Introducción:

Las herramientas de corte son aquellos instrumentos que presentan una parte cortante que es utilizada para modificar la forma de un determinado cuerpo gastando el mínimo de energía. Las herramientas de corte se identifican de acuerdo al material con el que estén hechas, algunas que existen, son los siguientes

1: ¿Que una herramientas de corte?

Una herramienta de corte es el elemento utilizado para extraer material de una pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Hay muchos tipos para cada máquina, pero todas se basan en un proceso de arranque de viruta.

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 al cobalto), y herramienta con plaquitas de corte industrial.

La principal diferencia es que la punta de las segundas está hecha de otro

material con mejores propiedades (metal duro o conglomerados metalicos).

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 coste de la herramienta.

Las plaquitas también se pueden fijar a la herramienta por medio de un tornillo.

Están hechas de diferentes materiales duros como el acero al carbono o

cerámicas, de forma que aguanten elevadas temperaturas. Tienen la ventaja

de que cuanto la arista de corte se desgasta, se puede sacar el tornillo, girar la

plaquita por una cara nueva y volverla a utilizar. Finalmente cuando todas las

caras se desgastan, se puede poner una nueva plaquita sin tener que cambiar

la herramienta. Esta es una manera económica de tener las herramientas con

aristas siempre afilado.

2: Movimientos de la herramienta

Para mecanizar una pieza existe dos posibilidades: que la pieza este quieta y la

que se mueva sea la herramienta como es el caso de la fresa, o que la

herramienta permanezca quieta y la que se mueva sea la pieza como en el

caso del torno. Esto condiciona la geometría de la herramienta.

3: Geometría del corte

La forma básica de la herramienta de corte es una cuña, con dos superficies

planas que delimitan un ángulo diedro. La forma principal de ataque es con la

arista común paralela a la pieza. La arista común es la arista de corte

principal o filo. Es la línea donde se produce el corte principal de la pieza en

cuanto hay un avance longitudinal, es decir frontal a la pieza. La superficie de

incidencia principal es la cara de la cuña que queda frente a la superficie

trabajada de la pieza en corte frontal. La superficie de desprendimiento o de

ataque es la otra cara de la cuña, por donde la viruta que se forma al

producirse el corte se desprende de la pieza. Generalmente la viruta desliza

por esta superficie antes de desprenderse. Cuando se produce un avance

transversal el contacto se genera en el lateral de la pieza de corte con lo que

tenemos la arista de corte secundaria o contrafilo: Es la arista por donde se

corta cuando hay un avance transversal y la superficie de incidencia

secundaria, la cara que avanza perpendicularmente con el avance transversal.

La geometría de las herramientas de corte se puede describir por medio de

diferentes ángulos: Si consideramos la normal y la tangente a la pieza

obtenemos un ángulo recto. Dentro de este ángulo esta herramienta. El ángulo

de la cuña, herramienta, recibe el nombre de ángulo de filo o de hoja, y se

denota por β. El ángulo que queda entre la superficie de incidencia principal y

la tangente a la pieza recibe el nombre de ángulo de incidencia y se denota

por α. Y el ángulo de queda entre la superficie de desprendimiento recibe el

nombre de ángulo de desprendimiento o de ataque y se denota por γ. Este

último puede ser negativo, lo que significa que la superficie de

desprendimiento va más allá de la normal y se mide hacia es otro lado. Con

esta convención la suma de los tres es siempre 90º.

La herramienta debe elegirse de acuerdo con el material a mecanizar, con una

geometría de corte específico que forme una cuña de corte apropiada. Esto

asegura, junto con la correcta velocidad de corte el flujo óptimo de viruta y por

lo tanto el mecanizado rentable de la pieza de trabajo con la calidad óptima, o

requerida, de la superficie.

4: Materiales

Para una buena herramienta de corte, los materiales que la forman deben tener

las siguientes características:

Dureza: Debe tener mucha dureza para aguantar la elevada temperatura y

fuerza de fricción cuanto está en contacto con la pieza.

Resiliencia: Debe tener resiliencia para que las herramientas no se agrieten

o se fracturen.

Resistencia al desgaste: Debe tener una duración aceptable, debido a los

costos de producción y evitar un recambio de piezas.

Seguidamente se describen diferentes materiales utilizado para fabricar

herramientas de corte o plaquetas:

5: CLASIFICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE CORTE

5.1. Acero no aleado:

Es un acero con entre 0,5 a 1,5% de concentración de carbono. Para temperaturas de unos 250 º C pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado para grandes velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales, para la fabricación de herramientas de turno. Estos aceros se denominan usualmente aceros al carbono o aceros para hacer herramientas (WS).

5.2: Acero aleado:

Contiene como elementos aleatorios, además del carbono, adiciones de wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros débilmente aleados y aceros fuertemente aleado. El acero rápido (SS) es un acero fuertemente aleado. Tiene una elevada resistencia al desgaste. No pierde la dureza hasta llegar a los 600 º C. Esta resistencia en caliente, que es debida sobre todo al alto contenido de volframio, hace posible el torneado con velocidades de corte elevadas. Como el acero rápido es un material caro, la herramienta usualmente sólo lleva la parte cortante hecha de este material. La parte cortante o placa van soldadas a un mango de acero de las máquinas

5.3: Aceros rápidos: se conoce bajo este nombre a la aleación carbono-hierro. Las herramientas producidas con este material permiten cortar hasta 100 m/min. Sin que se desafile la parte cortante y llegan a soportar temperaturas de 600 °C.

