Miguel Ángel ArdilaJosé Edgardo Niño

VIDA DE LA HERRAMIENTA

VIDA DE LA HERRAMIENTA

La vida de una herramienta se define como la longitud de tiempo de corte en el cual se puede usar la herramienta adecuadamente antes de empezar a fallar.

Se denomina VIDA DEL FILO DE UNA HERRAMIENTA al tiempo que ella trabaja efectivamente hasta perder su capacidad de corte, dentro de un criterio previamente establecido.

Falla por fractura: Ocurre cuando la fuerza de corte se hace excesiva en la punta de la herramienta, causando su falla.

Falla por temperatura: Ocurre cuando la temperatura de corte es demasiado alta para el material de la herramienta, causando ablandamiento en la punta, deformación plástica, y perdida del filo.

Falla por desgaste: Ocasiona perdida de la forma de la herramienta, reducción en la eficiencia del corte, desgaste , y falla final de la herramienta.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

Las fallas por fractura y temperatura dan como resultado una perdida prematura de la herramienta de corte.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

La falla repentina de la punta de la herramienta durante un corte causa frecuentemente daños a la superficie de trabajo. Este daño requiere volver a trabajar la superficie o posiblemente desechar la parte.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

El daño se puede evitar si la selección de las condiciones de corte favorecen el desgaste gradual.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

De las tres posibles formas de falla es preferible el desgaste gradual, debido a que este permite una mayor utilizacion de la herramienta con la ventaja economica asociada a un uso mas prolongado.

A medida que una herramienta se va desgastando:

Variaciones más o menos profundas en el proceso de mecanizado, las dimensiones de la superficie mecanizada se alteran, el acabado superficial empeora, En condiciones extremas ocurre un rayado intenso en el corte, y superficie mecanizada se presenta áspera.

La temperatura se eleva progresivamente.

la fuerza de corte y la potencia consumida aumentan.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

Con herramientas de acero rápido, ocurre un sobrecalentamiento del filo, que la ablanda y queda con aspecto de quemado, al mismo tiempo que ocurre, súbitamente, un violento efecto de frenado de la herramienta sobre la pieza, en la cual se forma una cara altamente pulida por la fricción.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

VIDA DE LA HERRAMIENTA

En herramientas de metal duro un aumento de las fuerzas de corte, en el caso de un desgaste excesivo, provoca una fragmentación y destrucción total del filo.

La utilización de una herramienta hasta éste punto es del todo desaconsejable, pues será necesario un largo trabajo de rectificación con una remoción de una gran cantidad de material de corte, antes que se pueda restablecer un filo adecuado.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

Para obtener condiciones de corte ideales (tiempos de mecanizado cortos, amplia vida útil de la herramienta y buen acabado) lo recomendable es no dejar nada al azar, conocer el proceso, el material a mecanizar, su dureza y la capacidad de la máquina.

VIDA DE LA HERRAMIENTA

La fijación del punto representativo del fin de la vida de una herramienta es fundamental en el estudio del mecanizado. Son utilizados en la práctica y en los ensayos de laboratorio diversos criterios para determinar más o menos éste punto.

Una forma de de definir la vida de una herramienta consiste en permitir su operación hasta que ocurra una falla catastrofica.

Niveles de desgaste de como criterio de la vida de la herramienta y reemplazarla cuando llegue a este nivel. Criterio de desgaste con la ecuacion de Taylor.

VELOCIDAD DE CORTE

Con velocidades de corte pequeñas, el tiempo de mecanizado es grande.

Con velocidades de corte muy elevadas, se calienta el filo de corte por encima de la temperatura permitida por el material.

La velocidad de corte, es el recorrido de la herramienta con respecto a la pieza, normalmente en m/mín.

VELOCIDAD DE CORTE

La velocidad de corte se calcula mediante la siguiente ecuación:

V= Velocidad de corte en m/mín.

D= Diámetro máximo de la pieza.

n= Número de revoluciones por minuto del eje principal.

AVANCE

Se simboliza con la letra <s> y es el desplazamiento de la herramienta en la dirección del movimiento de avance.

