Factores que afectan la aspereza superficial

Los factores que afectan la aspereza superficial incluyen la geometría del filo, la exactitud, el desgaste de la herramienta, la exactitud de la máquina, las propiedades de despeje de las virutas y las condiciones de corte. Estos factores pueden diferir de acuerdo al tipo de mecanizado (exterior, interior, etc.)

Selección del grado
El factor más importante relacionado a la prevención de una aspereza superficial escasa tiene como fin evitar la deformación del filo por adhesión de material. Para lograr ésto, es muy importante la elección del grado.

Un filo con deformación se produce cuando un material endurecido de la pieza de trabajo se adhiere al filo de la herramienta. La deformación en el filo durante el proceso de mecanizado incrementa la profundidad de corte y trabaja sobre la pieza de trabajo. Además, el filo deformado puede causar que la superficie del inserto se vaya desgastando, empeorando la terminación superficial. Por ello, es el factor que más afecta la aspereza superficial.

Para evitar la deformación del filo, debe ser seleccionado un grado con baja afinidad al material de la pieza de trabajo. Para mecanizar acero, es efectiva la utilización de cermet con TiC (carburo de titanio) y TiN (nitruto de titanio). El TiC y el TiN tienen una baja solubilidad para el hierro que el WC (carburo de tungsteno), y puede avitar la adherencia de virutas.

Selección de la geometría
La geometría de la herramienta también puede afectar la aspereza superficial. El radio de esquina del inserto es lo que más influye del mismo en el mecanizado. La terminación superficial que genera la geometría del radio de esquina, sin imperfección alguna durante el mecanizado es llamada aspereza superficial teórica.

La aspereza superficial teórica depende del avance y el tamaño del radio de esquina. Un avance más elevado deja una aspereza superficial escasa, mientras que un radio de esquina mayor, deja una aspereza superficial más satisfactoria.
Un gran ángulo de inclinación también ayuda a mejorar la terminación superficial. Ésto se debe a que la exactitud de la herramienta se incrementa y, por ello, disminuye la posibilidad de adherencia de material en el filo, evitando que el inserto se desgaste.

El honing también influye en la exactitud de la herramienta y generalmente un honing más pequeño produce una mejor terminación superficial. Mientras tanto, la aspereza del filo con honing puede ser copiada en la superficie mecanizada. Para evitar esto, es importante que el filo con honing tenga una superficie en perfecto estado. Sin embargo, estas propiedades de copiado pueden cambiar de acuerdo al material de trabajo y son influenciados por las condiciones de corte.

Cambie las condiciones de corte
Tal como se mencionó anteriormente, la aspereza superficial teórica es influenciada por varios avances. Un bajo avance mejora la aspereza superficial. Sin embargo, los avances que son demasiado bajos, disminuyen la eficiencia general del mecanizado, por lo que es importante elegir el avance adecuado para cada proceso de mecanizado.

En ejemplos reales de mecanizado, el evitar adherencia de material y filos deformados en el inserto son dos objetivos muy importantes, es vital mantener la temperatura de corte por sobre la temperatura de re-cristalización de la pieza de trabajo. Eso dificulta la adherencia de material en el filo. en otras palabras, incrementar la velocidad evita la adherencia de material en el filo y, por ello, mejora la aspereza superficial. El incremento del avance y la profundidad de corte elevan la temperatura de corte y mejora la aspereza superficial.

Uso de un inserto Wiper
Para mejorar la terminación superficial, se encuentran disponibles insertos con wiper.

El perfeccionamiento de la terminación superficial no se debe únicamente al uso de insertos wiper. El avance puede ser incrementado mientras mantiene la aspereza superficial y ésto lleva a un mejoramiento dramático en la eficiencia del mecanizado y la reducción de costos de mecanizado. El incremento del avance mejora el control de virutas y reduce el número de insertos requeridos por producción, siendo los insertos con wiper la mejor elección para un mecanizado de alta eficiencia.

Sin embargo, los insertos con wiper también tienen desventajas. Esto se debe al incremento en la resistencia de corte y la vibración cuando se mecaniza una pieza de trabajo con máquinas de baja rigidez. Además el efecto wiper sólo funciona en dirección vertical y horizontal, haciéndolo inadecuado para operaciones de copiado. Pero si se lo utiliza efectivamente, puede mejorar increíblemente la productividad.

Fuente: www.mitsubishicarbide.com