descripción de cortes de metales

1. 1
República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Puerto Ordaz
Cátedra: Proceso de Manufactura
Escuela 45 Sección “S”
PROCESO DE MANUFACTURA
Ciudad Guayana, 25 Junio de 2016
Autor: Baquero NohelisProfesor: Alcides Cádiz

2. 2
Índice
Introducción...........................................................................................................................3
1. La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de herramientas de
corte, donde existe desprendimiento de viruta. ..............................................................4
2. Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura en el
proceso de manufactura. ....................................................................................................7
3. Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte de
metales. (incluir las tablas sus análisis y ejemplos).......................................................8
4. Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de
manufactura. .........................................................................................................................9
Conclusión...........................................................................................................................11
Bibliografía ..........................................................................................................................12

3. 3
Introducción
En este trabajo se va a dar a conocer de forma breve y sencilla el corte de
metales, tradicionalmente este se realiza en tornos, taladradoras, y fresadoras en
otros procesos ejecutados por maquinas con el uso de varias herramientas
cortantes.
También cabe destacar como característica mas resaltante el trabajo que estas
maquinas o herramientas cortantes realizan trae como consecuencia el
desprendimiento de virutas, trayendo como consecuencia el uso de equipo de
protección personal para evitar daños al ser humano y dispositivos.

4. 4
1. La termodinámica en el corte de metales, mediante el uso de
herramientas de corte, donde existe desprendimiento de viruta.
Corte de metales es la operación mediante la cual una pieza que tiene su forma y
dimensiones definidas, es separada del resto del material por medio de
herramienta o maquinarias.
Existente dos tipos de cortes:
 Con arranque de virutas (corte con sierra. torneado, fresado, taladro, etc.)
 Sin arranque de viruta (cizallado, corte por oxigeno, corte por plasma, etc.)
La viruta es un fragmento de material residual con forma de lámina curvada o
espiral que se extrae mediante un cepillo u otras herramientas, tales como brocas,
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.
Tipos de virutas
Según su tipo:
 Discontinua.
 Continua.
 Continúa con protuberancias.
Según su clase
 Plástica.
 Cortada
 De arranque.
Según su forma
 Forma de agujas, virutas desmenuzadas, forma de bastoncitos, trozos
espirales o helicoidales, etc.
La termodinámica en el corte de los metales de viene dando por la energía
mecánica puesta en juego en los procesos de corte puede descomponerse en los
términos siguientes (Groover, 1997):
− Energía de deformación elástica
− Energía de deformación plástica
− Energía de rozamiento

5. 5
De estas energías, la primera es almacenada por el material y no genera calor,
mientras que las otras dos son de carácter disipativo, ya que las deformaciones
plásticas producen rozamientos internos y originan la transformación de la energía
mecánica en calorífica.
Es importante conocer el aumento de temperatura por los siguientes fenómenos
(Trent, 2000):
a) Una temperatura excesiva afecta negativamente la resistencia, dureza y
desgaste de la herramienta de corte.
b) Al aumentar el calor se provocan cambios dimensionales en la parte que se
maquina y dificulta el control dimensional.
c) El calor puede inducir daños térmicos en la superficie mecanizada que afectan
negativamente sus propiedades.
d) La misma máquina herramienta se puede exponer a temperaturas elevadas y
variables causando su distorsión y, en consecuencia, mal control dimensional de
la pieza.
En lo que respecta al fenómeno de generación de calor se pueden considerar tres
zonas diferentes que se pueden en la Figura 1, en las que se alcanza un mayor
incremento de temperatura.
Figura 1 Zonas térmicas en el corte (AMS Handbook, 1995)
La primera de ellas (zona I) engloba el plano o la zona de deslizamiento, que es
aquélla en la que se produce un rozamiento interno del material de la pieza que
está siendo deformado.
La segunda zona (zona II) se localiza en la cara de desprendimiento de la
herramienta y aparece como consecuencia del rozamiento entre ésta y la viruta.

