Factores Fundamentales en la Producción y Rendimiento de Máquinas

Velocidad de corte, fuerza de corte, potencia de corte y tiempos de mecanizado son factores cruciales que influyen en la producción y rendimiento de las máquinas.

Valor Mínimo de Velocidad de Desgaste

El valor mínimo de velocidad de desgaste depende de:

• El empleo de herramientas de corte de diversos materiales.
• La clase de material que se desea mecanizar.
• La clase o tipo de trabajo.
• Las condiciones de refrigeración.
• La clase de operaciones realizadas.
• El avance y la profundidad de pasada.

Conos Morse e ISO

Los conos Morse e ISO son herramientas que se emplean para la fijación y colocación de otras herramientas en las máquinas del taller, como brocas de mango cónico, porta brocas para la fijación de brocas de mango cilíndrico, platos de cuchillas, etc. Son de colocación rápida y muy empleados.

Los conos Morse fijan y sujetan herramientas a las máquinas para poder trabajar con ellas. Estos alojamientos están normalizados en conicidad y longitud con el fin de que las herramientas que en ellos se alojan sean intercambiables en cualquier máquina. Estos conos son de acero duro y templado, y se les denomina por números.

Los conos ISO tienen las mismas aplicaciones, pero la conicidad es mayor que en los Morse. También son más robustos.

Viruta Mínima

Según la velocidad de corte, la calidad y afilado de la herramienta, así como la naturaleza de la pieza, la sección de viruta separada no puede ser inferior a un valor determinado. Esto tiene gran importancia para lograr un buen acabado; de lo contrario, el corte de la viruta es irregular.

Duración de las Herramientas

La vida de la herramienta es un factor muy importante en el corte de los materiales. Cuando se mecaniza por arranque de viruta, los factores de corte se escogen de tal manera que el resultado final sea una mayor duración económica de la herramienta. Por el contrario, los costes aumentarían y la vida de la herramienta disminuiría (poca velocidad, poca productividad).

Desgaste de la Herramienta

El desgaste de la herramienta se produce de tres formas distintas:

• Abrasión: Las partículas duras que contiene la viruta rozan con la cara de la herramienta y arrancan partículas.
• Adhesión: Ocasionado por la fractura de las asperezas formadas por la soldadura del metal de la pieza y el de la herramienta, como consecuencia de las elevadas presiones y temperaturas del fenómeno de rozamiento.
• Difusión: Este desgaste se produce como consecuencia del desplazamiento de los átomos de una red cristalina desde una zona alta de concentración atómica hacia otra de concentración baja.

Cuando se trabaja en condiciones de máxima producción (velocidad de corte muy elevada), la profundidad del cráter es el factor que determina la vida de la herramienta, porque su crecimiento debilita el filo hasta llegar al punto en que este se fractura. Por el contrario, cuando se trabaja con criterio de producción económica, el desgaste del flanco suele ser el factor de control.

Efecto del Filo Recrecido

La formación de un filo recrecido o falsa cuchilla afecta al desgaste del mismo de dos formas: aumentándolo o disminuyéndolo. Cuando se mecanizan materiales duros o con incrustaciones abrasivas, la presencia de un filo recrecido estable protege a la herramienta y, en consecuencia, su efecto es benéfico.

Maquinabilidad

Se puede decir que la maquinabilidad es la facultad de un material para ser trabajado con mayor o menor facilidad por medio de herramientas de corte. O dicho de otro modo, la maquinabilidad es la facilidad que presenta un material para el arranque de viruta.

Vibraciones en Máquinas Herramienta

El mecanizado por arranque de viruta es perturbado con cierta frecuencia por la aparición de vibraciones, como consecuencia de la dinámica del corte. El resultado de este fenómeno es un acabado superficial irregular y, a veces, la suspensión del trabajo y el cambio de los factores de corte.

Vibraciones Forzadas

Las vibraciones forzadas se producen frecuentemente como consecuencia de las variaciones cíclicas de las fuerzas de corte. A medida que aumenta el número de dientes de la máquina, aumenta la frecuencia de las vibraciones y disminuye el valor del par motor máximo y la amplitud de la vibración.

Para combatir las vibraciones forzadas hay que lograr la amortiguación máxima, ya sea por amortiguación estructural, amortiguación en las uniones con pernos, amortiguación en el anclaje y amortiguación viscosa por efecto del lubricante interpuesto entre superficies en contacto.

Vibraciones Autoinducidas

Las vibraciones también se producen en las operaciones de mecanizado en las que normalmente no hay variaciones cíclicas en las fuerzas de corte. Estas vibraciones aparecen cuando el sistema máquina-herramienta-pieza es básicamente inestable y cualquier desplazamiento relativo entre la herramienta y la pieza se transforma rápidamente en una vibración de gran amplitud. También se producen vibraciones autoinducidas cuando la herramienta remueve las irregularidades dejadas por una vibración previa a causa de las variaciones en la fuerza que actúa sobre ella.

Clasificación de los Metales Duros Soldados

• P Azul: Necesarias velocidades altas, avances pequeños, desbastes y cortes.
• M Amarillo: Trabajar aceros aleados y fundiciones aleadas de fácil mecanización. Empleada para grandes desbastes con velocidades de corte medias y altas con una alta pasada.
• N Verde: Cobres, cauchos.
• S Naranja: Titanios, aleaciones base magnesio.
• H Blanco: Materiales de máxima dureza.
• K Rojo: Aceros templados, metales no férricos, alta resistencia del filo al desgaste.

Muelas

Una muela está formada por granos de un material abrasivo y un cemento que aglutina o pega los granos con el fin de que, durante su trabajo, estos se mantengan en perfecto estado de erosión. Los materiales más empleados para su fabricación son naturales, de dureza próxima a la del diamante.

Una muela será más fina y dejará mejor acabado cuanto más pequeños tenga los granos que la forman, y dejará un acabado más basto cuanto más grandes sean los granos. Para desbastar, elegiremos muelas de granos gruesos; para acabados, debemos elegir muelas de granos finos.

Los materiales más comunes en muelas son: alúmina, sílice, cuarzo, diamante, corindón, carburo de silicio.

Sus trabajos característicos son:

• Limpiar superficies de materiales que requieren ser mecanizados.
• Rectificar superficies de piezas que previamente han sido mecanizadas en otras máquinas, dándoles un acabado final.
• Pulimentar superficies que han de ser ajustadas en otras piezas (lapeados).
• Cortar materiales por abrasión.
• Afilado de herramientas.

Aglutinantes

Son los cementos con los que se pegan o unen los granos que forman las muelas. Los aglutinantes suelen ser cementos metálicos, gomas o resinas.

Tres tipos de aglutinantes:

1. Muelas cementadas: Usan cementos artificiales (trabajos en seco).
2. Muelas elásticas: Emplean aglutinantes resinosos (muelas estrechas o que no soportan mucha presión).
3. Muelas bitrificadas: Componentes cerámicos.

Refrigerantes (Clasificación)

1. Por su composición:

1. Inorgánicos: Agua, amoniaco.
2. Orgánicos:

2. Por su grado de seguridad:

1. No contaminantes, no combustibles, no tóxicos.
2. No contaminantes, combustibles, tóxicos.

3. Por la presión de trabajo: Baja, media, alta, muy alta.

Características de un Refrigerante

• Punto de congelación bajo.
• Punto de evaporación lo más alto posible.
• Viscosidad lo más baja posible.
• Antioxidantes.
• Antiespumantes.
• Punto de inflamación lo más alto posible.