• La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta. • Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura en el proceso de manufactura. • Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de metales. (incluir las tablas sus análisis y ejemplos) • Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de manufactura.

1. Instituto universitario politécnico
“Santiago Marño”
Extensión: Puerto Ordaz.
Catedra: Procesos de manufactura
PROFESOR:
ELABORADO POR:
Alcidezcadiz
NELSON JIMENEZ
C.I: 18.450830
PUERTO ORDAZ, NOVIEMBRE 2013

2. INTRODUCCIÓN
La termodinámica es una teoría de una gran generalidad, aplicable a sistemas
de estructura muy elaborada con todas las formas de propiedades mecánicas,
eléctricas y térmicas complejas. Puesto que la termodinámica pone énfasis en
las propiedades térmicas, es conveniente idealizar y simplificar las propiedades
mecánicas y eléctricas de los sistemas. La termodinámica idealiza nuestros
sistemas para que sus propiedades mecánicas sean lo más triviales posibles.
Cuando el contenido esencial de la termodinámica haya sido desarrollado, será
una cuestión simple extender el análisis a sistemas con estructuras mecánicas
y eléctricas relativamente complejas.
La cuestión esencial es señalar que las restricciones en los tipos de sistemas
considerados no son limitaciones básicas sobre la generalidad de la teoría
termodinámica, y sólo se adoptan meramente para la simplificación expositiva.
Restringiremos (temporalmente) nuestra atención a sistemas simples, definidos
como sistemas que son macroscópicamentehomogéneos, isotrópicos, y
desprovistos de carga eléctrica, que son lo suficientementegrandes para que
los efectos de frontera puedan ser ignorados, y que no se encuentran bajo
laacción de campos eléctricos, magnéticos o gravitacionales.
En casi todos los eventos de la vida cotidiana es posible encontrar aplicaciones
de la termodinámica. Los chips o circuitos electrónicos que encontramos en los
computadores, celulares, cámaras de videos, etc., se han reducido de tamaño
cada vez más, debido a que los ingenieros y técnicos han aplicado los
principios de la termodinámica y la transmisión del calor para enfriar tales
circuitos. Finalmente, si se quiere evaluar realmente los efectos de la
contaminación ambiental, es necesario comprender los fundamentos de la
termodinámica.

3. LA TERMODINÁMICA EN EL CORTE DE METALES, MEDIANTE EL USO DE
HERRAMIENTASDE CORTE, DONDE EXISTE DESPRENDIMIENTO DE
VIRUTA
El desprendimiento de viruta es un proceso de manufactura en el que una
herramienta de corte se utiliza para remover el exceso de material de una pieza
deforma que el material que quede tenga la forma deseada. La acción principal
de corte consiste en aplicar deformación en corte para acelera el desgaste en
formarla viruta y exponer la nueva superficie. Representa el corte de
materiales la cuchilla Continúa con protuberancia dúctiles a bajas velocidades
en donde existe una alta fricción sobre la Esta alta fricción es causa de que
una delgada cara de la herramienta. capa de viruta quedecortada de la parte
inferior y se adhiera a la cara de la herramienta.Tipos de viruta Continua
Característica en materiales
presenta problemas de control de viruta
Característica de dúctiles presenta problemas de control de calidad materiales
quebradizos.
IMPORTANCIA DE LAS VARIABLES DE CORTE, CALOR, ENERGÍA Y
TEMPERATURA EN EL PROCESO DE MANUFACTURA.
Procesos de corte
Entre su importancia es que mediante ese proceso se pueden cortar metales
madera plásticos compuestos cerámicas Podemos lograr tolerancias menores
de 0.001” y tolerancias mejores que 16 micropulg Requieren el uso de una
cuchilla para remover el material.
Ejemplos de algunos procesos de corte:
-Torneado cilíndrico.
-Corte en fresadora
-Taladrado.
-Las cuchillas pueden tener uno, varios o múltiples segmentos cortantes.
Temperaturas de corte
-Casi toda la energía de corte se disipa en forma de calor.
-El calor provoca altas temperaturas en la interface de la viruta y la cuchilla
CORTE DE METALES
Se emprean en operaciones tales como torneado, cepillado, fresado y
taladrado, tanto como en otros procesos ejecutados por maquinas
herramientas. Las partes se producen desprendiendo metal en forma de
pequeñas virutas. El trabajo central de estas maquinasesta en la herramienta
cortante que desprende esas virutas.