6. 6
Boothroyd (2002) señaló que la distribución de calor (Figura 2.) varía de forma
lineal a lo largo de la cara de contacto herramienta-viruta partiendo de un valor
proporcional a la relación velocidad de la viruta y el máximo espesor de ésta.
La fuente de calor que sí es tenida en cuenta a lo largo de esta zona es la
propiciada por la fricción entre material y herramienta y el valor de la energía por
unidad de tiempo (potencia) que se genera por este concepto viene dado por el
producto de la fuerza de fricción y la velocidad de la viruta.
Finalmente aparece una tercera zona (zona III) en las inmediaciones de la cara de
incidencia de la herramienta debida al rozamiento aparecido entre ésta y la
superficie ya mecanizada de la pieza.
Figura 2 Calor producido en las diferentes zonas térmicas (Kalpakjian et al., 2002)
El calor generado en las zonas I y III afecta fundamentalmente a la pieza que, tal y
como ha sido indicado, presenta mayores posibilidades de evacuación del mismo
por conducción hacia el interior y por convección hacia el ambiente exterior
(Kalpakjian et al., 2002).
La zona más crítica es la zona II puesto que, aunque el calor generado se
distribuya entre la viruta y la herramienta, la parte correspondiente a la
herramienta resulta más difícil de eliminar y va acumulándose a medida que se
desarrolla el proceso.
Un efecto muy nocivo derivado del incremento de temperatura es el conocido
como "filo recrecido", cuya aparición depende además de los materiales de pieza y
herramienta. El filo recrecido consiste en la deposición progresiva de material de la
pieza sobre la cara de desprendimiento de la herramienta. Este material queda
adherido por soldadura y modifica la geometría de la herramienta de forma tal que
se hace necesario detener el proceso y proceder a la eliminación del recrecimiento
antes de proseguir (Groover, 1997).
La distribución particular de temperaturas dependerá de factores como el calor
específico y la conductividad térmica de los materiales de la herramienta y de la

7. 7
pieza, la velocidad de corte, profundidad de corte y la clase de fluido de corte que
se usa (Figura 3).
Figura 3 Distribución típica de temperaturas en la zona de corte (Kalpakjian et al., 2002)
Se pueden determinar las temperaturas y su distribución en la zona de corte
mediante termopares embebidos en la herramienta y/o la pieza. Esta técnica se ha
aplicado con éxito, aunque implica esfuerzos considerables. Es más fácil
determinar la temperatura promedio con la fuerza electromotriz térmica en la
interfase herramienta-viruta.
Hay que mencionar (Kalpakjian et al., 2002) que el 80% de la temperatura lo
absorbe la viruta, un 10% es absorbido por la pieza de trabajo y el otro 10% lo
absorbe la herramienta de corte. Para disminuir el incremento de temperatura de
la herramienta durante el proceso de mecanizado se utilizan los denominados
fluidos de corte. Estos actúan, bien mediante una disminución del coeficiente de
rozamiento (lubricación), bien permitiendo una mayor posibilidad de evacuación
del calor generado (refrigeración).
Ambos efectos, lubricación y refrigeración, suelen actuar simultáneamente. Según
predomine uno u otro puede establecerse una subdivisión entre los fluidos de
corte. Aquellos fluidos de corte en los que predomina el efecto de lubricación están
constituidos mayoritariamente por aceites minerales, y suelen emplearse en
procesos con velocidades de corte relativamente bajas (escariado, brochado etc.).
En los que predomina la refrigeración (taladrinas) su constitución mayoritaria es
agua con la adición de aceites minerales solubles bien disueltos o bien en
emulsión.
2. Importancia de las variables de corte, calor, energía y temperatura en el
proceso de manufactura.
La fuerza de corte generada con una velocidad representa una determinada
cantidad de energía. Esta es consumida en el trabajo de deformación y de
cizallamiento para generar la viruta. Por otra parte, parte de la energía es utilizada

8. 8
para formar la viruta por consiguiente, puede suponerse que toda la energía es
convertida en calor.
Las principales regiones donde ocurre la conversión de energía y el calor es
generado durante el proceso de corte. En primer lugar el calor es producido en la
zona de deformación primaria debido a la deformación plástica realizada en el
plano de cizalladura. El calentamiento local en esta zona resulta en elevadas
temperaturas, por lo que se suaviza el material permitiendo una mayor
deformación.
La interacción de estas variables permiten eliminar en forma de viruta, porciones
de metales de la pieza a trabajar, con el fin de obtener piezas con medidas,
formas y acabados deseados.
3. Uso de tablas físicas y químicas asociadas a la termodinámica de corte
de metales. (incluir las tablas sus análisis y ejemplos)
Las herramientas de corte deben poseer ciertas características específicas, entre
las que se destacan: resistencia mecánica, dureza, tenacidad, resistencia al
impacto, resistencia al desgaste y resistencia a la temperatura (porque en un
proceso de mecanizado con herramientas tradicionales se cumple que tª
herramienta > tª pieza > tª viruta. Con 54 herramientas más avanzadas consiguen
concentrar el aumento de temperatura en la viruta). La selección de la herramienta
de corte va a depender de la operación de corte a realizar, el material de la pieza,
las propiedades de la máquina, la terminación superficial que se desee, etc.
Para cumplir con cada uno de estos requerimientos han surgido herramientas
formadas por diferentes aleaciones. Los materiales para las herramientas de corte
incluyen aceros al carbono, aceros de mediana aleación, aceros de alta
resistencia, aleaciones fundidas, carburos cementados, cerámicas u óxidos y
diamantes. Para conocer las aleaciones de aceros para herramientas hay que
saber las funciones que cumplen cada uno de los elementos que forman la
aleación.
Los elementos se agregan para obtener una mayor dureza y resistencia al
desgaste, mayor resistencia al impacto, mayor dureza en caliente en el acero, y
una reducción en la distorsión y pandeo durante el templado.
a) Aceros al alto carbono
Los aceros al alto carbono se han usado desde hace más tiempo que los demás
materiales. Se siguen usando para operaciones de mecanizado de baja velocidad
y para algunas herramientas de corte para madera y plásticos. Son relativamente

