FALLAS EN LAS HERRAMIENTAS KATHERINE MARTINEZ – 2090363 STEFANIA DURAN - 2090369 KATHERINE...
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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.
FALLAS EN LAS HERRAMIENTASFALLAS EN LAS HERRAMIENTAS
FALLAS EN LAS HERRAMIENTASFALLAS EN LAS HERRAMIENTAS