Insertos Evelyn

7/31/2019 Insertos Evelyn

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Universidad de Oriente

Ncleo de Anzotegui

Escuela de Ingeniera y Ciencias Aplicadas

Departamento de Tecnologa

INSERTOS Y PORTAHERRAMIENTAS

Realizado Por:

Evelyn A. Corts R.


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Insertos De Corte

Los insertos de corte o tambin llamados plaquitas intercambiables seencuentran en el rubro de herramientas de corte, especficamentecompuestas de material Carburo (de tungsteno, de titanio, de tntalo, deniobio) o metal duro.

En el proceso de corte hay factores que influyen decisivamente como elmaterial o estado de la herramienta o la susceptibilidad al desgaste.

Si bien sabemos que existen diversos tipos de material para elaborarherramientas de corte, los insertos de carburo son una evolucin en latecnologa del metal, se desenvuelven con gran dureza dentro de un ampliomargen de temperaturas y al ser piezas individuales de corte con variaspuntas disminuyen la operacin de cambio de herramienta optimizando eltrabajo.


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Fijacin de insertos de corte

El uso del inserto de corte en la mquina herramientaempieza con la fijacin de este en el porta-herramienta con

diversos mecanismos de sujecin. La fijacin mecnica es lamanera predilecta y tradicional para asegurar un inserto decorte ya que el inserto posee varias puntas de corte, por locual al gastarse una de ellas se indexa otra (gira en su

soporte para tener otra punta de corte).


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Clasificacin de los insertos de corte

Los parmetros de clasificacin de insertos de corte se pueden realizardependiendo de su forma o de la conformacin de material.

Material: Los carburos se encuentran regulados por la Norma ISO

(International Organization for Standardization) de clasificacin demetales duros, ayudando en la seleccin del inserto correcto para elproceso de mecanizado que se requiere.

Forma: Los insertos se obtienen en gran variedad de formas, como

cuadrado, rombo, tringulo y redondo. La resistencia del filo depende dela geometra de la herramienta, mientras menor sea el ngulo incluido laresistencia del filo ser menor.


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Clasificacin ISO para insertos de corte

Para la clasificacin de corte de los insertos trabajamos en base a laclasificacin que genera Sandvik coromant que es el mayor fabricante deherramientas de corte en el mundo el cual tiene la siguiente clasificacinpara sus insertos:

Se consideran seis reas para la clasificacin as:

1. rea AZUL, con cdigo P.

2. rea AMARILLA, con cdigo M.

3. rea ROJA, con cdigo K.

4. rea VERDE, con cdigo N.

5. rea ROSA, con cdigo S.

6. rea GRIS, con cdigo H.


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rea Azul:

Para el mecanizado de materiales de viruta larga como los aceros, aceros

fundidos, aceros inoxidables ferrticos o martensticos, y fundicionesmaleables de viruta larga.

rea Amarrilla:

Para el mecanizado de materiales ms difciles como los aceros inoxidables

austenticos moldeados, acero fundido, materiales termo-resistentes al calor,aceros al manganeso, aleaciones de hierro fundido, aleaciones de titanio.

rea Roja:

Para el mecanizado de materiales de viruta corta como fundicin, acerosendurecidos, y materiales no ferrosos como el bronce, aluminio, plsticos,madera, etc.

rea verde :

Para el mecanizado de aluminios y metales no ferrosos.


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rea rosa:

Para el mecanizado de aleaciones termo resistentes y titanio.

rea gris:

Para el mecanizado de materiales templados.

Cada rea esta est dividida en campos de aplicacin o calidadesbsicas que son nmeros que van del 01 al 50 para el rea azul, y del01 al 40 para las reas amarilla y roja. A continuacin se describen lasoperaciones de mecanizado y sus condiciones:


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AREA AZUL - P:

P01:

Torneado y mandrilado en procesos de acabado, velocidades de corte altas,seccin de viruta pequea, alta calidad superficial, tolerancia pequea y libre devibraciones.

P10:

Torneado de copiado, roscado, fresado a altas velocidades de corte, seccin deviruta de pequea a mediana.

P20:

Torneado de copiado, fresado, velocidad de corte mediana, seccin de viruta demediana, refrentados ligeros y condiciones medianamente desfavorables.

P30:

Torneado, fresado a velocidades de corte entre mediana y baja, seccin de virutade mediana a grande incluyendo operaciones en condiciones desfavorables


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P40:

Torneado, cepillado, fresado, ranurado y tronzado a baja velocidad de corte,amplia seccin de viruta, posibles ngulos de desprendimiento elevados y

condiciones muy desfavorables de trabajo.

P50:

Donde se requiera una gran tenacidad de la herramienta en torneado, cepillado,ranurado, tronzado a baja velocidad de corte, seccin de viruta grande,

posibilidad de grandes ngulos de desprendimiento y condiciones de trabajoextremadamente desfavorables.

