17/03/2014 | Posteado por: demaquinasyherramientas2
Básicamente, el mecanizado mediante un torno genera formas cilíndricas con una herramienta de corte o cuchilla que, en la mayoría de los casos, es estacionaria, mientras que la pieza de trabajo es giratoria.
Una herramienta de corte típica para usar en un torno (también conocida como buril) consta principalmente de un cuerpo, mango o vástago, y de un cabezal donde se encuentra la parte cortante. A su vez, el cabezal se compone de diversas partes, tal como vemos en la figura de abajo.
Es requisito indispensable que la herramienta de corte presente alta dureza, incluso a temperaturas elevadas, alta resistencia al desgaste y gran ductilidad.
Estas características dependen de los materiales con los que se fabrica
la herramienta, los cuales se dividen en varios grupos:
Acero al carbono:
de escasa aplicación en la actualidad, las herramientas fabricadas en
acero al carbono o acero no aleado tienen una resistencia térmica al
rojo de 250-300 ºC y, por lo tanto, se emplean solamente para bajas
velocidades de corte o en el torneado de madera y plásticos. Son
herramientas de bajo costo y fácil tratamiento térmico, pero por encima
de 300°C pierden el filo y la dureza. Con acero al carbono se fabrican
machuelos, terrajas, limas de mano y otras herramientas similares.
Acero rápido:
son herramientas de acero aleado con elementos ferrosos tales como
tungsteno, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Estos aceros adquieren
alta dureza, alta resistencia al desgaste y una resistencia térmica al
rojo hasta temperaturas de 650 ºC. Aunque a escala industrial y en el
mecanizado de alta velocidad su aplicación ha disminuido notablemente en
los últimos años, las herramientas de acero rápido aún se prefieren
para trabajos en metales blandos o de baja producción, porque son
relativamente económicas y son las únicas que se pueden volver a afilar
en amoladoras o esmeriladoras provistas de una muela abrasiva de óxido de aluminio, de uso común en la mayoría de los talleres.
Los materiales que siguen son aquellos con los que se construyen los hoy tan difundidos insertos o plaquitas.
Carburo cementado o metal duro:
estas herramientas se fabrican a base de polvo de carburo, que junto a
una porción de cobalto, usado como aglomerante, le otorgan una
resistencia de hasta 815°C. Los carburos más comunes son: carburo de
tungsteno (WC o widia), carburo de titanio
(TiC), carburo de tantalio (TaC) y carburo de niobio (NbC). Por su
dureza y buena resistencia al desgaste son las herramientas más
adecuadas para maquinar hierro colado, metales no ferrosos y algunos
materiales abrasivos no metálicos. Otra categoría de metales duros
aleados comprende carburo cementado recubierto,
donde la base de carburo cementado se recubre con carburo de titanio,
nitruro de titanio (TiN), óxido de aluminio, nitruro de titanio y
carbono (TiCN) y nitruro de titanio y aluminio (TiAlN).
Cermet (combinación de material cerámico y metal): aunque
el nombre es aplicable incluso a las herramientas de carburo cementado,
en este caso las partículas base son de TiC, TiCN y TiN en vez de
carburo de tungsteno. El aglomerante es níquel-cobalto. Estas
herramientas presentan buena resistencia al desgaste, alta estabilidad
química y dureza en caliente. Su aplicación más adecuada es en los
materiales que producen una viruta dúctil, aceros y las fundiciones
dúctiles.
Cerámica:
existen dos tipos básicos de cerámica, las basadas en óxido de aluminio
y las de nitruro de silicio. Son duras, con alta dureza en caliente y
no reaccionan químicamente con los materiales de la pieza, pero son muy
frágiles. Se emplean en producciones en serie, como el sector automotriz
y las autopartes, donde dado a su buen desempeño, han logrado aumentar
notablemente la cantidad de piezas fabricadas.
Nitruro de boro cúbico (CBN): es
el material más duro después del diamante. Presenta extrema dureza en
caliente, excelente resistencia al desgaste y en general buena
estabilidad química durante el mecanizado. Es frágil, pero más tenaz que
la cerámica.
