Guía para el proceso de selección de insertos y porta insertos de torneado

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PROCESO DE SELECCIÓN DE INSERTOS Y PORTAINSERTOS DE TORNEADO
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INTRODUCCIÓN.
Si bien no hay una única dirección en cuanto a la elección de insertos y porta insertos, para
guiar la elección se recomienda definir cada una de los siguientes puntos de acuerdo a la
siguiente secuencia.
1)MATERIAL A MECANIZAR
En primer instancia se debe considerar el material a trabajar.
Para simplificar la elección los materiales se agrupan de acuerdo a las siguientes tablas.
Esta elección nos va a llevar a las tablas asociadas a estos materiales en cada caso.
2)FORMA Y POSICIÒN DEL INSERTO.
La selección de la forma del inserto esta asociada en primer lugar al tipo de perfil a
conformar. Debemos poner atención en la elección del ángulo del inserto y su posición relativa
respecto de la pieza. Esto es debido a que si el ángulo que el inserto forma con la pieza es
mayor al del perfil a conformar nos generará una interferencia la cual no permitirá
confeccionar el perfil deseado. Ver figuras a continuación.
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Esta consideraciòn de forma del inserto debe complementarse con la elección del porta
inserto que fija la posiciòn del inserto respecto a la direcciòn de mecanizado.
Por ùltimo al realizar la elección de la forma del inserto se debe prestar atenciòn a los
conceptos tenacidad del filo (S), versatilidad (A), tendencia a la vibración (V), y potencia (P).A
continuación se describen estas propiedades para cada tipo de inserto.
La escala 1 indica que, en lo que respecta a la tenacidad del filo (S), cuanto mayor sea el
ángulo de punta, mayor será su tenacidad. Mientras que, en lo que respecta a la versatilidad y
accesibilidad (A), las plaquitas de la derecha son superiores disminuyendo esta propiedad hacia
la izquierda.
La escala 2 indica que la tendencia a la vibración (V) se incrementa hacia la izquierda y
disminuye hacia la derecha, mientras que el requisito de potencia (P) disminuye con el ángulo
y aumenta cuando éste aumenta.
La conjunción de la geometría correcta para mecanizar el perfil deseado (sin interferencia)
con los cuatro conceptos mencionados (S), (A), (V) y (P) nos permite elegir la forma correcta
del inserto para realizar nuestro mecanizado.
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La siguiente tabla sirve como orientación para la elección de la forma del inserto.
FORMA DEL INSERTO SEGÚN LA OPERACIÓN
TORNEADO EXTERIOR
TORNEADO INTERIOR
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3)MEDIDA DEL INSERTO
Para determinar el tamaño del inserto , una vez decidida la forma, se debe tener en cuenta
la profundidad de corte máxima requerida. Ésta influye en la velocidad de eliminación de
material, el número de pasadas necesarias, la rotura de viruta y los requisitos de potencia. Con
la profundidad de corte “ap”y el ángulo de posición “Kr” obtenemos “la” (longitud efectiva de
filo).
La longitud “l” de la cara del inserto que nos define su tamaño viene dada por una relación
entre “la” y “l” que está expresada en tabla II; ésta relación entre “l” y “la” es función de la
forma del inserto.
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TABLA II
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4)RADIO DE PUNTA
El radio de punta afecta la tenacidad y capacidad de acabado superficial. Los radios
suelen estar dentro del intervalo de 0.2 a 2.4 mm.
Para desbaste, se debe seleccionar el mayor radio de punta posible para la herramienta
para conseguir seguridad de mecanizado y gran índice de arranque de material con alto
avance. Si se produce tendencia a la vibración, se debe elegir un radio de punta inferior.
Este avance debe verificarse con los datos de avances admisibles para el inserto en
cuestión. Como criterio de trabajo el avance en caso de una operación de desbaste debe
elegirse el máximo posible. En caso de operación de terminación el avance debe
seleccionarse de acuerdo a la rugosidad superficial requerida por el diseño de la pieza. En
este caso el radio del inserto, el avance por vuelta y la rugosidad superficial están
vinculados de acuerdo a la siguiente ecuación:
Rmax = fn²
8 rЄ
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5) GEOMETRIA DE CORTE
Una vez seleccionada la calidad de la plaquita, elegimos la geometría de corte.
Cada geometría se ha diseñado para cubrir un área de aplicación a partir de los intervalos
de avance y profundidad de corte recomendados.
Respecto a la geometría del filo, se distinguen dos versiones, Una plaquita negativa y otra
positiva. El ángulo que define si la plaquita es positiva o negativa es el ángulo de
desprendimiento λ.
Si tenemos gran volumen de viruta por unidad de tiempo y no es sustancial la terminación
superficial, la mejor elección son plaquitas negativas.
Si queremos obtener mejor acabado superficial y los volúmenes de material a remover son
bajos o medios, la elección se inclinará a plaquitas positivas.
En las pàginas siguientes se detallan distintas geometrías de insertos para torneado de acero.
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6) CALIDAD DEL INSERTO
La calidad del inserto es la denominación del material de èste.
Tenemos insertos recubiertos y sin recubrir.
Los principales materiales para herramientas son:
Metales duros recubiertos (HC)
Metales duros (H)
Cermets (HT, HC)
Cerámicas (CA, CN, CC)
Nitruro de Boro cúbico (BN)
Diamantes policristalinos (DP, HC)
Básicamente la calidad está asociada al tipo de material a mecanizar.
Para organizar el universo de materiales a mecanizar se dividió en 6 grupos de materiales.
Cada grupo de materiales tiene un conjunto de calidades asociadas tal como se ve en la sig.
Fig.
Cada calidad está diseñada para resistir o trabajar con 4 características o propiedades
básicas: resistencia al desgaste ò tenacidad por un lado y corte estable ò inestable por el otro
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De este cuadro analizamos algunos ejemplos:
Calidad GC4025.
Tiene una capa base de TiCN, una capa media de Al2O3, una fina capa exterior de TiN, el
grosor total de este recubrimiento es de 12 micrones. El sustrato es bastante duro, (CW) pero
tiene buena tenacidad y buen comportamiento del filo.
La combinación del grueso recubrimiento resistente al desgaste y el sustrato duro con gran
seguridad del filo, hace de GC4025 una calidad muy popular. Trabaja un amplio rango de
aplicaciones para aceros y también aceros inoxidables y fundición.
Calidad 5005.
Extremo, gran resistencia al desgaste. Es un Cermet (carburo sinterizado en base a titanio)
sin recubrimiento. Gran resistencia al desgaste.
Calidad GC4035.
Tiene un recubrimiento del mismo tipo que GC 4025 pero el sustrato es más tenaz, trabaja
muy bien en cortes intermitentes.
7)TAMAÑO DEL PORTAINSERTO
El tamaño del porta insertos se debe coordinar con la selección del tamaño de la plaquita que
ya fue realizada. Esta tamaño de porta plaquitas, por regla general debe ser el mayor posible en
función de la máquina a utilizar, con el fin de reducir el voladizo de la herramienta y
proporcionar la base más rígida para el filo.
Como regla práctica la sección del porta inserto debe ser como mínimo 100 veces la sección
de viruta no deformada. Algunos autores aconsejan entre 80 y 100.
Como informaciòn adicional se describen a continuaciòn distintos tipos de sujeciòn de
insertos de torneado al portainserto.
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