Virutas en Corte de Metales: Tipos, Formación y Efectos en el Mecanizado

En el proceso de corte de metales en diferentes formas y tamaños, hay pérdida de material en forma de virutas. Diferentes procesos de corte resultan en la producción de diferentes tipos de virutas. Por tanto, en este artículo te mostraré los diversos tipos de virutas que pueden encontrarse al mecanizar diferentes materiales.

¿Qué es una Viruta en el Proceso de Corte de Metales?

Para dar al metal una forma y tamaño deseados, se elimina metal extra de la superficie usando diversas herramientas y técnicas de máquina. Este metal eliminado y deformado se llama Viruta.

Antes de profundizar en la viruta, veamos la terminología básica usada durante el corte de metales.

Cara de rake

Es la cara de la herramienta de corte usada.

Ángulo de rake

• Es el ángulo entre la cara de rake y la normal a la superficie de mecanizado.
• Un ángulo de rake mayor asegura mejor corte y reduce la fuerza de corte.
• Pero solo puede aumentarse dentro de un límite porque reduce el respaldo metálico disponible en el rake de la herramienta, reduciendo así la resistencia de la punta y la disipación de calor a través de la herramienta.
• Debe ser del orden de 15 grados y puede ser cero o negativo cuando se necesite.

Ángulo de clearance (alivio)

• Es el ángulo entre la parte inferior de la herramienta (cara de flanco) y la superficie mecanizada.
• El ángulo de clearance se da para que la herramienta no roce o estropee la superficie metálica.
• Aumenta las fuerzas de corte y se usa del orden de 5-6 grados.
• También se llama ángulo de alivio.

Formación de Virutas

• Cuando la herramienta contacta con la superficie metálica, se produce compresión elástica y luego plástica de la cara metálica en contacto con la cara de rake de la herramienta. Esto desarrolla cizallamiento y finalmente empieza el cedimiento o fractura.
• Finalmente, el metal deformado o viruta fluye sobre la cara de la herramienta y se elimina.
• La viruta se elimina y se deforma más debido a la fricción, según las condiciones de corte.

Tipos de Virutas en Corte de Metales

Hay tres tipos básicos de virutas en el proceso de corte de metales:

1. Virutas Continuas
2. Virutas Discontinuas
3. Virutas Continuas con Filo Acumulado (BUE).

#1 Virutas Continuas

Cuando las virutas formadas durante la operación de corte son sin intervalos, se llaman virutas continuas. Estas se forman al cortar un material dúctil, por ejemplo, acero.

Razones para la formación de virutas continuas:

• La velocidad de corte debe ser alta: Para formar virutas continuas, la velocidad de corte debe ser alta. Si es lo suficientemente alta, el nuevo material se cortará antes de la rotura de la viruta.
• El ángulo de rake debe ser grande: Un mayor ángulo de rake ayuda al flujo suave de virutas, creando virutas continuas.
• El material debe ser dúctil: La ductilidad es uno de los factores más importantes para producir virutas continuas. Mayor ductilidad, más virutas continuas.
• El coeficiente de fricción debe ser lo más bajo posible: Si es alto, habrá mucho calor, volviendo el material frágil e inadecuado para virutas continuas.
• Profundidad de corte: Debe ser baja para virutas continuas. Si es mayor, tenderá a romper las virutas.

Efectos de las virutas continuas:

• Mejor acabado superficial: Debido a la baja profundidad de corte y alta velocidad, el acabado es excelente.
• Bajo consumo de energía: Bajo coeficiente de fricción y uso de lubricante causan menor consumo.
• Mejor vida de herramienta: Aumenta al ser material dúctil, fricción baja y uso de lubricantes.

#2 Virutas Discontinuas

Cuando hay rotura o fractura de virutas en el corte, se llaman virutas discontinuas. Se forman al cortar materiales frágiles como hierro fundido.

Razones para la formación de virutas discontinuas:

• Baja velocidad de corte: Causa fractura de la viruta antes de que la herramienta avance.
• Ángulo de rake bajo: Empuja la viruta hacia afuera en lugar de curvarla.
• Materiales frágiles: Tienen tendencia a romperse, formando virutas discontinuas.
• Altas fuerzas de fricción: Generan calor, volviendo el material frágil.
• Mayor profundidad de corte: Aumenta el espesor del material removido, causándolo a romperse.

Efectos de las virutas discontinuas:

• Mayor remoción de material: Útil cuando hay gran diferencia entre pieza y dimensión requerida.
• Vida de herramienta aumentada a baja velocidad: El bajo ángulo de rake ayuda a aumentar la vida a bajas velocidades.
• Virutas fáciles de desechar: Por su tamaño pequeño, se manejan y desechan fácilmente.

#3 Viruta Continua con Filo Acumulado (BUE)

Tipo de viruta continua que se forma cuando la fricción entre herramienta y pieza es muy alta. Por la alta fricción y temperatura, una pequeña cantidad de material se suelda en la viruta.

Razones para la formación de BUE:

• Alta temperatura: Principal razón. Por temperatura muy alta (superior al punto de fusión), algo de metal se suelda causando acumulación.
• Fricción muy alta: Principal razón del aumento de temperatura, convirtiéndose en causa prima del BUE.
• Refrigerante insuficiente: Factor responsable del aumento de temperatura.
• Tipo de material: Para viruta continua, el material debe ser dúctil. En materiales dúctiles se forma BUE.
• Ángulo de rake pequeño: Factor para formación de BUE, ya que se requiere para virutas continuas.

Efectos de virutas continuas con BUE:

• Vida de herramienta aumentada: La viruta protege la herramienta de alta temperatura.
• Acabado superficial rugoso: Por presencia de acumulaciones en la superficie de trabajo.
• Consumo de energía aumentado: Por pequeño ángulo de rake y gran profundidad de corte.

Resumen

En el corte de metales se forman tres tipos de virutas. La formación de virutas continuas da un excelente acabado superficial con impacto positivo. La formación de virutas discontinuas tiene impactos positivos y negativos. La formación de viruta continua con filo acumulado tiene impacto principalmente negativo.