Diferencia entre el cortador de un solo punto y el cortador de múltiples puntos

El mecanizado o corte de metales es un proceso de fabricación secundario en el que el exceso de material se elimina gradualmente de la pieza de trabajo para impartir el acabado, la dimensión y la tolerancia deseados. Para satisfacer la necesidad de mecanizar de manera eficiente y económica una amplia variedad de materiales de diferentes maneras, han surgido varios procesos relevantes a lo largo de los años. En términos generales, estos procesos se pueden agrupar como mecanizado convencional (macro y micro), acabado abrasivo y mecanizado no tradicional (NTM). Los procesos de mecanizado convencionales están bien establecidos y consisten en un gran número de operaciones para generar diversas características. Por ejemplo, torneado, fresado, roscado, moleteado, refrentado, taladrado, mandrinado, escariado, etc. Todas estas operaciones se llevan a cabo con la ayuda de una herramienta de corte que elimina material de la pieza de trabajo en forma de virutas.

Herramienta de corte , también llamado cortador, es un dispositivo con forma de cuña y bordes afilados que comprime una capa delgada de material de la pieza de trabajo para cortarla en forma de virutas durante el mecanizado. Durante el mecanizado, la máquina herramienta en realidad retiene el cortador y el trabajo, y al mismo tiempo imparte los movimientos relativos deseados (velocidad, avance, profundidad de corte). Por lo tanto, el cortador es una parte integral de cada operación de mecanizado convencional; sin embargo, su forma y tamaño pueden variar dependiendo de la característica a producir y la operación empleada. Cualquiera que sea la geometría del cortador, debe constar de un borde de corte afilado para eliminar el material con el mínimo esfuerzo. Una vanguardia es básicamente un borde recto o curvo producido por la intersección de dos superficies de punta de herramienta cualesquiera (superficie de desprendimiento, superficie de flanco principal y superficie de flanco auxiliar). Según el número de filos presentes, los cortadores se pueden clasificar como cortadores de un solo punto y cortadores de múltiples puntos.

Un cortador de un solo punto contiene solo un filo de corte principal que puede participar activamente en la acción de eliminación de material durante el mecanizado. Por lo tanto, un filo elimina todo el volumen de material en una sola pasada. Contrariamente a esto, un cortador multipunto consta de al menos dos filos de corte y todos ellos pueden participar igualmente en la acción de remoción de material en una sola pasada. Por lo tanto, la carga de virutas por filo de corte se reduce significativamente. Las operaciones de torneado, perfilado, planeo, mandrinado, corte al vuelo, etc. se realizan con fresa de un solo punto; mientras que el fresado, la perforación, el moleteado, el escariado, etc. utilizan un cortador multipunto. Un cortador multipunto puede contener desde dos (taladros o fresas) hasta cientos de filos (abrasivos de muela abrasiva). Varias diferencias entre el cortador de un solo punto y el cortador de múltiples puntos se dan a continuación en formato de tabla.

Tabla:Diferencias entre fresas monopunta y multipunta

Número de filos: Como sugiere el nombre, las herramientas de corte de un solo punto constan de un solo filo de corte principal. Este filo participa en la acción de remoción de material a lo largo de la pasada durante el maquinado. En la siguiente pasada, se puede utilizar el mismo filo de corte o se puede reemplazar por uno nuevo más afilado. Vale la pena señalar que tales cortadores pueden contener más de un borde cortante a la vez en la herramienta; sin embargo, solo uno se activará durante el mecanizado (por ejemplo, considere una herramienta de torneado basada en insertos que generalmente contiene 3 o 4 filos de corte presentes en el cuerpo de la herramienta a la vez, pero solo uno participa en el corte). Por el contrario, las fresas multipunto contienen más de un filo y todos (o la mayoría) participan activamente en la acción de corte en una sola pasada.

