Este documento describe la termodinámica involucrada en el corte de metales mediante el uso de herramientas de corte, incluyendo la generación de viruta. Explica que el corte de metales requiere mucha potencia para separar la viruta de la pieza, y analiza variables como calor, energía, temperatura y velocidad que afectan el proceso. También resume las propiedades y usos de diferentes materiales para herramientas de corte como aceros, metales duros, cerámicos y diamante.

1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO “SANTIGO MARIÑO”
EXTENSION: MARACAIBO
ASIGNATURA: PROCESOS DE MANUFACTURA
ACTIVIDAD U3
Trabajo de investigación
REALIZADO POR:
AUDI AGAMEZ
CI: 22.463.416
MARACAIBO, JUNIO 2016

2. INDICE
1. LA TERMODINÁMICA EN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL USO DE
HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO DE
VIRUTA
1.1. Corte de metales
1.2. La viruta
1.3. Herramientas de corte
1.4. Termodinámica en desprendimiento de virutas
1.5. Procesos que provocan desprendimiento de viruta
2. IMPORTANCIA VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍA Y
TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
2.1. Variables de corte
2.2. Variable de Calor
2.3. Variable de Energía
2.4. Variable Temperatura
2.5. Variable de Velocidad
3. USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ASOCIADAS A LA TERMODINÁMICA
DE CORTE DE METALES.

3. LA TERMODINÁMICAEN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL USO DE
HERRAMIENTAS DE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO DE VIRUTA
Corte de metales
El corte de los metales requiere de mucha potencia para separar la viruta
de la pieza de trabajo. Aunque las herramientas de corte de hoy, son mucho
más eficientes, las velocidades de arranque del material también se han
incrementado. La comprensión de las fuerzas de corte, nos ha llevado a
buenos y más fuertes filos de corte, que han permitido a la manufactura
colocarse en donde está hoy en día.
Dentro de los siete procesos básicos de arranque de viruta, para este tema,
nos enfocaremos en el proceso de torneado. El corte de los metales tiene por
objeto, eliminar en forma de viruta, porciones de metal de la pieza a trabajar, con
el fin de obtener una pieza con medidas, forma y acabado deseado.
La viruta
La viruta es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o
espiral que es extraído mediante un cepillo u otras herramientas de corte, tales
como brocas, cuchillas de torno, fresas, etc., al realizar trabajos de cepillado,
desbastado o perforación, sobre madera o metales. Se suele considerar un residuo
de las industrias madereras o del metal; no obstante tiene variadas aplicaciones.
Herramientas de corte
Una herramienta de corte es el elemento utilizado para extraer material de una
pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Hay muchos tipos
para cada máquina, pero todas se basan en un proceso de arranque de viruta. Es
decir, al haber una elevada diferencia de velocidades entre la herramienta y la
pieza, al entrar en contacto la arista de corte con la pieza, se arranca el material y
se desprende la viruta. En el uso de herramientas de cortes se puede describir para
qué tipo de material se utilizarían.
1. Metales
2. Madera
3. Plásticos
4. Compuestos
5. Cerámicas
Termodinámica en desprendimiento de virutas
La acción de la termodinámica en desprendimiento de virutas, está relacionado
con la acción del calor en los cortes de materiales, y sobre la composición química
que presentan los mismos entre algunos metales

4. Procesos que provocan desprendimiento de viruta
Las máquinas, aparatos, herramientas están formados por muchas piezas
unidades, tales como: pernos, armazones, ruedas, engranes, tornillos, etc. Todas
estas piezas obtienen su forma mediante procesos mecánicos, fundición, forja,
estirado, laminado, corte de barras y planchas y por sobre todo mediante arranque
de viruta. Este proceso es muy empleado debido a la gran precisión que se logra en
la forma y su calidad en los acabados superficiales.
Por lo general lo que se hace es trabajar la piel sin arranque de viruta de tal
modo que después sea muy pequeño el arranque de viruta. Las maquinas
herramientas se pueden dividir en tres grupos:
1. Las que usan herramienta monofolio.
2. Herramienta multifilo.
3. Muelas abrasivas.
IMPORTANCIA VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍAY TEMPERATURA
EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
Las variables importantes del proceso de maquinado son la forma y el material de
la herramienta, las condiciones de corte, como velocidad, avance y
profundidad de corte; uso de fluidos de corte y las características de la máquina
herramienta y del material de la pieza. Los parámetros influidos por estas variables
son las fuerzas y el consumo de potencia, desgaste de la herramienta, el acabado y
la integridad superficial, la temperatura y la exactitud dimensional de la pieza.
a) Variables de corte: se usan en un número casi infinito de formas y tipos.
Algunas son herramientas de un solo filo (una sola arista cortante) y, aun el tipo
más simples; con la mayoría de las aristas cortantes relacionadas, una con
la otra. Aunque cualquier forma es necesaria para producir determinadas
superficies, en cualquier caso, ciertas formas de herramientas permiten la
eliminación más eficiente del metal que otras. Los tres métodos más usados en el
estudio de las fuerzas de corte son:
 Corte ortogonal
 Presión de corte
 Corte oblicuo
Para efectos de esta investigación será suficiente repasar los dos primeros
métodos, debido a que los dos primeros métodos son más sencillos y
estudian las fuerzas más importantes en el proceso, eliminando así, a la radial
puesto que su magnitud es menor que el 6% de la fuerza total.
En este modelo las fuerzas que actúan en la viruta son:
Fs= Resistencia al corte y actúa sobre la línea del plano de corte.
Fn= Fuerza normal al plano de corte; es la resistencia que ofrece la pieza o el
material.

