Departamento de Ingeniería Mecánica
Departamento de Ingeniería Mecánica
Tecnología Mecánica I
Tecnología Mecánica I
67.15
67.15
Unidad 3b: Formación de la viruta
Unidad 3b: Formación de la viruta
TEMARIO
TEMARIO
--ModeloModelo dede PijspanenPijspanen..
--TeoríasTeorías dede MerchantMerchant..
--ModeloModelo dede presiónpresión dede cortecorte --ModeloModelo dede presiónpresión dede cortecorte
FORMACION DE LA VIRUTA
FORMACION DE LA VIRUTA
La
La herramientaherramienta dede corte,corte, alal penetrarpenetrar concon susu filofilo enen elel material,material, provoca
provoca lala separaciónseparación dede unauna capacapa deldel mismo,mismo, queque constituye
FUERZA
FUERZA DE
DE CORTE
CORTE
La
La determinacióndeterminación dede lala fuerzafuerza dede cortecorte enen elel mecanizadomecanizado permite
permite conocer,conocer, nono sólosólo laslas solicitacionessolicitaciones dinámicasdinámicas aa laslas que
que sese veve sometidassometidas lala herramientaherramienta yy lala pieza,pieza, sinosino tambiéntambién el
el valorvalor dede lala potenciapotencia requeridarequerida parapara poderpoder efectuarefectuar elel proceso
proceso.. proceso proceso..
La
La mayormayor parteparte dede dichadicha potenciapotencia sese consumeconsume enen lala
eliminación
eliminación deldel materialmaterial dede lala piezapieza;; dede ahíahí queque lala componente
componente dede lala fuerzafuerza queque revistereviste unauna mayormayor importanciaimportancia desde
desde esteeste puntopunto dede vistavista eses aquellaaquella queque tienetiene lala mismamisma dirección
FORMACION DE LA VIRUTA
FORMACION DE LA VIRUTA
·· ElEl filofilo enen formaforma dede cuñacuña abreabre elel materialmaterial..
·· ElEl materialmaterial separadoseparado sese recalcarecalca (aumenta(aumenta susu grueso)grueso) porpor efectoefecto dede lala fuerza
fuerza aplicadaaplicada concon lala caracara anterioranterior dede lala herramientaherramienta..
·· LaLa partículapartícula dede metalmetal sese curvacurva yy sese desvíadesvía dede lala superficiesuperficie dede trabajotrabajo..
·· CadaCada partículapartícula siguientesiguiente hacehace elel mismomismo proceso,proceso, parapara continuarcontinuar unidaunida aa ·· CadaCada partículapartícula siguientesiguiente hacehace elel mismomismo proceso,proceso, parapara continuarcontinuar unidaunida aa la
la anterior,anterior, formandoformando unauna virutaviruta másmás oo menosmenos continua,continua, oo separarsesepararse yy dardar origen
origen aa unauna virutaviruta fragmentadafragmentada..
Dependiendo
Dependiendo dede lala naturalezanaturaleza deldel materialmaterial yy dede lala formaforma dede lala herramienta,herramienta, la
la virutaviruta seráserá diferentediferente;; eses decir,decir, unauna mismamisma herramientaherramienta produceproduce virutasvirutas diferentes
diferentes enen distintosdistintos materialesmateriales.. Los
Los materialesmateriales plásticos,plásticos, comocomo elel cobre,cobre, elel plomo,plomo, loslos acerosaceros suaves,suaves, dandan unas
unas virutasvirutas largaslargas másmás oo menosmenos rizadasrizadas;; porpor elel contrario,contrario, lala fundición,fundición, elel bronce,
FORMACION DE LA VIRUTA
FORMACION DE LA VIRUTA
Básicamente,
Básicamente, lala virutaviruta sese formaforma enen unun procesoproceso dede cizalladuracizalladura localizadolocalizado que
que sese desarrolladesarrolla enen zonaszonas muymuy estrechasestrechas.. SeSe tratatrata dede unauna deformacióndeformación plástica,
plástica, bajobajo condicionescondiciones dede grangran tensióntensión yy altaalta velocidadvelocidad dede deformación,
deformación, queque sese generagenera aa partirpartir dede unauna regiónregión dede compresióncompresión radialradial
que
que sese propagapropaga porpor delantedelante dede lala herramientaherramienta cuandocuando éstaésta sese desplazadesplaza por
por encimaencima dede lala piezapieza.. por
por encimaencima dede lala piezapieza..
