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• Elizabeth Fernando

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2.1 análisis de la superficie a maquinar El análisis de la superficie, o la metrología en superficies, es un vasto campo que abarca el análisis de texturas y la medición de características tales como la ondulación, la rugosidad, y la redondez de los materiales y objetos. El objetivo de estos estudios es entender el origen y la historia de un objeto (por ejemplo, procesos de fabricación y el desgaste) que han influido en su textura y cómo esto afectará a sus interacciones con otros componentes y materiales. Las mediciones precisas y reproducibles de diferenciaciones y correlaciones en la textura son vitales ya que dan lugar a las propiedades fundamentales como la adherencia, abrasión, fricción y estética superficial. La optimización de carácter superficial puede mejorar el rendimiento de producto en prácticamente todas las industrias, pero el comportamiento deseado puede variar considerablemente con el uso. En muchas industrias, por ejemplo, un alto grado de aspereza es indeseable por fricción, desgaste y fatiga, que en última instancia puede conducir a la ruptura prematura de los componentes. En otras industrias, una cierta cantidad de rugosidad puede ser beneficiosa ya que permite que las superficies atrapen lubricantes más fácilmente. La metrología superficial se utiliza también para apoyar la investigación en una variedad de campos de análisis de minerales en la geología, para el desarrollo de dispositivos médicos nuevos, donde la última generación de implantes está utilizando nuevos acabados para reducir la adherencia de las bacterias y el desarrollo de biofilms perjudiciales. Con el fin de evaluar las variaciones en la textura de la superficie, los metrólogos se basan en una variedad de técnicas de microscopía de campo claro análisis sencillo a diferencia de microscopía de contraste de interferencia (DIC), interferometría y análisis de la polarización. Dependiendo de la aplicación prevista del material u objeto, la escala de interés puede variar de la micra hasta el nanómetro, pero en todos los casos la calidad de los objetivos es de suma importancia. El análisis preciso de la textura puede revelar las características topográficas cruciales que determinan las capacidades funcionales, limitaciones y el desempeño general de los productos y dispositivos.

2.1.1 análisis de tolerancias geométricas En el diseño de cualquier pieza o herramienta se debe considerar cierta tolerancia para su fabricación. Existen dos tipos de tolerancia; la tolerancia dimensional y la tolerancia geométrica. La primera controla las medidas o dimensiones de una pieza, no controla ni la forma, ni la posición, ni la orientación que tengan los elementos a los que se aplica la tolerancia dimensional. En determinadas ocasiones, como por ejemplo: mecanismos muy precisos, piezas de grandes dimensiones, etc., la especificación de tolerancias dimensionales puede no ser suficiente para asegurar un correcto montaje y funcionamiento de los mecanismos. En la fabricación se producen irregularidades geométricas que pueden afectar a la forma, posición y orientación de los diferentes elementos constructivos de las piezas. Una tolerancia dimensional aplicada a una medida ejerce algún grado de control sobre desviaciones geométricas. Por ejemplo: la tolerancia dimensional tiene efecto sobre el paralelismo y la planicidad. Sin embargo, en algunas ocasiones la tolerancia de medida no limita suficientemente las desviaciones geométricas; por tanto, en estos casos se deberá especificar expresamente una tolerancia geométrica, teniendo prioridad sobre el control geométrico que ya lleva implícita la tolerancia dimensional. La tolerancia geométrica controla la forma, posición u orientación de los elementos a los que se aplican, pero no sus dimensiones, en otras palabras podríamos definir la tolerancia geométrica de un elemento, una pieza, superficie, eje, plano de simetría, etc. como la zona de tolerancia dentro de la cual debe estar contenido dicho elemento. Dentro de la zona de tolerancia el elemento puede tener cualquier forma u orientación, salvo si se da alguna indicación más restrictiva. Las normas ANSI Y14.5M, ISO 8015 y la española UNE 1-149 establecen el Principio de independencia: "Cada requisito dimensional o geométrico especificado sobre un dibujo debe ser respetado por sí mismo, al margen de otros que pueda haber, excepto en el caso en que esté especificada una relación particular. Por lo tanto, sin una relación particular especificada, la tolerancia geométrica se aplica sin tener en cuenta la medida del elemento, y ambos requisitos se consideran independientes". El uso de tolerancias geométricas evita la aparición en los dibujos de observaciones tales como “superficies planas y paralelas”, con la evidente dificultad de interpretación cuantitativa que conllevan; aún más, a partir de los acuerdos internacionales sobre símbolos para las tolerancias geométricas, los problemas de lenguaje están siendo superados. Las tolerancias geométricas deberán especificarse solamente en aquellos requisitos que afecten a la funcionalidad, intercambiabilidad y posibles cuestiones relativas a la fabricación; de otra manera, los costes de fabricación y verificación sufrirán un aumento innecesario. En cualquier caso, estas tolerancias habrán de ser tan grandes como lo permitan las condiciones establecidas para satisfacer los requisitos del diseño. El uso de tolerancias geométricas permitirá, pues, un funcionamiento satisfactorio y la intercambiabilidad, aunque las piezas sean fabricadas en talleres diferentes y por distintos equipos y operarios.