4. HERRAMIENTAS CORTANTES PARA METAL
La forma mas simple de herramienta cortante es la de una sola punta, como la
usado en el trabajo de torno y cepillo de codo. La de puntas múltiplesson
solamente dos o más herramientas de una sola punta acomodadas como una
sola unidad. En el corte ortogonal de una sola punta, el filo cortante es
perpendicular a la dirección de corte y no hay flujo lateral del metal. No hay
curvatura en tales virutas, y todas las partes de la viruta tienen la misma
velocidad. Hay otras dos formaciones de viruta, aquellas que se curvan hacia
arriba y las que siguen la inclinación de la herramienta y se curvan
lateralmente.
FUERZAS DE CORTE
La fuerza de corte de cizallamiento y el ángulo del plano de cizallado están
afectados por la fuerza de rozamiento de la viruta contra la cara de la
herramienta. La fuerza de rozamiento depende de un numero de factores que
incluyen la lisura y afilado de la herramienta, ya sea que se use o no un
refrigerante, los materiales de la herramienta y de la pieza de trabajo, la
velocidad de corte y la formay de la pieza de trabajo, la velocidad de corte y la
forma de la herramienta. Las fuerzas que están actuando sobre la herramienta
se miden por las reacciones lejos de la punta de corte por medio de
dinamómetros y transductores. Las fuerzas que actúan en una herramienta son
fuerza longitudinal, tangencial y radial. En la mayoría de operaciones de
maquinado
la
fuerza
tangencial
es
la
más
significativa.
Las fuerzas sobre una herramienta cortante para un material dado dependen
de
un
número
de
consideraciones.
1. Las fuerzas en las herramientas no cambian significativamente con un
cambio en la velocidad de corte.
2. A mayor avance de la herramienta, mayores fuerzas.
3. A mayor profundidad de corte, mayores fuerzas
4. La fuerza tangencial aumenta con el tamaño de la viruta.
5. La fuerza longitudinal disminuye si el radio de la punta se hace más grande o
si el ángulo del filo lateral cortante aumenta.
6. En cerca de 1% de cada grado, se reduce la fuerza tangencial, en tanto el
ángulo de inclinación posterior aumenta.
7. El uso de un refrigerante reduce ligeramente las fuerzas en una herramienta,
pero aumenta considerablemente su duración.
ÁNGULOS Y FORMAS DE LA HERRAMIENTA
La herramienta se ha afilado en forma de cuña, llamándosele el ángulo
comprendido, ángulo de filo o de corte. El ángulo de alivio lateral, entre el
costado de la herramienta y la pieza es para evitar frotamiento e la
herramienta, es pequeño, de entre 6 a 8 grados. El ángulo de inclinación lateral
varía con el ángulo del filo, el cual, depende del tipo de material maquinado. El
ángulo de inclinación posterior se obtiene por afilado, si la herramienta cortante
se sujeta en una posición horizontal.