5.4: Stelitas: este material, también utilizado para producir herramientas de corte, cuenta con una base de Cr y Co, lo que le permite alcanzar temperaturas de hasta 800 °C.

5.5: Aceros extra-rápidos: las herramientas producidas con este tipo de acero mantienen su filo incluso a temperaturas superiores a los 600 °C, por lo que son sumamente resistentes. Además de esto, trabajan a velocidades superiores que las de aceros rápidos.

5.6: Carburos duros: este material, también conocido como carburos metálicos,  está compuesto por carburos de Tántalo, wolframio y titanio. Las herramientas producidas con este material logran alcanzar velocidades superiores a los 2500 m/min.

5.7: Cerámicos:

Estable. Moderadamente barato. Químicamente inerte, muy resistente al calor y se fijan convenientemente en soportes adecuados. Las cerámicas son generalmente deseable en aplicaciones de alta velocidad, el único inconveniente es su alta fragilidad. Las cerámicas se consideran impredecibles en condiciones desfavorables. Los materiales cerámicos más comunes se basan en alúmina (óxido de aluminio), nitruro de silicio y carburo de silicio. Se utiliza casi exclusivamente en plaquetas de corte. Con dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. Se deben evitar los bordes afilados de corte y ángulos de desprendimiento positivo.

5.8: Nitruro cúbico de boro: este material es el segundo más duro, sólo el diamante lo supera, y se caracteriza por soportar temperaturas de hasta 2000

°C.  Generalmente las herramientas compuestas por este material se utilizan para tornear piezas duras, metales y aleaciones que posean resistencia al calor.

5.9: Cermet: se denomina bajo este nombre a aquellas herramientas que son fabricadas con metales duros que poseen partículas tales como carburo de nitruro de titanio, nitruro de titanio o carburo de titanio.

5.10: Diamante poli-cristalino: este es el material de mayor dureza y se caracteriza por ser sumamente resistente a los desgastes producidos por abrasión. Las herramientas producidas con este material tienen una vida útil que puede ser hasta 100 veces mayor que la que posee el metal duro.

6: TIPOS DE HERRAMIENTAS.

6.1: Torno:

La forma de operar el torno es haciendo girar la pieza a mecanizar mientras que la herramienta sólo realiza movimientos longitudinales o transversales con el fin de poner en contacto con la pieza. Aquí las herramientas de algunas de las principales tareas con un torno.

6.2: Cilindrado :

Esta herramienta sirve para partir de una barra circular a obtener una de menor diámetro. La pieza va girando sobre sí misma y la herramienta avanza longitudinalmente con un cierto avance de forma que va reduciendo el diámetro del cilindro. Esta concretamente es para un avance longitudinal hacia la izquierda

6.3: Mandrinado :

Sirve para ampliar el diámetro de un agujero. De forma contraria al cilindrado, la herramienta se coloca en el interior del agujero de la pieza (que gira sobre sí misma), y realiza un avance longitudinal que hace que el diámetro del agujero crezca.

6.4: Ranurado exteriores:

Para crear una ranura en una pieza cilíndrica se utiliza esta herramienta. Mientras la pieza gira sobre sí misma, se introduce la herramienta hasta la profundidad deseada y se hace un avance longitudinal hasta conseguir la anchura deseada. También es posible hacer un ranurado frontal, es decir, en la dirección del eje de revolución de la pieza

6.5: Ranurado interiores:

De forma similar al ranurado de exteriores, esta herramienta se introduce en el interior de un agujero, y se hace la ranura por dentro

6.6: Roscado :

Sirve para crear barras roscadas. El mecanismo que mueve la herramienta, se acopla a una barra de roscar. Esto permite que la velocidad longitudinal de la herramienta y la angular de la pieza queden fijadas en una cierta relación, de forma que se podrá crear una rosca. La herramienta debe salir con la misma relación que ha entrado ya que si no se destruiría la rosca.

6.7: Tronzado :

Esta herramienta actúa de forma similar al ranurado de exteriores, con la diferencia que en el ranurado sólo se llega a una determinada profundidad, mientras que en el tronco se hace un avance transversal llegar al final y cortar la pieza.

7: Fresa:

En la fresa la que gira es la herramienta y la pieza permanece quieta o realiza un movimiento hacia la herramienta.

7.1: Fresa frontal:

Tiene aristas cortantes por los laterales y en la punta. Esto permite que pueda ser utilizada para múltiples aplicaciones. Es posible hacer ranuras, agujeros, allanar superficies laterales y frontales. El número de puntas es variable, generalmente son de 2 o 4 puntas, y en cuanto es necesaria más precisión puede haber 6. También hay otro tipo, en que sólo hay aristas laterales pero no en la punta, que se llama fresa cilíndrica.

