República bolivariana de Venezuela

Ministerio del poder popular para la educación universitaria

Instituto universitario politécnico Santiago Mariño

Cátedra: procesos de manufactura

La termodinámica en el torno y corte de virutas.

Bachiller

Carvajal Isaac

Escuela 45.

Ciudad Guayana puerto Ordaz, noviembre 2014

INTRODUCCION

La realización de este trabajo tiene como objetivo indagar e investigar para

obtener conocimientos sobre el tema de virutas y los tipos de corte relacionado

con el torno en la termodinámica, para comprender el proceso básico de corte

de metales, se debe estudiar primero el mecanismo de deformación de virutas

ya que este es un tema estudiado en forma extensa desde el principio de la

década de 1940; y se han propuesto varios modelos de mecanismo de corte,

con diversos grados de complejidad.

La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta.

Las virutas en las herramientas de torno, es el exceso de material que tiene

una pieza en bruto y que cortamos cuando la mecanizamos, y si la analizamos

podemos averiguar varias cosas, como son el estado del filo de la herramienta,

si los ángulos están bien afilados o no, así como su grado de acabado.

Al hablar de virutas podemos distinguir dos clases, las llamadas virutas

continuas (tienen a desestimarse), que son las obtenidas por herramientas

generalmente afilabes: es decir, las fabricadas con aceros rápidos, que

nosotros afilamos dándoles ángulos.

Y las virutas discontinuas, las cuales tienen a mejorar los acabados pero que

tienen sus problemas.

Virutas escalonadas o segmentadas

Las virutas escalonadas (llamadas también virutas segmentadas o no

homogéneas) son semicontinuas, con zonas de baja y alta deformación por

cortante. Los metales con baja conductividad térmica y resistencia que

disminuyen rápidamente con la temperatura, como el titanio, muestran este

comportamiento.

Las virutas discontinuas

Las virutas discontinuas consisten en segmentos que pueden fijarse, firme o

flojamente entre sí. Se suelen formar bajo las siguientes condiciones:

1. Materiales frágiles en la pieza, porque no tienen la capacidad para

absorber las grandes deformaciones cortantes que se presentan en el

corte.

2. Materiales de la pieza contienen inclusiones e impurezas duras, o que

tienen estructuras como las laminas de grafito en la fundición gris.

3. Velocidades de corte muy bajas o muy altas.

4. Grandes profundidades de corte.

5. Ángulos de ataque bajos.

6. Falta de fluido de corte eficaz.

7. Baja rigidez de la máquina herramienta.

Factores que influyen sobre el proceso de corte

PARAMETROS INFLUENCIA E INTERRELACIONES

Velocidad de corte,

profundidad de corte, avance,

fluido de corte.

Fuerza, potencia, aumento de temperatura,

vida de la herramienta, tipo de viruta, acabado

superficial.

Ángulos de la herramienta. Igual que arriba; influencia sobre dirección de

flujo de viruta; resistencia de la herramienta al

desportillamiento.

Viruta continúa. Buen acabado superficial; fuerzas estables de

corte; indeseable en maquinado automatizado.

Viruta de borde acumulado. Mal acabado superficial; si el borde

acumulado es delgado, puede proteger las

superficies de la herramienta.

Viruta discontinua. Preferible para facilidad al desecho de virutas;

fuerzas fluctuantes de corte; puede afectar el

acabado superficial y causar vibración y

traqueo.

Aumento de temperatura. Influye sobre la vida de la herramienta, en

especial sobre el desgaste de cráter, y la

exactitud dimensional de la pieza; puede

causar daños térmicos a la superficie de la

pieza.

Desgaste de la herramienta. Influye sobre el acabado superficial, la

exactitud dimensional, aumento de

temperatura, fuerza y potencia.

Maquinabilidad. Se relaciona con la vida de la herramienta, el

acabado superficial, las fuerzas y la potencia.

Herramientas de corte

Se conoce como herramientas de corte todas aquellas herramientas que

funcionan a través de arranque de virutas, esto quiere decir que las

herramientas de corte son todas aquellas herramientas que permitan arrancar,

cortar o dividir algo a través de una navaja filosa.

Tipos de herramientas de cortes.

Torno; sujeta y gira la pieza mientras una herramienta de corte le da

forma.

Fresadora; crea superficies planas o contornos empujando la pieza

contra una herramienta de corte giratoria.

Cepilladora; ejecuta cortes sencillos o múltiples haciendo pasar la pieza

por una herramienta fija.

Perfiladora; produce superficies planas deslizando una cuchilla a lo

largo de la pieza estacionaria.