5. Para evitar una acción de frotamiento en el flanco de la herramienta es
necesaria una salida del extremo. Los ángulos efectivos se pueden cambiar por
ajuste del portaherramienta sin cambiar los ángulos afilados en la herramienta.
En las herramientas afiladas el filo o ángulo de corte varía con la clase de
material que se corta. El ángulo de corte debe ser suficientemente agudo para
cortar bien con un mínimo consumo de potencia y el filo debe ser lo
suficientemente resistente para soportar las fuerzas involucradas y para disipar
el
calor
generado
MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS
El mejor material a usar para cierto trabajo es el que producirá la parte
maquinada al menor costo. Las propiedades deseadas en cualquier material
para herramientas incluyen: la capacidad para resistir el ablandamiento a altas
temperaturas, un bajo coeficiente de fricción, buenas cualidades de resistencia
a la abrasión y una tenacidad suficiente para resistir la ruptura. Los principales
materiales empleados en las herramientas de corte son los siguientes:
Aceros de alto carbón: Limitan el contenido de carbón de .8 a 1.2%, estos
aceros tiene una buena templabilidad y con un tratamiento térmico apropiado,
alcanzan una dureza tan grande como cualquiera de las aleaciones de alta
velocidad. A máxima dureza, el acero es muy quebradizo, si se desea algo de
tenacidad se debe obtener a costa de la dureza. La capacidad de penetración
del temple (templabilidad) es baja, limitándose el uso de este acero a
herramientas pequeñas. Debido a que estas herramientas pierden dureza
alrededor de los 300° C, no son convenientes para latas velocidades y trabajo
pesado, restringiéndose su utilidad al trabajo en materiales blandos como la
madera.
Aceros de alta velocidad: Son de alto contenido de aleación, tienen una
excelente templabilidad y mantendrán un buen filo cortante a temperaturas de
cerca de 650° C. La capacidad de una herramienta para resistir al
ablandamiento en altas temperaturas es la dureza al rojo. Estos aceros se
crean añadiendo al acero, 18% de tungsteno y 5.5% de cromo. Otros
elementos de aleación comunes son el vanadio, molibdeno y cobalto. Aunque
hay numerosas composiciones de acero de alta velocidad, todas ellas se
pueden
agrupar
en
las
sig.
tres
clases:
Acero de alta velocidad 18-4-1. Contiene 18% de tungsteno, 4% de cromo y 1%
de vanadio, se le considera uno de los mejores aceros para herramientas de
propósitos
múltiples.
Acero de alta velocidad al molibdeno: Muchos aceros de lata velocidad usan
molibdeno como elemento principal de aleación, ya que una parte substituirá a
dos partes de tungsteno. Los aceros al molibdeno tales como el 6-6-4-2 que
contienen 6% de tungsteno, 6% de molibdeno,4% de cromo y 2% de vanadio,
tienen
una
tenacidad
y
capacidad
cortante
excelentes.
Aceros rápidos superiores: Contienen cobalto añadido en cantidades
comprendidas entre 2 y 15%, puesto que este elemento aumenta la eficiencia
de corte, especialmente a altas temperaturas. Un análisis de este acero
contiene 20% de tungsteno, 4% de cromo, 2% de vanadio y 12% de cobalto.

6. Debido al mayor costo se usa principalmente para operaciones de corte
pesadas que imponen presiones y temperaturas elevadas para la herramienta.
Aleaciones fundidas no ferrosas: Contienen principalmente cromo, cobalto y
tungsteno, con porcentajes menores de uno o más elementos formadores de
carburo como el tantalio, molibdeno o boro, son materiales excelente para
herramientas de corte. Tienen una alta dureza al rojo y son capaces de
mantener buenos filos cortantes en las herramientas, a temperaturas por
encima de los 925° C. Se pueden usar al doble de la velocidad de corte y aun
mantener el mismo avance. Sin embargo, son mas quebradizas, no responden
al tratamiento térmico y se pueden maquinar solamente por esmerilado. Se
pueden formar herramientas intrincadas por medio de vaciado en moldes de
cerámica o de metal y terminando su forma por esmerilado. Sus propiedades
se determinan por el grado de acerado que se da al material al vaciarse. El
rango de elementos en estas aleaciones de 12 a un 25% de tungsteno, de 40 a
50% de cobalto y 15 a 35 de cromo. Se añade carbón en cantidades de 1 a
4%. Estas aleaciones tienen una buena resistencia a la craterización y pueden
resistir mucho mejor que los carburos a las cargas de choque. Para la
eficiencia de corte, están en un rango medio entre los aceros de alta velocidad
y
los
carburos.
Carburos: Se hace solo por la técnica de metalurgia de polvos; los polvos de
metales de carburo de tungsteno y el cobalto se forman por compresión, se pre
sintetizan para facilitar su manejo y acabado de su forma final, se sinterizan en
un horno con atmósfera de hidrógeno a 1550° C y se terminan con una
operación de esmerilado. Las herramientas de carburo que contienen solo
carburo de tungsteno y cobalto (aproximadamente 94% de carburo de
tungsteno y 6% de cobalto), son adecuadas para el maquinado de hierro
fundido y la mayoría de los materiales excepto el acero. El acero no se puede
maquinar debido a que las virutas se pegan o se sueldan a la superficie del
carburo y destruyen pronto la herramienta. Para eliminar esta dificultad, se
añade titanio y carburo de tantalio en adición al incremento de porcentaje de
cobalto (82% de carburo de tungsteno, 10% de carburo de titanio y 8% de
cobalto). Esta composición tiene un bajo coeficiente de fricción y poca
tendencia
al
desgaste
o
caracterización.
La dureza al rojo de los materiales de herramientas de carburo, es superior a
todas las demás, puesto que mantendrá un filo cortante a temperaturas
mayores de 1200° C. Es el material manufacturado mas duro y tiene una
resistencia a la compresión extremadamente alta.
Sin embargo es muy quebradizo, tiene una baja resistencia al choque, y se
debe sujetar muy rígidamente para prevenir la ruptura. El esmerilado es difícil y
se puede hacer solo con carburo de silicio o muelas de diamante. Los ángulos
de salida se deben de mantener a un mínimo. Esto permite velocidades dos o
tres veces mayores que las herramientas de aleaciones fundidas, pero a tales
velocidades se deben de emplear un avance mucho más pequeño. Son
económicos. Las máquinas que emplean herramientas de carburo deben estar
rígidamente construidas, tener una amplia potencia, y tener un rango de
avances
y
velocidades
apropiadas
para
el
material.