2.1.1 Análisis de material La selección de los materiales y los procesos de manufactura puede enfocarse desde dos perspectivas diferentes. La primera está enfocada a que el resultado del proceso de selección aporte sólo funcionalidad al proyecto y todo el componente de innovación lo soporte la morfología, generando así que el material y el proceso se encarguen sólo de dar soporte físico al proyecto. De esta manera un profesional del área de los materiales y la manufactura podrá llevar a cabo la selección, casi sin conocer los detalles intrínsecos del proyecto y obviamente sin aportar nada más que su saber hacer al proceso. La segunda perspectiva se basa en la posibilidad de generar innovación radical o incremental a partir de una de las siguientes acciones: utilizar un material o proceso de manufactura “nuevo” (no usado) en una aplicación (forma y/o función) ya explorada o utilizar un material o proceso de manufactura no usado en una aplicación no explorada. En ambas estrategias se exige del diseñador una participación directa y propositiva en el proceso de selección en la medida en que se involucran tanto cuestiones físicas como metafísicas del proyecto, esto es, se aborda al material y al proceso de manufactura como algo más que soporte físico y se exploran condiciones sensoriales de los mismos. Se propone entonces un esquema metodológico para la selección de un material y un proceso de manufactura, conformado a partir de la necesidad que tiene el proyectista de estar completamente consciente de cuáles son sus necesidades de diseño. En este camino secuencial se tiene a la definición de los requerimientos funcionales del proyecto como primera etapa. La organización, jerarquización y discriminación de los requerimientos, se propone como paso siguiente. Luego, es posible determinar los perfiles ideales tanto del material como de la morfología traduciendo los requerimientos en atributos y propiedades. Finalmente se define cuáles métodos de selección usar y se desarrolla un análisis de implicaciones final para determinar los ajustes que deben hacerse a los perfiles ideales o necesarios en la medida en que se comparen con los perfiles reales

encontrados. La definición de los requerimientos de diseño desde lo funcional se toma como se dijo, como punto de partida del proceso de selección de los materiales y los procesos de manufactura. En esta actividad se plasma el marco general en el que el objeto (y con él su morfología y sus materiales actuando al unísono), deberán tener para el desempeño de su función. Para la definición acertada de los requisitos funcionales de diseño se siguen tres pasos secuenciales: . Análisis del usuario, el contexto y los estilos de vida . Tormenta de ideas de requisitos del objeto . Edición de la lista de requisitos La organización, jerarquización y discriminación de los requerimientos exige tener muy claras las tipologías funcionales (técnica, de relación hombre/objeto, estética y de utilidad), y la definición de lo que es un objetivo (requerimiento que debe ser maximizado o minimizado) y una restricción (requerimiento que no es negociable debe ser cumplido de manera precisa y exacta). También se siguen una serie de pasos con los cuales se logran estos tres objetivos: . Clasificación funcional de la lista de requisitos . Relación de requisitos . Priorización de requisitos . Definición de objetivos y restricciones . Caracterización de los requisitos en cualitativos y cuantitativos La determinación de los perfiles ideales tanto del material como de la morfología traduciendo los requerimientos en atributos y propiedades, se basa en establecer para cada requerimiento un posible atributo o conjunto de atributos de un material que ayude al cumplimiento del perfil y de una característica medible y cuantificable de la morfología con la que también se soporte la función. Es posible que se encuentren requerimientos en los cuales sea complejo lograr relacionar un atributo material o una propiedad morfológica, sin embargo se debe hacer un esfuerzo por encontrar relaciones con ambos factores, ya que en la medida en que se tenga un mayor número de posibles caminos de solución, el nivel de innovación podrá ser también más alto. El análisis de la información obtenida de la traducción de requerimientos permite no sólo plantear el perfil del material y de la morfología, sino también determinar elementos de juicio que faciliten la definición de si el objeto debe o puede tener varias partes o por el contrario podría ser monolítico. Esto último se da en el caso que se presente la necesidad de requerir un material o una forma que deba cumplir simultáneamente la misma condición funcional pero en niveles contrarios. Esto es por ejemplo, que se necesite un material con alta dureza para un determinado requerimiento funcional como la resistencia al desgaste y por otro lado se requiera que el material posea baja dureza para cumplir con una adaptación a las formas de un usuario. En este caso es obvio que un material no podría fácilmente llegar a tener dos durezas diferentes que permitan su utilización, por lo que se intuye la necesidad de tener dos piezas con dos materiales diferentes. Para el diseñador industrial es indispensable adquirir la competencia de seleccionar materiales y procesos de manufactura en la medida en que con ella puede no sólo aportar al desarrollo del proceso de diseño como tal, sino también abrir el espectro de posibilidades de innovación para los objetos que proyecte. Los materiales y los procesos de manufactura pueden verse como herramientas de innovación

