Este documento describe los procesos de desgaste y falla de las herramientas de corte utilizadas en operaciones de mecanizado. Explica que las herramientas están sujetas a altas fuerzas, fricción y temperaturas durante el corte, lo que puede causar tres tipos de falla: fractura, elevación de la temperatura o desgaste gradual. Luego detalla los mecanismos de desgaste como abrasión, adhesión, difusión y reacciones químicas que afectan principalmente las caras de desprendimiento e incidencia de

1. PROCESOS DE MANUFACTURA II
(TEORÍA) LAPSO 2022-2
Prof. Msc. Omar Camargo

2. INTRODUCCIÓN
En las operaciones de mecanizado las herramientas de corte
están sometidas a condiciones de corte adversas como son grandes
esfuerzos mecánicos, fricción entre distintos materiales, en algunos
casos con durezas bastante elevadas y muy altas temperaturas
producidas por el rozamiento.

3. TECNOLOGÍA DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE
• Las operaciones de maquinado se realizan usando herramientas
de corte.
• Las altas fuerzas y temperaturas durante el maquinado crean un
ambiente muy agresivo para la herramienta.
• Las fuerzas de corte demasiado grandes fracturan la
herramienta.
• Si la temperatura de corte se eleva demasiado, el material de la
herramienta se ablanda y falla.
• Si ninguna de estas condiciones ocasiona falla de la herramienta,
de cualquier manera hay una acción continua de desgaste de la
herramienta de corte que la conduce finalmente a la falla.
La tecnología de las herramientas de corte tiene dos aspectos
principales: el material de la herramienta y la configuración
geométrica de la herramienta.

4. Hay tres formas posibles de falla en una herramienta de corte en
maquinado:
1. Falla por fractura. Este modo ocurre cuando la fuerza de corte se
hace excesiva en la punta de la herramienta, causando una falla
repentina por fractura.
2. Falla por temperatura. Esta falla ocurre cuando la temperatura de
corte es demasiado alta para el material de la herramienta, causando
ablandamiento en la punta, deformación plástica y pérdida de filo en el
borde.
3. Desgaste gradual. El desgaste gradual del borde cortante ocasiona
pérdida de la forma de la herramienta, reducción en la eficiencia del
corte, desgaste acelerado conforme la herramienta se deteriora
demasiado y por último falla final de la herramienta en una manera
similar a la falla por temperatura.

5. Falla por fractura

6. Falla por temperatura

7. Falla por temperatura

8. De estos mecanismos de fallo el más deseable es el desgaste
gradual, debido a que es el único en el que se puede estimar la vida
útil de la herramienta y sustituir esta sin afectar a la producción. Sin
embargo, los fallos por fractura son impredecibles y repentinos por lo
que afectan a la pieza sobre la que se está trabajando bien dejándola
inservible o bien recuperable iniciando de nuevo la operación donde
se produjo el fallo constituyendo una pérdida de tiempo y un
incremento de costes de producción. El fallo por temperatura es
impredecible pero no es tan repentino, se puede percibir previamente
al fallo por un cambio de color de la herramienta.
Desgaste gradual

10. El desgaste gradual se produce principalmente en dos zonas de la
herramienta, en la cara de desprendimiento y en la cara de
incidencia principal.
• En la primera de ellas el desgaste se produce con forma de
cráter producido por la fricción que se genera entre la viruta
generada durante la operación al incidir sobre dicha superficie,
tal y como se muestra en la figura

11. • La segunda es sobre la cara de incidencia el desgaste se
aprecia como una banda de desgaste que es una zona
contigua al filo de corte en la que el material se ha perdido
debido al rozamiento con la pieza, ver figura

12. DESGASTE DE LA HERRAMIENTA
Los mecanismos que generan desgaste a nivel de las interfaces
herramienta-viruta y herramienta-trabajo en el maquinado pueden
resumirse como sigue:
Abrasión. Ésta es una acción de desgaste mecánico debido a que las
partículas duras en el material de trabajo rayan y remueven pequeñas
porciones de la herramienta. Esta acción abrasiva ocurre tanto en el
desgaste del flanco como en el desgaste de cráter, pero predomina en el
desgaste del flanco.

13. Adhesión. Cuando dos metales entran en contacto a alta presión y
temperatura, ocurre la adhesión o soldado entre ellos. Estas condiciones
están presentes entre la viruta y la superficie de inclinación de la
herramienta. A medida que la viruta fluye a través de la herramienta, se
rompen pequeñas partículas de la herramienta y se separan de la
superficie, provocando el desgaste de la superficie.
DESGASTE DE LA HERRAMIENTA

14. Difusión. La difusión es un intercambio de átomos a través de un límite de
contacto entre dos materiales. En el caso del desgaste de la herramienta, la
difusión ocurre en el límite herramienta-viruta y ocasiona que la superficie
de la herramienta quede agotada por los átomos que le imparten su dureza.
Conforme este proceso continúa, la superficie de la herramienta se vuelve
más susceptible a la abrasión y a la adhesión. Se cree que la difusión es el
principal mecanismo de desgaste en cráter.
DESGASTE DE LA HERRAMIENTA

15. Reacciones químicas. Las altas temperaturas y superficies limpias
en la interfaz herramienta-viruta en el maquinado a altas
velocidades puede dar como resultado reacciones químicas, en
particular, la oxidación, en la superficie de inclinación de la
herramienta.
La capa oxidante, que es más suave que el material de la
herramienta homóloga, es cortada, exponiendo el nuevo material
a que soporte el proceso de reacción.

16. Deformación plástica. Otro mecanismo que contribuye al desgaste de
la herramienta es la deformación plástica del borde cortante. Las
fuerzas de corte que actúan en el borde de corte a altas temperaturas
hacen que éste se deforme plásticamente, haciéndolo más vulnerable
a la abrasión de la superficie de la herramienta. La deformación
plástica contribuye principalmente al desgaste del flanco.
DESGASTE DE LA HERRAMIENTA