Mecanizado por arranque de viruta

¿Qué es el mecanizado por arranque de viruta?

El mecanizado por arranque de viruta es un proceso de mecanizado, dónde el material se corta de manera constante o alternativa utilizando para ello una herramienta de corte. Esta herramienta esta perfectamente definida para un proceso en concreto. Dependerá mayormente de si el movimiento de corte lo realiza la pieza o si lo hace la herramienta.

La mayor parte de máquinas-herramienta convencionales usadas en la actualidad están diseñadas siguiendo los mismos principios que las versiones antiguas desarrolladas durante los dos últimos siglos, con algunos cambios cruciales la inclusión del control numérico que permite realizar varias operaciones de corte a la vez en la misma máquina.

¿Cuáles son los movimientos que se realizan en un mecanizado por arranque de viruta?

En el mecanizado por arranque de viruta, intervienen dos movimientos principales:

• El movimiento principal o de corte o de penetración , que es el que elimina el material de la pieza (ya sea cortando, agujereando, etc.).
• El movimiento de avance, que es el que dirige la trayectoria de la pieza mientras se lleva a cabo el movimiento principal.

Imagen de un Torno CNC 

¿Qué procesos se realizan en un mecanizado por arranque de viruta?

1. Desbaste: Es lo primero que realizamos cuando hacemos un mecanizado por arranque de viruta. Se elimina mucho material con poca precisión en un intervalo de tiempo relativamente corto. Esto dependerá de la velocidad de corte de la herramienta. Esta operación se puede dividir en varias partes, predesbaste que vendría a ser la operación antes del desbaste y desbaste. Cuándo realizamos un predesbaste, es debido a la gran cantidad de material que tenemos que quitar de la pieza. El desbaste se realiza como una operación previa con el fin de aproximarse lo más posible a las dimensiones finales de la pieza. Cuando estamos trabajando con tolerancias centesimales; ajustar bien esta operación es fundamental para garantizar la repetibilidad del proceso en el mecanizado por arranque de viruta.
2. Acabado: En relación a lo qué es el mecanizado por arranque de viruta, es la última operación dónde afinamos la pieza, se trata de eliminar el material sobrante después del desbaste, es una operación de mucha precisión. Actividad final cuyo objetivo principal es otorgar a la pieza unas tolerancias dimensionales y superficiales de acuerdo a las especificaciones del plano. Se diferencia del desbaste por trabajar con cargas de trabajo menores que en el desbaste y unas velocidades de avance más lentas.

En la siguiente imagen vamos a agrupar las diferentes máquinas que realizan mecanizado por arranque de viruta, según su movimiento de corte ya sea circular o rectilíneo.

Como veis hay una gran multitud de maquinaria con procesos de mecanizado por arranque de viruta. Es muy importante entender cómo funcionan estas máquinas y sus procesos. En cualquier taller que vayáis os encontrareis con varias de estas máquinas.

Procesos de mecanizado según su movimiento de corte

• Los procesos de mecanizado por arranque de viruta generados por un movimiento de corte rectilíneo permiten obtener diferentes formas realizando un corte recto. La forma que obtendremos dependerá de la geometría de la herramienta de corte que tengamos. Estos procesos los agrupamos en dos grandes grupos: si el movimiento lineal lo hace la pieza o si por el contrario lo hace la herramienta. Con la evolución de la máquina herramienta varias de estas máquinas herramienta han sido sustituidas por procesos más productivos y eficientes, gracias a la llegada del control numérico. Aunque también hoy en día algunos de estos procesos se pueden realizar durante los tiempos muertos de mecanizado cnc.

• Los procesos de mecanizado por arranque de viruta generados por un movimiento de corte circular permiten una gran versatilidad dentro del mecanizado. Estos procesos lo agrupamos en dos grandes grupos: si el movimiento circular lo hace la pieza o si por el contrario lo hace la herramienta. En estos procesos hablamos de máquinas herramientas que han ido evolucionando en los últimos años hasta conseguir ser maquinas altamente eficientes. Los sistemas convencionales de estas máquinas con sistema de polea y variador han sido sustituidos por sistemas de engranajes y por último por sistemas de autómatas programables con variadores electrónicos de velocidad. Estos últimos son los sistemas que usan las maquinas cnc, aunque ya hablaremos largo y tendido sobre estas máquinas tan productivas en comparación con estas.

Uno de los procesos industriales más utilizados en la actualidad es el mecanizado. Una amplia variedad de empresas de todo tipo lo emplean y requieren de manera cotidiana en sus diferentes procesos. Ya se trate de una industria del automóvil, aeroespacial, ferroviaria o cualquier otra que necesite de una o varias piezas con una geometría y dimensiones determinadas.

Con la llegada de la industria 4.0 la máquina herramienta está evolucionando mucho con nuevos procesos de mecanizado mucho más eficientes y totalmente automáticos, aunque sigue siendo necesario conocer de primera mano los procesos convencionales.

Los procesos de mecanizado son en la actualidad un conjunto de diferentes procesos de fabricación. Gracias a la automatización de estos procesos, se ha llegado a tener una gran versatilidad en la obtención de diferentes tipos de geometría. Obteniendo un alto nivel de precisión dimensional en comparación con otros procesos de fabricación.

Parámetros de corte en los procesos de mecanizado por arranque de viruta

Para que el corte en una operación de mecanizado sea efectivo, los parámetros de corte que deben ser controlados en cualquier trabajo de mecanizado son principalmente tres:

•  Velocidad de corte (V_c) : Es la velocidad lineal relativa de la herramienta respecto de la pieza en la dirección y sentido del movimiento de corte. En los procesos de torneado o fresado esta velocidad se define como:

V_c    es la velocidad de corte, expresada en metros por minuto (m/min)

D   es el diámetro de la pieza, si se trata de una operación de torneado, o el diámetro de la herramienta, si se trata de fresado, expresado en mm.

n    es la velocidad de giro de la pieza, en torneado, o de la herramienta, en fresado, en revoluciones por minuto (r.p.m.)

•  Avance (a): es el desplazamiento recorrido por la herramienta en cada revolución o carrera. Conocidos la velocidad de giro y el avance, es posible calcular la velocidad de avance (V_a):

V_a = a · n

a    es el avance, expresado en milímetros (mm.)

n    es la velocidad de giro de la pieza, en torneado, o de la herramienta, en fresado, en revoluciones por minuto (r.p.m.)

•  Profundidad de corte (p): Es la distancia que penetra la herramienta en la pieza.