Mecanizado Esencial: Fresas, Virutas, Dureza y Brochas

Clasificación de las Fresas

Las fresas, herramientas fundamentales en el mecanizado, se clasifican principalmente según su construcción y su forma.

Según su Construcción:

• Fresas con dientes fresados: Dientes formados por un proceso de fresado.
• Fresas con dientes retorneados: Dientes que han sido torneados para obtener su forma final.

Según su Forma:

• Fresa de discos: Utilizada para ranurar o cortar.
• Cilíndrica para superficies planas: Diseñada para crear superficies planas.
• Cilíndrica frontal: Empleada para fresado frontal y lateral.
• Fresa de espiga: Comúnmente usada para contorneado y ranurado.

Fuerzas en el Fresado

Durante el proceso de fresado, diversas fuerzas actúan sobre la herramienta y el material, siendo cruciales para entender el comportamiento del corte.

• F: Fuerza total de corte. Esta fuerza principal se descompone en:
  • Fa: Fuerza de avance.
  • Fv: Fuerza perpendicular.
• F': Fuerza de reacción. Esta fuerza se descompone en:
  • Fp: Fuerza periférica y tangencial.
  • Fm: Fuerza radial.

Cuando se trata de una fuerza espiral, aparece una fuerza axial (Fe).

Ensayo de Dureza de Materiales

El ensayo de dureza es uno de los métodos más empleados en la selección y control de calidad de los materiales. Es importante destacar que la dureza es una condición de la superficie del material y no representa una propiedad fundamental de la materia.

El método más usado en materiales es la resistencia a la penetración de una herramienta de determinada geometría, lo que permite evaluar la capacidad del material para resistir deformaciones plásticas localizadas.

Tipos de Viruta en Mecanizado

La formación de la viruta es un indicador clave del comportamiento del material durante el corte y se clasifica en diferentes tipos según las condiciones de mecanizado y las propiedades del material.

Viruta continua o plástica:

Se obtiene en materiales tenaces, de gran plasticidad y con grandes velocidades de corte. Se opera con un ángulo de ataque, γ, grande (≈30º) y un ángulo de filo, β, pequeño.

Viruta cortada:

Aparece en materiales plásticos, con poca resistencia al corte y operando con velocidades de corte pequeñas. Los ángulos α y β son aquí menores y mayores, respectivamente, que en el caso anterior.

Viruta arrancada:

Es propia de materiales frágiles o quebradizos. El ángulo γ es aquí muy pequeño (0º a 10º) y el filo, β, mayor que en los demás casos.

Geometría de la Herramienta de Corte

La geometría de las herramientas de corte es fundamental para optimizar el proceso de mecanizado y la calidad de la superficie.

Ángulo de Inclinación (Λ)

El ángulo de inclinación (Λ) es el formado por el filo principal y la superficie de asiento. Este puede ser positivo o negativo, según que el filo ascienda o descienda hacia la arista de corte.

Ángulo de Ataque (Γ)

El ángulo de ataque (Γ) es el formado por las superficies de ataque y asiento. Cuanto mayor es, más fácilmente se desprende la viruta y mejor desliza esta sobre la superficie de ataque, lo cual supone una disminución de la presión de corte.

Proceso de Desprendimiento de la Viruta

El desprendimiento de la viruta es un proceso complejo que ocurre en varias etapas durante el mecanizado.

1. Recalcado del material ante el filo de la herramienta.
2. Nacimiento de una ligera grieta (siempre que la velocidad de corte no sea excesiva).
3. Cizallamiento de una viruta elemental.
4. Deslizamiento, hacia arriba, de la viruta elemental sobre la superficie de ataque.
5. Deslizamiento del conjunto de la viruta.

Tipos de Brochas y sus Aplicaciones

Las brochas son herramientas de corte utilizadas para el brochado, un proceso que permite obtener formas precisas y acabados superficiales de alta calidad.

Brochas para Interior:

• Brochas de tracción: Se utilizan tirando de ellas a través de la pieza.
• Brochas de compresión: Se utilizan empujándolas a través de la pieza.

Dependiendo de la sección y la forma de los dientes, se distinguen:

• Brochas redondas
• Poligonales
• De forma
• Combinadas
• Helicoidales
• Planas de interiores

Brochas para Exteriores:

• Brochas de ataque frontal
• Brochas de ataque lateral
• Brochas combinadas
• Brochas por generación frontal