desgaste y vida de las herramientas de corte

DESGASTE Y VIDA DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE
R. PORTUGAL P.
ING. MECANICO Y ELECTRICISTA
Profesor de la Facultad de Ingeniería Industrial USMP
RESUMEN
En el presente trabajo se presentan los conceptos de desgaste de las herramientas
de corte monofilo, estableciendo las zonas de probable falla durante el arranque de
viruta y los fenómenos que acompañan el desgaste. Se establece claramente el desgaste
de flanco en la superficie de incidencia de la cuchilla estableciendo la relación de Taylor
para definir la vida útil de la herramienta. Se acompaña la bibliografía consultada para
quien desee ampliar el tema ya que sólo se muestra un resumen del tema.
INTRODUCCIÓN
Las herramientas durante el trabajo están sometidas a las acciones siguientes:
a. Grandes esfuerzos localizados
b. Altas temperaturas
c. Deslizamiento de la viruta por la superficie de ataque
d. Deslizamiento de la herramienta de trabajo por la superficie mecanizada
Estas condiciones inducen el desgaste de la herramienta que, a su vez, afecta en forma
negativa la vida de la herramienta, la calidad de la superficie mecanizada y su exactitud
dimensional, y en consecuencia la economía de las herramientas de corte. Analizaremos
por separado el desgaste de la herramienta en la superficie de incidencia y luego el
desgaste en la superficie de ataque.
DESGASTE Y FALLA
En general, el desgaste de la herramienta es un proceso gradual, muy parecido
al desgaste de la punta de un lápiz ordinario. La rapidez del desgaste depende de los
materiales de la herramienta y de la pieza, la forma de la herramienta, el fluido de corte,
los parámetros del proceso (como la velocidad de corte, avance y profundidad de corte)
y las características de la máquina herramienta. Existen dos tipos básicos de desgaste,
que corresponden a dos regiones de la herramienta: desgaste de flanco y desgaste de
cráter.
Existen tres formas posibles de falla en la herramienta de corte:
a. 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.
b. 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 pérdida del filo en el borde.
c. Desgaste gradual. El desgaste gradual del borde cortante ocasiona pérdida
de la forma de la herramienta, reducción de la eficiencia del corte, desgaste
acelerado y falla final de la herramienta, de forma similar a la falla por
temperatura.
DESGASTE DE FLANCO
El desgaste de flanco se presenta en la superficie de incidencia de la herramienta,
y en general se atribuye a (a) frotamiento de la herramienta sobre la superficie
mecanizada, que causa desgaste adhesivo y /o abrasivo, y (b) alta temperatura,
que afecta las propiedades del material de herramienta y la superficie de la pieza.
RELACION DE TAYLOR
En un estudio clásico, debido a F. W. Taylor, sobre aceros para
mecanizado, que publicó en 1907, se estableció la relación empírica, conocida
como Relación de Taylor:
vt n = C
Donde v es la velocidad de corte, t es el tiempo en minutos que tarda en
desarrollar una cierta franja de desgaste en el flanco (VB), n es un exponente que
depende de los materiales de la herramienta y de la pieza, así como de las
condiciones de corte, y C es una constante.
DESGASTE DE CRATER
El desgaste de cráter se presenta en la superficie de ataque de la herramienta y,
ya que cambia la geometría de la intercara entre viruta y herramienta, afecta al
proceso de corte. Los factores más importantes que influyen sobre el desgaste de
cráter son: (a) la temperatura de la intercara herramienta – viruta y (b) la afinidad
química entre los materiales de herramienta y pieza. Además, los factores que
influyen sobre el desgaste de flanco también influyen sobre el desgaste de cráter.
CONCLUSIONES
1. El aumento de temperatura es consideración importante, porque puede tener
efectos adversos sobre la vida de la herramienta, y también sobre la exactitud
dimensional y la integridad superficial de la pieza mecanizada.
2. Dos clases principales de desgaste de la herramienta depende de las
características de los materiales de la pieza y de la herramienta, de la
velocidad de corte, avance, profundidad de corte y fluidos de corte, así como
de las características de la máquina herramienta.
3. Al aplicar la relación de Taylor a una operación de mecanizado típica, la
velocidad de corte debe permanecer constante durante dicha operación.
BIBLIOGRAFIA
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