7. Carburo microgranular: Es un carburo de tungsteno de alta resistencia, alta
dureza y tamaño de grano fino, que se usa cuando las velocidades de corte
son muy bajas para los carburos normales, pero que las herramientas
convencionales no soportarán por desgaste. Se usan cada vez más en
herramientas
de
formado
y
cuchillas
de
trazas.
Las herramientas de carburo se pueden recubrir con un depósito muy delgado
de .05 a .08 mm de carburo de titanio, óxido de aluminio o nitruro de titanio en
una base de carburo de tungsteno. Estos recubrimientos reducen el calor
causado por el flujo de la viruta sobre la herramienta y los efectos de fusión y
adhesión. Las herramientas recubiertas con óxido de aluminio operan a casi el
doble de la velocidad de corte que cualquier otro recubrimiento. Las
herramientas recubiertas no se recomiendan para piezas que tienen una costra
gruesa
o
inclusiones
de
arena.
Diamantes: Los diamantes usados como herramientas de una sola punta para
cortes ligeros y altas velocidades deben de estar rígidamente soportados
debido a su alta dureza y fragilidad. Se emplean ya sea para materiales difíciles
de cortar con otros materiales para herramientas, o para cortes ligeros de alta
velocidad en materiales blandos, en los que la precisión y el acabado
superficial son importantes. Se usan comúnmente en el maquinado de
plásticos, hule duro, cartón comprimido y aluminio con velocidades de corte de
300 a 1500 m/min. Se usan también para el rectificado de muelas abrasivas,
para pequeños dados de estirado de alambre y en ciertas operaciones de
rectificado y asentado. El diamante policristalino sinterizado y los diamantes
compactos ensamblados en carburo de tungsteno están encontrando uso en
las operaciones de desgaste elevado y maquinado de alta velocidad. Estas
herramientas se usas en tanto para el maquinado de materiales no ferrosos
con alto contenido de silicio como para fibra de vidrio que es muy abrasiva.
Herramientas de cerámica: El polvo de óxido de aluminio, junto con aditivos
de titanio, magnesio u óxido de cromo se mezcla con algún aglutinante y se
transforma con técnicas de metalurgia de polvos, en una herramienta de corte
de inserción. El inserto se sujeta en el porta herramientas o se le adhiere por
medio de una resina epóxica. El material resultante tiene una resistencia a la
compresión extremadamente alta, pero es muy quebradizo. Debido a esto se
debe dar a los insertos una inclinación negativa de 5 a 7° para fortalecer su filo
cortante y deben estar bien soportados por el porta herramienta. El punto de
ablandamiento es mayor de 1100° C y esta característica aunada a su baja
conductividad térmica posibilita a la herramienta a operar a altas velocidades
de corte y a admitir cortes profundos.
Las ventajas son la dureza y la resistencia a altas y bajas temperaturas, alta
resistencia a la compresión, falta de afinidad con el material que se corta,
resistencia a la craterización y una baja conductividad térmica. Su uso esta
limitado solo por su fragilidad, la rigidez, capacidad y velocidad de las
maquinas herramientas convencionales y la dificultad para asegurar el inserto
en su soporte.