Esta
Esta regiónregión dede compresióncompresión radialradial posee,posee, alal igualigual queque todatoda deformacióndeformación plástica,
plástica, unauna zonazona dede compresióncompresión elásticaelástica queque pasapasa aa serloserlo dede compresión
compresión plásticaplástica alal otrootro ladolado dede lala fronterafrontera entreentre ambasambas..
En
En loslos metalesmetales recocidos,recocidos, lala compresióncompresión plásticaplástica engendraengendra densasdensas marañas
marañas yy redesredes dede dislocaciones,dislocaciones, yy cuandocuando esteeste endurecimientoendurecimiento porpor deformación
Mecanismo de separación de la viruta y
modelos de estudio
Modelo Plano de cizallamiento
(Pijspanen)
MODELO
MODELO DE
DE CORTE
CORTE ORTOGONAL
ORTOGONAL
λ
MODELO
En el modelo anterior, Pijspanen analiza el corte con pequeños elementos de espesor infinitesimal que
Mecánica
Mecánica dede FormaciónFormación dede VirutaViruta enen CorteCorte OrtogonalOrtogonal.. ModeloModelo de
de PjispanenPjispanen óó deldel PlanoPlano dede CizallamientoCizallamiento
Se
Se planteanplantean laslas siguientessiguientes hipótesishipótesis simplificativassimplificativas::
1)
1) ModeloModelo dede cortecorte ortogonalortogonal
2)
2) MaterialMaterial dede lala piezapieza plásticamenteplásticamente deformabledeformable
2)
2) MaterialMaterial dede lala piezapieza plásticamenteplásticamente deformabledeformable
3)
3) HerramientaHerramienta rígidarígida -- condicionescondiciones dede régimenrégimen estacionarioestacionario::
-- FlujoFlujo continuocontinuo dede virutaviruta
-- VirutaViruta separadaseparada dede lala piezapieza enen régimenrégimen estacionarioestacionario
Como
Como laslas condicionescondiciones realesreales dede formaciónformación dede lala virutaviruta nono pueden
Mecánica
Mecánica dede FormaciónFormación dede VirutaViruta enen CorteCorte OrtogonalOrtogonal.. ModeloModelo de
de PjispanenPjispanen óó deldel PlanoPlano dede CizallamientoCizallamiento
En
En esteeste modelo,modelo, sese postulapostula lala existenciaexistencia dede unauna llamadallamada superficie
superficie óó planoplano dede cizallamiento,cizallamiento, cuyacuya formaforma eses lala consecuencia
consecuencia dede unauna particularparticular distribucióndistribución dede tensionestensiones aa lolo largo
largo deldel áreaárea dede contactocontacto herramientaherramienta piezapieza.. TambiénTambién puedepuede largo
largo deldel áreaárea dede contactocontacto herramientaherramienta piezapieza.. TambiénTambién puedepuede ser
ser debidadebida aa lala geometríageometría dede lala herramientaherramienta dede cortecorte..
El
El modelomodelo suponesupone queque elel materialmaterial arrancadoarrancado sese encuentraencuentra dividido
dividido enen infinitosinfinitos pequeñospequeños elementoselementos dede espesorespesor infinitesimal,
infinitesimal, queque resbalanresbalan unouno sobresobre elel otrootro porpor lala acciónacción dede la
la herramienta,herramienta, segúnsegún unauna direccióndirección comúncomún determinadadeterminada porpor el
el planoplano dede cizallamientocizallamiento inclinadoinclinado unun ánguloángulo ΦΦ concon respectorespecto
Mecánica
Mecánica dede FormaciónFormación dede VirutaViruta enen CorteCorte OrtogonalOrtogonal.. ModeloModelo de
Mecánica
Mecánica dede FormaciónFormación dede VirutaViruta enen CorteCorte OrtogonalOrtogonal.. ModeloModelo de
de PjispanenPjispanen óó deldel PlanoPlano dede CizallamientoCizallamiento La
La virutaviruta sese separasepara dede lala piezapieza porpor unun mecanismomecanismo dede
deformación
deformación plástica,plástica, correspondientecorrespondiente alal desplazamientodesplazamiento relativo
relativo ∆∆SS dede loslos elementoselementos dede espesorespesor ∆∆X,X, yy ademásademás comocomo
la
la virutaviruta resbalaresbala sobresobre lala caracara dede desprendimiento,desprendimiento, sese manifiesta
manifiesta tambiéntambién unauna acciónacción dede rozamientorozamiento entreentre lala virutaviruta yy manifiesta
manifiesta tambiéntambién unauna acciónacción dede rozamientorozamiento entreentre lala virutaviruta yy la