para la disciplina del diseño. Para ello, se exige que el proyectista identifique nuevas visiones para el abordaje de estos temas, sea capaz de reorganizar el mundo material posible y vea en él aspectos no descubiertos hasta ese momento desde una perspectiva local que le permita optimizar los recursos con los que cuenta el medio que lo rodea. La gran cantidad de materiales y variaciones de procesos de manufactura que se desarrollan en la actualidad exige del diseñador la capacidad para el manejo con criterio de las fuentes de información, brindando especial atención a la confiabilidad y profundidad de aquellas que consulta. La selección de materiales y procesos de manufactura exige del diseñador una serie de etapas secuenciales de manejo de información y desarrollo del proceso para permitir obtener un resultado satisfactorio tanto desde la función como desde la innovación.

2.2 selección de herramientas y parámetros de corte Un instrumento de corte es el elemento utilizado para extraer material de una pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Hay muchos tipos para cada máquina, pero todas se basan en un proceso de arranque de viruta. Es decir, al haber una elevada diferencia de velocidades entre la herramienta y la pieza, al entrar en contacto la arista de corte con la pieza, se arranca el material y se desprende la viruta. Estos tipos de herramientas cortantes son muy frágiles y sensibles al extremo que no se pueden tocar con los dedos (aristas cortantes) debido a la gran eliminación de ácidos biológicos que desprenden nuestros organismos Hay diferentes tipos de herramientas de corte, en función de su uso. Las podríamos clasificar en dos categorías: herramienta hecha de un único material (generalmente acero al cobalto), y herramienta con plaquitas de corte industrial. La principal diferencia es que la punta de las

segundas está hecha de otro material con mejores propiedades (metal duro o conglomerados metálicos). Esta punta puede ir soldada o atornillada. Las herramientas con la punta de otro material, son más duras, lo que permite que corten materiales más duros, a más altas temperaturas y más altas velocidades, sin incrementar demasiado el coste de la herramienta. Las plaquitas también se pueden fijar a la herramienta por medio de un tornillo. Están hechas de diferentes materiales duros como el acero al carbono o cerámicas, de forma que aguanten elevadas temperaturas. Tienen la ventaja de que cuanto la arista de corte se desgasta, se puede sacar el tornillo, girar la plaquita por una cara nueva y volverla a utilizar. Finalmente cuando todas las caras se desgastan, se puede poner una nueva plaquita sin tener que cambiar la herramienta. Esta es una manera económica de tener las herramientas con aristas siempre afilado.

