FACULTAD DE
INGENIERIA MECANICA,
ELECTRICA Y
ELECTRONICA.
LOZANO MENDEZ JUAN CARLOS
PEREZ MOTA JOSE EDUARDO
DURACION Y
DESGASTE DE LAS
HERRAMIENTAS.
INTRODUCCION.
La duración o vida de la herramienta de corte es un factor
económico muy Importante en el corte de metales. Las
condiciones para las cuales se obtiene una vida relativamente
corta de la herramienta son antieconómicas porque los costos
de reafilado o de reemplazo de la herramienta son
comparativamente altos. La vida de una herramienta de
corte puede llegar a su fin por varias causas. pero éstas
pueden ser separadas en dos grandes grupos:
1. El desgaste gradual o progresivo de ciertas regiones en la
cara y en et flanco de la herramienta.
2. Fallas mecánicas que Ileven la vida de la herramienta hacia
un final prematuro.
DESGASTE PROGRESIVO DE LA
HERRAMIENTA.
En el corte de metales, el desgaste puede
ocurrir en las tres formas siguientes:
 El desgaste por adhesión.
 El desgaste por abrasión.
 La difusión.
FORMAS DE DESGASTE EN EL
CORTE DE METALES.
El desgaste progresivo de una herramienta
tiene lugar en dos formas distintas:
1. Desgaste en la cara.
2. Desgaste en el flanco.
DESGASTE DE LA CARA DE LA
HERRAMIENTA.
El cráter formado en la cara de la herramienta se ajusta a la
forma de la viruta y esta limitado al área de contacto entre la
viruta y la herramienta.
Además, la zona adyacente al filo. En donde se presentan la
fricción adhesiva o el recrecimiento del filo, se desgasta poco.
En condiciones de temperaturas elevadas, las herramientas de
acero rápido se desgastarán muy rápidamente en razón del
ablandamiento térmico del material.
En el trabajo experimental, la profundidad máxima del cráter es
generalmente una medida de la cantidad de desgaste y
puede ser determinada mediante un instrumento de medición
superficial.
DESGASTE DEL FLANCO.
El desgaste del flanco de una herramienta de
corte es ocasionado por la fricción entre la
superficie producida en la pieza y el área del
flanco en contacto con ella.
1. La región AB en donde el filo agudo se
despostilla rápidamente y aparece una zona de
desgaste de dimensiones finitas.
2. La región BC en la cual el desgaste progresa
uniformemente.
3. La región CD en la cual el desgaste progresa a
una tasa creciente.
Ver figura siuiente.
Fig.4.4
CRITERIOS DE DURACION DE UNA
HERRAMIENTA.
Como criterio de duración de una
herramienta se define un valor mínimo
predeterminado del desgaste o la
ocurrencia de un fenómeno.
La fig. 4.3 ilustra una herramienta de filo
único ya desgastada.
Criterios usuales para herramientas
de carburo sinterizado.
Se recomiendan uno de los siguientes
criterios:
 VB = 0.3 mm
 VB max = 0.6 mm si el flanco esta
desgatado irregularmente
 KT = 0.06 + 0.3f, en donde f es el
avance.
Duración de la herramienta
Es el tiempo de corte requerido para
alcanzar un criterio de duración de la
herramienta.
La velocidad de corte es el factor que mas
afecta la vida de una herramienta.
Taylor planteo una relación empírica que puede
escribirse como:
Constante
Velocidad de corte
 tr 
 
Vr  t 
V
Velocidad de corte de referencia,
para la cual se conoce la
duración de la herramienta tr
n
Duración de la
herramienta
Fig.4.2
Falla prematura de la herramienta.
Muchas herramientas de corte están provistas de
pastillas de carburo, estas son demasiado
frágiles, y las herramientas deben ser manejadas
cuidadosamente, por que las cargas súbitas
pueden fracturar la pastilla.
Estas herramientas también son susceptibles de
fractura por esfuerzos térmicos transitorios.
Efecto del filo recrecido.
La presencia de un filo recrecido sobre la
cara de la herramienta puede disminuir o
aumentar la vida de la herramienta
Efectos de los ángulos de la
herramienta.
En condiciones de corte deficientes
caracterizadas por energías especificas de
corte y temperaturas elevadas el
desgaste de la herramienta es grande.
Para un conjunto de condiciones de corte,
existe un valor optimo en el Angulo de
inclinación que aumenta la duración de la
herramienta.
Efecto de la holgura normal sobre el
desgaste del flanco.
El ancho de la zona de desgaste es por lo
común el factor limitante que determina la
duración de la herramienta de corte.
La siguiente figura demuestra que el
aumento por unidad de tiempo del ancho de
la zona de desgaste del flanco es
dependiente de la holgura del flanco.
Aumento por unidad de tiempo de la
longitud de la zona de desgaste del flanco
Holgura normal efectiva
V B

 cot  ne
NB
N B
VB
Remoción por unidad de tiempo del
material de la herramienta normal a la
dirección de corte
EFECTO DE LA VELOCIDAD Y EL AVANCE
SOBRE EL CRECIMIENTO DEL CRATER Y LA
FORMACION DEL FILO DE RECRECIDO.
En el corte de metales, un aumento en la
velocidad o en el avance implica un aumento en
las temperaturas de la cara de la herramienta.
A velocidades bajas, un aumento en las
temperaturas de la cara de la herramienta
tiende a reducir la fricción en la superficie de
contacto entre la viruta y la herramienta y desde
luego tiende a prevenir la formación de un filo
recrecido: a velocidades altas, un aumento en
las temperaturas de la cara de la herramienta
tiende a aumentar el crecimiento por unidad de
tiempo del Cráter.
