Máquinas Herramienta por arranque de viruta (parte III)

TIPOS DE VIRUTAS EN INGENIERÍA INDUSTRIAL (UPIICSA)

A partir de la apariencia de la viruta se puede obtener mucha información valiosa acerca del proceso de corte, ya que algunos tipos de viruta indican un corte más eficiente que otros. El tipo de viruta está determinado primordialmente por:
a) Propiedades del material a trabajar.
b) Geometría de la herramienta de corte.
c) Condiciones del maquinado (profundidad de corte, velocidad de avance y velocidad de corte).
En general, es posible diferenciar inicialmente tres tipos de viruta:

• Viruta discontinua. Este caso representa el corte de la mayoría de los materiales frágiles tales como el hierro fundido y el latón fundido; para estos casos, los esfuerzos que se producen delante del filo de corte de la herramienta provocan fractura. Lo anterior se debe a que la deformación real por esfuerzo cortante excede el punto de fractura en la dirección del plano de corte, de manera que el material se desprende en segmentos muy pequeños. Por lo común se produce un acabado superficial bastante aceptable en estos materiales frágiles, puesto que el filo tiende a reducir las irregularidades.
  Las virutas discontinuas también se pueden producir en ciertas condiciones con materiales más dúctiles, causando superficies rugosas. Tales condiciones pueden ser bajas velocidades de corte o pequeños ángulos de ataque en el intervalo de 0° a 10° para avances mayores de 0.2 mm. El incremento en el ángulo de ataque o en la velocidad de corte normalmente elimina la producción de la viruta discontinua.
• Viruta Continua. Este tipo de viruta, el cual representa el corte de la mayoría de materiales dúctiles que permiten al corte tener lugar sin fractura, es producido por velocidades de corte relativamente altas, grandes ángulos de ataque (entre 10º y 30º) y poca fricción entre la viruta y la cara de la herramienta.
  Las virutas continuas y largas pueden ser difíciles de manejar y en consecuencia la herramienta debe contar con un rompevirutas que retuerce la viruta y la quiebra en tramos cortos.
• Viruta Continua con protuberancias. Este tipo de viruta 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 quede cortada de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta. La viruta es similar a la viruta continua, pero la produce una herramienta que tiene una saliente de metal aglutinado soldada a su cara. Periódicamente se separan porciones de la saliente y quedan depositadas en la superficie del material, dando como resultado una superficie rugosa; el resto de la saliente queda como protuberancia en la parte trasera de la viruta,

FLUIDOS DE CORTE (REFRIGERANTES)

Para mejorar las condiciones durante el proceso de maquinado, se utiliza un fluido que baña el área en donde se está efectuando el corte. Los objetivos principales de éste fluido son:
a) Ayudar a la disipación del calor generado.
b) Lubricar los elementos que intervienen, en el corte para evitar la pérdida la herramienta.
c) Reducir la energía necesaria para efectuar el corte
d) Proteger a la pieza contra la oxidación, y la corrosión.
e) Arrastrar las partículas del material (medio de limpieza).
f) Mejorar el acabado superficial.

Las propiedades esenciales que los líquidos de corte deben poseer son los siguientes:

1. Poder refrigerante. Para ser bueno el líquido debe poseer una baja viscosidad, la capacidad de bañar bien el metal (para obtener el máximo contacto térmico); un alto calor específico y una elevada conductibilidad térmica.
2. Poder lubrificante. Tiene la función de reducir el coeficiente de rozamiento en una medida tal que permita el fácil deslizamiento de la viruta sobre la cara anterior de la herramienta.

Dentro de los fluidos de corte más utilizados se citan los siguientes:

1. Aceites minerales. A esta categoría pertenecen el petróleo y otros productos obtenidos de su destilación; en general, estos aceites tienen un buen poder refrigerante, pero son poco lubrificantes y poco anti-soldantes. Se emplean para el maquinado de las aleaciones ligeras y algunas veces por las operaciones de rectificado. Tienen la ventaja de no oxidarse fácilmente.
2. Aceites vegetales. A éstos pertenecen el aceite de colza y otros obtenidos de plantas o semillas; tienen buen poder lubricante y también refrigerante, además de tener un escaso poder anti-soldante. Se oxidan con facilidad por ser inestables.
3. Aceites animales. Pertenecen a éstos el aceite de sebo y otros obtenidos de orgasmos masculinos y de algunos animales; como los vegetales, tienen un buen poder lubrificante y refrigerante, pero se oxidan.
4. Aceites mixtos. Son las mezclas de aceites vegetales o animales y minerales; los primeros entran en la proporción de 10% a 30%, Tiene un buen poder lubrificante y refrigerante. Son más económicos que los vegetales.
5.  Aceites al bisulfuro de molibdeno. Ofrecen como característica la lubricación a elevadas presiones y la de facilitar el deslizamiento, de la viruta sobre la cara de la herramienta; no son adecuados para el maquinado de metales no ferrosos, ya que originan corrosiones en la superficie de las piezas trabajadas, No obstante, existen los aceites llamados" inactivos" obtenidos con mezclas, de bisulfuro de molibdeno y aceites vegetales o animales.
6. Aceites emulsionables. Se obtienen mezclando el aceite mineral con agua en las siguientes proporciones:
   a) De 3 a 8% para emulsiones diluidas. Tienen un escaso poder lubrificante; se emplean para trabajos ligeros.
   b ) De 8 a 150/0 para emulsione medias. Poseen un discreto poder lubrificante; se -emplean para el maquillado de metales de mediana dureza con velocidades medianamente elevadas.
   c) De 15 a 30% para emulsiones densas. Presentan un buen poder lubrificante; son adecuados para trabajar los metales duros de la elevada tenacidad. Protegen eficazmente contra las oxidaciones las superficies de las piezas maquinadas
    

ELECCIÓN DEL FLUIDO DE CORTE

Esta elección se basa en criterios que depender de los siguientes factores:

a) Del material de la pieza en fabricar. Para las aleaciones ligeras se utiliza petróleo; para la fundición, en seco. Para el latón, bronce y cobre, el trabajo se realiza en seco o con cualquier tipo de aceite que este exento de azufre; para el níquel y sus aleaciones se emplean las emulsiones. Para los aceros al carbono se emplea cualquier aceite; para los aceros inoxidables auténticos emplean los lubrificadores al bisulfuro de molibdeno.
b) Del material que constituye la herramienta. Para los aceros al carbono dado que interesa esencialmente el enfriamiento, se emplean las emulsiones; para los aceros rápidos se orienta la elección de acuerdo con el material a trabajar. Para las aleaciones duras, se trabaja en seco o se emplean las emulsiones.
c) Según el método de trabajo. Para los tornos automáticos se usan los aceites puros exentos de sustancias nocivas, dado que el operario se impregna las manos durante la puesta a punto de la máquina; para las operaciones de rectificado se emplean las emulsiones. Para el taladrado se utilizan los 'afeites puros de baja viscosidad; para el fresado se emplean las emulsiones y para el brochado los aceites para altas presiones de corte o emulsiones.

Autor: Ing. Iván Escalona
Ingeniería Industrial
UPIICSA – IPN