Diamante policristalino (PCD): es
sintético y casi tan duro como el diamante natural. Presenta una
increíble resistencia al desgaste y una baja conductividad térmica, por
lo que la vida útil de la herramienta es hasta cien veces mayor que la
del carburo cementado. Sin embargo, también es muy frágil, las
temperaturas de corte no deben exceder de 600 ºC, no puede usarse para
cortar materiales ferrosos porque existe afinidad y no sirve para cortar
materiales tenaces.
veamos otras clasificaciones importantes que caracterizan cada
herramienta y que responden a las normas internacionales ISO y/o DIN que
detallaremos seguidamente. Las herramientas para torno pueden clasificarse:
Una herramienta de corte típica para usar en un torno (también conocida como buril) consta principalmente de un cuerpo, mango o vástago, y de un cabezal donde se encuentra la parte cortante. A su vez, el cabezal se compone de diversas partes, tal como vemos en la figura de abajo.
PARTES DE UNA HERRAMIENTA TÍPICA PARA TORNO
Estas características dependen de los materiales con los que se fabrica
la herramienta, los cuales se dividen en varios grupos:
Acero al carbono:
de escasa aplicación en la actualidad, las herramientas fabricadas en
acero al carbono o acero no aleado tienen una resistencia térmica al
rojo de 250-300 ºC y, por lo tanto, se emplean solamente para bajas
velocidades de corte o en el torneado de madera y plásticos. Son
herramientas de bajo costo y fácil tratamiento térmico, pero por encima
de 300°C pierden el filo y la dureza. Con acero al carbono se fabrican
machuelos, terrajas, limas de mano y otras herramientas similares.
Acero rápido:
son herramientas de acero aleado con elementos ferrosos tales como
tungsteno, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Estos aceros adquieren
alta dureza, alta resistencia al desgaste y una resistencia térmica al
rojo hasta temperaturas de 650 ºC. Aunque a escala industrial y en el
mecanizado de alta velocidad su aplicación ha disminuido notablemente en
los últimos años, las herramientas de acero rápido aún se prefieren
para trabajos en metales blandos o de baja producción, porque son
relativamente económicas y son las únicas que se pueden volver a afilar
en amoladoras o esmeriladoras provistas de una muela abrasiva de óxido de aluminio, de uso común en la mayoría de los talleres.
Los materiales que siguen son aquellos con los que se construyen los hoy tan difundidos insertos o plaquitas.
Carburo cementado o metal duro:
estas herramientas se fabrican a base de polvo de carburo, que junto a
una porción de cobalto, usado como aglomerante, le otorgan una
resistencia de hasta 815°C. Los carburos más comunes son: carburo de
tungsteno (WC o widia), carburo de titanio
(TiC), carburo de tantalio (TaC) y carburo de niobio (NbC). Por su
dureza y buena resistencia al desgaste son las herramientas más
adecuadas para maquinar hierro colado, metales no ferrosos y algunos
materiales abrasivos no metálicos. Otra categoría de metales duros
aleados comprende carburo cementado recubierto,
donde la base de carburo cementado se recubre con carburo de titanio,
nitruro de titanio (TiN), óxido de aluminio, nitruro de titanio y
carbono (TiCN) y nitruro de titanio y aluminio (TiAlN).
Cermet (combinación de material cerámico y metal): aunque
el nombre es aplicable incluso a las herramientas de carburo cementado,
en este caso las partículas base son de TiC, TiCN y TiN en vez de
carburo de tungsteno. El aglomerante es níquel-cobalto. Estas
herramientas presentan buena resistencia al desgaste, alta estabilidad
química y dureza en caliente. Su aplicación más adecuada es en los
materiales que producen una viruta dúctil, aceros y las fundiciones
dúctiles.
Cerámica:
existen dos tipos básicos de cerámica, las basadas en óxido de aluminio
y las de nitruro de silicio. Son duras, con alta dureza en caliente y
no reaccionan químicamente con los materiales de la pieza, pero son muy
frágiles. Se emplean en producciones en serie, como el sector automotriz
y las autopartes, donde dado a su buen desempeño, han logrado aumentar
notablemente la cantidad de piezas fabricadas.
Nitruro de boro cúbico (CBN): es
el material más duro después del diamante. Presenta extrema dureza en
caliente, excelente resistencia al desgaste y en general buena
estabilidad química durante el mecanizado. Es frágil, pero más tenaz que
la cerámica.
Diamante policristalino (PCD): es
sintético y casi tan duro como el diamante natural. Presenta una
increíble resistencia al desgaste y una baja conductividad térmica, por
lo que la vida útil de la herramienta es hasta cien veces mayor que la
del carburo cementado. Sin embargo, también es muy frágil, las
temperaturas de corte no deben exceder de 600 ºC, no puede usarse para
cortar materiales ferrosos porque existe afinidad y no sirve para cortar
materiales tenaces.
