Unit 3

1. PROCESOS DE CORTE CON
MAQUINAS Y HERRAMIENTAS
UNIDAD III

2. Maquinado
Es el arranque de metal en forma de virutas o partículas
de un semiproducto previamente concebido, utilizando
máquinas-herramientas cortantes adecuadas, para
conseguir la geometría deseada y las especificaciones
planteadas.

3. Maquinabilidad
Es la aptitud de metales o aleaciones, para ser
conformados por mecanización en máquinas-
herramientas o sea por arranque de material en
condiciones económicamente viables.
• Composición química del
material.
• ƒTipo de microestructura.
• ƒInclusiones.
• ƒDureza y resistencia.
• ƒDuctilidad y acritud.
• ƒTamaño del grano.
• ƒConductividad térmica.

4. • Exactitud Dimensional
• Formas Internas y Externas
• Económico (pocas piezas)
Ventajas Desventajas
• Desperdicio de material
• Tiempo de operación
• Mano de obra calificada

5. Operaciones de Maquinado
Desbaste Acabado Rectificado
Eliminar material en el
menor tiempo posible.
Aproximar dimensiones
finales de la pieza.
Arranque en el orden de
milímetros o décimas de
milímetros.
Obtener dimensiones
finales de la pieza y
poca rugosidad en la
superficie. Arranque en
el orden de centésimas
de milímetros.
Obtener medidas muy
precisas y buen acabado
superficial. Arranque en
el orden de milésimas de
milímetros.

6. Tipos de Maquinado
Convencional
No Convencionales
La eliminación de
material se realiza
fundamentalmente por
medios mecánicos
La eliminación de material se
debe otros medios como
eléctricos, físico-químico, etc.
• Oxicorte
• Corte por Láser
• Corte por Plasma
• Corte por Chorro de Agua
• Maquinado Químico
• Electroerosión
•Taladrado
•Torneado
•Fresado
•Aserrado
•Limado
•Mortajado
•Bruñido
•Rectificado
•Cepillado
•Brochado
•Mandrinado
•Trepanado

7. Viruta
La viruta es un fragmento de material residual
con forma de lámina curvada o espiral. Se
suele considerar un residuo de las industrias
madereras o del metal; no obstante tiene
variadas aplicaciones.

8. Tipos de Viruta
Viruta de Elementos
•Materiales Duros (aceros duros)
•Baja Velocidad de Corte
Viruta Escalonada
•Materiales Dureza Media (Aluminio)
• Velocidad Media de Corte
Viruta Fluida
•Materiales Blandos (Cu, Pb, Sn)
• Alta Velocidad de Corte
Viruta Fraccionada •Materiales poco plásticos (Bronce)

9. Movimientos Del Trabajo
• De Corte: Dirección en la que se produce el corte
• De Avance: Movimiento que realiza la pieza respecto
a la herramienta.
• De Penetración: Profundidad

10. Velocidad de Corte
La velocidad con que se produce el
movimiento de corte.
Material A mayor dureza se usa menor velocidad
Viruta Mayor sección a menor velocidad
Herramienta A mayor velocidad mayor desgaste

11. Ángulos Característicos
Ángulo de
Incidencia (α)
El ángulo que forma la
herramienta con la
superficie. Tiene como
misión disminuir el
rozamiento entre la
herramienta y el material.
Ángulo de Filo
(β)
Está formado por las dos
caras de la cuña de la
herramienta, dando la
facilidad de penetración
en el material
Ángulo de
Ataque (δ)
Es el comprendido entre
la cara de ataque y un
plano perpendicular a la
superficie de trabajo.
Ayuda a la salida de
viruta.
Ángulo de Corte α +β
Entre menor sea el ángulo de corte
la penetración será mayor.

12. Elementos de un Proceso de Maquinado
• Herramienta
• Máquina
• Pieza: Representa al material que es
objeto de la transformación durante la
ejecución del proceso.
• Utilaje: Es todo conjunto que cumple
misiones de posicionamiento, fijación o
cualquier otra función auxiliar.
• Sistema de control: Engloba los
dispositivos para controlar los
desplazamientos. (Botones, palancas de
control, etc.)

13. Herramienta
Es el elemento que entra en contacto directo
con la pieza y produce la eliminación del
material sobrante de la preforma
Herramienta de Filo único Herramienta de Filo Múltiples

14. Propiedades de las Herramienta
• Garantizar la obtención de medidas
precisas y superficies bien acabadas.
• ƒMecanizar cualquier tipo de material.
• ƒOfrecer máximo rendimiento con el
mínimo desgaste.
• Disponer de una larga duración del filo
de corte.
• Lograr que la viruta salga fácilmente.
• ƒCapaz de absorber elevadas
temperaturas.
• ƒSoportar grandes esfuerzos de corte sin
deformarse.
• ƒResistentes al desgaste.