5. N = Fuerza que ofrece la herramienta de corte y actúa sobre la viruta,
normal a la cara de corte.
F = Fuerza de fricción de la herramienta actuando sobre el metal, actúa en
contra del movimiento de la viruta sobre la cara de la herramienta.
A continuación se muestra un diagrama de cuerpo libre de la viruta con las
fuerzas actuantes
Estas fuerzas se pueden relacionar con las fuerzas necesarias en la
herramienta Ft y Fc, siendo la primera, la fuerza de empuje, en dirección
perpendicular a la velocidad de corte y a la superficie de trabajo, y la
segunda, la fuerza de corte en dirección de la velocidad de corte. Por medio
del método de superposición, aplicado a los triángulos de fuerzas vistos en la
figura anterior. Fc es la fuerza horizontal de corte en la herramienta y Ft la
fuerza en dirección vertical, necesaria para soportar la fuerza vertical ejercida
sobre la herramienta.

6. Obteniendo así:
b) Variable de Calor: en la fundición, la energía se agrega en forma de calor de
modo que la estructura interna del metal se cambia y llega a ser liquida. En este
estado el metal se esfuerza por presión, la cual puede consistir de la sola fuerza de
gravedad, en una cavidad con forma donde se le permite solidificar. Por lo tanto, el
cambio de forma se lleva a cabo con el metal en dicha condición en la que la
energía para la forma es principalmente la del calor y se requiere poca energía en la
fuerza de formación.
c) Variable de Energía: El fenómeno de la energía implica el maquinado, puede ser
conveniente considerar que se necesita en algunos de los otros procesos de
fabricación ver como lo defiere el maquinado. Los datos provenientes de tablas
de la potencia específica de corte esencialmente provienen de la energía
requerida para tal corte. Esencialmente la mayoría de la energía
se consume en la cizalladura y el rozamiento en la superficie de contacto
entre herramienta y viruta.
d) Variable de Temperatura: las propiedades al impacto de los metales depende
de la temperatura y para algunos materiales hay un gran cambio de
resistencia a la falla con un cambio relativamente pequeño de temperatura. El
conocimiento relativo a la existencia de este fenómeno puede ser muy importante en
la elección de materiales y en los factores de diseño cuando se va a usar un
producto en temperaturas de servicio cercanas a la temperatura de transición,

7. debido a que aumenta la posibilidad de falla de material, sobre todo ante
cambios bruscos de formas.
e) Variable de Velocidad: se define como velocidad de corte la velocidad lineal de
la periferia de la pieza que está en contacto con la herramienta. La velocidad de
corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de
iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores,
especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profundidad
de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice
y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina
son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación
de la pieza y de la herramienta.
En un proceso de mecanizado hay tres velocidades de interés:
• La velocidad de corte V, que es la velocidad de la herramienta relativa a
la velocidad de trabajo y paralela a la fuerza de corte.
• La velocidad de la viruta Vc , que es la velocidad de la viruta relativa a
la de la herramienta y dirigida a lo largo de la cara de la herramienta.
• La velocidad cortante Vs , que es la velocidad de la viruta relativa a la de la
pieza de trabajo y dirigida a lo largo del plano de corte.
Dónde:
Es decir que cada variable tiene un proceso de manufactura en el que una
herramienta de corte se utiliza para remover el exceso de material que existe de una
pieza de forma que el material que quede tenga la forma deseada. La acción
principal de corte consiste en aplicar deformación en corte para formar la viruta y
exponer la nueva superficie.

8. USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS ASOCIADAS A LA TERMODINÁMICA
DE CORTE DE METALES.
Las características de cualquier material pueden ser de naturaleza muy variada
tales como la forma, la densidad, la resistencia, el tamaño o la estática. Las cuales
se realizan en el ámbito de la industria. Es difícil establecer relaciones que
definan cuantitativamente la maquinabilidad de un material, pues las operaciones
de mecanizado tienen una naturaleza compleja. Una operación de proceso utiliza
energía para alterar la forma, propiedades físicas o el aspecto de una pieza de
trabajo y agregar valor al material.
Material de la
herramienta
Propiedades
Acero no
aleado
Es un acero con entre 0,5 a 1,5% de concentración de carbono. Para temperaturas
de unos 250 º C pierde su dureza, por lo tanto es inapropiado para grandes
velocidades de corte y no se utiliza, salvo casos excepcionales, para la fabricación
de herramientas de turno.Estos aceros se denominan usualmente aceros al carbono
o aceros para hacer herramientas (WS).
Acero aleado Contiene como elementos aleatorios, además del carbono, adiciones de volframio,
cromo, vanadio, molibdeno y otros. Hay aceros débilmente aleado y aceros
fuertemente aleado.El acero rápido (SS) es un acero fuertemente aleado.Tiene una
elevada resistencia al desgaste.No pierde la dureza hasta llegar a los 600 º C. Esta
resistencia en caliente,que es debida sobre todo al alto contenido de volframio,hace
posible el torneado con velocidades de corte elevadas. Como el acero rápido es un
material caro, la herramienta usualmente sólo lleva la parte cortante hecha de este
material. La parte cortante o placa van soldadas a un mango de acero de las
máquinas.
Metal duro Los metales duros hacen posible un gran aumento de la capacidad de corte de la
herramienta. Los componentes principales de un metal duro son el volframio y el
molibdeno, además del cobalto y el carbono. El metal duro es caro y se suelda en
forma de plaquetas normalizadas sobre los mangos de la herramienta que pueden
ser de acero barato. Con temperaturas de corte de 900 º aunque tienen buenas
propiedades de corte y se puede trabajar a grandes velocidades.Con ello se reduce
el tiempo de trabajo y además la gran velocidad de corte ayuda a que la pieza con la
que se trabaja resulte lisa. Es necesario escoger siempre para el trabajo de los
diferentes materiales la clase de metal duro que sea más adecuada.
Cerámicos Estable. Moderadamente barato. Químicamente inerte, muy resistente al calor y se
fijan convenientemente en soportes adecuados. Las cerámicas son generalmente
deseable en aplicaciones de alta velocidad, el único inconveniente es su alta

9. fragilidad.Las cerámicas se consideran impredecibles en condiciones desfavorables.
Los materiales cerámicos más comunes se basan en alúmina (óxido de aluminio),
nitruro de silicio y carburo de silicio. Se utiliza casi exclusivamente en plaquetas de
corte. Con dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. Se deben evitar los bordes
afilados de corte y ángulos de desprendimiento positivo.
Cermet Estable. Moderadamente caro. Otro material cementado basado en carburo de
titanio (TiC). El aglutinante es usualmente níquel.Proporciona una mayor resistencia
a la abrasión en comparación con carburo de tungsteno, a expensas de alguna
resistencia. También es mucho más químicamente inerte de lo que. Altísima
resistencia a la abrasión. Se utiliza principalmente en en convertir los bits de la
herramienta,aunque se está investigando en la producción de otras herramientas de
corte. Dureza de hasta aproximadamente 93 HRC. No se recomiendan los bordes
afilados generalmente.
Diamante Estable. Muy Caro. La sustancia más dura conocida hasta la fecha. Superior
resistencia a la abrasión, pero también alta afinidad química con el hierro que da
como resultado no ser apropiado para el mecanizado de acero. Se utiliza en
materiales abrasivos usaría cualquier otra cosa. Extremadamente frágil. Se utiliza
casi exclusivamente en convertir los bits de la herramienta,aunque puede ser usado
como un revestimiento sobre muchos tipos de herramientas. Se utilizan sobre todo
para trabajos muyfinos en máquinas especiales.Los bordes afilados generalmente
no se recomiendan. El diamante es muy duro y no se desgasta.
El uso de setas tablas es importante ya que nos permite:
 Determinación a que grado de temperatura se pueden trabajar los cortes de
una pieza.
 Si son buenos conductores del calor y la electricidad. Si Casi todos los
óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos.
 Si son sólidos maleables y dúctiles.
 Tienden a formar cationes en solución acuosa.
 Determinaran Las capas externas si contienen poco electrones
habitualmente o menos. A veces, sobre todo para los no metales, estos
factores auxiliares son más importantes.

10. Bibliografia:
 WEB:
o http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lim/tron_p_b/c
apitulo2.pdf.
o https://es.wikipedia.org/wiki/Medici%C3%B3n_del_desgaste_en
_herramientas_de_corte.
o http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/termo/Termo.html.