Herramienta de corte

Un instrumento de corte es el elemento utilizado para extraer material de una pieza cuando se quiere llevar a cabo un proceso de mecanizado. Hay muchos tipos para cada máquina, pero todas se basan en un proceso de arranque de viruta. Es decir, al haber una elevada diferencia de velocidades entre la herramienta y la pieza, al entrar en contacto la arista de corte con la pieza, se arranca el material y se desprende la viruta. Estos tipos de herramientas cortantes son muy frágiles y sensibles al extremo que no se pueden tocar con los dedos (aristas cortantes) debido a la gran eliminación de ácidos biológicos que desprenden nuestros organismos.

Hay diferentes tipos de herramientas de corte, en función de su uso. Las podríamos clasificar en dos categorías: herramienta hecha de un único material (generalmente acero al cobalto), y herramienta con plaquitas de corte industrial. La principal diferencia es que la punta de las segundas está hecha de otro material con mejores propiedades (metal duro o conglomerados metálicos). Esta punta puede ir soldada o atornillada. Las herramientas con la punta de otro material, son más duras, lo que permite que corten materiales más duros, a más altas temperaturas y más altas velocidades, sin incrementar demasiado el coste de la herramienta.

Las plaquitas también se pueden fijar a la herramienta por medio de un tornillo. Están hechas de diferentes materiales duros como el acero al carbono o cerámicas, de forma que aguanten elevadas temperaturas. Tienen la ventaja de que cuanto la arista de corte se desgasta, se puede sacar el tornillo, girar la plaquita por una cara nueva y volverla a utilizar. Finalmente cuando todas las caras se desgastan, se puede poner una nueva plaquita sin tener que cambiar la herramienta. Esta es una manera económica de tener las herramientas con aristas siempre afilado.

Para mecanizar una pieza existe dos posibilidades: que la pieza este quieta y la que se mueva sea la herramienta como es el caso de la fresa, o que la herramienta permanezca quieta y la que se mueva sea la pieza como en el caso del torno. Esto condiciona la geometría de la herramienta.

La forma básica de la herramienta de corte es una cuña, con dos superficies planas que delimitan un ángulo diedro. La forma principal de ataque es con la arista común paralela a la pieza. La arista común es la arista de corte principal o filo(A1). Es la línea donde se produce el corte principal de la pieza en cuanto hay un avance longitudinal, es decir frontal a la pieza. La superficie de incidencia principal(S1) es la cara de la cuña que queda frente a la superficie trabajada de la pieza en corte frontal. La superficie de desprendimiento o de ataque(S2) es la otra cara de la cuña, por donde la viruta que se forma al producirse el corte se desprende de la pieza. Generalmente la viruta desliza por esta superficie antes de desprenderse. Cuando se produce un avance transversal el contacto se genera en el lateral de la pieza de corte con lo que tenemos la arista de corte secundaria o contrafilo(A2): Es la arista por donde se corta cuando hay un avance transversal y la superficie de incidencia secundaria(S3, la cara que avanza perpendicularmente con el avance transversal.

La geometría de las herramientas de corte se puede describir por medio de diferentes ángulos: Si consideramos la normal y la tangente a la pieza obtenemos un ángulo recto. Dentro de este ángulo está la herramienta. El ángulo de la cuña , herramienta , recibe el nombre de ángulo de filo o de hoja, y se denota por β. El ángulo que queda entre la superficie de incidencia principal y la tangente a la pieza recibe el nombre de ángulo de incidencia y se denota por α. Y el ángulo de queda entre la superficie de desprendimiento recibe el nombre de ángulo de desprendimiento o de ataque y se denota por γ. Este último puede ser negativo, lo que significa que la superficie de desprendimiento va más allá de la normal y se mide hacia el otro lado. Con esta convención la suma de los tres es siempre 90º.

La herramienta debe elegirse de acuerdo con el material a mecanizar, con una geometría de corte específico que forme una cuña de corte apropiada. Esto asegura, junto con la correcta velocidad de corte el flujo óptimo de viruta y por lo tanto el mecanizado rentable de la pieza de trabajo con la calidad óptima, o requerida, de la superficie.

Para una buena herramienta de corte, los materiales que la forman deben tener las siguientes características:

Seguidamente se describen diferentes materiales utilizado para fabricar herramientas de corte o plaquetas:

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La forma de operar el torno es haciendo girar la pieza a mecanizar mientras que la herramienta sólo realiza movimientos longitudinales o transversales con el fin de poner en contacto con la pieza. Aquí las herramientas de algunas de las principales tareas con un torno.

En la fresa la que gira es la herramienta y la pieza permanece quieta o realiza un movimiento hacia la herramienta.

Las herramientas de taladro giran sobre sí mismas como ocurre con la fresa. El extremo que no corta tiene forma cónica de forma que se acopla con el porta-herramientas por medio de auto-retención. Su finalidad es hacer agujeros. Para hacer un agujero con mucha precisión, el orden natural de utilización de las herramientas sería broca, broca mandril, y escariadores:

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