno,

vanadio y cobalto. Estos logran resistencia térmica hasta los 600ºC.

Los metales duros son carburos de tungsteno, molibdeno y titanio, aglomerados entre

sí por níquel y cobalto por medio del sinterizado. Estos son muy buenas herramientas

de corte por su dureza, resistencia al desgaste y dureza en caliente. Pero son sensibles

a los golpes y al shock térmico.

Las cerámicas, están compuestas principalmente por óxidos de aluminio, nitruro de

silicio y agregados de óxidos de circonio, cromo o hierro, Estas son resistentes al

desgaste, duras, y su dureza resiste hasta los 1000ºC, pero son poco tenaces y sensibles

a los choques, por lo que se utilizan para pasadas finas de acabado.

Los cermets son metales duros que están basados en carburo de titanio (TiC), carburo

de nitruro de titanio (TiCN) y/o nitruro de titanio (TiN) en vez de carburo de

tungsteno (WC) a los que se les adicionan componentes metálicos de alto punto de

fusión como Mo, Cr y V, y no metálicos como SiC, BoC, y silicatos. Su nombre proviene

de CERamic METal. Ofrecen una aceptable tenacidad, no siendo solamente materiales

para acabado, sino también para fresado y torneado de aceros inoxidables con alta

estabilidad química y resistencia al calor.

Metal duro recubierto, esta tecnología se desarrolló a fines de los años 60, en la que se

aumenta la resistencia al desgaste, la estabilidad frente a elevadas temperaturas y baja

afinidad a la micro soldadura con los materiales a mecanizar.

Existen otras tecnologías como las Stelitas, nitruro de boro cúbico(CBN) y diamante

policristalino, pero escapan al interés del curso y los alcances y necesidades del

mecanizado corriente.

Las herramientas de aceros HSS, tienen propiedades mecánicas características que

condicionan sus ángulos de filo, velocidades de corte y materiales a mecanizar. A

continuación, se muestra a modo de resumen y con el fin de rescatar y reforzar

conceptos apropiados en cursos anteriores.

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Los filos de las herramientas de corte, cuchillas o buriles para el torno o limadora se

muestran en la tabla siguiente para una gama de materiales a mecanizar que se

encuentran comúnmente en un taller.

Ante la necesidad de seleccionar o de hacer una cuchilla debemos tener en cuenta los

ángulos de las caras cortantes (α, β y γ), pero además de esto se debe tener en cuenta

todas las partes constitutivas de la misma, como el largo y sección del vástago o mango

que le otorga rigidez y los ángulos de las caras de corte. Estos determinan el modo de

uso de la herramienta y su función en el mecanizado.

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Uso adecuado de las herramientas para refrendado y cilindrado

Influencia del ángulo del escalón con la salida de la viruta

Herramientas para diferentes operaciones de mecanizado:

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Cuchillas para tornos y acepilladoras, nomenclatura y ángulos laterales

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ESTANDARIZACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE

Hasta ahora se han visto los principales materiales para la construcción o confección

de herramientas de mecanizado, y se han visto sin hacer mención al respecto que las

mismas poseen diferentes formas. Se verá las clasificaciones de las herramientas de

acuerdo a diferentes características. Para ello se recurre a normas internacionales ISO

y DIN.

Así las herramientas de corte para torno se pueden clasificar:

1) Según la dirección de avance de la herramienta:

Corte derecho (R Right): son herramientas que avanzan de derecha a izquierda.

Corte izquierdo (L Left): son herramientas que avanzan de izquierda a derecha.

2) Según la forma del vástago de la herramienta:

Vástago recto: cuando desde el extremo de la herramienta se observa un eje recto.

Vástago acodado: cuando desde el extremo de la herramienta se observa que su eje

se dobla hacia la derecha o la izquierda, cerca de la parte cortante.

3) Según el propósito o aplicación de la herramienta:

Cilindrado: la pieza se rebaja longitudinalmente al eje para generar formas

cilíndricas.

Refrentado: se rebaja el extremo de la pieza para lograr que quede a 90º respecto

del eje de simetría.

Torneado cónico: se combina el movimiento axial y radial de la herramienta para

crear formas cónicas y esféricas, suele utilizarse las de cilindrado.

Roscado: la pieza se rebaja de forma helicoidal para crear una rosca.

Mandrinado: se rebaja el interior de un orificio para lograr cavidades en las piezas.

Torneado de forma: la herramienta se desplaza radialmente de afuera hacia adentro

de la pieza. Una herramienta de acanalar o ranurado genera una hendidura con un

perfil definido, si este mecanizado continúa hasta alcanzar el eje longitudinal se

produce el corte o tronzado.