MATERIAL DE LA
HERRAMIENTA.
Uno de los grandes avances en el mecanizado lo
constituyo el descubrimiento del tratamiento
térmico usado en le producción de herramienta
de corte de acero rápido, realizado por Taylor.
Los desarrollos de la metalurgia y de la tecnología
han contribuido a la introducción de nuevos
materiales para herramientas, tales como
aleaciones tundidas, carburos cementados y.
más recientemente, óxidos sinterizados o
cerámicas.
La experiencia práctica ha demostrado cuáles son
los materiales más apropiados para las
diferentes operaciones; es deseable que el
material posea dureza elevada y que ésta sea
mantenida a temperaturas altas.
Se ha encontrado que los materiales más
apropiados para el corte continuo con
herramientas de filo principal único rara vez
pueden ser usados en herramientas de filos
múltiplas Como las herramientas de filo principal
único constituyen una pequeña parte de las que
se usan en la práctica.
Los aceros rápidos son aceros aleados
principalmente con tungsteno (aproximadamente
18%
y
cromo
(aproximadamente 4%) también pueden
contener cobalto, vanadio o molibdeno.
Las herramientas de aleaciones fundidas no
contienen hierro y son fundidas en su
forma final.
Generalmente, los carburos cementados se
obtienen
mezclando
tungsteno
pulverizado y carbono a temperaturas
elevadas en la proporción de 94 y 6 por
ciento en peso, respectivamente.
Se fabrican generalmente en forma de
pastillas, que pueden ser soldadas o
fijadas mecánicamente a un soporte o
vástago (fig. 4.10)
Más recientemente, se ha producido carburo de
titanio cementado en la forma de pastillas
desechables Este material es más resistente al
desgaste que el carburo de tungsteno pero tiene
la desventaja de poseer una resistencia menor.
El requisito básico para material de herramientas
que desbasten eficientemente el acero es
poseer la tenacidad del carburo de tungsteno y
una resistencia al desgaste superior a la del
carburo de titanio.
MATERIAL DE TRABAJO.
El término maquinabilidad se aplica a menudo a
los materiales de trabajo para describir sus
propiedades de mecanización; puede tener
varios significados según el proceso que esté
bajo consideración.
Debe observarse que cualquier declaración con
respecto a la maquinabilidad puede aplicarse
únicamente bajo el conjunto particular de
circunstancias existentes cuando se hizo la
observación.
Aunque
"maquinabilidad"
es
significativo
solamente en un sentido cualitativamente
amplio, se han realizado muchos intentos por
obtener una medida cuantitativo un índice o
número de maquinabilidad.
Se han propuesto muchas métodos ingeniosos
para obtener datos acerca de la maquinabilidad
y algunos de ellos aún son usados. Aunque
estos métodos son de significación dudosa,
pueden Ser usados para medir la variación en
alguna propiedad de mecanización de
materiales de la misma especificación.
Desgaste de la herramienta y ensayo
de maquinabilidad.
La obtención de datos de desgaste de
herramientas es supremamente tediosa e
involucra una serie de mediciones tomadas
cuidadosamente durante largos períodos de
tiempo.
Éstos ensayos consumen una gran cantidad de
material de trabajo y varias herramientas
experimentales.
Las
propiedades
de
la
herramienta y el material de trabajo pueden variar
de tal forma que se pueden presentar
discrepancias considerables en el desgaste de la
herramienta por unidad de tiempo.
Es deseable contar con un método que permita
la realización rápida y económica de los ensayos.
Un método de ensayo rápido es el conocido como
ensayo de desgaste acelerado, y un ejemplo
involucra el refrentado en el torno. En este
ensayo, la velocidad de rotación de la pieza es
elevada, y la herramienta es desplazada
radialmente desde el eje de la pieza hacia afuera.
Las condiciones se escogen de tal forma que
la herramienta
falle totalmente antes de
alcanzar el diámetro exterior de la pieza.
Otro tipo de ensayo involucra una técnica
especial de medición de pequeñas
cantidades de desgaste. En este método
tas superficies de trabajo de la herramienta
son preparadas y pulidas cuidadosamente;
luego, la herramienta es usada para cortar
el material de la pieza de muestra durante
un periodo de tiempo corto, y se mide el
desgaste ocurrido en el flanco de la
herramienta.
Un ensayo de desgaste rápido propuesto
más recientemente requiere que la
herramienta sea preparada esmerilando una
zona de desgaste artificial en su flanco.
Se miden las variaciones en la magnitud de
esta zona de desgaste ocasionadas por una
pequeña cantidad de mecanización, y se
obtiene así el desgaste por unidad de
tiempo de la herramienta en fa región
lineal de la curva de desgaste.
Factores que afectan la
maquinabilidad.
En general, puede decirse que una pieza de
dureza elevada implica una maquinabilidad baja
a causa del consumo de potencia y de las
temperaturas y por consiguiente el desgaste de la
herramienta por unidad de tiempo será alto.
También puede afirmarse que, en general, los
metales puros tienden a adherirse a las
superficies de trabajo de la herramienta de
corte, dando lugar a la aparición de la fricción y
desgaste de la herramienta por unidad de
tiempo.
La adición deliberada de azufre, plomo o
telurio tanto a los metales no ferrosos como
a los aceros aumenta la productividad y
mejora el acabado superficial.
Parece que los aditivos mencionados
reducen el contacto metálico entre la
herramienta y el material de trabajo reducen
la fricción y el desgaste de la herramienta
por unidad de tiempo.
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