Este documento trata sobre los procesos de maquinado, que involucran el cambio de forma de los materiales mediante la eliminación de virutas. El proceso más importante es el maquinado, el cual produce formas eliminando material en forma de virutas usando corte mecánico con una herramienta. Se describe la terminología básica del corte mecánico como pieza de trabajo, herramienta y viruta. También se explican conceptos como acabado superficial, proceso de corte con cuña, formas de virutas y acumulación

1. PROCESOS QUE INVOLUCRAN CAMBIO DE
FORMA DE LOS MATERIALES

2. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Maquinado. Es el proceso de cambio de forma
mas usado y el más importante. Produce forma
eliminando material en forma de viruta empleando
el corte mecánico. La herramienta aplica fuerza
controlada para causar la falla del material de
trabajo. En términos generales, produce gran
exactitud y buenos acabados.

3. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
TERMINOLOGIA DEL CORTE MECANICO

4. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Pieza de trabajo. Material al que se pretende dar forma.
Herramienta. Dispositivo de carga externa al material de
trabajo. La herramienta utiliza el principio de corte con
cuña, entendida ésta como la forma elemental y básica de
la herramienta.
Viruta. Material eliminado mediante el proceso de
maquinado con el fin de darle forma a la pieza de trabajo.
Acabado superficial. Es una medida que indica el grado
de calidad de la superficie maquinada.

5. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO

6. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 Proceso de corte con cuña
Las fuerzas se originan por el movimiento de la
herramienta o del trabajo. La fuerza resultante se
encuentra ubicada aproximadamente a 45º de la zona de
esfuerzo máximo. Los esfuerzos internos al material de
trabajo causan la falla del mismo por fractura.
 Forma de la viruta
La forma de la viruta depende de la velocidad de corte, del
tipo de herramienta, del material de trabajo, de la dirección
de la fuerza, de la profundidad de corte y del avance. Entre
todos estos factores, el más importante es el tipo de
material de trabajo.

7. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO

8. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 Tipos de viruta:
Continuas: Se presentan cuando el material es dúctil y no rompe
fácilmente.
Discontinuas: Las virutas rompen con relativa facilidad cuando el
material es frágil.
 Acumulación en el filo
La acumulación en el filo de la herramienta es un fenómeno que se
presenta cuando hay presencia de material relativamente estacionario
en la zona de corte. La acción de corte se produce por fricción y no por
corte. El desgaste de la herramienta es un factor que incentiva la
acumulación en el filo al aumentar la fricción en el corte.

9. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO

10. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
¿Cómo reducir la acumulación en el filo?
Existen varias formas para reducir la acumulación en el filo de la
herramienta, entre las cuales se tienen:
1. Pulir la cara de la herramienta. Esto disminuye la fuerza de fricción.
2. Lubricar y/o refrigerar la zona de corte. Esto disminuye la fuerza de
fricción.
3. Elegir materiales para la herramienta y el material de trabajo que no sean
afines.
4. Diseñar una apropiada geometría para la herramienta.
5. Elegir una velocidad de corte adecuada para el material y la herramienta.
En general, a mayor velocidad de corte menor acumulación en el filo.

11. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 DISEÑO DE HERRAMIENTAS DE CORTE - GEOMETRIA DE
CORTE
En el diseño de herramientas de corte se usan un número infinito
de formas y tipos. Ciertas formas son necesarias para producir
determinadas superficies. Algunas herramientas son más
eficientes que otras para una aplicación particular.
Ángulos, aristas o filos de corte
La forma del filo afecta el acabado de la superficie maquinada.
Las puntas agudas se deben evitar para proteger la herramienta y
obtener buenos acabados. Las superficies de la herramienta
afectan la formación de la viruta.

12. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO

13. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Angulo de alivio (de rebajo o incidencia):
Localizado atrás de todas las porciones de la arista cortante.
Evita el arrastre del flanco en la superficie terminada. Algunos
ángulos pequeños pueden causar arrastre si el material se
recupera elásticamente, ya que se encuentra sometido a
compresión. Si esto ocurre, se produce el desgaste acelerado de
la herramienta.
El ángulo de alivio afecta el desgaste y el soporte de la
herramienta: a mayor ángulo de alivio, menor soporte para la
punta de la herramienta. Se recomienda que el ángulo de alivio
esté entre 6º y 8º. Para algunos materiales de trabajo de baja
recuperación elástica pueden usarse ángulos de alivio de 2º o 3º.

14. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Angulo de inclinación (o de ataque):
El ángulo de inclinación o ataque varía con los materiales. A
mayor ángulo de inclinación, mayor ángulo de corte y menor
fuerza para arrancar la viruta.
Para materiales frágiles, se usan ángulos de inclinación
positivos pequeños, cero o aun negativos, son mas
adecuados para una mejor deformación y la viruta rompa
mas pequeña.

15. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Angulo de inclinación (o de ataque):
Para materiales dúctiles, se necesitan fuerzas bajas y
existe menor fricción.
Algunos materiales de la herramienta duros y frágiles se
comportan mejor con inclinación negativa porque
trabajan a compresión principalmente, esto aumenta el
soporte de la herramienta y la vida de la herramienta.
Rango del ángulo de inclinación: -30º a +40º.

16. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 FACTORES PARA SELECCIONAR MAQUINADO
ADECUADO
Tabla 1. Variables que afectan la elección de la maquinaria Fuente: Moore & Kibbey,
Materiales y procesos de fabricación, Limusa, 3ed, México.
Variables de la
Variables de la pieza herramienta Variables del corte
Composición Composicion Velocidad de corte
Micro estructura Rigidez del montaje Alimentacion
Angulo de lado de la
Dureza arista Profundidad de corte
Tamaño Angulo de extremo de la Refrigerante
Forma arista Impacto
Condiciones de la Forma de la punta Rigidez de la maquina
superficie Angulo de ataque Eliminación de la viruta
Temperatura Angulo de alivio
Filo de la arista de corte
Diseño del rompevirutas

17. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 REQUISITOS DE POTENCIA PARA EL MAQUINADO
 Tabla 2. Requisitos de potencia para el maquinado Fuente: Moore &
Kibbey, Materiales y procesos de fabricación, Limusa, 3ed, México
Material Caballos de fuerza/in3/min
Magnesio 0,2
Aluminio 0,4
Latón 0,4
Hierro fundido 0,7
Acero AISI 1120 0,5
Acero AISI 1020 0,8
Cobre 0,9
Acero AISI 1010 1,2

18. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
ACABADO SUPERFICIAL
Es una medida que indica el grado de calidad de
la superficie maquinada.
El acabado depende del material de la pieza de
trabajo, bajo un conjunto dado de condiciones.
Para definir el acabado de una superficie se debe
tener en cuenta el tipo de patrón a estudiar.

19. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Patrones del acabado
1. Ondulaciones. Son variaciones uniformes
anchas y se originan por poca exactitud de los
movimientos, vibraciones, deflexiones,
deformaciones por temperatura o esfuerzos
residuales.
2. Rugosidad. Son variaciones uniformes finas y
se pueden ocasionar por vibraciones de alta
frecuencia, el tipo de alimentación o por
acumulación de partículas en el filo.

20. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
El Rumbo. Es la dirección del patrón de
marcas de la herramienta sobre la pieza
(dirección del movimiento de corte).
Método de medición. Los instrumentos de
medición por lo general responden a solo un
patrón, es decir a las variaciones de un ancho
en particular. El rumbo tiene efecto en la
medida del acabado, este último depende de
la dirección en que se haga la medida.

21. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 Existen imperfecciones aleatorias que no responden al
maquinado. Pueden ser inclusiones o vacíos, rayones por
mala manipulación o maltratos por sujeción.
 Tabla 3. Efectos de las variables del maquinado en el acabado.
Variable Efecto en el acabado al incrementar
el valor de la variable
Velocidad de corte Mejora
Alimentación Deterioro
Profundidad de corte Deterioro
Angulo de inclinación Mejora
Angulo de alivio Poco efecto
Radio de punta Mejora
Dureza de la pieza Mejora

22. MOVIMIENTOS EN EL MAQUINADO

23. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Velocidad de corte. Es la distancia que recorre la
herramienta con respecto a la pieza de trabajo en la
unidad de tiempo. Ver tabla 4.
Avance o alimentación. Es el movimiento que se
utiliza para exponer nuevo material a la arista
cortante. Puede ser durante el corte o no, en forma
intermitente o continua. Cuando ocurre durante el
corte, ocasiona la velocidad de avance o de
alimentación.
Profundidad de corte. Es la distancia que la
herramienta “entra” en la pieza de trabajo.
Velocidad de remoción. Es el volumen de material
removido en la unidad de tiempo.

24. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 Tabla 4. Velocidades de corte recomendadas para el maquinado Fuente: Moore &
Kibbey, Materiales y procesos de fabricación, Limusa, 3ed, México
Material Velocidad de corte (m/min) Velocidad de corte (pies/min)
Hta: HSS Hta: Carburo Hta: HSS Hta: Carburo
Acero AISI 1112 45 150 150 500
Acero AISI 1040 30 105 100 350
Acero inox 18-8 27 100 90 325
Acero para
máquina 24 72 80 240
Acero para
herramienta 18 54 60 180
Acero rápido 12 36 40 120
Hierro colado
medio 30 100 100 325
Latón bronce 45 150 150 500
Latón medio 105 200 350 650
Aleaciones de
aluminio 180 365 600 1200

25. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
DETERMINACION DEL AVANCE (Alimentación)
Avances muy pequeños generan patrones en la superficie si
el filo está desgastado. Se presentan cortes
intermitentes, aumenta la presión, crea flexión que
ocasiona patrón superficial. Mejores acabados y menor
potencia para el corte.
Avances muy grandes ocasionan aumento de las cargas,
deflexión y baja calidad del acabado. Menos tiempo.
La elección depende de los materiales de la pieza y la
herramienta, de la rigidez del conjunto y de la calidad del
acabado. Para máquinas pequeñas y medianas el rango
varía entre 0,002”, para materiales duros, y 0,015” para
materiales dúctiles (0,05 – 0,5 mm).

26. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
VIDA DE LA HERRAMIENTA
La vida de la herramienta está determinada
por un gran número de variables. En la tabla
5 se muestran los resultados de duplicar las
variables indicadas, suponiendo una vida
inicial de la herramienta de 60 minutos
cuando se maquina en un torno acero 1040
recocido, con una herramienta de carburo
cementado, usando una Pc=0,125”, un
avance (f)=0,12” y una Vc=540 pies/min.

27. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
VIDA DE LA HERRAMIENTA
 Tabla 5. Resultado en la vida de la herramienta al duplicar las
variables Fuente: Moore & Kibbey, Materiales y procesos de
fabricación, Limusa, 3ed, México .
Variable duplicada Nueva vida de la herramienta
Velocidad de corte (Vc) 6 minutos
Profundidad de corte (Pc) 53.5 minutos
Alimentación (f) 44 minutos

28. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 Cómo se mide la vida de la herramienta?
a. Tiempo real de corte.
b. Volumen del material eliminado.
c. Número de piezas maquinadas.
Cuál es el final de la vida?
Usualmente se reemplaza antes de fallar.
Evitar una tasa acelerada de desgaste.
Reafiliado.

29. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 F. W. Taylor encontró empíricamente la siguiente
relación:
Vc * T ⁿ= k
Donde: Vc, velocidad de corte (pies/min)
T, vida de la herramienta (min)
K = constante que depende del material de
la pieza y la herramienta, entre otras variables.
n = constante que depende del material de
trabajo y de la herramienta (0,125 para acero
rápido → 0,7 para cerámicos).

30. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 La velocidad de corte afecto mucho mas la vida
de la herramienta que la profundidad de corte y
la alimentación, debido a que el mayor calor
generado cuando se aumenta la Pc y la
alimentación será arrastrado por una mayor
masa de viruta generada, sin aumento
apreciable en el calor transferido a la
herramienta. Los valores altos para la velocidad
de corte casi siempre se usan en producción y
por lo general se obtienen por ensayo y error.

31. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
 Actividades de Aprendizaje
Investigue sobre los materiales usados para
fabricar herramientas de corte.
Investigue sobre los materiales usados como
lubricantes y refrigerantes en la zona de corte.

32. FUNDAMENTOS DE MAQUINADO
Bibliografía
 KALPAKJIAN, Serope. SCHMID Steven. Manufactura,
ingeniería y tecnología. México: Pearson Educación,
2002. 1176 p. ISBN 970-26-0137-1
 GROOVER, Mikell. Fundamentos de manufactura
moderna. México: Prentice Hall, 1997. 1061 p. ISBN
968-880-846-6
 MOORE, Harry. Materiales y procesos de fabricación.
México: Limusa, 1987. 920 p. ISBN 968-18-1973-X