REMOCIÓN DE MATERIAL Y TEORÍA DE CORTE

Uno de los métodos de mayor importancia para modificar la forma de un material metálico (y en algunos casos el plástico), es el de remoción de material practicado mediante variadas técnicas, como se representa en la siguiente figura:

Corte: implica herramientas de corte de una o varias puntas. 

Proceso abrasivo, consiste en el desprendimiento de partículas o desgaste forzado. 

Procesos avanzados de maquinado: se usan métodos eléctricos, químicos, térmicos e hidrodinámicos.

Para realizar una operación de maquinado se requieren movimientos de la herramienta y la pieza de trabajo; estos movimientos pueden traducirse como parámetros de trabajo, los cuales definirán las dimensiones o magnitudes de algunos factores.

PARÁMETROS DE TRABAJO

Velocidad de corte: Vc

Es la distancia que recorre el "filo de corte de la herramienta al pasar en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte) respecto a la superficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad de corte puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de, corte o velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad tangencial en la zona que se está efectuando el desprendimiento de la viruta, es decir, donde entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto desfavorable. En el segundo caso, la velocidad relativa en un instante dado es la misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta. 

En el caso de máquinas con movimiento giratorio (Tomo, Taladro, Fresadora, etc.), la velocidad de corte está dada por:

Para máquinas con movimiento alternativo (Cepillos, Escoplos, Brochadoras, etc.), la velocidad de corte corresponde a la velocidad media y esta dada por la expresión:

Avance: S (ó f) 

Se entiende por avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado. El Avance se designa generalmente por la letra" s" y se mide en milímetros por una revolución del eje del cabezal o porta-herramienta, y en algunos casos en milímetros por minuto.

Profundidad de corte (o penetración): t (ó a) 

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 maquinas donde el movimiento de la pieza es giratorio (Torneado y Rectificado),la profundidad de corte se determina según la fórmula:

En el caso de trabajar superficies planas (Fresado, Cepillado y Rectificado de superficies planas), la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma:

Dado que los procesos de maquinado se generan a partir del corte de parte del material que conforma la pieza de trabajo, en donde intervienen máquinas, herramientas y piezas de trabajo, es necesario revisar, los factores que influyen en él. En la tabla siguiente se resumen estos aspectos:

FLUIDOS EN EL CORTE

Un fluido para corte es un líquido o gas que se aplica directamente a la operación de maquinado para mejorar el desempeño del corte. Los problemas principales que atienden los fluidos para corte son: 

• Generación de calor en las zonas de corte y fricción. 
• Fricción en las interfases herramienta-viruta y herramienta-pieza de trabajo. 
• Remoción de viruta 

Además de la remoción del calor y reducción de la fricción, los fluidos para corte brindan beneficios adicionales como: remover virutas, reducir la temperatura de la pieza de trabajo para un manejo más fácil, disminuir las fuerzas de corte y los requerimientos de potencia, mejorar la estabilidad dimensional de la parte de trabajo y optimizar el acabado superficial. 

Tipos de fluidos de corte: De acuerdo con la generación de calor y fricción hay dos categorías generales de fluidos de corte: los refrigerantes y los lubricantes.

REFRIGERANTES 

Los refrigerantes son fluidos para corte diseñados para reducir los efectos del calor en las operaciones de maquinado. Tiene efecto limitado sobre la magnitud de energía calorífica generada durante el corte; pero extraen el calor que se genera, de esta manera se reduce la temperatura de la herramienta y de la pieza de trabajo, y ayuda a prolongar la vida de la herramienta de corte. La capacidad de un fluido para corte de reducir la temperatura del maquinado depende de sus propiedades térmicas, como el calor específico y la conductividad térmica. El agua se utiliza como refrigerante.

Los fluidos para corte tipo refrigerante parecen ser más efectivos a velocidades de corte relativamente altas, donde la generación de calor y las altas temperaturas son un problema. Por lo general los refrigerantes son soluciones o emulsiones en agua debido a que ésta tiene propiedades térmicas ideales para estos fluidos para corte y son utilizados sobretodo en procesos de maquinado como el torneado y el fresado.

Lubricantes 

Los lubricantes son fluidos basados generalmente en aceite, formulados para reducir la fricción en las interfaces herramienta-viruta y herramienta-pieza de trabajo. Los fluidos lubricantes de corte operan por lubricación de presión extrema, una forma de lubricación en el límite que involucra la formación de una capa delgada de sales sólidas sobre la superficie caliente y limpia del metal a través de reacciones químicas con el lubricante. Los compuestos de azufre, cloro y fósforo del lubricante causan la formación de estas capas superficiales, que actúan para separar las dos superficies metálicas (de la viruta y de la herramienta). 

Los fluidos para procesos de corte tipo lubricante son más efectivos a velocidades bajas de corte; tienden a perder su efectividad a altas velocidades, arriba de 400 pies/min debido a que el movimiento de la viruta a estas velocidades previene que el fluido para corte alcance la interface herramienta-viruta. Las operaciones de maquinado como el taladrado y el roscado se benefician por lo general de los lubricantes, los cuales pueden tratarse con sistemas de recirculación para máquinas-herramientas individuales o instalaciones integradas muy grandes para una planta completa. En cualquier caso, la calidad del lubricante se debe monitorear cuidadosamente, así como mantener una cantidad adecuada.

Métodos de aplicación de los fluidos de corte 

Para que un fluido de corte cumpla su función para reducir temperatura y fricción, existen métodos de aplicación. El método más común es la inundación, llamada algunas veces enfriamiento por inundación, debido a que se usa generalmente con fluidos de enfriamiento. En este método, se dirige una corriente constante del fluido hacia la interface herramienta-trabajo o herramienta-viruta de la operación de maquinado. 

Un segundo método, consiste en la aplicación de niebla, usada principalmente para fluidos de corte basados en agua. En este método se dirige el fluido hacia la operación en forma de niebla acarreada por una corriente de aire presurizado. 

Por último, se usa la aplicación manual del fluido por medio de una aceitera o brocha para aplicar lubricantes. Este método de aplicación no es recomendado debido a la variabilidad en las dosificaciones del fluido.