8. FORMA DE LA VIRUTA Y SU FORMACIÓN
Se han clasificado en tres tipos. El tipo 1, una viruta discontinua o fragmentada,
representa una condición en la que el metal se fractura en partes
considerablemente pequeñas, delante de la herramienta cortante. Este tipo de
virutas se obtiene por maquinado de la mayoría de metales frágiles, tales como
el hierro fundido y el bronce. En tanto se producen estas virutas, el filo cortante
corrige las irregularidades y se obtiene un acabado bastante bueno. La
duración de la herramienta es considerablemente alta y la falla ocurre
usualmente por desgaste de la superficie de contacto de la herramienta.
También se pueden formar virutas discontinuas en algunos materiales dúctiles
si el coeficiente de fricción es alto. Tales virutas son una indicación de malas
condiciones de corte. Un tipo ideal desde el punto de vista de la duración de la
herramienta y el acabado es el tipo 2 continua simple, que se obtiene en corte
de todos los materiales dúctiles que tienen un bajo coeficiente de fricción; el
metal se deforma continuamente y se desliza sobre la cara de la herramienta
sin fracturarse. Se obtienen a altas velocidades de corte y son muy comunes
cuando el corte se hace con herramientas de carburo. El tipo 3 es de
materiales dúctiles que tienen un coeficiente de fricción considerablemente alto.
En cuanto la herramienta inicia el corte, se aglutina algo de material por delante
del filo cortante a causa del alto coeficiente de fricción. En tanto el corte
prosigue, las virutas fluyen sobre este filo y hacia arriba a lo largo de la cara de
la herramienta. Periódicamente una pequeña cantidad de este filo recrecido se
separa y sale con la viruta y se incrusta en la superficie torneada. Debido a
esta acción el acabado de la superficie no es tan bueno como con el de viruta
2. El filo recrecido permanece considerablemente constante durante el corte y
tiene el efecto de alterar ligeramente el ángulo de inclinación. En tanto aumenta
la velocidad de corte, el tamaño del filo recrecido disminuye y el acabado de la
superficie mejora. Este fenómeno también disminuye, ya sea reduciendo el
espesor de la viruta o aumentando el ángulo de inclinación.
Al aumentar el ángulo de cizallamiento alpha, el porcentaje de calor generado
en el plano de cizallamiento A, disminuirá, pues el flujo plástico del metal se
producirá sobre una distancia más corta. El ángulo de cizallamiento se puede
aumentar aplicando un refrigerante y reduciendo la fricción entre la viruta y la
herramienta adecuadamente. La velocidad de corte tiene el mayor efecto en la
temperatura. Para aumentar la rapidez de desprendimiento de metal, se
prefiere un aumento en el avance a un aumento en la velocidad.
CONTROL DE VIRUTAS
El torneado de producción a alta velocidad, el control y la evacuación de las
virutas son importantes para proteger al operador y a las herramientas. Las
virutas largas onduladas se enredan entre la máquina y la pieza de trabajo.