Para mecanizar una pieza existe dos posibilidades: que la pieza este quieta y la que se mueva sea la herramienta como es el caso de la fresa, o que la herramienta permanezca quieta y la que se mueva sea la pieza como en el caso del torno. Esto condiciona la geometría de la herramienta. La forma básica de la herramienta de corte es una cuña, con dos superficies planas que delimitan un ángulo diedro. La forma principal de ataque es con la arista común paralela a la pieza. La arista común es la arista de corte principal o filo. Es la línea donde se produce el corte principal de la pieza en cuanto hay un avance longitudinal, es decir frontal a la pieza. La superficie de incidencia principal es la cara de la cuña que queda frente a la superficie trabajada de la pieza en corte frontal. La superficie de desprendimiento o de ataque es la otra cara de la cuña, por donde la viruta que se forma al producirse el corte se desprende de la pieza. Generalmente la viruta desliza por esta superficie antes de desprenderse. Cuando se produce un avance transversal el contacto se genera en el lateral de la pieza de corte con lo que tenemos la arista de corte secundaria o contrafilo: Es la arista por donde se corta cuando hay un avance transversal y la superficie de incidencia secundaria, la cara que avanza perpendicularmente con el avance transversal.

La geometría de las herramientas de corte se puede describir por medio de diferentes ángulos: Si consideramos la normal y la tangente a la pieza obtenemos un ángulo recto. Dentro de este ángulo está la herramienta. El ángulo de la cuña , herramienta , recibe el nombre de ángulo de filo o de hoja, y se denota por β. El ángulo que queda entre la superficie de incidencia principal y la tangente a la pieza recibe el nombre de ángulo de incidencia y se denota por α. Y el ángulo de queda entre la superficie de desprendimiento recibe el nombre de ángulo de desprendimiento o de ataque y se denota por γ. Este último puede ser negativo, lo que significa que la superficie de desprendimiento va más allá de la normal y se mide hacia el otro lado. Con esta convención la suma de los tres es siempre 90º.

La herramienta debe elegirse de acuerdo con el material a mecanizar, con una geometría de corte específico que forme una cuña de corte apropiada. Esto asegura, junto con la correcta velocidad de corte el flujo óptimo de viruta y por lo tanto el mecanizado rentable de la pieza de trabajo con la calidad óptima, o requerida, de la superficie. Para una buena herramienta de corte, los materiales que la forman deben tener las siguientes características: 

Dureza - Debe tener mucha dureza para aguantar la elevada temperatura y fuerza de fricción cuanto está en contacto con la pieza.



Resiliencia - Debe tener resiliencia para que las herramientas no se agrieten o se fracturen.



Resistencia al desgaste - Debe tener una duración aceptable, debido a los costos de producción y evitar un recambio de piezas .

2.2.1 tipos de herramientas

2.2.2 material para herramientas de corte En general es característico clasificar a los materiales para herramientas en orden creciente de Velocidad de corte a la que pueden trabajar. La misma tendencia creciente se cumple cuando se Considera el costo de las herramientas. Otras características del material de la herramienta que influyen en el comportamiento de la misma son: Capacidad para disipar calor Agudeza de filo obtenible Resistencia al desgaste y a la deformación plástica a la temperatura del corte Tenacidad Compacidad Químicamente inerte con el material a mecanizar Resistencia a los choques térmicos Estabilidad química para resistir la oxidación y la corrosión

Los materiales para las herramientas de corte incluyen aceros al carbono, aceros de mediana aleación, aceros de alta velocidad, aleaciones fundidas, carburos cementados, cerámicas u óxidos y diamantes. El carbono forma un carburo con el hierro, lo que hace que responda al temple y, de esta manera aumentar la dureza, la resistencia mecánica y la resistencia al desgaste. El contenido de carbono de los aceros para herramientas está entre 0.6% y 1.4%. El cromo si agrega para aumentar la resistencia al desgaste y la tenacidad; el contenido es entre 0.25% y 4.5%. El cobalto se suele emplear en aceros de alta velocidad para aumentar la dureza en caliente, a fin de poder emplear las herramientas con velocidades de corte y temperaturas más altas y aún así mantener la dureza y los filos. El contenido es entre 5% y 12%. El molibdeno es un elemento fuerte para formar carburos y aumentar la resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la dureza en caliente. Siempre se utiliza junto con otros elementos de aleación. El contenido es hasta de 10%. El tungsteno mejora la dureza en caliente y la resistencia mecánica; el contenido es entre 1.25% y 20%. El vanadio aumenta la dureza en caliente y la resistencia a la abrasión, el contenido en los aceros al carbono para herramientas es de 0.20% a 0.50%, en los aceros de altas velocidades es entre 1% y 5%. Aceros al carbono: Son el tipo más antiguo de acero empleado en herramientas de corte. Este acero es poco costoso, tiene resistencia a los choques, se puede someter a tratamiento térmico para obtener un amplio rango de durezas, se forma y rectifica con facilidad y mantiene su borde filoso cuando no está sometido a abrasión excesiva y utilizado para brocas que trabajan a velocidades más o menos bajas, para machuelos, brochas y escariadores, aunque y a los han sustituido otros materiales para herramientas . Aceros de alta velocidad: Mantiene su elevada dureza a altas temperaturas y tienen buena resistencia al desgaste. Las herramientas de este tipo de aleaciones que se funden y se rectifican a la forma deseada, se componen de cobalto 38% a 53%, cromo 30% a 33% y tungsteno 10% a 20%. Estas aleaciones se recomiendan para operaciones de desbaste profundo con velocidades y avances más o menos altos. Sólo se emplean para obtener un buen acabado superficial especial. Carburos cementados:

