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FALLAS EN LAS HERRAMIENTASFALLAS EN LAS HERRAMIENTAS

KATHERINE MARTINEZ – 2090363STEFANIA DURAN - 2090369

KATHERINE MARTINEZ – 2090363STEFANIA DURAN - 2090369

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Las herramientas durante el trabajo están sometidas a:

• Grandes esfuerzos localizados • Altas temperaturas • Deslizamiento de la viruta por la

superficie o cara de ataque • Deslizamiento de la herramienta de

trabajo por la superficie mecanizada

CONSECUENCIA DESGASTE- Vida de la herramienta- Calidad de la superficie mecanizada y su

exactitud dimensional- Economía de las herramientas de corte.

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

FACTORES

- Materiales de la herramienta y de la pieza

- Forma de la herramienta- Fluidos de corte- Parámetros del proceso ( velocidad

de corte, avance y profundidad de corte)

- Características de la maquina herramienta.

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

400ºC350ºC

200ºC

100ºC

Pastilla: P30

Vc = 100 m/min

Tiempo: 4 min

A pesar de que la mayor parte del calor generado se transfiere a la viruta, ocurren en la herramienta regiones con altas temperaturas, el calor no eliminado por la viruta se transfiere a la herramientas y una pequeña parte a la pieza.

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

1. Zona de cizallamiento.

2. Zona de contacto cara-viruta

3. Zona de contacto entre el flanco y una superficie transitoria

2

1

3

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Def. plástica

Def. plástica yrozamiento

Rozamiento

Formas desolicitación

Mecánicas

Térmicas

Químicas

Fuerzas

Calor

Reacciones

• Tensión• Compresión• Cizallamiento

• Fatiga• Flexión

• Temperatura• Variación deTemperatura

• Difusión• Oxidación• Corrosión

Elevada:• Resistencia

• Dureza• Tenacidad

Elevada Resistencia a:• Altas temperaturas

• Revenido• Variaciones de

Temperatura

Bajos coeficientes de:• Oxidación• Difusión

• Corrosión

PropiedadesRequeridas

MECANISMOS DE DESGASTE

2

MECANISMOS DE DESGASTEMECANISMOS DE DESGASTE

El desgaste de una herramienta puede ser atribuido a las siguientes causas individuales:

2.1 Daño de la herramienta por la elevada solicitación térmica y mecánica.

2.2 Adhesión (cizallamiento de partes adheridas)

2.3 Abrasión mecánica

2.4 Difusión

2.5 Oxidación

MECANISMOS DE DESGASTEMECANISMOS DE DESGASTE

Desgaste en función de la temperatura

2.1 Daño de la herramienta por la elevada solicitación térmica y mecánica

2.1 Daño de la herramienta por la elevada solicitación térmica y mecánica

Como consecuencia de las elevadas solicitaciones térmicas y mecánicas se tiene:

Fragmentación o quiebre de los filosFormación de grietas paralelas al filo.Grietas en forma de peine.Deformación plástica.

DESGASTE ABRASIVODESGASTE ABRASIVO

Resulta de la fricción y de la elevada presión y temperatura entre pieza-herramienta-viruta.

Las partículas duras en el material de la pieza son las causantes del desgaste abrasivo en la herramienta.

DESGASTE ABRASIVODESGASTE ABRASIVO

Se desprenden partículas de la superficie de la herramienta.

Desgaste abrasivo en aluminio.

DESGASTE ADHESIVODESGASTE ADHESIVO

Adhesión de pequeñas partículas de material a la herramienta.

Estas partículas adheridas arrancan partículas muy pequeñas de herramienta provocando desgaste en la misma.

DESGASTE ADHESIVODESGASTE ADHESIVO

Material adherido

VIRUTAHERRAMIENTA

VIRUTAHERRAMIENTA

DESGASTE ADHESIVODESGASTE ADHESIVO

El desgaste adhesivo se puede reducir con los siguientes métodos:

• Usar un material duro en una de las partes que van a interactuar

• Usar materiales que se oxiden con mas facilidad

DESGASTE POR DIFUSIÓNDESGASTE POR DIFUSIÓN

A altas temperaturas de uso las moléculas alcanzan una cierta movilidad, dando inicio a un fenómeno de difusión de modo que sus cristales pueden modificar su forma y constitución.

Desgaste de cráter, originado por la difusión.

DESGASTE POR DIFUSIÓNDESGASTE POR DIFUSIÓN

A altas temperaturas de uso las moléculas alcanzan una cierta movilidad, dando inicio a un fenómeno de difusión de modo que sus cristales pueden modificar su forma y constitución.

Desgaste de cráter, originado por la difusión.

DESGASTE POR DIFUSIÓNDESGASTE POR DIFUSIÓN

Es una forma de desgaste que se da en las herramientas de metal duro, donde se presentan las siguientes reacciones:

VIRUTA

HERRAMIENTA

Fe C Co

METAL DUROP30CRISTALES MIXTOS Co - WC

Ti - WC (TaC - NbC)

DISOLUCIÓN DE WC EN:

Fe3W3C; (FeW)6C y (FeW)23C6

REACCIONES DE DIFUSIÓN EN LAS

HERRAMIENTAS DE METAL DURO

DESGASTE POR OXIDACIÓNDESGASTE POR OXIDACIÓN

La oxidación se verifica en piezas cuando aquellas están a altas temperaturas, y se forman carchas.

