Principios Fundamentales del Mecanizado y la Formación de Viruta

Fundamentos del Mecanizado por Arranque de Viruta

Definición y Contexto

El mecanizado o conformado por arranque de viruta es un método que se utiliza principalmente para modificar la forma, las dimensiones o el grado de acabado superficial de las piezas obtenidas mediante otros procesos.

Las máquinas con las que se realizan estas operaciones se denominan máquinas-herramienta.

Consideraciones Operacionales

Este proceso presenta un elevado coste y debe combinarse frecuentemente con otros procesos, considerándose a menudo como una operación secundaria y de acabado.

Entre sus inconvenientes se encuentran el desperdicio de material, el consumo de tiempo y energía, y los posibles efectos negativos en las propiedades y en la calidad de la superficie de la pieza.

Movimientos Fundamentales en el Mecanizado

• Movimiento de Corte

  Es el movimiento principal que permite la eliminación del material. Puede ser realizado por la herramienta, por la pieza, o ser un movimiento lineal.

• Movimiento de Avance

  Es el movimiento que realiza la pieza o la herramienta para que el filo encuentre nuevo material y así completar la pasada de mecanizado.

• Movimiento de Penetración (Profundidad de Corte)

  Define la profundidad a la que la herramienta se introduce en el material, determinando la capa de material a eliminar.

La Viruta: Formación y Tipos

Definición y Proceso de Formación

La viruta se define como el material eliminado durante los procesos de mecanizado. Durante su formación, el metal de la pieza se somete a una gran presión y temperatura. Al contacto con la herramienta, se produce una zona de estancamiento, y la viruta se desliza a lo largo de la cara de desprendimiento de la herramienta.

Propiedades de la Viruta

Generalmente, la viruta es un material duro y frágil. Es visible a simple vista la zona de la viruta que ha estado en contacto con la cara de desprendimiento.

Clasificación de Virutas

Además de las virutas discontinuas y continuas, existen las virutas aserradas, segmentadas o no homogéneas. Estas últimas se dan típicamente en metales con baja conductividad y resistencia.

Control y Geometría de la Viruta

• Rizo de Viruta

  Es la curvatura que adquiere la viruta mientras se desprende de la pieza.

• Rotura de Viruta

  La rotura puede lograrse mediante autorrotura, golpeando contra la herramienta o la pieza, o utilizando un elemento específico de la herramienta denominado rompevirutas.

Geometría de la Herramienta de Corte

Caras Principales

• Cara de Desprendimiento

  Es la cara de la herramienta que está en contacto directo con la viruta y el metal que se está eliminando.

• Cara de Incidencia

  Es la cara de la herramienta opuesta al filo de corte, cuya función es evitar el rozamiento con la superficie ya mecanizada.

Ángulos Característicos

• Ángulo de Desprendimiento (γ)

  Es el ángulo formado entre la cara de desprendimiento y la normal a la superficie mecanizada. Este ángulo influye directamente en la formación de la viruta (continua o discontinua).

• Ángulo de Incidencia (α)

  Es el ángulo formado entre la cara de incidencia y la superficie mecanizada.

• Ángulo de la Herramienta (β)

  Depende de los ángulos anteriores. No debe ser excesivamente pequeño para garantizar la resistencia mecánica de la herramienta y evitar su rotura.

Mecánica del Corte y Parámetros Cinéticos

• Plano de Cizallamiento

  Es la zona interna del material donde se produce la deformación plástica y el corte efectivo de la viruta (el cizallamiento).

• Relación de Corte

  Permite determinar el espesor de la viruta a partir de la profundidad de corte y los ángulos de desprendimiento y cizallamiento.

• Velocidad de la Viruta

  Existe una relación directa entre la velocidad de corte (Vc) y la velocidad a la que se desplaza la viruta (Vv).