Taladrado: para esto se utilizan brocas, existen varios tipos de brocas, las de HSS,

las brocas con insertos y además pueden poseer orificios para la lubricación

forzada.

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Escariado: para escariar en el torno, además de las herramientas de filo simple, se

utilizan los escariadores de dientes múltiple, de 4 a 16. Estos no se utilizan para el

perforado, sino que quitan espesores delgados de material. El escariado es una

herramienta de afinar. En las imágenes se pueden observar un escariador

helicoidal, uno ajustable y una representación de la terminación lograda con el

escariado y con el taladrado.

4) Según el método de fabricación de la herramienta:

Herramientas integrales o enteras: se forjan a la forma requerida en una sola pieza

de un mismo material. Se fabrican en forma de barra redonda, cuadrada o

rectangular de acero para herramientas forjadas, que en un extremo tienen su filo

cortante.

Herramientas compuestas: son de distintos tipos que podemos clasificar en tres

subgrupos:

Herramientas fabricadas con distintos materiales: generalmente el vástago es de acero

bajo carbono y la parte cortante soldada a tope es de acero rápido.

Herramientas con placa soldada: el vástago es de acero y parte cortante de metal duro

(widia) en forma de pequeña pastilla soldada.

Portaherramientas con placa intercambiable: constan de un mango o

portaherramientas reutilizable, donde se montan mediante diferentes modos de

sujeción los insertos

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CLASIFICACIÓN ISO/DIN DE LAS PLACAS Y HERRAMIENTAS DE

METAL DURO En la siguiente figura se presentan las principales placas de metal duro para torno

clasificadas según las normas ISO/DIN.

Código de letras y colores para seleccionar la placa para el trabajo de diferentes

materiales según el tipo de viruta que desprenden:

Norma DIN para la designación de las principales herramientas para torno:

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Equivalencias entre los códigos ISO y DIN

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INSERTOS INTERCAMBIABLES

Las placas de insertos son herramientas de corte de geometría compleja, que presentan

formatos estandarizados, filos múltiples y vienen preparadas para algún sistema de

sujeción particular. Los más comunes son los que utilizan palancas (P), bridas o

“Clamps” (M) y tornillos centrales (S).

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En las siguientes imágenes se observa cómo se transmiten las fuerzas involucradas en

la sujeción del inserto. Y una imagen general del sistema

Los insertos tienen un código de clasificación alfanumérico ISO que define todas sus

características:

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CARACTERÍSTICAS DEL TORNEADO EN FUNCIÓN DE LA POSICIÓN DE LA

HERRAMIENTA

Inclinación de la herramienta, respecto a la horizontal:

El ángulo positivo, aleja la viruta de la pieza. El ángulo negativo incrementa la

robustez del filo, pero también el esfuerzo de corte y por lo tanto las vibraciones, pero

la ventaja es que permite utilizar placas con filos en ambas caras.

El radio de la punta de la placa:

El radio de punta, es un factor clave en operaciones de torneado. La selección depende

de la profundidad de corte y del avance, e influye en el acabado superficial, la rotura

de la viruta y la resistencia de la plaquita.

El radio de punta pequeño se debe utilizar

con una profundidad de corte pequeña,

reduciendo la vibración, pero el filo es

debil.

El radio grande es más robusto, permite

mayores profundidad de pasada y

velocidades de avances, también generan

mayores esfuerzos radiales.

Como regla general se toma que la profundidad de pasada sea mayor a 2/3 el radio

de la punta de la herramienta.

Profundidad de pasada:

Esta, en relación al radio de la punta afecta la tendencia a la vibración. Como se ve en

la figura, el aumento de la profundidad de pasada disminuye la fuerza radial, estas

fuerzas de corte radiales aumentan la vibración y deja un acabado superficial de menor

calidad. Por lo que, se recomienda tomar un radio menor o igual a la profundidad de

pasada.

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Ángulo de posicionamiento:

Para un mismo avance (f), el incremento del ángulo de posicionamiento incrementa la

longitud de corte, disipando el calor de manera más eficiente, prolongando la vida útil

del filo.

El incremento del filo de corte (B) aumentan las fuerzas radiales, generando lo

problemas ya descritos y la flexión de piezas delgadas.

Bibliografía:

Alrededor de las máquinas herramientas. Heinrich Gerling. Ed. Reverté

Máquinas, Cálculos de taller. L. A. Casillas

Selección y consejos sobre insertos intercambiables para torneado. Camilo Marin Villar

Comet. Catálogo de insertos

Curso del maestro tornero