Vida de las herramientas de corte

Hay tres formas posibles de falla en una herramienta de corte en maquinado:

1) Falla por fractura; este modo ocurre cuando la fuerza de corte se hace

excesiva en la punta de la herramienta. Causando una falla repentina

por fractura.

2) Falla por temperatura; esta falla ocurre cuando la temperatura de corte

es demasiado alta para el material de la herramienta, causando

ablandamiento en la punta, deformación plástica y perdida del filo.

3) Desgaste gradual; el desgaste gradual del borde constante ocasiona

perdida de la forma de la herramienta, reducción en la eficiencia de

corte, desgaste acelerado y falla final de la herramienta, a la falla por

temperatura.

TIPOS DE

MATERIALES

PROPIEDADES

cermet

Los cermet son compuestos de materiales

cerámicos y metálicos, los térmicos cermet se

aplica a los compuestos cerámicos.-metalicos que

contienen TiC, TiN y otros metales cerámicos.

cerámicos

Está compuesto primeramente de oxido de aluminio

de grano fino, prensado y sinterizado altas

presiones y temperaturas sin aglutinantes en forma

de inserto.

Diamantes

Es el material más duro que se conoce, de dureza,

el diamante es cerca de tres o cuatro veces más

duro que el carburo de tungsteno o que el oxido de

aluminio.

Teoría de la deformación de virutas en el maquinado.

Para poder explicar el proceso de la formación de la viruta en el maquinado de

metales, se hace uso del modelo de corte ortogonal. Aunque el proceso de

maquinado es tridimensional, este modelos solo considera dos dimensiones

para su análisis.

El modelo de este corte ortogonal asume que la herramienta de corte tiene

forma de cuña, y el borde constante es perpendicular a la velocidad de corte,

cuando esta herramienta se presiona contra la pieza de trabajo se forma por

deformación cortante la viruta a lo largo del plano de corte y es así como de

desprende la viruta de la pieza.

Temperatura en el corte

Como en todas las operaciones de trabajo en metales, la energía disipada en la

operación de corte se convierte en calor, que a su vez eleva la temperatura en

la zona de corte. Es importante conocer el aumento de temperatura, por los

siguientes fenómenos:

Una temperatura excesiva afecta negativamente la resistencia, dureza y

desgaste de la herramienta de corte.

Al aumentar el calor se provocan cambios dimensionales en la parte que

se maquina, y se dificulta controlar la exactitud dimensional

El calor puede inducir daños térmicos en la superficie maquinada, que

afectan negativamente sus propiedades.

La misma máquina herramienta se puede exponer a temperaturas

elevadas y variables, causando su distorsión y, en consecuencia, mal

control dimensional de la pieza.

Las temperaturas de corte aumentan con la resistencia del material de la pieza,

la velocidad de corte y la profundidad de corte; disminuyen al aumentar el calor

específico y la conductividad térmica del material de la pieza. Se ha visto que la

temperatura media en el torneado es proporcional a la velocidad de corte y al

avance, es decir: (∞ Va ƒb)

Donde a y b son constantes que dependen de los materiales de la herramienta

y de la pieza, V es la velocidad de corte y ƒ es el avance de la herramienta,

esto es, lo que se mueve la herramienta en cada revolución de la pieza.

CONCLUCION

Al finalizar este trabajo se puedo comprender que existen diferentes tipos de

herramientas de cortes y que en su mayoría todas se pueden utilizar para

actividades y trabajos distintos, estas herramientas suelen utilizarse en

diferentes tipos de procesos industriales, podemos decir que en los procesos

de recalco, de corte o de cizallamiento y de agrietamiento que se presenta

durante la deformación de virutas, influyen sobre la constitución y la relación

entre sí de los elementos de virutas.

Todas las herramientas que funcionan a través de arranque de virutas tienen

diferentes características y desgastes de vista distintos, todo esto va

dependiendo trabajo diario (uso) que se les den y la temperatura con que se

trabajen las mismas.

Bibliografía.

Titulo Alrededor del Torno/ Autor Walter Bartsch /Editor Reverte

1981.

Titulo Manufactura, ingeniería y tecnología/ Autores Serope

Kalpakjian, Steven R. Schmid, Gabriel Sánchez García, Ulises rev. téc

Figueroa López / Editor Pearson Educación, 2002.

Titulo Procesos Industriales para materiales metálicos/ Autores

Julián Rodríguez Montes, Lucas Castro Martínez, Juan Carlos del Real

Romero / Editor Editorial Visión Libros, 2006.