9. 9
poco costosos y de fácil tratamiento térmico, pero no resisten usos rudos o
temperaturas mayores de 350 a 400°F (175 a 200°C).
Tabla 1 Materiales comúnmente empleados en las herramientas de corte (Devries, 1992)
4. Seguridad industrial y el desprendimiento de virutas en el proceso de
manufactura.
Es todo aquel conjunto de normas, reglamentos, principios, legislación que se
establecen a objeto de evitar los accidentes laborales y enfermedades
profesionales en un ambiente de trabajo Por ende en todo proceso de
manufactura donde exista desprendimiento de viruta no se está exento de sufrir
algún accidente ocupacional. Uno de los equipos comunes en los procesos de
manufactura es el torno y al este ser utilizados se debe tomar en cuenta las
siguientes generalidades.
 Los interruptores y las palancas de embrague de los tornos, se han de asegurar
para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas involuntarias han
producido muchos accidentes.
 Las ruedas dentadas, correas de transmisión, acoplamientos, e incluso los ejes
lisos, deben ser protegidos por cubiertas.
 El circuito eléctrico del torno debe estar conectado a tierra. El cuadro eléctrico al
que esté conectado el torno debe estar provisto de un interruptor diferencial de
sensibilidad adecuada. Es conveniente que las carcasas de protección de los
engranes y transmisiones vayan provistas de interruptores instalados en serie, que
impidan la puesta en marcha del torno cuando las protecciones no están cerradas.

10. 10
 Las comprobaciones, mediciones, correcciones, sustitución de piezas,
herramientas, etc.
Protección personal
 Para el torneado se utilizarán gafas de protección contra impactos, sobre todo
cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos
 Asimismo, para realizar operaciones de afilado de cuchillas se deberá utilizar
protección ocular Para evitar en contacto con la viruta
 Las virutas producidas durante el mecanizado, nunca deben retirarse con la
mano.
 Para retirar las virutas largas se utilizará un gancho provisto de una cazoleta que
proteja la mano. Las cuchillas con romper virutas impiden formación de virutas
largas y peligrosas, y facilita el trabajo de retirarlas.
 Las virutas menudas se retirarán con un cepillo o rastrillo adecuado.

11. 11
Conclusión
En este trabajo se ha llevado a cabo un completo estudio de los principales
modelos utilizados para relacionar las variables del proceso de corte (vida útil de la
herramienta, componentes de las fuerzas y temperaturas en la zona de corte), con
los parámetros del régimen de corte (profundidad, velocidad de avance y
velocidad de corte). También se ha estudiado el comportamiento y las
propiedades mecánicas del material a mecanizar a tener en cuenta y también los
materiales comúnmente empleados en las herramientas de corte. Se ha
establecido también la extensa terminología y nomenclatura a utilizar a lo largo del
desarrollo de este documento.
Se puede concluir que el proceso de corte de metales tiene muchas variantes, y
que es importante conocerlas para aplicar el mejor tipo de corte al metal. Asi como
también conocer todos los factores que intervienen en el proceso de corte, y asi
dicho proceso sea exitoso.

12. 12
Bibliografía
 Boothroyd, G. 2002 “Fundamentos del corte de metales y de las máquinas
Herramientas” McGrawHill.
 Groover, M. 1997 “Fundamentos de manufactura moderna, materiales,
procesos y sistemas” Editorial Prentice Hall.
 Kalpakjian, S.; Schmid, S. 2002 “Manufactura, ingeniería y tecnología”
Pearson Educación. ISBN: 970-26-0137-1 Versión en español de la obra
“Manufacturing Engineering and Technology, Fourth Edition”.
 Trent, E.; Wright, P. 2000 “Metal Cutting” Butterworth-Heinemann, 225
Wildwood Avenue, Woburn.
 http://www.monografias.com/trabajos14/maq-herramienta/maq-
herramienta.shtml