Mecánica
Mecánica dede FormaciónFormación dede VirutaViruta enen CorteCorte OrtogonalOrtogonal.. ModeloModelo de
de PjispanenPjispanen óó deldel PlanoPlano dede CizallamientoCizallamiento
Ángulo de Cizallamiento Ángulo de Cizallamiento
Y
Sección
Sección normalnormal aa lala aristaarista dede cortecorte:: ParámetrosParámetros GeométricosGeométricos
Ángulo de filo Ángulo de filo Ángulo de desprendimiento
Ángulo de desprendimiento
Ángulo de cizallamiento Ángulo de cizallamiento
α
α++ββ++γγ=90=90°°
Ángulo de Ángulo de incidencia incidencia Ángulo de cizallamiento
Ángulo de cizallamiento
Plano de cizallamiento
Plano de cizallamiento
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
es un plano teórico en el cual se produce la es un plano teórico en el cual se produce laSección
Sección normalnormal aa lala aristaarista dede cortecorte:: ParámetrosParámetros GeométricosGeométricos
Mayor
Mayor deformacióndeformación plásticaplástica
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
menoresmenores ángulosángulos dede desprendimientodesprendimiento ((γγ)) yy cizallamientocizallamiento ((ΦΦ)) (mayor(mayor ∆∆S)S)
Espesor
Espesor dede virutaviruta indeformadaindeformada (ac)(ac)
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
eses elel espesorespesor dede materialmaterial queque vava aa serser eliminado,eliminado, antesantes dede sufrirsufrir deformacióndeformación material
material queque vava aa serser eliminado,eliminado, antesantes dede sufrirsufrir deformacióndeformación plástica
plástica algunaalguna..
Espesor
Espesor dede virutaviruta deformadadeformada (ad)(ad)
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
eses elel espesorespesor dede materialmaterial eliminado,eliminado, despuésdespués dede haberhaber sufridosufrido lala deformacióndeformación plásticaplástica..
Factor
Factor dede recalcadorecalcado ((ζζ))
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
eses lala relaciónrelación entreentre loslos espesoresespesores deSección
Sección normalnormal aa lala aristaarista dede cortecorte:: ParámetrosParámetros GeométricosGeométricos
Si
Si AA eses elel puntopunto queque definedefine elel ánguloángulo dede cizallamientocizallamiento::
ac
ac == OAOA sensen ΦΦ
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
ζζ == ad/acad/ac == sensen ΦΦ /coscos ((ΦΦ –– γγ))ad
ad == OAOA coscos ((ΦΦ –– γγ))
ad
ad == OAOA coscos ((ΦΦ –– γγ))
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
tgtgΦΦ == coscos γγ/(/(ζζ –– sensen γγ)) FactoresFactores influyentesinfluyentes:: ↑↑↑↑↑↑↑↑ tenacidadtenacidad piezapieza
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
↑↑↑↑↑↑↑↑ ζζ ↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑ γγ⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
↓↓↓↓↓↓↓↓ ζζ ↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓ ΦΦ⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
↓↓↓↓↓↓↓↓ ζζ ↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓↓ ζζ ((↑↑↑↑↑↑↑↑ ad)ad)
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
↓↓↓↓↓↓↓↓ deformacióndeformación ↓↓↓ ↓↓ ↓↓
↓ ζζ
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
↓↓↓↓↓↓↓↓ velocveloc.. salidasalida virutavirutaSección
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal;;
Circulo
Circulo de
de Merchant
Merchant
Descomposición de Descomposición de
la Fuerza de Corte la Fuerza de Corte
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
En
En lala figura,figura, RR representarepresenta lala resultanteresultante dede laslas fuerzasfuerzas queque lala herramienta
herramienta ejerceejerce sobresobre lala piezapieza ,, lala cual,cual, alal descomponersedescomponerse según
según lala direccióndirección deldel planoplano dede cizallamientocizallamiento yy susu normal,normal, aparecen
aparecen laslas componentescomponentes FsFs yy NsNs respectivamenterespectivamente..
Análogamente,
Análogamente, sisi lala descomposicióndescomposición empleadaempleada eses segúnsegún lala dirección
dirección dede lala velocidadvelocidad dede cortecorte yy susu normal,normal, aparecenaparecen laslas componentes
componentes FcFc yy NcNc..