Para las herramientas de acero no presenta gran importancia, ya que éstas regularmente no trabajan a altas temperaturas, mientras que en las de metal duro a base de tungsteno a causa de las temperaturas y del oxígeno existente en la atmósfera, se forma en la superficie de la herramienta una capa de óxidos complejos a base de tungsteno, cobalto y hierro, que tiene cierta acción destructiva sobre la estructura de metal duro. 

FALLAS EN LAS HERRAMIENTASFALLAS EN LAS HERRAMIENTAS

DESGASTE DEL FLANCODESGASTE DEL FLANCO

Se presenta en la superficie de incidencia de la herramienta:

CAUSAS• Frotamiento de la herramienta sobre la

superficie maquinada, que causa desgaste adhesivo y/o abrasivo.

• Alta temperatura, que afecta las propiedades del material de la herramienta y la superficie de la pieza.

CONSECUENCIAS• Hace que se pierda el control

dimensional, el acabado superficial se deteriora y la generación de calor aumenta. No obstante este es el modo normal de desgaste.

DESGASTE DEL FLANCODESGASTE DEL FLANCO

La rapidez del desgaste se caracteriza por el ancho promedio de la zonda de desgaste VB.

DESGASTE DEL FLANCODESGASTE DEL FLANCO

DESGASTE DE MUESCADESGASTE DE MUESCA

Se forma a la altura de la línea de corte, donde la herramienta roza contra el hombro de la pieza de trabajo.

CAUSASLa superficie original del trabajo es mas dura y abrasiva que el material interno, provocado por el estirado en frío o por maquinados previos, así como por partículas de arena en la superficie de la fundición.

REDONDEO DE FILOREDONDEO DE FILO

El filo de corte principal se redondea debido a la abrasión. Deformación plásticaCAUSASAltas velocidades de corte: temperaturas elevadas Altas presiones de la herramienta

CONSECUENCIASÁngulo de ataque cada vez mas negativo hacia la raiz del corte.

RECOMENDACIONESÁngulo de ataque doble

DESGASTE DE CRATERDESGASTE DE CRATER

Es una concavidad que se forma en la cara de la herramienta, debido a la fricción de la misma con la viruta.

FACTORES• Temperatura en la interfase

herramienta-viruta • Afinidad química entre los materiales

de herramienta y pieza• Factores de desgaste del flanco

Viruta

HerramientaPieza

DESGASTE DE CRATERDESGASTE DE CRATER

Progresa debido a :• Abrasión• Adhesión• Difusión• Ablandamiento térmico• Deformación plástica

Se puede desarrollar una acumulación de material en el filo, y entonces la herramienta actúa como si tuviera un ángulo de ataque mayor.

DESGASTE DE CRATERDESGASTE DE CRATER

El desgaste se cuantifica midiendo la profundidad KT o el área de la sección transversal del cráter perpendicular al borde de corte.

La rapidez del desgaste aumenta rápidamente con la temperatura, aumenta la difusión.a. HSSb. Carburo C-1c. Carburo C-5

FRAGMENTACIÓN DEL FILOFRAGMENTACIÓN DEL FILO

Rotura de una pequeña parte del filo, perdida repentina de material de la herramienta.

CAUSAS• Herramientas poco resistentes • Sobrecargas mecánicas• Sobrecargas térmicas

CONSECUENCIASGran efecto negativo sobre el acabado superficial, la integridad superficial y la exactitud dimensional de la pieza.

HERRAMIENTAS POCO RESISTENTESHERRAMIENTAS POCO RESISTENTES• Ángulos muy pequeños• Mal acabado del filo• Herramientas muy dura y poco tenaz

Material de trabajo Acero rápido,

grados

Carburo,

grados

Hierro fundido, latón fundido 0 0,0

Latón y bronce 8 3,5

Latón blando y acero de alta resistencia 14 3,5

Acero dulce 27 3,5

Aleaciones ligeras 40 13

SOBRECARGAS MECÁNICASSOBRECARGAS MECÁNICAS

Fatiga mecánica debido a:

• Cortes interrumpidos o impactos.

Considerando la resistencia al impacto de un acero como del 100%, para las aleaciones fundidas es el 70%, el 60% para el carburo duro de la calidad más tenaz y el 30% para el de calidad más frágil.

• Inclusiones duras en el material de la pieza. Especialmente en metales duros. Los aceros rápidos son poco sensibles a este tipo de sobrecarga.

• Dimensiones excesivas de la viruta.• Vibraciones de cualquier origen.

SOBRECARGAS TÉRMICASSOBRECARGAS TÉRMICAS

Variaciones cíclicas de la temperatura que generan fatiga:

• Corte interrumpido• Enfriamiento localizado mal

aplicado.

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