AREA AMARILLA - M:

M10:

Torneado a velocidades de corte medianas, seccin de viruta de pequea amediana.

M20:

Torneado, fresado a velocidad de corte media y seccin de viruta de mediana.


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M30:

Torneado, fresado y cepillado a velocidades de corte medianas, seccin deviruta de mediana a grande.

M40:

Torneado, perfilado, ranurado y tronzado en mquinas automticas.

AREA ROJA - K:

K01:

Torneado, torneado y mandrilado en procesos de acabado. Fresado en procesode acabado y rasqueteado.

K10:

Torneado, fresado, taladrado, mandrilado etc.


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K20:

Torneado, fresado, cepillado, mandrilado y brochado. Adems de operacionesque requieran de una herramienta muy tenaz.

K30:

Torneado, fresado, cepillado, tronzado y ranurado en condiciones de trabajo

desfavorables y con posibilidades de grandes ngulos de desprendimiento.

K40:

Torneado, fresado, cepillado ranurado y tronzado en condiciones de trabajomuy desfavorables y con posibilidades de ngulos de desprendimiento muy

grandes.

Notas:Recuerde que en las herramientas de metal duro la resistencia al desgaste (dureza) y la tenacidadson inversas, es decir, a menor nmero mayor resistencia pero menor tenacidad y a mayor nmeromenor resistencia pero mayor tenacidad.La Norma ISO es solamente para herramientas de metal duro, por lo tanto las cermicas, los cermets

y dems no estn cobijados por sta.


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Clasificacin de las Geometras de Corte Insertos


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Tabla de Geometras de Plaquitas Positivas No. 1


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Tabla de Geometras de Plaquitas Positivas No. 2


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Tabla de Geometras de Plaquitas Negativas No. 3


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Fabricacin de los insertos.

Para lograr la fabricacin y la dureza deseada del inserto se fabrican mediante

el proceso de sinterizado, el cual consta de las siguientes etapas:

Mezclado

La primera operacin despus de la reduccin del tungsteno a polvo de metales el mezclado del tungsteno y el carbn. Aqu 94 partes de tungsteno por 6

partes de carbono en peso, son mezclados juntos en una recipiente especialel cual est continuamente rotando el cual es conocido con el nombre de ballmill.

Esta operacin debe ser llevada a cabo bajo una cuidadosa y controladacondiciones a fin de asegurar la ptima dispersin del carbono en el

tungsteno.


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Compactado.

El mtodo ms comn involucra el uso de matrices, hechos de la forma delproducto deseado. El tamao de la matriz debe ser mas grande que el

tamao del producto final terminado para permitir la contraccin final quetoma lugar despus del proceso de sinterizacin. Estas matrices soncostosas por lo tanto un numero lo suficientemente elevado justificaran sumanufactura.

Sinterizacin.

La sinterizacin del tungsteno- Cobalto (WC-Co) es llevada a cabo con elcobalto como ligante pero en fase liquida. El material compactado escalentado en una atmsfera de hidrogeno o en un horno al vaci atemperaturas que se encuentran entre los 2500 a 2900 grados Fahrenheit,dependiendo de la composicin. Ambos tiempo y temperatura deben sercuidadosamente ajustados en combinacin para un control ptimo sobre laspropiedades y la geometra. El compactado se contraer aproximadamente16% en sus dimensiones lineales, o 40% en volumen. El grado decontraccin depende de varios factores incluyendo tamao de la partculade los polvos y el grado de la composicin.


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Materiales de fabricacin de los insertos

Metales Duros Recubiertos.

A finales de los aos 60, surgen los metales duros con elrecubrimiento de una finsima capa de carburo de titanio (TiC)de menos de 10 micrones con la cual se incremento:

La vida til de la herramienta.

Las velocidades de corte.

La tolerancia a mayores temperaturas.


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El recubrimiento consiste en depositar sobre el substrato (material desoporte)capas que varan entre 2 mm por medio de 12 sistemas que seconocen como CVD (Deposicin qumica de vapor) con temperaturas de

1000 C y PVD (Deposicin fsica de vapor), con temperaturas de500 C. Losprincipales recubrimientos son:

Carburo de titanio (TiC), (apariencia: color gris).

Nitruro de Titanio (TiN), (apariencia: color dorado).

Carbo-nitruro de titanio (TiCN).

Oxido de aluminio (Al2O3), (apariencia: transparente).


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Cermets Metal Duro.

Cermet:

Cermica y metal (partculas de cermica en un aglomerante metlico). Sedenominan as las herramientas de metal duro en las cuales las partculasduras son carburo de titanio (TiC) o carburo de nitruro de titanio (TiCN) obien nitruro de titanio (TiN), en lugar del carburo de tungsteno (WC). Enotras palabras los cermets son metales duros de origen en el titanio, en vez

de carburo de tungsteno.