15. Materiales para
Herramientas
Tipo Siglas Composición Aplicaciones
Aceros al Carbono S Entre 0.6% y 1.6% de C Herramientas Manuales
Aceros Rápidos HS
Aceros con W, V, Cr y
Mo
Metálicos en general
Aceros súper rápidos HSS
Igual que HSS pero con
Co
Metálicos en general
Metales Duros HM
Aleaciones cuya base
es W, V, Cr y Mo
Metálicos en general
Cermets CT
Cerámico + Metal (TiC,
TiN)
Acero Inoxidable,
Fundiciones
Nitruro de Boro Cúbico CBN
Material Artificial
creado por GE
Acero Templado
Diamante Policristalicno PCD
Fabricado a partir de
polvo de diamantes
No Ferrosos y No
metálicos

16. Taladrado
Proceso para realizar
agujeros pasantes o
ciegos en las piezas.
Movimiento
de Corte
Herramienta
Rotatorio
Movimiento
de Avance
Herramienta
Rectiníleo
Es un proceso de corte continuo
cuyo problema mayor es la
extracción de viruta del fondo

17. Tipos de Taladro
Portátil
Berbiquí Manual
El diámetro máximo de las
brocas permisibles es de 5 mm.
Sólo para materiales de poca
dureza.
Diámetro máximo de broca 10 mm.
Tienen problemas en la precisión de
los orificios ejecutados.

18. Tipos de Taladro
De Banco
Taladro Radial
Taladro en Serie
Puede ejecutar barrenos hasta de 30 mm.
Taladro Multiple

19. Broca
Es una herramienta cilíndrica de corte giratoria la cual tiene
uno o más bordes de corte con sus correspondientes ranuras
las cuales se extienden a lo largo del cuerpo de la broca. Las
ranuras sirven de canales para la evacuación de las virutas así
como para la adición del fluido de corte.

20. Ángulo de
Hélice
Canales
Paso
Diámetro
Punto Muerto Filo Cortante
ó Labio

21. Tipos de Brocas
• Son las de uso más común.
• Sus diámetros fluctúan desde 0.15 mm hasta 75 mm.
• La rotación y el avance de la broca producen un movimiento relativo
entre los filos cortantes y la pieza de trabajo
• En la punta de la broca no hay corte. Sino que empuja el material del
centro hacia los lados cuando penetra dentro del agujero
Broca Helicoidal
• Suelen estar constituidas por una barra cilíndrica o cónica, uno de
cuyos extremos está provisto de una punta triangular de metal duro.
• Se emplea para taladrar el vidrio, hierro fundido, el latón y el bronce.
Broca Plana
• Estas brocas a diferencia de las anteriores, tiene sus aristas de corte
planas, y solamente llevan una pequeña punta en el centro, que
proporciona un guiado correcto de la broca durante el trabajo
Broca de Centros

22. Tipos de Brocas
• Las brocas rectas son las que se emplean para taladrar agujeros largos
Broca Recta
• Se emplean para el taladrado de agujeros profundos.
• Generalmente sólo se usan en máquinas especiales de taladrar .
Broca Media Caña
• Estas herramientas pueden tener dos o más diámetros, los
cuales se producen afilando varios escalones sucesivos en los
márgenes de una broca común.
Broca Escalonada
• Consisten en una corona dentada en cuyo centro suele haber fijada
una broca convencional que sirve para el centrado y guía del orificio.
Brocas Corona

23. Problemas en las Brocas
La broca se
rompe
Punta mal afilada
Avance alto
Viruta atascada
Flexión en la montura
Se despostillan
los filos de
corte
Velocidad de corte alta
Avance alto
Mala Lubricación
Puntos duros en el metal
La broca no
penetra el
material
Broca Desafilada
Punto muerto muy grueso
Broca Inadecuada
Una gran viruta sale
de un canal y una
pequeña, sale de
otro canal
Un labio esta haciendo
todo el trabajo

24. Escariado
Procesos de Taladrado
Roscado Int.
Abocardado Avellanado Centrado
Barrenado

25. Recomendaciones
• Marcar el centro del orificio a realizar.
• Sujetar firmemente la pieza a trabajar.
• Apagar la máquina para cambio de
broca.
• Verificar el largo de la broca.
• Avanzar Progresivamente.
• Para agujeros pasantes colocar una
madera bajo la pieza
• No presionar el taladro a la pieza.

