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HERRAMIENTAS DE CORTE O BURIL

Uno de los componentes mas importantes en el proceso de maquinado es la herramienta de corte o cortador, de cuya función dependerá la eficiencia de la operación. Existen dos clases de cortadores: los de punta simple los de punta múltiple o multipunta.

MATERIALES DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE

Los cortadores o buriles para tomo se fabrican generalmente de cinco materiales: acero de alta velocidad, aleadones coladas o fundidas (como la llamada estelita). Carburos cementados, cerámicos y ceníes.

Los materiales de herramienta de corte menos usuales, corno el nitruro de boro de boro cúbico policristalino (pcbn), conocido comúnmente como borazos. y el diamante policristalino (pcd), están siendo muy utilizados en la industria del trabajo de metales debido a la mayor productividad que ofrecen. Las propiedades que poseen estos materiales son diferentes, y la aplicación de cada uno depende del material por maquinar y del estado de la maquina Los cortadores (o buriles) para tomo deben ser como sigue: Duros Resistentes al desgaste Capaces de mantener una dureza al rojo durante la operación del maquinado (la dureza al rojo es la capacidad del material de la herramienta para mantener un borde cortante afilado, aun cuando se enrojezca debido al alto calor producido durante la operación de corte Deben ser capaces de soportar impactos durante la operación de corte. Deben tener una forma tal de arista afilada para que puedan penetrar debidamente en la pieza.

Revestimiento Revestimiento de alta densidad de carburo de tungsteno distribuido uniformemente, alta resistencia al desgaste con tasas de desgaste predecibles y funcionamiento continúo a temperaturas de hasta 1900°F Sin porosidad interconectada - resistencia superior a la corrosión ya los impactos. Línea de unión Una verdadera unión metalúrgica (>70.000 psi) con un fuerte vínculo entre las partículas - provee una resistencia sin paralelo e impide el desprendimiento de material, el deslocamiento y el agrietamiento Zona de difusión Dilución mínima - En la zona de difusión el sustrato conserva uniformemente sus propiedades Sustrato Templable - se puede someter a tratamientos térmicos después del proceso de revestimiento para restaurar las propiedades mecánicas del sustrato

CORTADORES DE ACERO DE ALTA VELOCIDAD Los aceros de tal clase pueden contener combinaciones de tungsteno, cromo, vanadio, molibdeno y cobalto. Son capaces de realizar cortes gruesos, soportar impactos y mantener la arista o borde de corte afilado a un a altas temperaturas Los cortadores de alta velocidad son generalmente de dos tipos: con base de molibdeno (grupo m) y con base de tungsteno grupo. base tungsteno ti. que a veces se designan como 18-4-1; debido a que contienen 18% de tungsteno. 4% de cromo y 1% de vanadio Base molibdeno= ml. o bien 8-4-1 debido a que contienen aproximadamente 8% de molibdeno. 4% de cromo y 1% de vanadio Estos dos tipos de herramientas para uso general: si se desea una mayor dureza al rojo, debe seleccionarse una herramienta que contenga más cobalto.

CORTADORES DE ALEACION FUNDIDOS

Estas herramientas de corte (estelita o stellite) contienen usualmente dc 25% a 35% de cromo. de 4% a 25% de tungsteno, y de 1% a 3% de carbono: el resto es cobalto. Estos cortadores tienen alta fuerza, elevada resistencia al desgaste y excelentes cualidades de dureza al rojo. Debido a que son fundidos, resultan más débiles y frágiles que los de acero de alta velocidad. Los buriles de estelita sirven para altas velocidades y avances para cortes profundos e interrumpidos.

CORTADORES DE CARBURO CEMENTADO Las herramientas de carburo cementado son capaces de velocidades de corte tras o cuatro veces mayores que las correspondientes a cortadores de acero de alta velocidad. Tienen baja tenacidad, pero alta dureza y excelentes cualidades de dureza al rojo El carburo cementado consiste en carburo de tungsteno sinterizado en una matriz de cobalto. Los cortadores de carburo de tungsteno sirven para maquilar hierro colado y materiales no ferrosos ya que forman cráteres con facilidad y se desgastan fácilmente, no son adecuados para & acero.