Algunas propiedades de los cermets son:

Mayor tenacidad que los metales duros.

Excelente para dar acabado superficial.

Alta resistencia al desgaste en incidencia y craterizacin.

Alta estabilidad qumica.


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Resistencia al calor.

Mnima tendencia a formar filo por aportacin.

Alta resistencia al desgaste por oxidacin.

Mayor capacidad para trabajar a altas velocidades de corte.

Bsicamente el cermet est orientado a trabajos de acabado y semiacabado, porlo tanto en operaciones de desbaste y semidesbaste presenta las siguientesanomalas:

Menor resistencia al desgaste a media nos y grandes avances.

Menor tenacidad con cargas medias y grandes.

Menor resistencia al desgaste por abrasin.

Menor resistencia de la arista de corte a la melladura debido aldesgastemecnico.

Menor resistencia a cargas intermitentes.

Adems no son adecuados para operaciones de perfilado.


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Cermicas.

Las herramientas cermicas fueron desarrolladas inicialmente con el

xido de aluminio (Al2O3), pero eran muy frgiles, hoy en da con eldesarrollo de nuevos materiales industriales y los nuevosprocedimientos de fabricacin con mquinas automticas, hanampliado su campo de accin en el mecanizado de fundicin, acerosduros y aleaciones termo-resistentes, ya que las herramientas decermica son duras, con elevada dureza en caliente, no reaccionan con

los materiales delas piezas de trabajo y pueden mecanizar a elevadasvelocidades de corte.

Existen dos tipos bsicos de herramientas de cermica:

Basadas en el xido de aluminio (Al2O3).

Basadas en el nitruro de silicio (Si3N4).


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Las herramientas cuya base es el xido de aluminio se clasifican en trescriterios:

Criterio A1:

PURAS :

La cermica de xido puro tiene relativamente baja resistencia, tenacidad yconductividad trmica, con lo cual los filos o aristas de corte son frgiles.Estas herramientas han sido mejoradas con una pequea adicin de xido de

circonio, el cual se aumenta la tenacidad, la dureza, la densidad y launiformidad en el tamao del grano, la cermica pura es blanca si se fabricabajo presin enfro y gris si se prensa en caliente.

Criterio A2:

MIXTAS:

Posee mayor resistencia a los choques trmicos, debido a la adicin de unafase metlica que consiste en carburo de titanio y nitruro de titanioconteniendo un10% del total, se pueden aadir otros aditivos esta cermica

se prensa en caliente y posee un color oscuro.


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Criterio A3:

REFORZADAS:

Este es un desarrollo nuevo y se le conoce con el nombre de "cermicareforzada whisker", porque incorpora en su fabricacin pequeas fibrasde vidrio llamadas whiskers, estas fibras son de un dimetro de 1aproximadamente y tienen una longitud de 20 mm, son muy fuertes y son de carburo desilicio Sic, y son el 30% del contenido.

Como resultado de estos refuerzos la tenacidad y la resistencia al desgaste seven incrementados notablemente, pero tambin estas fibras disminuyen sumayor debilidad la fragilidad. Las cermicas de nitruro de silicio son de mejorcalidad que las de xido de aluminio en cuanto a la resistencia a los cambiostrmicos y a la tenacidad.

Nitruro Cbico de Boro (CBN).

Tambin conocido como CBN, es despus del diamante el ms duro, poseeadems una elevada dureza en caliente hasta 2000 C, tiene tambin unaexcelente estabilidad qumica durante el mecanizado, es un material de corterelativamente frgil, pero es ms tenaz que las cermicas.


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Su mayor aplicacin es en el torneado de piezas duras que anteriormente serectificaban como los aceros forjados, aceros y fundiciones endurecidas,piezas con superficies endurecidas, metales pulvimetalrgicos con cobalto yhierro, rodillos de laminacin de fundicin perltica y aleaciones de altaresistencia al calor, redondeando se emplea en materiales con una durezasuperior a los 48HRC, pues, si las piezas son blandas se genera un excesivodesgaste de la herramienta. El nitruro cbico de boro se fabrica a granpresin y temperatura con el fin de unirlos cristales de boro cbico con unaglutinante cermico o metlico.

Diamante Policristalino (PCD).

La tabla de durezas de Friedrich Mohs determina como el material ms duroal diamante monocristalino, a continuacin se puede considerar al diamantepolicristalino sinttico (PCD), su gran dureza se manifiesta en su elevada

resistencia al desgaste por abrasin por lo que se le utiliza en la fabricacindemuelas abrasivas. Las pequeas plaquitas de PCD, son soldadas a placas demetal duro con el fin de obtener fuerza y resistencia a los choques, la vidatil del PCD puede llegar a ser 100 veces mayor que la del metal duro.