26. 1000
nD
v


Velocidad de Corte
Se trata de realizar un agujero 24mm en una
placa de aluminio. Hallar en número de
revoluciones por minuto de la broca.

27. Torneado
Es un proceso que permite la transformación de un
sólido indefinido, haciéndolo girar alrededor de su
eje (sólido de revolución) y arrancándole material
periféricamente a fin de obtener una geometría
definida.
Movimiento de Corte
•Rotatoria en la Pieza
Movimiento de Avance
•Rectilíneo por la herramienta
Movimiento de Profundidad
•Rectilíneo por la herramienta

28. Partes del Torno
Carro Transversal
Carro PortaherramientaPlato ContrapuntoEje PrincipalCabezal
Carro Longitudinal
Bancada

29. Accesorios
Platos Pinzas de Apriete
Contrapuntos Lunetas

30. Buril (Cuchillas)
Herramienta manual de corte o marcado formada
por una barra de acero templado terminada en
una punta con un mango en forma de “manija”.
Vástago
Cortante
Principal
Cortante
Secundario
Cara
Buril
Entero
Buril de Placa
Soldada
Buril de Placa
Intercambiable

31. Sujeción de la Herramienta
La fijación de las herramientas en el portaherramientas puede
realizarse por medio de una brida, colocando las herramientas
a la altura adecuada (que es el centro del punto) por medio
de gruesos.
La parte de la herramienta que
sobresale del portaherramientas
debe ser limitada, a fin de que no
se cree un brazo de palanca
excesivo.

32. Desbaste Frontal (Careado)
Permite la obtención de
superficies planas
perpendicular es al eje de
rotación.
Tienen lugar limpiando el
frente de la pieza. El cuerpo
de la herramienta y el filo
principal de corte, deben
formar un ángulo pequeño
contra la cara a mecanizar.

33. Cilindrado
Permite la obtención de una
geometría cilíndrica .
Se consigue mecanizando la cara
lateral de la pieza, con
movimientos de penetración
perpendiculares al eje de la
misma y con movimiento de
avance paralelo al eje.

34. Ranurado
Es la operación en la
cual una herramienta
de perfil delgado,
penetra en la pieza
perpendicularmente a
su eje.

35. Roscado
Es la operación mediante la
cual se talla la forma de un
filete de rosca.
Mientras la pieza gira a una
velocidad moderada la
herramienta avanza paralela a
su eje labrando una hélice
que después de alcanzar la
profundidad del filete, se
transformará en una rosca.

36. Desbaste Cónico
En este caso, el
mecanizado se realiza
avanzando con el carro
superior (charriot) en
lugar de hacerlo con el
longitudinal.
 
L
d
tg
2
D
2




37. Moleteado
Una herramienta, llamada molete, dibuja sobre
el material, un grabado cuya finalidad es evitar
el deslizamiento en superficie que requieran
agarre.

38. 1000
nD
v c
c


Velocidad de Corte
Donde:
• vc=velocidad de corte (m/min)
• n= velocidad de husillo (rpm)
• Dc= diámetro (mm)
na
l
tm 
Tiempo de Maquinado
Donde:
• tm=tiempo de maquinado (min)
• l=longitud (mm)
• a= avance(mm/revolución)
• n = velocidad de husillo (rpm)

39. Se va a mecanizar un acero dulce con una herramienta de acero rápido.
Concretamente se va a cilindrar en desbaste preformas de 180mm de longitud y 60mm
de diámetro. Hasta un diámetro final de 55mm. Calcular tiempo de maquinado

40. Velocidad de Corte
• Dureza de la pieza
• Condición de la pieza
• Condición de la máquina
• Vida de la herramienta
• Desgaste muy rápido del filo de corte
de la herramienta.
• Deformación plástica del filo de corte.
• Calidad del mecanizado deficiente.
Excesiva
• Efecto negativo sobre la evacuación de
viruta.
• Baja productividad.
• Coste elevado del mecanizado
Demasiado Baja

41. pVk
P
a
s

Avance
• Potencia Disponible
• Acabado superficial
• Radio de nariz de la
herramienta
• Rigidez de sujeción

42. Fuerza de Corte
A mayor avance
Mayores fuerzas de
corte necesarias.
A mayor profundidad
Mayores fuerzas de
corte necesarias.
Cambio de Velocidad No afecta las fuerzas
Mayor sección de
viruta
Mayores fuerzas de
corte necesarias.
Uso de refrigerante
Reduce las fuerzas
de corte.
• Fuerza de Corte (Fc)
• 99.9% de la Potencia
• Fuerza longitudinal (FL)
• 40% de la Fc
• Fuerza Radial(Fc)
• Despreciable