Los
Los ángulosángulos queque caracterizancaracterizan cadacada unauna dede estasestas dosdos descomposiciones
descomposiciones sonson φφ (ángulo(ángulo dede cizallamiento)cizallamiento) yy ρρ
(ángulo
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
Se
Se tienen,tienen, porpor lolo tanto,tanto, laslas siguientessiguientes relacionesrelaciones geométricasgeométricas::
A
A partirpartir dede estasestas relaciones,relaciones, puedepuede determinarsedeterminarse queque:: A
A partirpartir dede estasestas relaciones,relaciones, puedepuede determinarsedeterminarse queque::
Por
Por otrootro lado,lado, yy suponiendosuponiendo unauna distribucióndistribución dede tensionestensiones
uniforme
uniforme sobresobre elel planoplano dede cizallamientocizallamiento dede valorvalor
ττττττττ
ss,, taltal comocomo seFuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
Distribución de Distribución de
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
Tensiones
Tensiones actuantesactuantes enen elel planoplano dede cizallamientocizallamiento
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
TensiónTensión dinámicadinámica dede cizallamientocizallamiento::
) cos(φ τ γ
φ
τ = = sen + − A F A F s s
s senφ
A As =
) cos(φ +τ −γ
= F F 1 τ = A F s ) cos(φ +τ −γ
= F Fs ) cos( . ) ( ) cos( . ) cos( ) cos( . 1 γ τ φ φ γ τ τ γ τ φ φ γ τ τ γ τ φ φ τ − + − = = − + − = = − + = sen sen A F F sen A F F sen A F s a n s c t s
TensiónTensión normalnormal alal planoplano dede cizallamientocizallamiento::
) (
. φ τ γ
φ
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
ττττττττ
ss reciberecibe elel nombrenombre dede tensióntensión dinámicadinámica dede cizallamiento,cizallamiento,siendo
siendo unauna constanteconstante propiapropia dede cadacada materialmaterial.. SustituyendoSustituyendo la
la expresiónexpresión anterioranterior enen lala queque sese relacionesrelaciones FcFc yy FsFs sese tienetiene::
Esta
Esta expresiónexpresión proporcionaproporciona elel valorvalor dede lala fuerzafuerza dede cortecorte enen función
función dede lala tensióntensión dinámicadinámica dede cizallamiento,cizallamiento, dede lala sección
sección dede virutaviruta indeformada,indeformada, deldel ánguloángulo dede cizallamientocizallamiento yy del
del ánguloángulo dede rozamientorozamiento.. DeDe estasestas cuatrocuatro variables,variables, trestres dede ellas
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
Por
Por lolo tanto,tanto, sese requiererequiere unauna ecuaciónecuación másmás queque relacionerelacione elel ángulo
ángulo dede rozamientorozamiento concon laslas otrasotras variablesvariables conocidasconocidas..
Esta
Esta ecuaciónecuación sese obtieneobtiene aa partirpartir dede lala llamadallamada “Hipótesis“Hipótesis dede Merchant”,
Merchant”, queque estableceestablece lolo siguientesiguiente::
Merchant”,
Merchant”, queque estableceestablece lolo siguientesiguiente::
“El
“El planoplano dede cizallamiento,cizallamiento, enen unun procesoproceso dede cortecorte ortogonal,ortogonal, se
se sitúasitúa dede formaforma taltal queque lala potenciapotencia necesarianecesaria parapara lala deformación
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
A
A partirpartir dede estasestas hipótesis,hipótesis, sese tienetiene queque lala potenciapotencia seráserá mínima
mínima cuandocuando elel denominadordenominador seasea máximomáximo.. EsEs decirdecir::
Sustituyendo
Sustituyendo enen lala expresiónexpresión dede lala fuerzafuerza dede cortecorte::
Comparando
Comparando estaesta expresiónexpresión concon lala propuestapropuesta porpor elel métodométodo de
de lala presiónpresión dede cortecorte (empírico),(empírico), puedepuede observarseobservarse comocomo existe
existe unauna similitudsimilitud entreentre ambasambas enen elel sentidosentido dede establecerestablecer una
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
Si
Si sese tienetiene enen cuentacuenta queque:: FcFc == ksks.. AcAc yy queque cotcotφφ == ξξ –– sensenγγ
cos cos γγ
La
La expresiónexpresión finalfinal dede lala presiónpresión dede cortecorte determinadadeterminada porpor elel método
método dede cortecorte ortogonalortogonal quedaqueda comocomo siguesigue:: método
Modelos
Modelos de
de Mecanizado
Mecanizado en
en Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
Merchant
Merchant encontróencontró queque existíaexistía unauna buenabuena correspondenciacorrespondencia entre
entre loslos resultadosresultados dede susu teoríateoría yy loslos experimentosexperimentos dede cortecorte en
en plásticosplásticos sintéticos,sintéticos, peropero queque lala correspondenciacorrespondencia eraera muymuy pobre
pobre parapara otrosotros materiales,materiales, comocomo porpor ejemploejemplo elel aceroacero..