7.2: Plato de planear:

Sirve para crear una superficie plana sobre la pieza. El plato de planear se coloca a poca profundidad de una cara prácticamente lisa, y lo que se obtiene es la cara perfectamente lisa.

7.3: Forma de T (del tipo Woodruff):

Sirve para hacer ranuras de la anchura de la herramienta. La herramienta gira sobre sí misma, mientras que la pieza avanza linealmente, de esta forma la ranura que queda tiene el perfil de la herramienta1

7.4: Ala de mosca:

Esta herramienta sirve para hacer formas triangulares, tal como se puede ver con el perfil de la herramienta.

7.5: Disco de sierra:

Permite hacer cortes estrechos. Las puntas de la sierra radial son muy finas, por lo tanto las velocidades de corte no pueden ser muy elevadas.

7.6: Fresa bicónica:

De forma similar a la de cola de milano, permite hacer una forma triangular, la diferencia es que ésta hace el corte vertical mientras que la de cola de milano lo hace lateral.

7.7: Fresa de modulo:

Sirve para tallar engranajes. Se van haciendo diferentes pasadas de forma que se van obteniendo los diferentes dientes del engranaje. Prácticamente en desuso en la actualidad se emplea la llamada fresa madre.

7.8: Fresa de achaflanar:

Esta herramienta se utiliza para hacer chaflanes en la pieza, es decir, convierte una arista viva en una cara con un determinado ángulo y anchura.

8: Taladradora:

Las herramientas de taladro giran sobre sí mismas como ocurre con la fresa. El extremo que no corta tiene forma cónica de forma que se acopla con el porta-herramientas por medio de auto-retención. Su finalidad es hacer agujeros. Para hacer un agujero con mucha precisión, el orden natural de utilización de las herramientas sería broca, broca mandril, y escariadores:

8.1: Broca:

Es la primera herramienta a utilizar cuando se quiere hacer un agujero. Tiene dos hojas de corte en la punta y una ranura helicoidal para evacuar la viruta. Tiene una precisión baja, con IT 9-10. Si se quiere hacer un agujero preciso lo que hay que hacer es escoger una broca de menor diámetro que el deseado y luego refinarlo con la broca mandril y el escariador.

8.2: Broca mandrí :

Esta herramienta sirve para ensanchar agujeros. Su extremo no es tanto puntiagudo como la broca ya que el agujero ya está previamente hecho y lo que hace es sacar material de los laterales. Generalmente incrementa el diámetro del agujero en 3 o 4 milímetros. Con ello se obtiene una calidad de IT 8-9, si se quiere refinar más ha de pasar el escariador.

8.3: Escariador

Es el paso final para obtener un agujero preciso. Después de hacer el agujero con la broca y ensanchar-con la broca mandril, con el escariador se incrementa el diámetro del agujero en 3 o 4 décimas de milímetro, consiguiendo así calidades de IT 6-7.

9: Cuchilla:

Es la parte plana de una herramienta o de un arma que tengan normalmente un filo o un extremo afilado hechos generalmente de metal como el acero para cortar, apuñalar, rebanar, arrojar, empujar, o golpear.

10: Cojinetes:

Son piezas de acero aleado con cromo, manganeso y molibdeno, para facilitar la ejecución de rigurosos tratamientos térmicos y obtener piezas de gran resistencia al desgaste y a la fatiga. Para realizar el tallado de un tornillo se realiza de la siguiente forma: Se realiza el tornea con un diámetro exterior algo inferior al nominal para facilitar la operación de realizar la rosca.Achaflanado: Se debe lubricar siempre que sea posible el cojinete para evitar que se deforme la rosca.

11: Macho de roscar:

El macho de roscar es una herramienta manual cuyo eje está contenido en el plano y en torno a él se dibuja una trayectoria helicoidal. Este elemento se utiliza para roscar la parte hembra. También puede utilizarse para el roscado a máquina. El macho es una herramienta de corte con la que se hacen roscas en la parte interna de agujeros en una pieza, que pueden ser de metal o de plástico.

12: Torno:

Es la herramienta que permite mecanizar piezas de forma geométrica. Estos dispositivos se encargan de hacer girar la pieza mientras otras herramientas de corte son empujadas contra su superficie, lo que permite cortar la viruta según las condiciones requeridas.

13: Terraja:

Es una herramienta de corte que se emplea para realizar roscas externas en piezas circulares como pernos, tubos, etc. Están formadas por una pieza de acero rápido que es la que realiza el corte de los hilos, la cual va montada sobre un mango o porta terrajas, que permite la manipulación de la herramienta.

14: Avellanador:

Un avellanador es una especie de barrena de acero que sirve para alisar las hendiduras que se hacen en el hierro y demás metales. Las hay de varias figuras y dimensiones que varían según su aplicación:

15: Corona:

Brocas de corona metal duro (alta durabilidad): Con pastillas de metal duro, preparada para soportar altas temperaturas producidas por cortes profundos y continuos. Para chapa de acero, acero inox, vigas de hierro (doble t), etc... Dientes de carburo de tungsteno soldados a altas temperaturas.