Principio de selección de ángulos de herramientas de corte para tornos | MachineMFG

Principio de selección de los ángulos de la herramienta de corte del torno

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Selección de ángulos en el corte con torno

El artículo profundiza en los diversos factores que influyen en la selección de cada ángulo, como la dureza del material que se va a cortar, el tipo de operación de mecanizado y la rigidez del sistema de proceso de torneado. También explica la importancia de los tres planos de referencia utilizados para determinar y medir el ángulo geométrico de la herramienta de torno.

Tanto si es un profesional experimentado como un principiante que desea mejorar su corte de metales este artículo es de lectura obligada. Así que coja sus herramientas de torno y prepárese para llevar sus operaciones de mecanizado al siguiente nivel.

Al cortar metal, el ángulo de la herramienta desempeña un papel crucial en la determinación de la geometría de la parte cortante de la herramienta a medida que penetra en la pieza.

Fundamentos de la selección del ángulo de la herramienta de corte del torno

Importancia de la selección del ángulo

Cuando se trabaja con un torno, seleccionar el ángulo adecuado de la herramienta es crucial para obtener los resultados deseados. El ángulo elegido influirá en gran medida en la precisión de la pieza, la velocidad de arranque de material y la eficacia general del proceso. Un ángulo bien seleccionado también contribuirá a la durabilidad de la herramienta de corte, con el consiguiente ahorro de tiempo y reducción de costes.

Tipos de herramientas de corte

Existen varios tipos de herramientas de corte utilizadas en operaciones de tornoincluyendo:

  • Herramientas de torneado: Se emplean para eliminar material del diámetro exterior de una pieza, generando una forma cilíndrica.
  • Herramientas frontales: Se utiliza para cortar material en el extremo de una pieza de trabajo para crear una superficie plana.
  • Herramientas de mandrinado: Imprescindible para ampliar orificios existentes en una pieza.
  • Herramientas de corte: Diseñado para partir o separar una parte de la pieza de trabajo del material base.

Geometría de los ángulos de la herramienta

La geometría de los ángulos de la herramienta desempeña un papel esencial en la determinación del rendimiento y la vida útil de una herramienta de corte. Algunos ángulos críticos a tener en cuenta son:

  • Ángulo de inclinación: Este ángulo influye formación de virutasEl ángulo de desprendimiento puede reducir la fuerza de corte, la fuerza de corte y la generación de temperatura. Un ángulo de desprendimiento positivo puede reducir la fuerza de corte y facilitar la formación de virutas, mientras que un ángulo de desprendimiento negativo puede proporcionar un filo de corte más fuerte, adecuado para materiales más duros.
  • Ángulo libre: Los ángulos de huelgo son esenciales para evitar el rozamiento entre la pieza y la herramienta. Una holgura insuficiente puede provocar un mayor desgaste y generación de calor.
  • Ángulo de avance: El ángulo de avance es el ángulo entre el filo de corte y la superficie de la pieza. Afecta a la dirección de las fuerzas, al espesor de la viruta y a la longitud de contacto entre la herramienta y la pieza. Un ángulo de avance mayor puede dar lugar a una viruta más fina, reduciendo las fuerzas de corte, pero también puede comprometer la calidad del acabado superficial.

La selección de los ángulos de la herramienta dependerá de factores como el material que se va a cortar, el tipo de operación de torno realizada y el resultado deseado para la pieza. Comprendiendo estos conceptos básicos, se pueden tomar decisiones bien informadas para optimizar el corte con torno proceso.

Composición de la pieza de corte de la herramienta de torno

La parte de corte de una herramienta de torno está formada por la cara de desprendimiento, la cara del flanco principal, la cara del flanco secundario, el filo de corte principal, el filo de corte secundario y la punta de la herramienta.

composición de la parte cortante de la herramienta de torno
  • Cara de rastrillo: Superficie por la que fluyen las virutas en la herramienta.
  • Cara del flanco principal: Superficie de la herramienta que interactúa y se opone a la superficie mecanizada de la pieza.
  • Cara del flanco secundario: Superficie de la herramienta que interactúa y se opone a la superficie mecanizada de la pieza.
  • Filo principal: Línea de intersección entre la cara de rastrillo de la herramienta y el flanco principal.
  • Filo de corte secundario: Línea de intersección entre la cara de rastrillo de la herramienta y el flanco secundario.
  • Consejo sobre herramientas: La intersección del filo de corte principal y el filo de corte secundario. La punta de la herramienta puede ser una pequeña curva o una línea recta, denominada punta de la herramienta de redondeo o punta de la herramienta de biselado.