Se expresa en mm/vuelta en torneado y en mm/mín en taladrado y fresado.

El avance se puede expresar en el caso del fresado en milímetros por diente (Sz).

TEORÍA DE TAILOR

Hallada por Frederick Taylor – 1907.

Basada en el cálculo de la velocidad de corte para una duración establecida de la herramienta entre dos afilados consecutivos.

Definió como vida de la herramienta, a la longitud de tiempo de corte en el cual se puede usar la herramienta.

Utilizó el criterio de caída de filo, que se detecta por la aparición de vibraciones, por un empeoramiento brusco del acabado superficial y por un aumento de los esfuerzos de corte.

TEORÍA DE TAILOR

El desgaste máximo permitido es de 0,05 mm en promedio.

Llevó los resultados a una gráfica de el logaritmo de la vida de la herramienta (ordenadas) vs logaritmo de la velocidad de corte (abscisas).

La gráfica es una línea recta.

CÁLCULO DE LA VIDA DE LA HERRAMIENTA

La vida de la herramienta se calcula por medio de la ecuación de Taylor:

Vc= Velocidad de corte (m/mín).

f= Avance (mm).

ap= Profundidad del corte (mm).

T= Vida de la herramienta/tiempo de mecanizado (mín).

Vk= Criterio de desgaste de la herramienta (mm).

c, E, F, G, H son constantes que se hallan experimentalmente según el material al que se le vaya a determinar su ecuación característica.

CALCULO DE LA VIDA DE LA HERRAMIENTA

Es posible aplicar la forma simplificada de la ecuación, para hallar la vida de la herramienta, determinando las constantes K y C propias de cada material:

En la siguiente tabla se muestra el desgaste admisible para las herramientas:

GRÁFICA DE DESGASTE VS T

CARACTERÍSTICAS PARA Z1

Se caracteriza por presentar un rápido desgaste debido a que la herramienta está nueva y presenta bordes de corte demasiado afilados y poco uniformes.

La superficie de corte no es homogénea, porque presenta puntos de elevada dureza, lo que tiende a fragilizar la herramienta y aumentar la velocidad de desgaste.

CARACTERÍSTICAS PARA Z2

El borde cortante de la herramienta es más uniforme gracias al desgaste superficial que ha sufrido antes limando sus filos.

La superficie de contacto es más homogénea, esta zona tiene menor velocidad de desgaste, como se observa en la pendiente de la gráfica.

CARACTERÍSTICAS PARA Z3

Debido al desgaste de la herramienta, esta va perdiendo el recubrimiento y por lo tanto su tenacidad, y aumenta su velocidad de desgaste.

GRÁFICA DE TIEMPO DE MECANIZADO VS VELOCIDAD DE CORTE

1. La falla completa del borde cortante(por fractura, desgaste o temperatura).

2. La inspección visual del operador de la maquina del desgaste del flanco (o desgaste en cráter) sin microscopio. Este criterio se limita al juicio y habilidad del operador para observar el desgaste de la herramienta a simple vista.

3. La prueba al tacto del borde o filo cortante (con la uña) por el operador.

4. Los cambios en el sonido emitido por la operación, a juicio del operador.

5. La viruta se vuelve mas larga, enmarañada y mas difícil de eliminar.

6. Degradación del acabado superficial de trabajo.

CRITERIOS PARA DETERMINAR LA VIDA ÚTIL DE UNA HERRAMIENTA

7. Mayor consumo de potencia consumida medida por un vatímetro conectada a la maquina herramienta.

8. Conteo de las piezas de trabajo, se capacita al operario para que cambie la herramienta después de un numero especifico de partes mecanizadas.

9. Tiempo acumulado de corte, el cual es similar a la cuenta de partes del punto anterior, excepto que se registra la longitud de tiempo que ha trabajado la herramienta. Esto es posible en maquinas controladas por computadora las cuales registran el tiempo total de corte de cada herramienta.

10. Aumento en el avance de la herramienta.

CRITERIOS PARA DETERMINAR LA VIDA ÚTIL DE UNA HERRAMIENTA

GRACIAS