Contacto entre cortador y pieza de trabajo y su consecuencia: Cuando el mecanizado se lleva a cabo con un cortador de un solo punto, solo un filo permanece en contacto continuo con la pieza de trabajo. Esto provoca un fuerte aumento de la temperatura de la herramienta y el resultado son daños térmicos en la herramienta, como mayor tasa de desgaste, deformación plástica, reducción de la vida útil de la herramienta, etc. Por lo tanto, las precauciones adecuadas (como menor velocidad, avance y profundidad de corte, aplicación de refrigerante, revestimiento aislante) en el cortador, etc.) deben tomarse para deshacerse de dichos daños. Por otro lado, en el cortador multipunto, todos (por ejemplo, taladrado, escariado, etc.) o solo unos pocos se acoplan con la pieza de trabajo (por ejemplo, tallado, brochado, etc.). Por lo general, los cortadores con un mayor número de filos eliminan el material mediante el acoplamiento y desacoplamiento simultáneos de los filos. Esto protege a la cortadora del sobrecalentamiento al permitir suficiente tiempo para disipar el calor durante el período de desacoplamiento. Sin embargo, el corte intermitente puede aumentar la vibración y las fuerzas desequilibradas.

Carga de virutas: Es axiomático que durante el mecanizado el cortador comprime una fina capa de material de trabajo y la corta gradualmente. Entonces, en cada instante, el movimiento del cortador está restringido por un área de material de trabajo, que se espera que se elimine. Esta área de material de la pieza de trabajo justo delante del cortador en un instante particular se denomina carga de viruta. Matemáticamente, se puede expresar mediante la multiplicación del avance y la profundidad de corte (s×t) y se puede expresar en términos de unidad de tiempo o por revolución. En el caso de un cortador de un solo punto, la carga total de la viruta la soporta un solo filo de corte; mientras que, en el cortador multipunto, toda la carga de viruta se distribuye entre todos los filos y, por lo tanto, cada filo está sujeto a una carga de viruta significativamente menor.

Disposición para mayor velocidad, avance y profundidad de corte: Con el cortador de un solo punto, si se emplea una mayor velocidad, avance y profundidad de corte, el filo de corte estará sujeto a una mayor carga de viruta y, por lo tanto, la herramienta puede fallar prematuramente por una rotura catastrófica. Con el cortador multipunto, se puede emplear una mayor velocidad, avance y profundidad de corte sin ningún problema palpable. Dado que la tasa de eliminación de material (MRR) es proporcional a la velocidad de corte, la tasa de avance y la profundidad de corte (MRR =1000V.s.t), estos cortadores pueden proporcionar una MRR más alta, lo que en consecuencia ayuda a mejorar la productividad.

Rotura del filo: Durante el mecanizado con cortador de un solo punto, en caso de rotura no planificada de un filo de corte debido a ciertas razones inexorables (como falta de homogeneidad en el material de trabajo, vibración, obstrucción de virutas, mal funcionamiento de la máquina, etc.), la operación debe detenerse obligatoriamente para reemplazar el cortador por uno nuevo. Sin embargo, en un caso similar con cortadores de múltiples puntas (es decir, rotura de un filo), la operación puede llevarse a cabo sin mayor problema con la ayuda de otros filos de corte intactos. Sin embargo, puede que no sea posible en todos los escenarios, especialmente cuando la herramienta tiene menos filos de corte.

Diseño y fabricación: Debido a su geometría simple, los cortadores de un solo punto son fáciles de diseñar y también se pueden fabricar fácilmente en comparación con los cortadores de múltiples puntos.

En este artículo se presenta una comparación científica entre los cortadores de un solo punto y los cortadores de múltiples puntos. El autor también sugiere que revise las siguientes referencias para una mejor comprensión del tema.

• Mecanizado y Máquinas Herramientas por A. B. Chattopadhyay (1 ^st edición, Wiley).
• Ingeniería y tecnología de fabricación:Edición SI por S. Kalpakjian y S. R. Schmid (7 ^th edición, Pearson Ed Asia).