En
todo proceso de manufactura tiene que existir un equilibrio entre el volumen de
producción y los costos. Es por esto que un tema de mucha importancia es el
desgaste y duración de la herramienta bajo las distintas condiciones de
trabajo.
El desgaste puede ser definido como el
daño superficial o cambio de la forma original sufrido por los materiales
después de determinadas condiciones de trabajo a los que son sometidos. Este fenómeno se manifiesta por lo
general en las superficies de los materiales con la pérdida del mismo y como
consecuencia la disminución de dimensiones y por tanto el detrimento de
tolerancias.
Durante las operaciones de
trabajo, las herramientas están sometidas a las siguientes acciones:
A. Grandes esfuerzos localizados.
B. Altas temperaturas.
C. Deslizamiento de la viruta por la superficie de ataque.
D. Deslizamiento de la herramienta de trabajo por la superficie
mecanizada.
Hay
tres posibles tipos de falla en una herramienta de corte:
-Por
fractura: Se produce cuando la fuerza de corte se hace
excesiva en la punta de la herramienta, causando una falla repentina.
-Por
temperatura: Se produce una deformación plástica
durante el corte a causa de una
temperatura demasiado elevada para el material de la herramienta,
causando ablandamiento en la punta y pérdida del filo de corte.
-Desgaste
gradual: Produce la pérdida de forma de la
herramienta durante el corte, reduciendo la eficiencia de la misma. La rapidez
del desgaste depende de los materiales tanto de la herramienta como de la
pieza, el fluido de corte, la forma de la herramienta, los parámetros del
proceso, (Como la velocidad, avance y profundidad de corte) y las
características de la máquina-herramienta.
La
falla por fatiga y temperatura dan como resultado una perdida prematura del
filo de corte, por tal motivo el
desgaste gradual permite una mayor utilización de la herramienta relacionándola
así, con la duración y la economía en el proceso de maquinado.
El
desgaste gradual ocurre en dos lugares principales de la herramienta: En la
parte superior del área de ataque produciendo un cráter sobre la misma (crater
wear), formada por la acción de la viruta que se desliza en esta superficie y
en el flanco o superficie de incidencia (flank wear) de la herramienta creada
por el rozamiento producido en la zona de corte.
El
desgaste progresivo de la herramienta
se puede producir de tres maneras distintas:
· Por abrasión:
Ocurre cuando materiales más duros que la herramienta toman contacto con ésta
rayándola y desgastándola, removiendo pequeñas porciones de la misma. Esta
acción ocurre tanto en el desgaste en flanco como en el desgaste en cráter,
pero predomina en el desgaste en flanco.
· Por adhesión:
Como en la zona de corte existe una alta temperatura, el material de corte y la
herramienta se sueldan, por lo que al separarse, parte de la herramienta se
desprende.
· Por difusión:
Se origina a partir del aumento de temperatura de la herramienta, con lo que se
produce una difusión entre las redes cristalinas de la pieza y la herramienta,
debilitando la superficie de la misma.
La
duración de la herramienta se define como el tiempo de corte requerido para
alcanzar un criterio de conservación de la misma. La velocidad de corte es el
factor más significativo que afecta la duración de una herramienta. Ésta, junto
con el material de trabajo, el material y la forma de la herramienta son claves
en la estimación de la vida útil.
Algunos
criterios para evaluar la vida de la herramienta en planta se pueden mencionar
a continuación:
1. Inspección
visual del desgaste del flanco.
2. Prueba
al tacto del borde o del filo cortante.
3. Cambios
de sonido emitidos en el mecanizado.
4. Aspecto
visual de la viruta.
5. Acabado
superficial deficiente.
6. Aumento
de consumo de potencia en el corte.
7. Disminución
de piezas trabajadas.
Ing.William Cabezas
@Herratec
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