CORTADORES DE CARBURO RECUBIERTO Estas herramientas de corte se fabrican depositando una capa delgada de nitruro de titanio resistente al desbaste, o de carburo de titanio o bien oxido de aluminio (cerámico) en la arista cortante de la herramienta. Dicha capa aumenta la lubricación, reduce el porcentaje de ruptura y es mayor la resistencia al desgaste

CORTADORES DE CERÁMICO Un cerámico es un material resistente al calor, producido sin un agente de adhesión metálico. como el cobalto. El oxido de aluminio es el mas utilizado en herramientas de corte cerámicas. Los buriles de cerámico permiten mayores velocidades de corle, aumentan la duración de la herramienta y dan un mejor acabado superficial que los de carburo.

CORTADORES DE CERMET Un cermet es un inserto o pastilla para herramienta de corte compuesto de material metálico metal. La mayoría de los cermet están compuestos de oxido de aluminio, carburo de titanio y oxido de zirconio compactado y comprimido bajo calor intenso. Ventajas: tienen duraciones de herramientas mayores. Pueden utilizarse para el maquilado a altas temperaturas Producen un acabado superficial mejorado que elimina la necesidad del rectificado Puede usarse para maquinar aceros con grado de dureza hasta de 66 re (rockwell).

CORTADORES DE DIAMANTE Las herramientas de corte hechas de diamante se utilizan principalmente para maquinar metales no ferrosos y materiales no metálicos abrasivos. Son hechos con diamantes policristalinos consiste en diminutos diamantes fabricados por fusión entre si y unidos aun substrato de carburo adecuado.

NOMENCLATURADE LA HERRAMIENTA DE CORTE La base es la superficie interior del cuerpo de la herramienta El filo (o arista cortante) es el borde frontal del buril. que realiza el corte. La cara es la superficie superior contra la que empuja la viruta conforme se separa de la pieza de trabajo. El flanco es la superficie lateral de la herramienta adyacente y situada debajo de la arista afilada La punta es el extremo filoso de la herramienta de corte, formado en la unión del flanco y la superficie frontal. El radio de punta (o nariz) es el de curvatura de punta. El tamaño del mismo afectara al acabado. Para desbaste, se utiliza un radio de punta pequeña de aprox. 1/16” a /8. La cabeza cortante es el extremo de la herramienta (buril) con afilado para hacer el corte.

El cuerpo (o vástago) es el soporte extremo del cortador, y es la parte sujetada por un porta buril o portaherramientas

ANGULOS Y CLAROS EN BURILES PARA TORNO El funcionamiento adecuado de un cortador depende de los ángulos de alivio y de ataque, que deben de formarse en la herramienta. El ángulo del filo del corte frontal es e! que forma la arista cortante y una línea perpendicular al costado de la herramienta. Este ángulo puede variar entre 5 y 30 grados dependiendo el tipo de corte y acabado deseado. Un ángulo de 5° a 150 es satisfactorio para cortes de desbastes; los ángulos entre 150 y 300 se utilizan en buriles de uso general.

El ángulo de incidencia lateral es el formado en e! flanco de la herramienta, debajo de la arista cortante. Este ángulo generalmente va de de 6° a !0°. El claro latera! en un buril cortador permite que !a herramienta avance ! longitudinalmente hacia !a pieza de trabajo giratoria. E! ángulo de incidencia frontal es e! que se tiene debajo de !a nariz y la parte inferior de! buril !o que permite a !a herramienta de corte penetrar la pieza de trabajo.E! ángulo de ataque lateral es el que se forma en !a cara a partir de la arista cortante. La inclinación positiva de ataque, donde la punta de la herramienta de corte y el filo entran en contacto primero con el metal, hacen que la viruta se mueva hacia abajo por la cara del cortador. La inclinación negativa de ataque. Donde la cara de la herramienta hace contacto con & metal origina que la ‘ruta sea forzada hacia arriba por la cara del buril.

Angulo de ataque positivo Es considerado como el mejor para la eliminación eficiente del metal. Los buriles con inclinación positiva de ataque se utilizan generalmente para cortes continuos en materiales dúctiles, no demasiado duros abrasivos Es generalmente de 10° a 150 para herramientas de uso general.