9. Sus filos cortantes y su resistencia a la tensión hacen que su eliminación del
área de trabajo sea difícil y peligrosa. El rompe virutas ondula y esfuerza a las
virutas de tal manera que se rompen en longitudes pequeñas para facilitar su
remoción
de
la
máquina.
Los
métodos
empleados
incluyen:
1. Esmerilando en la cara de la herramienta a lo largo del filo cortante una
pequeña franja a una profundidad de .38 a .76mm (rompe viruta de tipo
escalonado). Puede ser ya sea paralelo al filo o ligeramente angulado. El ancho
varía de acuerdo al avance, material, velocidad y profundidad de corte y pude
ser
del
rango
de
1.6
a
6.4mm
2. Esmerilando una pequeña muesca de unos .8 mm detrás del filo cortante a
una profundidad de .25 a .5mm. La dimensión para la distancia del filo a la
muesca
y
su
profundidad
dependen
del
avance.
3. Soldando o atornillando una placa delgada de carburo o sujetándola a la
cara de la herramienta. En tanto se forma la viruta, esta golpea al filo de la
placa y se ondula al grado de que se rompe en piezas cortas.
4. La selección correcta de los ángulos de la herramienta que controlen la
dirección de la viruta ondulada, fuerzan a la viruta hacia un obstáculo y la
tensionan
a
su
punto
de
rompimiento.
REFRIGERANTES
Se puede efectuar una mejora en la acción cortante con el uso de sólidos,
líquidos, emulsiones o gases en el proceso de corte. En todas las operaciones
de formado y corte se desarrollarán altas temperaturas como resultado de la
fricción y a menos que se controlen las temperaturas y las presiones, las
superficies metálicas tienden a adherirse unas a otras. Un refrigerante
adecuado
debe
desempeñar
las
siguientes
funciones
útiles:
1. Reducir la acción entre la viruta, la herramienta y la pieza de trabajo
2. Reducir la temperatura de la herramienta y la pieza
3. Deslavar las virutas
4. Mejorar el acabado de la superficie
5. Reducir la potencia requerida
6. Aumentar la duración de la herramienta
7. Reducir la posibilidad de corrosión, tanto en la pieza como en la maquina
8. Ayudar a prevenir la soldadura de la viruta en la herramienta
Un refrigerante debería ser fisiológicamente adecuado para el operador,
inofensivo para la máquina y estable. Deberá tener buenas características de
transferencia de calor; no volátil, no espumante, lubricante y tener una elevada
temperatura de inflamación. Los sólidos que mejoran la capacidad cortante,
incluyen ciertos elementos en los materiales de trabajo, tales como el grafito en
el hierro gris.
Los líquidos son soluciones con base de agua o aceite con ciertos aditivos para
aumentar su efectividad. Los gases incluyen vapor de agua, bióxido de carbono
y aire comprimido.
La mayoría de los refrigerantes se encuentran en estado líquido, debido a que
se pueden orientar sobre la herramienta en el lugar adecuado y reticular
fácilmente.

10. Los refrigerantes químicos son mezclas de componentes químicos disueltos en
agua. Su propósito es enfriar, pero se pueden usar tanto para enfriamiento
como para lubricación. Los agentes químicos empleados son:
1. Aminas y nitritos para la prevención de herrumbre
2. Nitratos para la estabilización de nitritos
3. Fosfatos y boratos para el ablandamiento del agua
4. Jabones y agentes humectantes para la lubricación y para reducir la tensión
superficial
5. Compuestos de fósforo, cloro y azufre para la lubricación química.
6. Cloro para la lubricación
7. Glicoles como agentes agregados y humectantes
8. Germicidas para controlar el crecimiento de bacterias.
Las ventajas del uso de un refrigerante provienen del enfriamiento de la
herramienta y de la reducción de la fricción. Debido a la aspereza tanto de la
viruta como de la pieza maquinada, el refrigerante se puede lanzar en
pequeñas cantidades hacia el filo cortante. La mejor aplicación del refrigerante
es entre la herramienta y la pieza, o si es posible, entre la viruta y la
herramienta. Lo mas efectivo es dirigir el refrigerante a las áreas de interfaz de
la herramienta. La vibración de la pieza y la herramienta ayudan a bombear el
refrigerante al filo cortante. La acción capilar y la vaporización del lubricante
también ayudan a mantener al filo cortante frío y lubricado.
Se usan muchos tipos de refrigerantes, dependiendo de la clase de material
maquinado y del tipo de operación que se efectúa. Refrigerantes no químicos
usados
para
diversos
materiales
comunes:
1. Hierro fundido: aire comprimido, aceite soluble o trabajado en seco
2. Aluminio: Lubricante de keroseno, aceite soluble o agua de sosa.
3. Hierro maleable: En seco o aceite lubricante soluble en agua.
4. Latón: Trabajado en seco, aceite de parafina, o compuestos de aceite de
manteca.
5. Acero: Aceite soluble en agua, aceite sulfurado, o aceite mineral
6. Hiero forjado: Aceite de manteca o aceite soluble en agua.
MAQUINABILIDAD Y ACABADO SUPERFICIAL
La maquinabilidad o facilidad con que se puede cortar un material dado está
generalmente influida por el tipo y la forma de la herramienta de corte usada.
Se expresa en factores tales como la durabilidad de la herramienta, la potencia
requerida para hacer el corte, el costo para desprender cierta cantidad de
material, o las condiciones superficiales obtenidas. En costos de maquinado se
basan únicamente en la duración de la herramienta y los valores de la
maquinabilidad.
Las pruebas de maquinabilidad indican la resistencia del material que se corta
y los resultados son afectados por su composición, dureza, tamaño del grano,
micro estructura, características de endurecimiento por trabajo, el tamaño, el
tipo y rigidez del equipo, propiedades del refrigerante, avance y profundidad de
corte
y
el
tipo
de
herramienta
usada.

