Proceso de Corte y Factores Fundamentales

El Proceso de Corte es la interacción controlada entre la pieza de trabajo, la herramienta y la máquina. Este proceso está influido por:

• Las condiciones de corte.
• Los fluidos de corte.
• La sujeción de la herramienta y de la pieza.
• La rigidez de la máquina.

Factores Básicos en la Formación de la Viruta

Los factores básicos que determinan la formación de la viruta son:

• La herramienta: Material y geometría.
• El material de trabajo: Material, geometría y rigidez.
• Las condiciones de corte.

Tipos de Corte

Se distingue entre:

• Corte Oblicuo: El caso general de corte.
• Corte Ortogonal: Un caso especial en el cual el filo de la herramienta es perpendicular a la dirección del movimiento relativo entre la pieza y la herramienta.

Geometría y Parámetros de Corte

Planos y Caras de la Herramienta

La intersección de los dos planos del diedro define las caras principales de la herramienta:

• Cara de Incidencia o Flanco de la Herramienta (Aα): Plano más cercano a la superficie generada.
• Cara o Superficie de Desprendimiento (Aγ): Plano por el que desliza la viruta.

Definiciones de Parámetros Clave

Velocidad de Corte (V_c)

Se define como la velocidad instantánea del movimiento de corte respecto a la pieza.

Espesor de Viruta sin Deformar (a_c)

Profundidad de cada capa de material retirada por la herramienta.

Espesor de Viruta Deformado (a₀)

Es el espesor de viruta medido después del corte.

Avance

Es el movimiento que, agregado al de corte, conduce a la eliminación progresiva de material.

Relación de Corte (r_c)

Es el cociente entre el espesor de viruta no deformado y el espesor de viruta deformado (r_c = a_c / a₀).

Ancho de Viruta (a_w)

Es el ancho de la viruta medido en la dirección del filo.

Área de Corte (A_c)

Es el área perpendicular a la velocidad de corte que es barrida por la herramienta.

Área de Avance (A_f)

Es el área perpendicular a la velocidad de avance barrida por la herramienta.

Tasa de Arranque (Z_w)

Volumen de material de la pieza arrancado por unidad de tiempo. Tiene unidades de caudal.

Ángulos de la Herramienta

• Ángulo de Desprendimiento: También conocido como ángulo de inclinación normal efectiva, es el ángulo existente entre la cara de la herramienta y una línea perpendicular a la nueva superficie de trabajo o de la pieza.
• Ángulo de Incidencia: O más exactamente, ángulo normal efectivo.
• Ángulo de Filo: El ángulo existente entre el flanco y la superficie generada en la pieza, el cual puede afectar el desgaste de la herramienta por unidad de tiempo.

Fenómenos Observados en el Arranque de Viruta

Al analizar los fenómenos que ocurren durante el arranque de viruta, se observa que:

1. La viruta es más dura y frágil que el material base. Dado que el espesor de viruta deformado es mayor que el no deformado (a₀ > a_c), la relación de corte (r_c) es siempre menor que 1.
2. La cara de la viruta que ha estado en contacto con la superficie de desprendimiento (Aγ) es lisa y brillante, mientras que la otra cara es oscura y rugosa.
3. La viruta cambia de color al desprenderse del material debido al calor.
4. Se producen grandes incrementos de temperatura en la zona de corte.
5. La forma de la viruta depende de la velocidad del material.
6. El arranque de viruta en materiales dúctiles se produce mediante la deformación plástica que ocurre en una franja estrecha llamada plano de cizalladura.

Clasificación de la Viruta

Viruta Continua

Es el régimen normal de corte y el que deja el mejor acabado superficial. Es común cuando se mecanizan la mayoría de los materiales dúctiles. Consiste en el cizallamiento del material de trabajo y en el deslizamiento de la viruta sobre la cara de la herramienta de corte.

La formación de la viruta tiene lugar en dos zonas:

• Zona de Deformación Primaria: Se extiende desde el filo de la herramienta hasta la unión entre las superficies de la pieza, donde ocurre la deformación principal.
• Zona de Deformación Secundaria: Las fuerzas transmitidas a la viruta en la interfaz entre ella y la cara de la herramienta son suficientes para deformar las capas inferiores de la viruta a medida que esta se desliza sobre la cara de la herramienta.

Viruta con Protuberancias o Corte con Recrecimiento de Filo

Se produce en materiales muy dúctiles o a velocidades de corte bajas. Cuando la fricción entre la viruta y la herramienta es muy alta, se produce una adhesión fuerte entre el material de la viruta y la superficie de la herramienta. La viruta comienza a deslizar sobre este material adherido (filo recrecido) y no directamente sobre la cara de desprendimiento.

Este filo recrecido puede crecer hasta un tamaño en el cual se desprende sobre la pieza o sobre la viruta, dejando un acabado superficial muy deficiente.

Viruta Discontinua o Quebrada

Ocurre cuando se mecanizan materiales frágiles (como hierro fundido o bronce fundido), o con materiales dúctiles a velocidades de corte muy bajas y avances grandes.

Durante la formación de la viruta, el material es sometido a grandes deformaciones y, si es frágil, se fracturará en la zona de deformación primaria cuando la formación de la viruta es incipiente. Bajo estas condiciones, la viruta se segmenta.