Para determinar el tipo y el valor del ángulo de ataque debe considerarse: 1.-La dureza del material a cortar 2.-El tipo de operación de corte (continuo o interrumpido)

3-El material y forma de la herramienta de corte. 4.-a resistencia al borde del corte.

Angulo de ataque negativo Se utiliza en cortes interrumpidos y cuando el metal es duro o abrasivo. Aunque el aumento de calor puede parecer una desventaja, es deseable cuando se maquila metales duros con buriles de carburo. Las ventajas de la inclinación negativas son: -La dura capa exterior del metal no hace contacto con la arista cortante. -Pueden maquinarse fácilmente superficies con cortes interrumpidos. -Se pueden utilizar mayores velocidades de corte.

Forma de la herramienta de corte La forma de la herramienta de corte es muy importante para la eliminación del material. La vida de una herramienta de corte generalmente se expresa como: El tiempo en minutos durante el cual la herramienta ha estado cortando. 2.la longitud del corte del material.

La cantidad en pulgadas cúbicas, o en centímetros cúbicos, del material eliminado. El ángulo de ataque en las herramientas de corte permite a las virutas fluir libremente y reduce la fricción. Si se forma un gran ángulo de ataque en el buril, se crea un gran ángulo de corte en el metal durante la acción del maquinado. Los resultados de un ángulo grande de corte son: -se produce una viruta delgada. 2.-la zona de corte es relativamente reducida. 3.-se crea menor calidad en dicha zona. 4.- se produce un buen acabado superficial.

Un ángulo de ataque pequeño crea un menor ángulo de corte en el metal durante el proceso de maquinado, con los siguientes resultados: 1 -se produce una viruta gruesa. 2.-la zona de corte es amplia 3.-se produce más calor. 4.-se requiere mas potencia mecánica para la operación de maquinado.

El desgaste o abrasión de la herramienta de corte determinara su duración. Los siguientes factores afectan la vida útil de una herramienta de corte: 1.-la clase de material que se corta. 2.- el micro estructura del material. 3.- La dureza del material. 4.- el material de la herramienta de corte.

El afilado correcto de los buriles (o cuchillas) de corte es uno de los factores más importantes que deben ser tomados en consideración para mecanizar los metales en las máquinas. El buril de corte debe estar correctamente afilado, de acuerdo con el tipo particular de metal que va a ser torneado y debe tener un filo adecuado para cortar exacta y eficientemente. Para obtener buriles de corte correctamente afilados, debe prestarse atención especial a los ángulos que forman las aristas cortantes. Estos ángulos reciben los nombres de ángulo de inclinación y de despejo. En el torno, los buriles utilizados más frecuentemente son: Buriles de corte derecho e izquierdo Buriles para refrenar, de corte derecho e izquierdo Buriles redondeados Buriles para roscar y el buril de corte interior.

El uso de estos buriles depende del procedimiento empleado y de la naturaleza del trabajo. Los buriles de torno para acero rápido, se fabrican de dimensiones estándar. Solamente necesitan ser afilados a la forma deseada e insertados en un mango portaherramientas apropiado para ser utilizados. Los tamaños más

comunes de buriles cuadrados son: ¼”(0.6 cm), 5/16”(0.8 cm) y 3/8”(0.9cm). Pueden obtenerse tamaños mayores para trabajos más pesados. El ángulo de 30° en los extremos de la barra, para los buriles de corte, sirve como guía para dar el ángulo de incidencia o de despejo frontal a la herramienta al ser colocada en el portaherramientas. El buril se adapta al mango portaherramientas con un ángulo de 20°, aproximadamente, dejando una incidencia frontal de 10°, aproximadamente, con el que se utiliza para trabajos generales. La inclinación, llamada a veces la pendiente del buril, se esmerila en la parte superior, alejándose gradualmente del borde cortante. El ángulo que se aparta lateralmente del borde cortante, de la horizontal hacia un costado del buril, se llama ángulo de inclinación. La combinación de la inclinación posterior y la lateral forman el ángulo de ataque que proporciona una acción de cizalla de borde cortante, permitiendo así que el material sea torneado más libremente y haciendo que las virutas se alejen del filo. El tipo de material que ha de ser torneado determina este ángulo.