Esto
Esto sese debíadebía aa queque sese habíahabía consideradoconsiderado loslos materialesmateriales como
como isótroposisótropos;; eses decir,decir, queque susu resistenciaresistencia alal cortecorte eraera
constante
constante enen todotodo elel planoplano dede cizalladuracizalladura yy nono sese veíaveía afectada
afectada porpor lala temperatura,temperatura, velocidadvelocidad dede deformación,deformación, etcetc..
Consiguió
Consiguió demostrardemostrar queque lala relaciónrelación entreentre loslos ángulosángulos dede cizalladura,
Modelos
Modelos de
de Mecanizado
Mecanizado en
en Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
φφφφφφφφ
,,γγγγγγγγ
,,ττττττττ
nono sese puedenpueden relacionarrelacionar geométricamente,geométricamente, peropero sísícon
con teoríasteorías dede plasticidadplasticidad yy consideracionesconsideraciones energéticasenergéticas
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
modelos
modelos dede mecanizadomecanizado..
Modelos
Modelos de
de Mecanizado
Mecanizado en
en Corte
Corte Ortogonal
Ortogonal
ConclusionesConclusiones::
-- SiSi elel ánguloángulo dede desprendimientodesprendimiento aumenta,aumenta, elel ánguloángulo dede cizalladura
cizalladura aumentaaumenta..
-- SiSi elel ánguloángulo dede rozamientorozamiento disminuyedisminuye (disminuye(disminuye lala fricción),
fricción), elel ánguloángulo dede cizalladuracizalladura aumentaaumenta..
-- SiSi elel ánguloángulo dede cizalladuracizalladura aumenta,aumenta, disminuyedisminuye elel áreaárea dede corte
Mod
Mod.. dede MecanizadoMecanizado enen CorteCorte OblicuoOblicuo.. TeoríaTeoría dede KronembergKronemberg
2 2
2
c p
a F F
F
F = + + P = Fc.v + Fa.va + Fp.vp ≈ Fc.v
5
c a
F
F
=
3
c p
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
Este
Este métodométodo eses dede loslos denominadosdenominados empíricosempíricos.. EstableceEstablece que
que lala fuerzafuerza dede cortecorte eses directamentedirectamente proporcionalproporcional aa lala sección
sección dede virutaviruta indeformadaindeformada concon unauna constanteconstante dede proporcionalidad
proporcionalidad denominadadenominada presiónpresión dede cortecorte óó resistenciaresistencia específica
específica dede cortecorte (ks)(ks):: FcFc == ksks..AcAc
específica
específica dede cortecorte (ks)(ks):: FcFc == ksks..AcAc
La
La presiónpresión dede cortecorte dependedepende dede numerososnumerosos factores,factores, aa sabersaber::
a)
a) MaterialesMateriales dede lala piezapieza yy dede lala herramientaherramienta
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
ambosambos materiales,materiales, aparteaparte dede otrosotros factoresfactores (acabado(acabado superficial,superficial, lubricación,
lubricación, etcetc..),), sonson responsablesresponsables deldel valorvalor deldel rozamientorozamiento
que
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
b)
b) GeometríaGeometría dede lala piezapieza yy dede lala herramientaherramienta
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
enen particular,particular, existeexiste unauna variaciónvariación dede ksks concon lala variaciónvariación deldel ánguloángulo dede desprendimiento
desprendimiento.. CuantoCuanto másmás “positiva”“positiva” eses lala geometríageometría dede corte
corte (mayor(mayor ánguloángulo dede desprendimiento),desprendimiento), menormenor eses elel valorvalor de
de ks,ks, puestopuesto queque lala virutaviruta sufresufre unauna menormenor deformacióndeformación aa de
de ks,ks, puestopuesto queque lala virutaviruta sufresufre unauna menormenor deformacióndeformación aa igualdad
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
c)
c) SecciónSección dede virutaviruta
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
cuandocuando lala secciónsección dede virutaviruta aumenta,aumenta, ksFuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
c)
c) SecciónSección dede virutaviruta
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
cuandocuando lala secciónsección dede virutaviruta aumenta,aumenta, ksFuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
d)
d) VelocidadVelocidad dede cortecorte
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
aunqueaunque dede modomodo muymuy ligero,ligero, sese observaobserva unauna disminucióndisminución dede ksks cuandocuando aumentaaumenta lala velocidadvelocidad de
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
e)
e) LubricaciónLubricación
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
alal modificarsemodificarse laslas condicionescondiciones dede rozamientorozamiento pieza/herramienta,pieza/herramienta, unun incrementoincremento dede lala lubricación
lubricación suponesupone unun descensodescenso deldel valorvalor dede ksks alal reducirsereducirse la
la fuerzafuerza dede rozamientorozamiento..