Tienen carburos metálicos como ingredientes básicos y se fabrican con técnicas de metalurgia de polvos. Las puntas afiladas con sujetadores mecánicas se llaman insertos ajustables, se encuentran en diferentes formas, como cuadrados, triángulos, circulares y diversas formas especiales. Hay tres grupos: Carburo de tungsteno aglutinado con cobalto, que se emplea para maquinar hierros fundidos y metales abrasivas ferrosos Carburo de tungsteno con aglutinante de cobalto más una solución sólida, para maquinar en aceros. Carburos de titanio con aglutinante de níquel y molibdeno, para cortar en donde hay altas temperaturas debido alas altas velocidades de corte o a la alta resistencia mecánica del material de la pieza de trabajo.

Carburos revestidos: Con insertos normales de carburo revestidos con una capa delgada de carburo de titanio, nitruro de titanio u óxido de aluminio. Con el revestimiento se obtiene resistencia adicional al desgaste a la vez que se mantienen la resistencia mecánica y la tenacidad de la herramienta de carburo. Cerámicas o de óxido: Contienen principalmente granos finos de óxido de aluminio ligados entre sí. Con pequeñas adiciones de otros elementos se ayuda a obtener propiedades óptimas. Las herramientas de cerámica tienen una resistencia muy alta a la abrasión, con más dureza que los carburos cementados y tienen menor tendencia a soldarse con los metales durante el corte. Sin embargo, carecen de resistencia al impacto y puede ocurrir su falla prematura por desportilladura o rotura. Se ha encontrado que las herramientas de cerámica son eficaces para operaciones de torneado ininterrumpido a alta velocidad. Diamantes: Poli cristalino se emplea cuando se desean buen acabado superficial y exactitud dimensional, en particular en materiales no ferrosos, blandos, que son difíciles de maquinar. Las propiedades generales de los diamantes son dureza extrema, baja expansión térmica, alta conductividad térmica y un coeficiente de fricción muy bajo.

2.2.3 parámetros de corte Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de torneado son los siguientes: Elección del tipo de herramienta más adecuado

Sistema de fijación de la pieza Velocidad de corte (Vc) expresada en metros/minuto Diámetro exterior del torneado Revoluciones por minuto (rpm) del cabezal del torno Avance en mm/rev, de la herramienta Avance en mm/mi de la herramienta Profundidad de pasada Esfuerzos de corte Tipo de torno y accesorios adecuados

Velocidad de corte Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la pieza que está en contacto con la herramienta. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profundidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de la herramienta. La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado, ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas para una duración determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, es deseable ajustar la velocidad de corte para una duración diferente de la herramienta, para lo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de corrección. La relación entre este factor de corrección y la duración de la herramienta en operación de corte no es lineal.

La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a:

Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta.

Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado. Calidad del mecanizado deficiente; acabado superficial ineficiente. La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a:

Formación de filo de aportación en la herramienta. Efecto negativo sobre la evacuación de viruta. Baja productividad. Coste elevado del mecanizado.

Velocidad de rotación de la pieza

La velocidad de rotación del cabezal del torno se expresa habitualmente en revoluciones por minuto (rpm). En los tornos convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de cambios de la máquina. En los tornos de control numérico, esta velocidad es controlada con un sistema de realimentación que habitualmente utiliza un variador de frecuencia y puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una velocidad máxima. La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte e inversamente proporcional al diámetro de la pieza.