El despejo del corte del buril lo determinan los ángulos necesarios para librar la pieza del trabajo cuando el buril se apoya contra ella durante el corte. El despejo lateral es, normalmente, de 3 a 10 grados. El despejo frontal o incidencia se esmerila a partir del borde cortante y continúa hasta el talón del buril de corte. Si se esmerila un buril con demasiada incidencia, el borde cortante se deteriorará rápidamente y se desmoronará en los cortes pesados, haciendo necesarios afilados repetidos, con las pérdidas consiguientes de material de buril y de tiempo. El ángulo de incidencia frontal es, generalmente, de 3 a 15 grados, dependiendo esto de la naturaleza del trabajo y de la altura a que se ajusta el filo del buril. Los buriles de torno, de corte derecho e izquierdo , se emplean para cortes de desbaste y trabajos generales en la máquina. El buril se forma, con un esmerilado mínimo, con el fin de dejar una superficie amplia sobre el corte del buril que permita la eliminación rápida del calor que se produce al efectuar cortes pesados, lo cual prolonga la duración del filo. El buril de corte lateral derecho corta cuando avanza de derecha a izquierda; el borde cortante se encuentra sobre el lado izquierdo del buril. El buril de corte lateral izquierdo corta cuando se apoya de izquierda a derecha; el borde cortante se encuentra sobre el lado derecho del buril. Los buriles de corte lateral para refrentado derecho o izquierdo se afilan para ser utilizados en resaltes refrentados. La parte frontal del buril para

refrentado de corte lateral derecho está esmerilado de tal modo que permita librar una de las puntas del torno cuando se lleva a cabo el refrentado de los extremos. El buril para refrentado de corte derecho corta cuando se apoya de derecha a izquierda; el borde cortante se encuentra en el lado izquierdo del buril mientras la cresta se aparta gradualmente del borde cortante. El buril para refrentado de corte lateral izquierdo es esmerilado al contrario que el de corte lateral derecho; el borde cortante se encuentra al lado derecho del buril, mientras que la parte superior se aparta gradualmente del filo. En ambos casos, el talón del buril es esmerilado de tal modo que proporcione espejo suficiente para evitar la fricción cuando el filo se apoya contra la pieza que va a ser torneada. El buril de torno de punta redondeada es un instrumento cortante para trabajos generales que puede utilizarse para numerosas operaciones de torno. La cara superior del buril puede esmerilarse de tal modo que quede plana para admitir cortes ligeros en cualquier dirección o con inclinación lateral derecha o izquierda, para cortes en una dirección determinada. El afilado del metal duro debe realizarse en lo posible con muelas de diamante De el grano y la concentración correcta según sea afilado de desbaste o de terminación. Si esto no es posible deberá afilarse con muela de carburo de silicio, también con el grano y la concentración adecuada para el tipo de afilado que se requiera.No debe enfriarse en agua bruscamente durante el afilado, ya que esto producirá microfisuras en la superficie del metal duro, con la consecuente ruptura del mismo durante el sometimiento a esfuerzos mecánicos.Para evitar lo expuesto en el párrafo anterior, el operario no debe usar guantes o trapos alrededor del mango de la herramienta ya que de usar estos elementos no puede percibir la temperatura real a la que esta sometiendo a la herramienta y cuando le llega el calor a la piel la tendencia es a enfriar bruscamente en agua.Deberán afilarse varias herramientas a la vez, cuando el afilador sienta calor excesivo en su mano debe dejar esa herramienta y tomar otra, y luego otra hasta llegar nuevamente a la primera que para ese momento habrá perdido sensiblemente calor. Lo ideal es que la persona que afile y suelde sea alguien dedicado a esas únicas tareas, ya que podrá realizar las mismas para abastecer a todos los torneros y fresadores del establecimiento de manera adecuada, con el consiguiente ahorro de horas maquina y horas hombre improductivas ya que el operador deja la maquina parada mientras afila o suelda. Por ultimo, las herramientas para acero deben afilarse con ángulo de ataque y de incidencia positivos y descarga para rompeviruta, las herramientas para fundiciones y no ferrosos (excepto aluminio) deben afilarse con ángulo de ataque y de incidencia negativos y sin rompeviruta.