f)
f) DesgasteDesgaste dede lala herramientaherramienta
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
modificamodifica lala geometríageometría yy porpor loFuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
Al
Al serser tantan numerososnumerosos yy enen algunosalgunos casoscasos difícilmentedifícilmente cuantificables
cuantificables loslos factoresfactores queque influyeninfluyen enen elel valorvalor dede ks,ks, elel único
único métodométodo fiablefiable parapara susu determinacióndeterminación eses lala mediciónmedición directa
directa sobresobre elel procesoproceso dede mecanizadomecanizado concretoconcreto enen laslas condiciones
condiciones específicasespecíficas enen queque ésteéste sese realizarealiza.. condiciones
condiciones específicasespecíficas enen queque ésteéste sese realizarealiza..
En
En lala práctica,práctica, dadodado queque esteeste procederproceder eses pocopoco viable,viable, sese recurre
recurre aa lala utilizaciónutilización dede tablastablas queque recogenrecogen laslas variacionesvariaciones
de
de ksks enen funciónfunción dede unauna serieserie dede variablesvariables dependientesdependientes dede los
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
Un
Un primerprimer métodométodo empíricoempírico parapara lala determinacióndeterminación dede lala presión
presión dede cortecorte estableceestablece queque ksks sese puedepuede obtenerobtener aa partirpartir de
de lala siguientesiguiente expresiónexpresión::
Donde
Donde CksCks yy EksEks sonson constantesconstantes queque dependendependen dede loslos materiales
materiales dede lala piezapieza yy dede lala herramienta,herramienta, yy queque puedenpueden encontrase
encontrase enen tablastablas.. EsteEste método,método, aunqueaunque sencillosencillo enen susu aplicación,
aplicación, nono suelesuele proporcionarproporcionar valoresvalores fiables,fiables, porpor lolo queque su
su aplicaciónaplicación quedaqueda reducidareducida parapara obtenerobtener unauna primeraprimera aproximación
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
Un
Un segundosegundo métodométodo tambiéntambién sencillosencillo aunqueaunque algoalgo másmás complejo,
complejo, sese basabasa enen correlacionarcorrelacionar elel valorvalor dede ksks concon elel espesor
espesor dede virutaviruta indeformadaindeformada acac.. ParaPara ello,ello, sese parteparte dede lala
presión
presión específicaespecífica dede cortecorte ksks00,, queque sese correspondecorresponde concon elel valor
valor dede ksks cuandocuando lala secciónsección dede virutaviruta AcAc == 11 mmmm22..
valor
valor dede ksks cuandocuando lala secciónsección dede virutaviruta AcAc == 11 mmmm22..
Experimentalmente,
Experimentalmente, elel valorvalor dede lala fuerzafuerza dede cortecorte FcFc aa partirpartir de
de ksks00 puedepuede establecerseestablecerse mediantemediante unauna relaciónrelación dede lala siguiente
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
Donde
Donde:: bb
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
anchoancho dede cortecorte acac
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
espesorespesor dede virutaviruta indeformadaindeformada x,x, yy
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
exponentesexponentes menoresmenores queque lala unidadunidad dependientesdependientes deldel materialmaterial dede lala piezapieza
Relacionando
Relacionando estaesta expresiónexpresión concon lala yaya citadacitada FcFc == ksks.. AcAc
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
Valores
Valores experimentalesexperimentales obtenidosobtenidos enen distintosdistintos ensayosensayos sobresobre diversos
diversos materialesmateriales demuestrandemuestran queque enen lala prácticapráctica puedepuede aproximarse
aproximarse elel valorvalor deldel exponenteexponente yy aa lala unidad,unidad, porpor lolo queque llamando
Fuerza
Fuerza de
de Corte
Corte:: Método
Método de
de la
la Presión
Presión de
de Corte
Corte
Teniendo
Teniendo enen cuentacuenta queque:: acac == ff.. sensen kr,kr, lala expresiónexpresión finalfinal dede lala fuerza
fuerza dede cortecorte quedaqueda comocomo siguesigue::
Teniendo
Teniendo enen cuentacuenta todotodo lolo dicho,dicho, esteeste procedimientoprocedimiento dede cálculo
cálculo sese debedebe considerarconsiderar solamentesolamente estimativoestimativo.. PesePese aa ello,ello, los
los valoresvalores obtenidosobtenidos sirvensirven comocomo unauna primeraprimera aproximaciónaproximación que
que permitepermite establecerestablecer elel ordenorden dede magnitudmagnitud dede laslas condiciones
condiciones dede cortecorte..
