Fundamentos de Mecanizado: Geometría, Materiales de Corte y Tipos de Tornos

Tipos de Ángulos en Herramientas de Corte

La geometría de la herramienta es fundamental para el rendimiento y la durabilidad del proceso de mecanizado:

• Ángulo de Filo: La cuchilla de corte con un **ángulo de filo pequeño** penetra fácilmente en materiales duros, pero también tiende a romperse con mayor facilidad.
• Ángulo de Ataque (o de Desprendimiento): Incluye la influencia en la **formación de la viruta** y la **fuerza de corte**.
• Ángulo de Desahogo (o Incidencia): Reduce la **fricción** entre la pieza y la herramienta.
• Ángulo de Punta: Cuanto mayor es el ángulo de punta, mayor es el **calor descargado** (disipado).
• Ángulo de Posición: Su magnitud varía desde **30º y 90º**, e influye en la **distribución de la fuerza de corte**.
• Ángulo de Inclinación: Favorece el **desprendimiento de viruta** y la **duración de la herramienta** cuando esta se inclina hacia la pieza.

Sujeción de la Herramienta

• Sujetar la cuchilla en corto: Si la herramienta sobresale demasiado (formando un **brazo largo**), esto provoca **vibración** durante el mecanizado.
• Sujetar la cuchilla firmemente: Es crucial para evitar que salte del portaherramientas o sea arrastrada por la **pieza giratoria**.

Materiales de Corte: Propiedades y Tipos

Características Deseadas

Los materiales de corte deben poseer las siguientes propiedades:

• Resistencia al **rozamiento** (abrasión).
• Resistencia a **presiones** elevadas.
• Resistencia a **choques** (tenacidad).
• Resistencia al **calor** (dureza en caliente).

Capacidades Operacionales

Las capacidades de un material de corte determinan la **velocidad de corte**, la **sección de viruta** admisible y la **secuencia de afilado** (impuesta por el desgaste o el tiempo de actividad entre dos afilados).

Tipos de Materiales de Corte

• **Aceros al carbono** templados y al tungsteno templados.
• **Carburos duros** sinterizados.
• Productos **cerámicos**.
• **Diamantes**.

Comportamiento de la Herramienta en Caliente

La **herramienta** siempre tiene que ser más dura que la pieza que ha de cortarse. Si la herramienta se calienta más deprisa que la pieza, se **oxida** y se **desgasta** prematuramente.

Aplicación de Carburos Duros

El empleo de **carburos duros** está muy extendido, principalmente en herramientas de **tornos**, así como en fresas para pulir superficies (de disco o corona), e incluso en brocas. Su capacidad para cortar la mayoría de los materiales duros es útil, sobre todo en la **construcción de herramientas**.

Clasificación y Componentes de Tornos

Tipos de Tornos

• Torno Revólver: No lleva contrapunto. El cabezal móvil se sustituye por una **torreta giratoria** (alrededor de un eje horizontal o vertical), permitiendo ejecutar mecanizados consecutivos con solo girar la torreta.
• Torno Al Aire: Se utiliza para el mecanizado de **piezas de gran diámetro**. El avance lo proporciona una cadena que transmite el movimiento al husillo, el cual hace avanzar al portaherramientas.
• Tornos Verticales: La pieza se coloca sobre el plato horizontal. Las herramientas van sobre carros que pueden desplazarse vertical y transversalmente.
• Tornos Automáticos: Son tornos revólver que pueden realizar automáticamente los movimientos de la torreta, así como el avance de la barra. Suelen usarse para la fabricación de **piezas pequeñas**.

Partes Principales del Torno

• **Bancada**.
• **Cabezal Fijo**: Incluye el cabezal monopolea, la transmisión directa por motor, la caja de cambios y el variador de velocidades.
• **Eje Principal**.
• **Cabezal Móvil** y **Carros**:
  • Carro Principal (dispositivo para roscar, para cilindrar y refrentar).
  • Carro Transversal.
  • Carro Orientable.

Tipos Específicos de Materiales y Herramientas de Corte

Acero Rápido (HS)

Se denomina así a la aleación Hierro-Carbono con un contenido de carbono de entre 0.7% y 0.9%, a la cual se le agrega un elevado porcentaje de **Tungsteno** (13% a 19%), **Cromo** (3.5% a 4.5%) y **Vanadio** (0.8% a 3.2%). Las herramientas construidas con estos aceros pueden trabajar con **velocidades de corte de 60 a 100 m/min** con una dureza Rockwell de 62 a 64.

Aceros Extrarrápidos (HSS)

Poseen una notable **resistencia al desgaste** del filo de corte, incluso a temperaturas superiores a **600 ºC**.

Carburos Metálicos o Metales Duros (HM)

Son una aleación muy **dura y frágil**. Se clasifican en:

• Monocarburos.
• Bicarburos.
• Tricarburos.

Estelitas (Stelitas)

Con base en el acero rápido, se experimentó con mayores contenidos de **Cobalto (Co)** y **Cromo (Cr)**.

Nitruro Cúbico de Boro (CBN)

Después del **diamante**, es el material más duro. Posee una elevada **dureza en caliente** (hasta **2000 ºC**) y gran **estabilidad química** durante el mecanizado. Es un material de corte relativamente frágil.