2.2.3.1 avance El avance o velocidad de avance en el torneado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado. Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolución de la pieza, denominado avance por revolución (fz). Este rango depende fundamentalmente del diámetro de la pieza, de la profundidad de pasada, y de la calidad de la herramienta. Este rango de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los catálogos de los fabricantes de herramientas. Además esta velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador de limitación más importante

para una herramienta. El filo de corte de las herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de la viruta. La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad de rotación de la pieza. Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en los tornos convencionales la velocidad de avance se selecciona de una gama de velocidades disponibles, mientras que los tornos de control numérico pueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta la máxima velocidad de avance de la máquina.



Decisiva para la formación de viruta 

Afecta al consumo de potencia



Contribuye a la tensión mecánica y térmica

La elevada velocidad de avance da lugar a:



Buen control de viruta



Menor tiempo de corte



Menor desgaste de la herramienta



Riesgo más alto de rotura de la herramienta



Elevada rugosidad superficial del mecanizado.

La velocidad de avance baja da lugar a:



Viruta más larga



Mejora de la calidad del mecanizado



Desgaste acelerado de la herramienta



Mayor duración del tiempo de mecanizado



Mayor coste del mecanizado

VELOCIDAD DE CORTE. La velocidad de corte para trabajo en un torno se puede definir como la velocidad con la cual un punto en la circunferencia de la pieza de trabajo pasa por la herramienta de corte en un minuto. La velocidad de corte se expresa en pies o en metros por minuto. Por ejemplo, si el acero de máquina tiene una velocidad de corte de 100 pies (30 m) por minuto, se debe ajustar la velocidad del torno de modo que 100 pies (30 m) de la circunferencia de la pieza de trabajo pasen frente al al punta de la herramienta en un minuto. La velocidad de corte (VC) recomendada para diversos materiales aparece en la siguiente tabla. Estas velocidades de corte las han determinado los productores de metales y fabricantes de herramientas de corte como las más convenientes para la larga duración de la herramienta y el volumen de producción. En este artículo se definen los siguientes parámetros: Vc: Velocidad de corte. Es la velocidad tangencial de un punto situado en el perímetro circular de la herramienta. Sus unidades son de velocidad lineal y generalmente se utiliza el m/min. S: Velocidad de giro de la herramienta expresada en unidades de velocidad angular. Generalmente las unidades son rev/min (rpm) o (min-1). F: Avance de mecanización: Velocidad lineal del centro de la herramienta. Se expresa en unidades de velocidad lineal y generalmente en mm/min. Fz: Avance por diente. Distancia recorrida en el sentido y la dirección del Avance por la fresa en el espacio de tiempo en el que un diente o labio de herramienta ha tardado en girar una vuelta completa. Generalmente este concepto se define como la cantidad de material (en unidades de

distancia lineal) que arranca cada diente por vuelta. Tiene unidades de medida lineal dividido por revoluciones y generalmente se expresa en mm/rev Donde Vc: velocidad de corte (m/min) S: velocidad de giro (rpm) o (min-1) D: diámetro de la herramienta (mm) Donde: F:Avance(mm/min) Fz:Avancepordiente(mm/rev) Z:Númerodedientes Es importante destacar que la velocidad de corte es un valor relacionado con el material que se quiere mecanizar, con la composición físico-química de la herramienta y la esbeltez de esta. El avance por diente depende mas de factores como la geometría de la herramienta y su diámetro y no de los que se han relacionado con la velocidad de corte.

2.2profundidad de corte (análisis de superficies) Se denomina profundidad de corte a la profundidad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta; generalmente se designa con la letra" t" Y se mide en milímetros en sentido perpendicular; En las maquillas donde el movimiento de la pieza es giratorio (Torneado y Rectificado) o de la herramienta (Mandrinado), la profundidad de corte se determina según la fórmula:

en donde: Di = Diámetro inicial de la pieza (mm). Df = Diámetro final de la pieza (mm). En el caso de trabajar superficies planas (Fresado, Cepillado y Rectificado de superficies planas), la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma: T = E - e (mm) en donde: E = espesor inicial de la pieza e = espesor final de la pieza (mm). .