11. Los dos factores que más afectan a la maquinabilidad de un metal son la
ductilidad y la dureza. Con forme aumenta la dureza de un metal, la
penetración de la herramienta es más difícil y la maquinabilidad disminuye.
Para la mayoría de los metales, la dureza aumenta en tanto la ductibilidad
disminuye y la elección de un material o un tratamiento térmico es un
compromiso entre las condiciones de servicio deseadas y la maquinabilidad.
Una buena maquinabilidad no significa un buen acabado superficial; sino que
se refiere más bien a la economía asociada con el desprendimiento del metal.
Los factores que mejoran el acabado superficial son los cortes ligeros,
pequeños avances, velocidades de corte altas, fluidos cortantes, puntas
redondas de las herramientas y mayores ángulos de inclinación en
herramientas bien afiladas. Hay tres pruebas que se usan para dar amplios
valores
de
maquinabilidad:
1. Una herramienta fija para cepillar se coloca para cortar a una profundidad y
avance predeterminados. La velocidad a la que tal herramienta puede funcionar
y aun tener una duración de 60 min es una medida de maquinabilidad.
2. El grado de desgaste de una herramienta de corte se determina por
inspección o por medio de métodos radiactivos. Los grados de desgaste bajos
indican buena maquinabilidad de la pieza de trabajo. No es adecuado para
herramientas
de
carburo
o
cerámica.
3. Se emplea un dinamómetro para registrar las fuerzas en la herramienta para
un conjunto de condiciones dadas. El material que se puede tornear a la más
alta velocidad, antes de producir una fuerza arbitraria en el dinamómetro tendrá
mejor maquinabilidad.
USO DE TABLAS FÍSICAS Y QUÍMICAS
TERMODINÁMICA DE CORTE DE METALES.
Material de la
herramienta
Acero
aleado
ASOCIADAS
A
LA
Propiedades
Es un acero con entre 0,5 a 1,5% de concentración de
carbono. Para temperaturas de unos 250 º C pierde su dureza,
no 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).
Contiene como elementos aleatorios, además del carbono,
adiciones de wolframio, cromo, vanadio, molibdeno y otros.
Hay aceros débilmente aleados y aceros fuertemente aleado.
El acero rápido (SS) es un acero fuertemente aleado. Tiene
una elevada resistencia al desgaste. No pierde la dureza hasta
Acero aleado
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

12. 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 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 muy finos en máquinas
especiales. Los bordes afilados generalmente no se
recomiendan. El diamante es muy duro y no se desgasta.

13. DURACIÓN DE LA HERRAMIENTA
Es un factor importante, pues se pierde un tiempo considerable siempre que
una herramienta se afila y se monta nuevamente. La duración de la
herramienta es una medida de la cantidad de tiempo en que una herramienta
cortará satisfactoriamente, y como la maquinabilidad, se puede medir de
diversas maneras. El desgaste en una herramienta es evidente en dos lugares.
Uno es el flanco de la herramienta, en donde una pequeña superficie, que se
extiende desde la punta hasta alguna distancia por debajo, se desgasta. En las
herramientas para alta velocidad, se considera que se ha producido una falla si
esta superficie se ha desgastado 1.58 mm, y para las herramientas de carburo
.76 mm. También se produce desgaste en la cara de la herramienta en la forma
de un pequeño cráter o depresión por detrás de la punta; esta depresión resulta
de la acción de abrasión de la viruta al pasar sobre la cara de la herramienta.
La duración de la herramienta disminuye en tanto aumenta la velocidad de
corte. Las curvas de la duración de la herramienta se trazan como la duración
de la herramienta en minutos, contra la velocidad de corte en metros por
minuto o en centímetros cúbicos del metal desprendido.
En algunos casos se determina la duración por mediciones en el acabado
superficial y en otros por el aumento de la fuerza sobre un dinamómetro.
Cuando se traza la velocidad de corte como función de la duración de la
herramienta sobre escalas logarítmicas resulta una línea recta.
Causas
en
el
deterioro
de
la
herramienta:
Afilado incorrecto de los ángulos de la herramienta: Los ángulos de corte
dependen de los materiales a cortar; sus valores se han registrado en
manuales,
literatura
de
fabricantes
y
otras
fuentes.
Perdida de la dureza de la herramienta: Ocasionada pro el excesivo calor
generado en el filo cortante; esta situación se remedia con el uso de
refrigerantes
o
reduciendo
la
velocidad
de
corte.
Rompimiento o astillamiento del filo cortante: Esto puede ser causado al hacer
un corte demasiado fuerte o por un ángulo de filo demasiado pequeño.
Desgaste natural y abrasión: Todas las herramientas se desafilan por abrasión.
Este proceso se acelera por el desarrollo de un cráter justamente por detrás del
filo cortante. Este efecto se puede reducir con una adecuada selección del
material
de
la
herramienta.
Fractura de la herramienta por una carga pesada: Esta condición se reducirá
materialmente si las herramientas cortantes se sujetan rígidamente con un
voladizo
mínimo.
VELOCIDADES DE CORTE Y AVANCES
La velocidad de corte se expresa en metros por minuto y en un torno es la
velocidad superficial o velocidad a la que la pieza pasa al cortador. Para
mantener una velocidad de corte recomendada es necesario aumentar
materialmente las revoluciones conforme el diámetro disminuye.