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Los puntos dbiles del PCD son bsicamente los siguientes:

La temperatura en la zona de corte no puede ser mayor a 600 C.

No se puede aplicar en materiales ferrosos debido a su afinidad.

No se puede aplicar en materiales tenaces y de elevada resistencia a latraccin.

Exige condiciones muy estables.

Herramientas rgidas.

Mquinas con grandes velocidades.

Evitar los cortes interrumpidos.

Usar bajas velocidades de avance.

Mecanizar con profundidades de corte pequeas. Las operaciones tpicas sonel acabado y semiacabado de superficies en torno usando el mayor rangoposible (seccin del portainserto) y el menor voladizo.


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Manejo Y Mantenimiento De Las Herramientas De Corte

Evite el contacto entre los insertos

Evite guardar los insertos en un bolso. Asegrese que las cajas para guardarinsertos tengan un solo inserto por compartimento. El contacto entre insertoscausar astillamiento y fracturas en el filo.

Evite el contacto entre las herramientas de corte

Cercirese que no haya contacto entre los insertos y el porta-herramientascuando guarde o mueva las herramientas de corte como porta-herramientaspara insertos intercambiables, fresas y brocas con insertos intercambiables.

Adems, preste la misma atencin cuando deposite fresas y brocas integralesde metal duro.


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Preste atencin cuando maneje herramientas.

Soltar las herramientas de corte sobre superficies duras daara el filo de lamisma. Estos problemas pueden ocurrir fcilmente, especialmente con

grados de herramientas como cermicas, que son razonablementequebradizas. Las herramientas delgadas y largas como fresas y brocasintegrales de metal duro sufren rupturas fcilmente.

Evite sostener ms de una herramienta por vez y tambin est atento alcontacto con herramientas de corte.

No transporte ms de una herramienta por estuche. Cuando el piso de lafbrica es desnivelado, durante el transporte de las herramientas, estaspueden salirse de estuches y eventualmente terminar daadas.Cuando ubique las herramientas de corte sobre un estante de metal o en

una caja, asegrese de que el filo no tenga contacto con la superficiemetlica, de ser necesario, ubique gentilmente las mismas. Se aconsejautilizar plstico, o goma espuma cuando sea posible. Los daos en el asientode la herramienta llevarn a una escasa exactitud de instalacin. En estasituacin, no puede obtenerse una rigidez ptima. Como resultado seproducirn astillamiento y vibracin que llevarn a una escasa durabilidad y

baja confiabilidad en el filo.


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Caractersticas Varias De Los Porta-herramientas

Porta-herramientas De Acero Rpido

Los porta-herramientas de acero rpido usualmente son una herramienta slida y el filo essoldado sobre la misma.

Comparado con otros porta-herramientas de diferentes materiales, los porta-herramientasde acero rpido tienen una tenacidad muy elevada y son ideales para el mecanizadoinestable a baja velocidad y con interrupciones. Sin embargo, el mecanizado a bajavelocidad puede dejar deformacin en el filo y provocar astillamiento sobre el mismo, unavez que el filo es vuelto a afilar.

Por ello, para el mecanizado a baja velocidad (menor a los 50m/min., en acero), unaherramienta extremadamente dura es ms efectiva. Las herramientas de acero rpido sonconvenientes gracias a su bajo costo y fcil reafilado.


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Porta-herramientas Soldados

Los porta-herramientas soldados tiene un mango de acero y un filo soldado. Elfilo soldado depende de su aplicacin. La forma del porta-herramienta esdiseada por JIS de acuerdo a la pieza a mecanizar y su uso.

Para el filo, se utiliza acero rpido o carburo, dependiendo de la velocidad de

corte.

El grado y la geometra del filo son seleccionadas de acuerdo al material ygeometra de la pieza. El filo es soldado para formar un ngulo de inclinacin,un ngulo de descarga y el rompeviruta. La soldadura de cada herramienta

requiere tiempo y destreza, por ello ms del 90% de los porta-herramientasutilizados actualmente son de insertos intercambiables.


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Porta-herramientas Con Insertos Intercambiables

Estos, tal como su nombre lo explica, tienen filos que pueden serreemplazados. El filo en este caso es llamado inserto. Hay gradospara insertos de acero rpido y carburo, pero los ms utilizados sonestos ltimos. La caracterstica principal de estos porta-

herramientas es la posibilidad de utilizar varios insertos condiferentes propiedades en un slo mango.

Adems, no necesita reafilado ya que el inserto es reemplazado porotro.

Considerando el poco tiempo previo necesario al mecanizado, sugeometra regular y exacta y la reduccin de herramientasutilizadas, los porta-herramientas con insertos intercambiables

tienen excelentes ventajas en cuanto al costo.


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