Fundamentos de Maquinabilidad y Clasificación de Materiales para Mecanizado

Definición de Evaluación en Mecanizado

Maquinabilidad: Propiedades del Material a Mecanizar

Cuando se examinan los materiales de las piezas, el mayor propósito es conocer su maquinabilidad. Se consideran las siguientes propiedades:

• Dureza y resistencia
• Ductilidad
• Conductividad térmica
• Inclusiones: macroinclusiones y microinclusiones

Grupos de Materiales de Pieza (Clasificación ISO)

La clasificación ISO es fundamental para seleccionar las condiciones de mecanizado adecuadas:

• ISO P $\rightarrow$ Acero
• ISO M $\rightarrow$ Materiales con un mínimo de 12% de cromo (Aceros inoxidables)
• ISO K $\rightarrow$ Fundición
• ISO S $\rightarrow$ Superaleaciones termorresistentes
• ISO H $\rightarrow$ Materiales con dureza entre 45 y 65 HRC

Detalle de Grupos de Materiales

Grupo P (Hierro y Aceros)

P $\rightarrow$ Hierro puro. Es lo que más se utiliza para mecanizar. Puede ser templado y revenido.

Maquinabilidad según tratamiento térmico o proceso de fabricación:

• Control de viruta sencillo o primo.
• Bajo contenido de carbono o viruta larga y filo agudo.
• Fuerza de corte y potencia en margen limitado.

Grupo M (Aceros Inoxidables)

M Es una aleación en la que principalmente es hierro. Tiene un contenido de cromo superior al 12%. Suele tener bajo contenido en carbono. Debido a la adición de níquel, cromo, etc., hace que sea resistente a la corrosión y altas temperaturas.

Grupo K (Fundiciones)

K Hay 5 tipos de fundición: gris, maleable, nodular, grafito compactado y dúctil austemperizada.

Grupo N (Metales Blandos No Ferrosos)

N Contiene metales blandos no ferrosos como el aluminio, silicio, cobre y bronce.

Grupo S (Superaleaciones)

S Hay dos tipos: superaleaciones termorresistentes y titanio.

Grupo H (Materiales Duros)

H Materiales con dureza entre 45–68 HRC.

Herramientas para las Operaciones de Mecanizado

Operaciones y Condiciones de Trabajo

Las operaciones principales son:

• Desbaste
• Acabado

Se debe considerar las condiciones de trabajo, como cortes continuos o discontinuos.

Clasificación de Aceros

• Aceros al carbono: Templeabilidad pequeña, velocidad crítica de enfriamiento. Son muy propensas a grietas y deformaciones (cuando se templa muy duro, se vuelve frágil).
• Aceros aleados: Influye en capacidad de temple. La velocidad crítica es menor. No son propensos a grietas ni deformaciones.
• Aceros rápidos: Intensamente aleados, conservando su dureza hasta 600 °C. Resistencia a la abrasión. Son los más duros y resistentes al desgaste, con buena tenacidad.

Materiales de Herramientas de Corte

Metal Duro

Son pulvimetalúrgicos todos. Hay 3 tipos principales:

• HW $\rightarrow$ Sin recubrimiento: Velocidad de desgaste es rápida. Se utilizan en torneado de materiales templados en bajas velocidades.
• HT $\rightarrow$ (Cerámica + metal) Cermet: Metal duro sin recubrimiento. Es resistente al desgaste, a la deformación y posee tenacidad. Se utiliza en operaciones de acabado.
• HC $\rightarrow$ Con recubrimiento: Metal duro con recubrimiento. Es la que más se emplea, conocido por su dureza y tenacidad.

Cerámicas

Tienen mucha resistencia al desgaste y a las velocidades altas. Hay 4 tipos principales:

• CA
• CM
• CV
• CC

Diamante

Es el material más duro, resistente a la abrasión, pero presenta inestabilidad química en temperaturas altas.

Nitruro de Boro Cúbico (CBN)

Para herramientas de corte. Sirve para trabajar en altas velocidades, es muy resistente al calor y cambios bruscos de temperatura. Es usado en acabados de aceros templados.

El Torno: Movimientos Fundamentales

El torno presenta 3 movimientos fundamentales:

• Movimiento de corte $\rightarrow$ (x): Es el movimiento principal, este es rotativo y lo posee la pieza a trabajar.
• Movimiento de avance $\rightarrow$ (y): Es el movimiento rectilíneo que permite a la herramienta desplazarse a lo largo de la bancada.
• Movimiento de penetración: Determina la profundidad de corte.

Tipos de Torno

Existen diversas configuraciones de tornos según su aplicación:

• Torno paralelo: Es el más usual, es el que hay en el taller.
• Torno vertical: Eje principal vertical.
• Torno frontal (sin contrapunto): Diseñado para piezas de mucho diámetro ($\emptyset$) y poca longitud, mecanizado lento y manipulación lenta.
• Torno multihusillos: Capaz de realizar varias piezas a la vez.
• Torno revólver: Posee un bloque de portaherramientas giratorio.
• Torno copiador: Imita la pieza patrón.
• Torno CNC: Se mecaniza automáticamente con ayuda de un programa (Prg), dispone de una torreta para cambio de herramienta.