Plano auxiliar para medir el ángulo de la herramienta de corte del torno

Para determinar y medir el ángulo geométrico de la herramienta de torno, deben seleccionarse tres planos de referencia. Estos tres planos de referencia son el plano de corte, el plano base y el plano perpendicular.

1) Plano de corte

Un plano que se cruza en un punto designado en el filo de corte principal y es perpendicular al plano base del mango.

Plano de corte

2) Plano base

Plano que pasa por un punto seleccionado del filo principal y es paralelo a la superficie base del mango.

Plano base

3) Plano ortogonal

Plano perpendicular al plano de corte y perpendicular al plano base.

Plano ortogonal

Se puede observar que estos tres planos de coordenadas son perpendiculares entre sí, formando un sistema de coordenadas rectangulares espaciales.

tres planos de coordenadas

Principales ángulos geométricos y selección de herramientas de torno

1) Principio de selección del ángulo de inclinación (γ0 )

El tamaño del ángulo de rastrillo es un factor crucial para equilibrar la durabilidad y la nitidez de la herramienta de corte.

Al determinar el ángulo de desprendimiento, la primera consideración debe ser la dureza del material que se va a cortar.

Para materiales de gran dureza, es preferible un ángulo de rastrillo más pequeño, mientras que para materiales más blandos, es apropiado un ángulo mayor.

Además, el tipo de operación de mecanizado también influye en la elección del ángulo de desprendimiento.

Para el mecanizado de desbaste, se prefiere un ángulo menor, mientras que en las operaciones de acabado se utiliza un ángulo mayor. Normalmente se selecciona un ángulo de desprendimiento de entre -5° y 25°.

Principio de selección del ángulo de inclinación (γ0 )

Normalmente, el ángulo de desprendimiento (γ0) no está predeterminado cuando se fabrican herramientas de torno. En su lugar, se consigue rectificando una ranura de descarga de virutas en la herramienta.

Esta ranura, también conocida como ranura rompevirutas, sirve para romper las virutas sin bobinado, controlar la dirección de flujo de las virutas para mantener la precisión de la superficie mecanizada, reducir la resistencia al corte y prolongar la vida útil de la herramienta.

ranura rompevirutas

2) Principio de selección del ángulo de retroceso (α0 )

En primer lugar, hay que tener en cuenta el tipo de mecanizado. En el mecanizado de acabado, el ángulo de retroceso debe tener un valor grande, mientras que en el mecanizado de desbaste debe tener un valor pequeño.

En segundo lugar, hay que tener en cuenta la dureza del material que se procesa.

Si el material a mecanizar es duro, el ángulo de retroceso principal debe tener un valor pequeño para mejorar la firmeza del cabezal de corte.

En cambio, si el material es blando, el ángulo de retroceso puede tener un valor mayor. El ángulo trasero no debe ser 0° ni negativo y suele elegirse entre 6° y 12°.

El principio de la selección del ángulo posterior (α0 )

3) Principio de selección del ángulo de corte (Kr )

En primer lugar, debe tenerse en cuenta la rigidez del sistema de proceso de torneado compuesto por tornos, útiles y herramientas.

Si la rigidez del sistema es buena, el ángulo de entrada debe ser un valor pequeño, lo que aumentará la vida útil de la herramienta de torno, mejorará las condiciones de disipación del calor y resultará en una mejor rugosidad superficial.

En segundo lugar, hay que tener en cuenta la geometría de la pieza que se va a procesar. Al procesar escalones, el ángulo del filo de corte debe ser de 90°.

Para las piezas que se cortan por el centro, el ángulo del filo de corte suele ser de 60°. El ángulo del filo de corte suele estar comprendido entre 30° y 90°, siendo los ángulos más utilizados los de 45°, 75° y 90°.

