Procesamiento de material

MECANIZADO.

El mecanizado es un proceso de remoción de material, por el cual, se retira un material sobrante por una herramienta para obtener la forma final deseada de una pieza. Este es uno de los procesos más importantes de la manufactura, es usado con mayor frecuencia en la elaboración de piezas de metal, aunque también es aplicado en plásticos, compuestos metálicos y cerámicos; cabe resaltar que en estos últimos materiales es más complicado trabajar por su alta dureza y fragilidad, sin embargo la mayoría de los cerámicos se pueden maquinar exitosamente en procesos de maquinado abrasivo.

VENTAJAS DEL MECANIZADO:

• Amplia gama de materiales de trabajo.

• Precisión dimensional con tolerancias muy bajas.

• Acabados superficiales de alta calidad.

• Variedad de formas y característica geométricas.

DESVENTAJAS DEL MECANIZADO:

• Desperdicio de material.

• Uso de mayores cantidades de energía.

• Más dinero.

• El requerimiento de mano de obra.

FORMACION DE LA VIRUTA.

Las operaciones de maquinado constan de un alto grado de complejidad en la práctica de estas, sin embargo existe un el modelo de corte ortogonal el cual desprecia muchas de estas complejidades y describe la mecánica de los procesos de una manera precisa. El modelo de corte ortogonal aunque sea un proceso de maquinado tridimensional, para su análisis solo juegan dos dimensiones. Este hace uso de una herramienta en forma de cuña, la cual el borde cortante es perpendicular a la velocidad de corte, el cual al ser presionado sobre el material se forma la viruta por deformación cortante a lo largo del plano de corte.

Cabe resaltar que hay diferencias entre este modelo y el maquinado real, en primer lugar el proceso de deformación cortante no ocurre sobre un plano.

En segundo lugar, además de la deformación al corte que ocurre en la zona de corte, ocurre otra acción de corte en la viruta después de haber sido formada, el cual resulta de la fricción entre la viruta y la herramienta al deslizarse a lo largo de la cara inclinada de la herramienta.

En tercer lugar la formación de la viruta depende del tipo de material que se maquina y las condiciones de corte de la operación.

FORMAS DE VIRUTA:

• Viruta discontinua: es cuando la viruta se presenta en segmentos separados, debido a que se maquina a bajas velocidades. También es producido por la irregularidad en la superficie maquinada, por una alta fricción entre la herramienta y la viruta, y por los avances y profundidades grandes de corte.

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• Viruta continua: esta viruta se debe a que el material trabajado consta de alta ductibilidad y son trabajados a altas velocidades de avance, cuando el borde cortante está bien afilado y hay baja fricción entre la herramienta de corte y la viruta.

• Viruta continua con acumulación en el borde: esta se produce cuando se maquinan materiales dúctiles a velocidades bajas o medias. La fricción entre la herramienta y la viruta causa adhesión de porciones de material en la cara inclinada de la herramienta.

• Viruta dentada: se le da este nombre ya que son virutas semi-continuas con forma de diente de sierra las cuales se producen por una formación cíclica de viruta de alta resistencia al corte seguida de una baja resistencia al corte. Se caracteriza en aleaciones de metales difíciles de maquinar.

TECNOLOGIA DE LA HERRAMIENTA DE CORTE.

Cada operación de maquinado consta de una herramienta especifica con el fin de cuidar el material de trabajo, lograr objetivos deseados y garantizar mejores resultados. Cada herramienta posee una vida útil de terminada, en las cuales se pueden presentar fallas debido a las altas fuerzas y temperaturas durante el maquinado. Estas fallas se presentan de formas distintas:

• Falla por fractura: donde la fuerza de corte es excesiva en la punta de la herramienta ocasionando la fractura de esta.

• Falla por temperatura: es donde la temperatura de corte es demasiado alta haciendo que la punta de la herramienta se ablande, tenga una deformación plástica y pierda este el filo.

• Falla por desgaste gradual: el desgaste del borde gradual constante ocasiona perdida en la forma de la herramienta, se pierda eficiencia de corte, desgaste más acelerado y falla final de la herramienta.

Los mecanismos específicos los cuales causan desgaste en la herramienta son:

• Abrasión: desgaste mecánico, el cual es producido debido a que las partículas duras en el material rayan y remueven pequeñas porciones de la herramienta.

• Adhesión: ocurre cuando hay un encuentro de dos metales en condiciones de alta presión y temperatura. Este proceso se puede observar entre la viruta y la herramienta, cuando la viruta se desplaza por la herramienta rompiendo pequeñas partículas de esta, separándose de la superficie y ocasionando el desgaste de esta.

• Difusión: ocurre en el límite herramienta-viruta y ocasionan que la superficie de la herramienta quede agotada por los átomos imparten su dureza. Conforme a que este proceso continua, la superficie de la herramienta se torna más susceptible a la abrasión y adhesión.

• Deformación plástica: es ocasionada por las fuerzas de corte que actúan en el borde a altas temperaturas. Contribuye principalmente al desgaste en flanco.

FLUIDO PARA CORTE.

Es un gas o liquido que se utiliza directamente en la operación de maquinado para mejorar el desempeño del corte. Los fluidos para corte atienden dos problemas principales:

• La generación de calor en las zonas de corte y fricción.

• La generación de calor en las zonas de fricción en las interfaces herramienta-viruta y herramienta trabajo.

Entre otras están lavado de viruta, reducción de temperatura de la pieza de trabajo para un manejo más fácil, disminución de la fuerza de corte y los requerimientos de potencia, mejoramiento de la estabilidad dimensional de la pieza de trabajo y optimizar el acabado superficial.

Los lubricantes son fluidos basados generalmente en aceite. Formulados para reducir la fricción en las interfaces herramienta-viruta y herramienta trabajo. Aunque el propósito principal de un lubricante es reducir la fricción también reduce la

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