43. Parámetros para el Torneado
Desbaste
• Baja Velocidad de Corte
• Velocidad de Avance Alta
• Se requiere potencia
• Profundidad grande
Acabado
• Alta Velocidad de Corte
• Velocidad de Avance Baja
• Se requiere poca potencia
• Profundidad pequeña

44. Defectos en el Torneado
Deformaciones
de la Pieza
Mala
Sujeción
Temple de la
Pieza
Mala Selección
de Refrigerante
Mala Evacuación
de Viruta
≈ 70% del calor lo absorbe la
viruta, ≈20% lo absorbe la
herramienta y ≈10% la pieza
Mal
Acabado
Herramienta mal
afilada
Vibraciones
Error en los
parámetros (Vc, a, n)
Por el Torno
Por la Pieza
Por la
Herramienta
Anclaje, Potencia
Sujeción, Geometría
Sujeción, Colocación,
Filo, Parámetros

45. FRESADO
Proceso de arranque de viruta, realizando sobre la
pieza operaciones de aplanado o perfilado rectilíneo o
helicoidal mediante el movimiento de una
herramienta rotativa.
Movimiento de Corte
•Rotatoria en la Herramienta
Movimiento de Avance
•Rectilíneo por la herramienta
y/o la pieza

46. Partes de la Fresadora
Base
Columna
Puente
Carro Transversal
Carro Longitudinal
Cabezal
Eje Porta Herramientas
Accionadores
Manuales
Carro Vertical

47. Fresa
Herramienta rotativa de varios filos de corte
FILO DE
CORTEVástago
Longitud
de Corte
Ángulo de
Hélice
Labios
Diámetro

48. Tipos de Fresa
Cilíndrica Cilíndrica Frontal Prismática
De DiscoDe FormaFrontal de Ángulo
De Vástago

49. Fresado Frontal
Movimientos de la Fresa
Fresado Periférico Fresado Axial
• Avance perpendicular
al eje de giro.
• Profundidad de corte
en dirección axial.
• Avance perpendicular
al eje de giro.
• Profundidad de corte
en dirección radial.
• Avance y profundidad
de corte en dirección
axial.

50. Tipos de Fresado
Concordancia
Oposición
• Mayor desbaste
• Se pueden hacer trabajos
escalonados.
• Para metales duros o
abrasivos
Ventajas Desventajas
• Mayor Fricción y
Vibraciones.
• Mayor desgaste de la
herramienta.
• No sirve para acabados
• Mejor disposición de la
viruta.
• Se requieren menos
fuerzas de corte.
Ventajas Desventajas
• Se debe trabajar a una
baja velocidad de corte.

51. Planeado
Es la aplicación más
frecuente de fresado y
tiene por objetivo
conseguir superficies
planas.

52. Fresado en Escuadra
Este es una variante del
planeado que consiste
en dejar escalones
perpendiculares en la
pieza que se mecaniza.

53. Ranurado
Realizar cavidades a lo largo
de la pieza. EL esfuerzo de
corte sólo se da en una
pequeña parte de los
dientes

54. Alojamientos o Vaciados
Taladrado hasta una
determinada profundidad
y fresado posterior o bien
fresado en rampa en
varios cortes.

55. Chaflanado
Generalmente formación de chaflanes o cortes
en forma de V.

56. Fresado de Engranajes
Se hacen en máquinas especiales llamadas talladoras
de engranajes y con el uso de fresas especiales del
módulo de diente adecuado.

57. Problemas en el Fresado
Rotura
• Demasiada profundidad
• Demasiado avance
• Largo de corte muy largo.
Desgaste
• Material muy duro.
• Mala evacuación de la viruta.
Mal Acabado
• Calidad de la herramienta
• Vibraciones
• Mala evacuación de viruta
• Demasiado desbaste

58. Oxicorte
Consiste en separar o dividir un metal mediante la
combustión del mismo en presencia de Oxigeno.
Se calienta el material a su temperatura de ignición y
se lo pone en una atmósfera de Oxigeno puro. El corte
se produce por el flujo del chorro de O2 a presión que
quema el metal y retira la escoria liquida formada.