Principio de selección del ángulo de corte (Kr )

4) Principio de selección del ángulo de desviación secundario (Kr')

En primer lugar, la herramienta de torno, la pieza de trabajo y la mordaza deben tener suficiente rigidez para reducir el ángulo de desviación secundario; de lo contrario, debe tomarse un valor mayor.

En segundo lugar, considere la naturaleza del tratamiento.

En el mecanizado de acabado, el ángulo de desviación secundario debe ser de 10° a 15°, mientras que en el mecanizado de desbaste debe ser de unos 5°.

Principio de selección del ángulo de desviación secundario (Kr')

5) Principio de selección del ángulo de inclinación (λS)

Depende principalmente de la naturaleza del proceso de mecanizado. Durante el mecanizado en bruto, la pieza tiene un impacto significativo en la herramienta del torno.

En el mecanizado de acabado, cuando λS es menor o igual a 0°, la fuerza de impacto de la pieza sobre la herramienta del torno es mínima.

Cuando λS es mayor o igual que 0°, se suele tomar un valor de 0°. El ángulo de inclinación suele seleccionarse entre -10° y 5°.

El principio de la selección del ángulo de inclinación (λS)

Desgaste y vida útil de las herramientas

Materiales para herramientas

Diferentes materiales para herramientas pueden influir significativamente en el desgaste y la vida útil de la herramienta. Los materiales más comunes de las herramientas son el acero rápido (HSS), el carburo y la cerámica. 

Carburo ofrecen una mayor resistencia al desgaste y una vida útil más larga en comparación con el HSS. Este material es adecuado para tornos de carpintería y metalurgia.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que las herramientas de metal duro son más frágiles que las de HSS, por lo que son más propensas a astillarse, especialmente cuando se utilizan con ángulos de corte inadecuados o agresivos. parámetros de corte.

Efectos de la geometría de la herramienta

En geometría de la herramienta desempeña un papel crucial en la determinación de la vida útil y el rendimiento general de las herramientas de corte de torno. Algunos parámetros esenciales de la geometría de la herramienta son el ángulo del filo de corte, el ángulo de desprendimiento y el afilado del filo de corte.

  • Ángulo del filo de corte: La elección del ángulo correcto del filo de corte puede afectar significativamente al desgaste y la vida útil de la herramienta. Un mayor ángulo del filo de corte puede proporcionar un mejor apoyo y reducir la probabilidad de astillado o daños, lo que en última instancia conduce a una mayor vida útil de la herramienta. Por otro lado, un ángulo menor hace que el filo de corte sea más afilado, lo que permite reducir la fuerza de corte y mejorar el acabado superficial.
  • Nitidez: El afilado del filo de corte desempeña un papel vital en la vida útil y el rendimiento de la herramienta. Un filo más afilado ofrece menos resistencia durante el corte, lo que reduce el desgaste de la herramienta y aumenta su vida útil. Sin embargo, los filos extremadamente afilados pueden ser más frágiles y propensos a astillarse o romperse durante operaciones de corte exigentes.
  • Geometría de la herramienta: La geometría general de la herramienta de corte del torno influye en el rendimiento de corte y el desgaste de la herramienta. Las geometrías de herramienta diseñadas para optimizar el flujo de viruta y minimizar las fuerzas de corte pueden prolongar la vida útil de la herramienta y mejorar el acabado superficial. Por ejemplo, en carpinteríaLa elección de una geometría de herramienta que evite la acumulación de virutas y permita una evacuación eficaz de las mismas puede reducir significativamente el desgaste de la herramienta y los posibles daños causados por la generación excesiva de calor.

En resumen, la selección del material de la herramienta y la optimización de los parámetros geométricos de la herramienta, como el ángulo del filo de corte y el afilado, contribuyen a minimizar el desgaste de la herramienta y a prolongar su vida útil en las operaciones de corte con torno. El uso adecuado de estos conceptos puede ayudar a maximizar el rendimiento y la eficacia de las herramientas de corte de tornos para trabajar la madera y el metal.

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3 comentarios en “Lathe Cutting Tool Angles Selection Principle”

  1. Mark Anderson
    Enseño en North County Trade Tech HS en Vista, CA. ¿Puedo obtener una copia en color de "Los principios de la selección del ángulo de la herramienta en el corte de torno". Este artículo sería una gran ayuda didáctica para mis estudiantes de secundaria.

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