Tipos de virutas en el mecanizado: clasificación, causas e impacto

La generación de virutas es inevitable en los procesos de corte y mecanizado de metales. Estas virutas pueden presentar una gran variedad de formas y tamaños, lo que da lugar a su clasificación. Diversos factores influyen en el tipo de viruta que se produce durante el mecanizado, los cuales analizaremos a continuación.

¿Qué son las virutas?

Las virutas son el material eliminado de la pieza de trabajo mediante la herramienta de corte. Se forman por cizallamiento durante las operaciones de mecanizado. El material situado por delante de la herramienta, montada en la máquina, se cizalla y deforma bajo gran presión al entrar en contacto con la pieza. Este material deformado tiende a fracturarse y fluir sobre la herramienta en forma de viruta para aliviar su estado tensionado.

Algunas virutas tienen utilidad comercial. Por ejemplo, las virutas de acero inoxidable en espiral se emplean para fregar y limpiar utensilios domésticos.

Factores que determinan el tipo de viruta

Los siguientes factores influyen en la morfología de la viruta durante el mecanizado:

• Material de la herramienta de corte
• Geometría y dimensiones de la herramienta
• Material de la pieza de trabajo
• Velocidad de corte
• Fuerzas aplicadas durante el corte
• Fricción entre la herramienta y la pieza
• Condiciones del entorno de corte, como la temperatura

Tipos de virutas

A continuación se describen los principales tipos de virutas en el corte de metales:

Virutas discontinuas

Estas virutas son segmentos pequeños que se adhieren débilmente entre sí, formando una longitud ligeramente mayor. Se producen cuando la deformación que sufre la viruta es limitada debido a fracturas repetidas. Los segmentos se forman de manera regular por la rotura del metal por delante de la herramienta.

En materiales dúctiles, las virutas discontinuas aparecen porque la presión hidrostática cerca del filo de corte es de tracción o la energía de cizallamiento alcanza un nivel crítico. Aunque su formación en materiales frágiles proporciona buen acabado, aumenta la vida de la herramienta y consume menos potencia, en materiales dúctiles pueden dar lugar a un mal acabado y desgaste excesivo de la herramienta. No obstante, al ser pequeñas, su evacuación es sencilla.

Al mecanizar metales duros y frágiles como bronce, latón y fundición gris, se obtienen virutas discontinuas. A veces, el corte de metales dúctiles a avances muy bajos, con un ángulo de ataque pequeño, altas velocidades y altas fuerzas de fricción en la interfaz viruta-herramienta, también produce este tipo de virutas.

Ventajas e inconvenientes de las virutas discontinuas

Ventajas (en materiales frágiles):

• Aumentan la vida de la herramienta
• Proporcionan buen acabado superficial
• Reducen el consumo de potencia

Inconvenientes (en materiales dúctiles):

• Mal acabado superficial
• Desgaste excesivo de la herramienta

Virutas continuas

En la formación de viruta continua, la presión sobre la pieza aumenta hasta que el material falla por deslizamiento a lo largo del plano de cizallamiento. Las virutas se generan sin segmentación, es decir, sin fractura, durante el mecanizado. Se producen al mecanizar materiales dúctiles a alta velocidad de corte con fricción mínima entre la viruta y la cara de la herramienta. El acero dulce es un material típico para este tipo de viruta.

Ventajas de las virutas continuas

• Mejor acabado superficial en materiales dúctiles
• Bajo consumo de potencia
• Menor generación de calor al minimizarse la fricción entre viruta y cara de la herramienta
• Menor desgaste, lo que prolonga la vida de la herramienta

Virutas continuas con arista de arranque (built-up edge)

Al mecanizar un material dúctil con alta fricción en la interfaz viruta-herramienta, se forma una viruta continua con arista de arranque. Estas virutas son similares a las continuas, pero su superficie es menos lisa debido a la arista de arranque.

La arista de arranque se forma cuando la viruta fluye hacia arriba y existe alta fricción en la interfaz viruta-herramienta. Esta fricción genera calor intenso en el vértice de la herramienta. El metal comprimido adyacente al vértice se suelda a él, constituyendo la arista de arranque.

Este tipo de virutas aparece con avances excesivos, ángulo de ataque pequeño, baja velocidad de corte y ausencia de refrigerante, lo que aumenta la fricción en la interfaz viruta-herramienta.

Ventajas e inconvenientes de las virutas continuas con arista de arranque

Ventajas:

• La herramienta queda protegida del daño por fricción y temperatura elevadas
• Se incrementa la vida de la herramienta

Inconvenientes:

• Se obtiene un acabado superficial rugoso
• Variación del ángulo de ataque y de las fuerzas de corte

Mira el vídeo siguiente para saber más sobre los distintos tipos de virutas en el corte y mecanizado de metales:

Conclusión

Las virutas son material eliminado de la pieza con ayuda de una herramienta. Pueden reprocesarse para otros fines. En este artículo hemos explicado los diversos tipos de virutas y sus ventajas e inconvenientes.

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