En
Fuerza
Fuerza
Fuerza
Fuerza
TIPOS
TIPOS DE
DE VIRUTA
VIRUTA
TotalmenteTotalmente discontinuadiscontinua::
MaterialesMateriales frágilesfrágiles (no(no soportansoportan tensióntensión dede
cizallamiento) cizallamiento)..
MaterialesMateriales dúctilesdúctiles ((↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓vvcc,, ↑↑↑↑↑↑↑↑avance),avance), nono metálicosmetálicos..
SuperficieSuperficie dede contactocontacto muymuy reducidareducida..
γγγγγγγγ bajobajo oo negativonegativo ((↓↓↓↓ γγγγγγγγ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ));; mecanizadomecanizado enen secoseco;; ↓↓↓↓↓↓↓↓
γγγγγγγγ bajobajo oo negativonegativo ((↓↓↓↓ γγγγγγγγ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓ ));; mecanizadomecanizado enen secoseco;; ↓↓↓↓↓↓↓↓
rigidez
rigidez máquinamáquina..
ParcialmenteParcialmente segmentadasegmentada::
CompuestaCompuesta dede elementoselementos parcialmenteparcialmente unidosunidos
yy ligadosligados entreentre sísí.. SiSi lala rigidezrigidez nono eses adecuada,adecuada, como
como FcFc varíavaría continuamente,continuamente, aparecenaparecen vibraciones
vibraciones calidadcalidad superficialsuperficial yy precisiónprecisión dimensional
dimensional..
ContinuaContinua::
TIPOS
TIPOS DE
DE VIRUTA
VIRUTA
OnduladaOndulada::
ExistenciaExistencia dede vibracionesvibraciones..
ContinuaContinua concon filofilo dede aportaciónaportación (recrecido)(recrecido)::
SeSe formanforman capascapas dede virutaviruta debidodebido alal
rozamiento
rozamiento enen lala superficiesuperficie dede contactocontacto viruta
viruta--herramienta,herramienta, yy sese quedanquedan adheridasadheridas aa herramientaherramienta..
FiloFilo aportadoaportado crececrece hastahasta queque romperompe
bruscamente bruscamente..
ConsecuenciasConsecuencias:: ↓↓↓↓↓↓↓↓ acabadoacabado superficialsuperficial yy ↓↓↓↓↓↓↓↓
vida
TIPOS DE VIRUTAS
TIPOS DE VIRUTAS
El
El tipotipo dede virutaviruta estáestá determinadodeterminado primordialmenteprimordialmente porpor::
a)
a) PropiedadesPropiedades deldel materialmaterial aa trabajartrabajar
b)
b) GeometríaGeometría dede lala herramientaherramienta dede cortecorte b)
b) GeometríaGeometría dede lala herramientaherramienta dede cortecorte
c)
c) CondicionesCondiciones deldel maquinadomaquinado (profundidad(profundidad dede corte,corte, velocidad
velocidad dede avanceavance yy velocidadvelocidad dede corte)corte)..
En
En general,general, eses posibleposible diferenciardiferenciar inicialmenteinicialmente trestres tipostipos dede viruta
TIPOS DE VIRUTAS
TIPOS DE VIRUTAS
Viruta
Viruta discontinuadiscontinua óó fragmentadafragmentada
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
⇒
esteeste casocaso representarepresenta elel cortecorte dede lala mayoríamayoría dede loslos materialesmateriales frágilesfrágiles talestales comocomo elel hierro
hierro fundidofundido yy elel latónlatón fundidofundido.. ParaPara estosestos casos,casos, loslos esfuerzos
esfuerzos queque sese producenproducen delantedelante deldel filofilo dede cortecorte dede lala herramienta
herramienta provocanprovocan fracturafractura.. herramienta
herramienta provocanprovocan fracturafractura..
