Comprendiendo la Formación de Viruta en Corte de Metales: Tipos, Procesos y Aplicaciones

¿Qué es la Formación de Viruta?

La formación de viruta es parte del proceso de corte de materiales por medios mecánicos, usando herramientas como sierras, tornos y fresas. Entender la teoría e ingeniería de esta formación es parte importante del desarrollo de tales máquinas y sus herramientas de corte.

El estudio formal de la formación de viruta se fomentó alrededor de la Segunda Guerra Mundial y poco después, con aumentos en el uso de máquinas de corte más rápidas y potentes, particularmente para corte de metal con nuevas cortadoras de acero de alta velocidad.

La formación de viruta se describe usualmente según un modelo de tres vías desarrollado por Franz. Este modelo es bien conocido en diseño de máquinas herramienta, aunque también se usa cuando un área de aplicación, como carpintería, requiere vocabulario para describir la formación de viruta en más detalle de lo habitual.

MÁS: 1. ¿Qué es Torno? 2. ¿Qué es Mecanizado? 3. ¿Qué es Sierras - 35 Tipos Diferentes de Sierras

Tipos de Virutas

1. Virutas Continuas

En el proceso de mecanizado, las virutas continuas se forman durante el mecanizado de material dúctil con alta velocidad y fricción mínima entre herramienta y material. Debido a deformación plástica continua al aplicar la herramienta, este tipo de viruta se produce.

Acero dulce y cobre son materiales dúctiles. El espesor de la viruta es igual a toda la longitud. Comúnmente proporciona buen acabado superficial. El principal inconveniente es difícil manejo y eliminación. Condiciones responsables para formación de virutas continuas:

• Material dúctil como acero dulce.
• Ángulo de ataque mayor de la herramienta.
• Alta velocidad de corte.
• Fricción mínima entre interfaz viruta-herramienta.
• Pequeña profundidad de corte.

Ventajas

La formación de virutas continuas durante mecanizado tiene ventajas:

• Mejor acabado superficial en material dúctil.
• Menor generación de calor por fricción mínima entre cara de herramienta y viruta.
• Bajo consumo de energía.
• Larga vida de herramienta por menor desgaste.

2. Virutas Discontinuas

Si las virutas durante mecanizado no son continuas, es decir, se forman con rotura, se llaman virutas discontinuas.

Se forman cuando metales frágiles o duros como latón, bronce y hierro fundido se usan como piezas. También se forman en material dúctil cuando fricción entre herramienta y pieza es alta. No son buena señal para mecanizado de material dúctil ya que dan mal acabado y el proceso se vuelve lento.

Condiciones responsables para formación de virutas discontinuas:

• Baja tasa de avance.
• Pequeño ángulo de ataque de la herramienta.
• Alta velocidad de corte.
• Altas fuerzas de fricción en interfaz viruta-herramienta.
• Demasiada profundidad de corte.

Ventajas

La formación de virutas discontinuas en materiales frágiles proporciona buen acabado, aumenta vida de herramienta y reduce consumo de energía.

Desventajas

Cuando virutas discontinuas se forman en materiales dúctiles, la pieza resulta en mal acabado y desgaste excesivo de la herramienta.

3. Virutas Continuas con Bordes Acumulados (BUE)

En mecanizado de material dúctil, virutas continuas se forman con bordes acumulados cuando temperatura y presión en corte y fricción de interfaz viruta-herramienta son altas.

Es casi similar a virutas continuas pero rugosa por el borde acumulado. Esta función puede causar que material se pegue or suelde al borde de la herramienta.

¿Cómo se Produce?

Se crea cuando la viruta fluye hacia arriba y fricción entre interfaz viruta-herramienta es alta. El calor generado en la punta de la herramienta es muy alto por la alta fricción.

Por tanto, metal comprimido ajustado a la punta se suda, por lo que se conoce como borde acumulado (BUE). Si la viruta fluye a través de este borde, se rompe y se aleja de la viruta, termed como virutas con borde acumulado. El resto del borde se adhiere a la superficie de la pieza volviéndola más gruesa.

¿Por Qué Ocurren Virutas Continuas con BUE al Mecanizar?

• Usando material dúctil durante mecanizado.
• Debido a menor ángulo de ataque de la herramienta.
• Velocidad de corte lenta.
• Falta de refrigerante y puede causar aumento de fricción entre caras viruta-herramienta.
• Espesor de viruta alto.
• Debido a alta temperatura entre pieza y herramienta.
• Alta tasa de avance de la herramienta.

Ventajas

La formación de BUE tiene una ventaja: protege la herramienta de daño por alta fricción y temperatura durante mecanizado, aumentando vida de herramienta.

Desventajas

La formación de estos tipos de virutas resulta en acabado rugoso, cambio en ángulo de ataque y fuerzas de corte.