La profundidad de corte o profundidad de pasada (p) es la profundidad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta. Habitualmente se expresa en milímetros (mm). La anchura de corte (s), expresado en mm, es la anchura de la parte de la pieza implicada en el corte. Estos parámetros hay que tenerlos en cuenta por la influencia que tiene en el cálculo de la sección de viruta y consecuentemente en la fuerza de corte necesaria para poder realizar el mecanizado.

La profundidad de pasada se establece a priori y depende principalmente de las creces de material a mecanizar, del grado de precisión dimensional a conseguir, de la potencia de la máquina y de la relación con respecto al avance seleccionado y de parámetros propios de la plaquita de corte como su tamaño, el radio de la punta y su perfil. Al realizar mecanizados de desbaste se utilizan filos con mayor longitud de arista de corte que permiten realizar mecanizados con mayores profundidades de pasada y velocidades de avance. Sin embargo, para las operaciones de acabado, se requiere una profundidad de corte menor.

La longitud de corte efectiva (la), cuyo valor máximo está directamente relacionado con la longitud de la arista del filo de corte, depende de la profundidad de pasada (p) y del ángulo de posición (κr)

2.3 analisis y Selección de material de pieza La selección del material para cada una de las piezas o componentes es una de las decisiones centrales del proceso de diseño de una máquina. Dicha selección no debe desligarse del método de conformación ni del proceso de fabricación de la pieza en cuestión, siempre con la finalidad de que la pieza cumpla con las especificaciones requeridas con el mínimo coste posible. Por todo lo expuesto el presente apartado, tras un análisis de los materiales disponibles en el mercado actual, se hace una selección general para posteriormente, en el apartado de diseño, especificar el material empleado en cada caso. Aceros de construcción Los aceros de construcción agrupan los aceros al carbono, aceros micro aleados y los aceros de baja aleación, destinados a la fabricación de construcciones unidas por soldadura, roblones o tornillos. Sus propiedades más relevantes son el límite elástico y los valores mínimos de resiliencia según la temperatura, mientras que las propiedades tecnológicas de incidencia mayores son, el precio, la facilidad de soldadura, resistencia a la corrosión, la aptitud para la conformación en frío y, en determinados productos, las características de acabado superficial. Aceros de construcción de uso general (UNE EN 10025-94) Son productos de acero no aleados presentados en forma de chapas y perfiles laminados en caliente destinados a construcciones soldadas, roblonadas o atornilladas, o en forma de pletinas y

barras destinados a la fabricación de piezas mecánicas, todos ellos utilizados a temperatura ambiente sin tratamiento térmico posterior. Para toda clase de construcciones metálicas y piezas mecánicas de responsabilidad moderada, los aceros de coste inferior son el S235, S275 y el S355, con soldabilidad decreciente al aumentar el carbono equivalente (CEV). El acero S275 (siendo el J2 el de mayor soldabilidad), se usa habitualmente en forma de perfiles y chapas en las estructuras de edificios y de máquinas, es por ello que tanto la estructura como piezas de poca responsabilidad se construirán de este acero Aceros de máquinas Los aceros destinados a la fabricación de piezas resistentes son los aceros bonificados. Generalmente para piezas sometidas a fatiga, tales como árboles y ejes de transmisión. Son materiales aptos para aplicarles un temple o un revenido, al igual que un acabado superficial para endurecer su superficie. Son productos de acero aleado y no aleado presentados en forma de barras laminadas en caliente o en frío, y piezas forjadas. Para ejes moderadamente solicitados, como es el caso en el presente proyecto, se utilizará un acero con denominación 2 C 35 (UNE 36.051-91). Este acero semi suave de resistencia media, se caracteriza por un temple bajo y una buena tenacidad. Se puede templar en agua y se usa para piezas de dimensiones pequeñas y medianas moderadamente solicitadas como árboles, bielas, bulones, tornillos y cremalleras

Características del acero S275 J2

Acero inoxidable AISI 416

Acero Inoxidable martensítico al que se le adiciona azufre para mejorar su maquinabilidad. Tiene una buena resistencia a la corrosión y pueden lograrse excelentes propiedades mecánicas por medio de tratamiento térmico convencional. Este acero es ferromagnético. ALUMINIO aleación 6063 (Al,Mg, Si0.5) Esta aleación debido a su gran facilidad de extrusión, obtención de características mecánicas adecuadas, correcto aspecto de superficie y buen coloreado al anodizarse tiene múltiples aplicaciones.