Lo
Lo anterioranterior sese debedebe aa queque lala deformacióndeformación realreal porpor esfuerzoesfuerzo cortante
cortante excedeexcede elel puntopunto dede fracturafractura enen lala direccióndirección deldel planoplano de
de corte,corte, dede maneramanera queque elel materialmaterial sese desprendedesprende enen segmentos
segmentos muymuy pequeñospequeños.. PorPor lolo comúncomún sese produceproduce unun acabado
acabado superficialsuperficial bastantebastante aceptableaceptable enen estosestos materialesmateriales frágiles,
TIPOS DE VIRUTAS
TIPOS DE VIRUTAS
Suelen formarse bajo las siguientes condiciones: Suelen formarse bajo las siguientes condiciones:
-- MaterialesMateriales frágilesfrágiles enen lala pieza,pieza, porqueporque nono tienentienen lala capacidad
capacidad parapara absorberabsorber laslas grandesgrandes deformacionesdeformaciones constantes
constantes queque sese presentanpresentan enen elel cortecorte.. constantes
constantes queque sese presentanpresentan enen elel cortecorte..
-- MaterialesMateriales dede lala piezapieza queque contienencontienen inclusionesinclusiones ee impurezas
impurezas durasduras..
-- VelocidadesVelocidades dede cortecorte muymuy bajasbajas oo altasaltas.. -- GrandesGrandes profundidadesprofundidades dede cortecorte..
-- ÁngulosÁngulos dede ataqueataque bajosbajos..
TIPOS DE VIRUTAS
TIPOS DE VIRUTAS
Viruta
Viruta ContinuaContinua
⇒
⇒
⇒
⇒
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⇒
⇒
⇒
eesteste tipotipo dede viruta,viruta, elel cualcual representarepresenta elel cortecorte dede lala mayoríamayoría dede materialesmateriales plásticosplásticos queque permitenpermiten alal corte
corte tenertener lugarlugar sinsin fractura,fractura, eses producidoproducido porpor velocidadesvelocidades de
de cortecorte relativamenterelativamente altas,altas, grandesgrandes ángulosángulos dede ataqueataque (entre
(entre 1010ºº yy 3030º)º) yy pocapoca fricciónfricción entreentre lala virutaviruta yy lala caracara dede lala (entre
(entre 1010ºº yy 3030º)º) yy pocapoca fricciónfricción entreentre lala virutaviruta yy lala caracara dede lala herramienta
herramienta..
Las
Las virutasvirutas continuascontinuas yy largaslargas pueden
pueden serser difícilesdifíciles dede manejar,manejar, yy enen consecuenciaconsecuencia lala herramientaherramienta debe
debe contarcontar concon unun rompevirutasrompevirutas
que
TIPOS DE VIRUTAS
TIPOS DE VIRUTAS
Rompevirutas Rompevirutas
Es
Es unauna muescamuesca oo escalónescalón queque sese hacehace enen lala caracara dede ataqueataque de
de laslas herramientas,herramientas, parapara evitarevitar lala formaciónformación dede virutasvirutas largas,
largas, principalmenteprincipalmente enen elel torneado,torneado, cuyocuyo enrollamientoenrollamiento largas,
largas, principalmenteprincipalmente enen elel torneado,torneado, cuyocuyo enrollamientoenrollamiento dificulta
dificulta lala salidasalida dede lala propiapropia viruta,viruta, impideimpide verver elel trabajotrabajo yy puede
puede serser causacausa dede accidentesaccidentes.. Con
Con elel rompevirutas,rompevirutas, lala virutaviruta largalarga vava rompiéndose
rompiéndose enen pequeñospequeños trocitostrocitos medida
medida queque sese produceproduce.. En
En otrasotras herramientas,herramientas, comocomo enen laslas brocas,
TIPOS DE VIRUTAS
TIPOS DE VIRUTAS
Viruta
Viruta ContinuaContinua concon protuberanciasprotuberancias
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esteeste tipotipo dede virutaviruta representarepresenta elel cortecorte dede materialesmateriales plásticosplásticos aa bajasbajas velocidades
velocidades enen dondedonde existeexiste unauna altaalta fricciónfricción sobresobre lala caracara dede la
la herramientaherramienta.. Esta
Esta altaalta fricciónfricción eses causacausa dede queque unauna delgadadelgada capacapa dede virutaviruta Esta
Esta altaalta fricciónfricción eses causacausa dede queque unauna delgadadelgada capacapa dede virutaviruta quede
quede cortadacortada dede lala parteparte inferiorinferior yy sese adhieraadhiera aa lala caracara dede lala herramienta
herramienta.. LaLa virutaviruta eses similarsimilar aa lala virutaviruta continua,continua, peropero lala produce
produce unauna herramientaherramienta queque tienetiene unauna salientesaliente dede metalmetal aglutinado
aglutinado soldadasoldada aa susu caracara.. Periódicamente
Periódicamente sese separanseparan porcionesporciones dede lala salientesaliente yy quedanquedan depositadas
TIPOS DE VIRUTAS
TIPOS DE VIRUTAS
Viruta Fragmentada