59. Equipo
En este proceso se utiliza un gas combustible (acetileno,
hidrógeno, propano, etc.), cuyo efecto es producir una llama para
calentar el material, mientras que como gas comburente siempre
ha de utilizarse oxígeno.
Tanque de O2
Regulador de O2
Tanque de
Combustible
Regulador de
Combustible
Mangueras
Soplete
Entrada de O2
Entrada Combustible
Boquilla
Mezclador

60. Condiciones de Operación
• La temperatura de ignición del metal
debe ser inferior a su punto de
fusión.
– Hierro
– Acero Carbón
– Acero Baja Aleación
– Cobre y Algunas de sus aleaciones
• La capa de óxido existente en el
metal debe tener una temperatura
de fusión menor a la del metal a
oxicortar.
• La conductividad térmica del metal
no debe ser demasiado elevada.

61. Parámetros a Considerar
• Tipo de Llama
– Oxidante → Alta velocidad de corte
– Neutras → Mayoría de Aplicaciones
– Carburante → Láminas delgadas
• Llama de Precalentamiento
• Kerf (sangría)
• Inyección de O2
– Relacionado con la Boquilla
– En base al espesor a cortar
• Velocidad de Corte

62. Corte Por Chorro De Agua
Un diminuto chorro de agua es
expulsado a tres veces la
velocidad del sonido por la
boquilla de zafiro; el líquido se
junta con una corriente de
partículas abrasivas que
penetran la superficie. El corte
es limpio y el borde, reluciente.

63. Generalidades
• Orificio de salida ≈ 1/10mm.
• Presión de hasta 4000bar
• Cortes en frío.
• No hay desgaste de
herramientas.
• Es limpio y ecológico.
• Grosor de hasta 8 in.
• Existen cojines especiales
para materiales que no
pueden ser mojados.

64. Aplicación
Corta todo tipo de materiales desde metales
hasta corte de pañales, telas para globos
aerostáticos y productos alimenticios como
carnes o pollos.

65. Corte Con Laser
El proceso consiste
en la focalización del
haz láser en un punto
del material que se
desea tratar, para
que éste funda y
evapore lográndose
así el corte.

66. Láser
Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation
Para formar un láser se requieren:
• Un medio “lasérico”
• Una fuente de energía para
excitar electrones.
• Un camino óptico

67. Generalidades
• La eliminación del material se produce por vaporización
• Alto grado de automatización
• Flexibilidad en la geometría.
• Posibilidad de obtener piezas terminadas con un sólo proceso.
• Corte en cualquier dirección
• Inexistencia de esfuerzos
• Repetitividad
• Silencioso
• Gran Velocidad

68. Aplicaciones
Adaptable a una variada gama de materiales
(Metálicos y no metálicos).
Material CO2 O2 N2
Acero al Carbón   X
Acero Aleado  ± 
Aluminio  ± 

69. Corte Con Plasma
El proceso de corte con
arco de plasma (PAC)
separa metal empleando
un arco eléctrico para
fundir un área localizada
de la pieza de trabajo,
que al mismo tiempo
elimine el material
derretido con un chorro
de alta velocidad de gas
ionizado que sale por el
orificio de constricción.

70. PLASMA
Consiste en establecer un arco
eléctrico ionizando el gas
circundante, luego se estrangula
el gas haciéndolo pasar por una
tobera de pequeño diámetro, de
esta manera se obtiene un
chorro de plasma.
Nitrógeno
Argón
Oxígeno
Mezcla de Nitrógeno / Hidrógeno
Mezcla Argón / Hidrógeno.
Gases Utilizados

71. • Menor Esfuerzos
• Mayor Velocidad de Corte
• No hace falta precalentamiento
Ventajas
Desventajas
• Peligros de incendio
• Producción de Humo y Gases
• Ruido
• Materiales conductores

72. ELECTROEROSIÓN
Es un método de
arranque de material
que se realiza por
medio de descargas
eléctricas controladas
que saltan, en un
medio dieléctrico,
entre un electrodo y
una pieza.

73. Electroerosión por
Penetración
Se basa en el avance continuo de un
electrodo-herramienta que penetra en
el electrodo-pieza en presencia de un
líquido dieléctrico.
Electroerosión
por Hilo
Se controla el corte con un movimiento
relativo entre el hilo y pieza. El hilo es
de diámetro pequeño, normalmente de
0,25 o 0,3mm. La forma del electrodo
no influye directamente en la forma de
la pieza

74. • Menor Esfuerzos de Sujeción
• Maquinar Metales Duros
• Gran Precisión de Formas
Ventajas Desventajas
• Limitado a materiales
conductores.
• Cálculos de Potencias e
Intensidades.

75. Mecanizado Químico
Remoción de material por acción
de una sustancia química
– Ácidos → Para Aceros
– Álcalis → Para Aluminios
Consta de 4 pasos
• Limpieza
• Enmascarillado
• Ataque Química
• Limpieza y desenmascarillado