14. El término Avance se refiere a la velocidad a que una herramienta cortante o
una muela de rectificar se desplaza a lo largo o en la superficie de la pieza de
trabajo. Para las máquinas en las que gira la pieza, el avance se experimenta
en milímetros por revolución; para las maquinas en las que la herramienta o
pieza son alternativas, se expresa en milímetros por golpe; y para piezas fijas y
herramientas giratorias se expresa en milímetros por revolución de la
herramienta.
Los siguientes factores necesitarán un avance reducido para una herramienta
dada: La velocidad de corte muy elevada, una pieza más dura, una pieza más
dúctil, menos refrigerante, desafilado de la herramienta o una rigidez reducida
en la pieza o en la maquina.
SEGURIDAD INDUSTRIAL Y EL DESPRENDIMIENTO DE VIRUTAS EN EL
PROCESO DE MANUFACTURA.
El ingeniero industrial observa a la manufactura como un mecanismo para la
transformacion de materiales utiles para la sociedad. Tam,bien es considerada
como la estructuracion y organización de accionesque permiten a un sistema
lograr una tarea determinada.
Considerando que de los ingenieros industriales una de sus actividades
fundamentales en los sistemas productivos es la planeación de los procesos y
que en ellos debe cuidar que la producción sea económica y eficiente. Este
profesional adquiere un conjunto de responsabilidades, de las cuales deberá
siempre estar pendiente. A continuación se presentan algunas de estas
responsabilidades:
Diseño de los sistemas productivos
Planeación
Control y la retroaliementación en los sistemas
Seguridad
Control de calidad
Control de la contaminación ambiental
CONCLUSIÓN

15. Al finalizar este trabajo puedo decir que se conoce como herramientas de corte
atodas aquellas herramientas que funcionan a través de arranque de viruta,
estoquiere decir que las herramientas de corte son todas aquellas herramientas
quepermitan arrancar, cortar o dividir algo a través de una navaja
filosa.Estasherramientas de corte son de mucha utilidad, sobre todo en la
industria, como loson la maderera, la textil, en la construcción.Este tipo de
herramientas debe contar con ciertas características para poder serutilizables y
realmente eficaces en su desempeño:Las herramientas de corte deben ser
altamente Las herramientas de corte deben conservar su resistentes a
desgastarse. Deben tener buenas propiedades filo aun en temperaturasmuy
elevadas. Debe ser una Deben tener un bajo coeficiente de fricción de
tenacidad Alta herramienta que no necesite volverse a afilar constantemente
resistencia a los choques térmicos
BIBLIOGRAFÍA

16. 1. José Aguilar Peris, “Curso de Termodinámica”, Pearson Educación, S.A.,
Edición 2001.
3. David R. Gaskell, “IntroductiontotheThermodynamics of Materials”, Taylor &
Francis,
3ª edición, 1995.
4. David R. Gaskell, “IntroductiontoMetallurgicalThermodynamics”, McGraw-Hill,
1973