Estandarización de las herramientas de corte
Ahora que hemos visto los principales materiales que componen una herramienta de corte para torno,veamos otras clasificaciones importantes que caracterizan cada
herramienta y que responden a las normas internacionales ISO y/o DIN que
detallaremos seguidamente. Las herramientas para torno pueden clasificarse:
1) Según la dirección de avance de la herramienta:
- Corte derecho (R): son herramientas que avanzan de derecha a izquierda.
- Corte izquierdo (L): son herramientas que avanzan de izquierda a derecha.
2) Según la forma del vástago de la herramienta:
- Vástago recto: cuando desde el extremo de la herramienta se observa un eje recto.
- Vástago acodado: cuando desde el extremo
de la herramienta se observa que su eje se dobla hacia la derecha o la
izquierda, cerca de la parte cortante.
3) Según el propósito o aplicación de la herramienta:
- Cilindrado: la pieza se rebaja longitudinalmente para generar formas cilíndricas.
- Refrentado: se rebaja el extremo de la pieza para lograr que quede a 90º respecto del eje de simetría.
- Torneado cónico: se combina el movimiento axial y radial de la herramienta para crear formas cónicas y esféricas.
- Roscado: la pieza se rebaja de forma helicoidal para crear una rosca que puede servir para colocar una tuerca o unir piezas entre sí.
- Mandrinado: se rebaja el interior de un orificio para lograr medidas muy precisas.
- Torneado de forma: la herramienta se desplaza radialmente de afuera hacia adentro de la pieza. Un corte a profundidad constante deja la forma ranurada o acanalada, mientras que un corte profundo corta totalmente el cilindro (tronzado).
- Taladrado: se emplea una broca para
efectuar orificios en la pieza y las herramientas empleadas en el
taladrado en el torno son las mismas que se utilizan en las
taladradoras. Para efectuar agujeros profundos se utilizan básicamente
dos tipos de brocas: brocas helicoidales con agujeros para la
lubricación forzada y brocas para cañones. - Escariado: para escariar en el torno,
además de las herramientas de filo simple, se utilizan también los
escariadores de dientes, también llamados escariadores para máquina. Los
escariadores están formados por un número de dientes rectos o
helicoidales que varía de 4 a 16, dispuestos simétricamente alrededor
del eje de la herramienta.
4) Según el método de fabricación de la herramienta:
- Herramientas integrales o enteras: se
forjan a la forma requerida en una sola pieza de un mismo material. Se
fabrican en forma de barra redonda, cuadrada o rectangular de acero para
herramientas forjadas, que en un extremo tienen su filo cortante. - Herramientas compuestas: son de distintos tipos que podemos clasificar en tres subgrupos:
- Herramientas fabricadas con distintos materiales: por lo general, el vástago es de acero para construcciones y la parte cortante es de acero rápido y está soldada a tope.
- Herramientas con placa soldada: vástago de
acero y parte cortante de acero rápido o widia en forma de pequeña
pastilla o placa soldada. La soldadura de cada herramienta requiere
tiempo y destreza. Dependiendo de la aplicación, de la forma del vástago
y de la dirección de avance, estas herramientas se clasifican según
normas ISO y DIN (ver tabla más abajo). La placa soldada puede volver a
afilarse cuando sea necesario y hasta el término de su vida útil. - Portaherramientas con placa intercambiable: constan
de un mango o portaherramientas capaz de reutilizarse innumerables
veces, en el que alternativamente pueden montarse y desmontarse pequeñas
pastillas o placas intercambiables denominadas insertos, de compuestos
cerámicos, de forma triangular, cuadrada, rómbica, redonda u otras. Los
insertos están diseñados para intercambiarse o rotarse a medida que cada
borde de corte se desgasta y al término de su vida útil se descartan,
por lo que no se requiere el afilado. Los insertos se clasifican bajo
estrictas normas ISO que veremos detalladamente en un próximo artículo.
Clasificación ISO/DIN de las herramientas con placa soldada de metal duro
En la siguiente figura vemos las principales aplicaciones de las herramientas para torno, con la clasificación ISO/DIN específica de las que presentan placa soldada de widia, detallada en la tabla correspondiente.
Herramientas de Corte para Torno
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