En las operaciones de torneado, la selección de las plaquitas de corte influye directamente en la eficiencia del mecanizado, la calidad de la superficie y la estabilidad de la producción. Los distintos materiales, condiciones de corte y capacidades de la máquina herramienta requieren diferentes geometrías, grados y recubrimientos de plaquitas. Si la plaquita no se selecciona correctamente, pueden surgir problemas como astillamiento del filo, vibraciones, un acabado superficial deficiente y una vida útil reducida de la herramienta. Una correcta selección de las plaquitas garantiza un rendimiento de mecanizado estable y reduce el coste total de producción.
Tipos básicos de insertos de torneado
Las plaquitas de torneado se pueden clasificar en diferentes tipos según su geometría y aplicación. Cada estructura está diseñada para condiciones de mecanizado específicas.
Formas de inserción comunes
Las geometrías de inserción comunes incluyen:
- Insertos triangulares: muy versátiles, adecuados para desbaste y semiacabado.
- Insertos de diamante: ideales para el acabado y el mecanizado de contornos.
- Insertos cuadrados: filo de corte resistente, adecuado para trabajos de desbaste pesados.
- Insertos redondos: adecuados para cortes intermitentes y condiciones de alto impacto.
Los distintos ángulos de la punta afectan a la estabilidad del corte. Una punta más afilada es más adecuada para el acabado, mientras que un filo más resistente es mejor para cargas de corte pesadas.
Materiales comunes para inserciones
El material del inserto determina la resistencia al desgaste y la resistencia al calor. Los tipos comunes incluyen:
- Insertos de carburo: los más utilizados, adecuados para el mecanizado general de acero.
- Insertos recubiertos: mejoran la resistencia al desgaste y la estabilidad térmica.
- Insertos cerámicos: adecuados para el mecanizado de alta velocidad de hierro fundido.
- Insertos de CBN: se utilizan para materiales endurecidos.
- Insertos de PCD: ideales para aleaciones de aluminio y cobre.
Los diferentes materiales determinan las condiciones de funcionamiento y la vida útil de la plaquita.
Selección de insertos en función del material de la pieza de trabajo
Los distintos materiales requieren características de inserción diferentes, y una correcta combinación es esencial.
Acero al carbono y acero aleado
El acero al carbono es relativamente fácil de mecanizar y permite una amplia gama de opciones de plaquitas.
Entre las opciones típicas se incluyen:
- Insertos de carburo recubiertos
- Grados de dureza media
- Geometrías de uso general
Al mecanizar acero 45, se requiere un equilibrio entre el filo y la resistencia al impacto para evitar la fractura frágil o el desgaste excesivo.
Mecanizado de acero inoxidable
El acero inoxidable tiende a endurecerse durante el corte, lo que dificulta el mecanizado.
Características recomendadas del inserto:
- Alta resistencia al calor
- Recubrimientos antiadherentes
- Ángulos de inclinación diseñados correctamente
La acumulación de material en el filo es común durante el mecanizado de acero inoxidable, por lo que deben mantenerse condiciones de corte estables para evitar cambios frecuentes en el acoplamiento de la herramienta.
Mecanizado de aleación de aluminio
El aluminio es blando, pero propenso a la formación de rebabas, lo que requiere filos de corte afilados.
Entre los insertos adecuados se incluyen:
- Insertos de PCD
- Inserciones de borde altamente pulidas
- Insertos de mecanizado de aluminio específicos
El mecanizado de aluminio se centra principalmente en la calidad de la superficie y la evacuación de las virutas. Un filo de corte afilado y un flujo de virutas uniforme son esenciales para evitar la adherencia y los arañazos en la superficie.
Mecanizado de materiales de alta dureza
El acero templado y los aceros para moldes requieren herramientas de corte de alto rendimiento.
Los insertos recomendados incluyen:
- Inserciones de CBN
- Inserciones de cerámica
- Insertos de carburo recubiertos de alta resistencia al desgaste
El mecanizado se realiza normalmente con profundidades de corte pequeñas y velocidades de avance bajas para garantizar la estabilidad y la vida útil de la herramienta.
Influencia de los parámetros de geometría de inserción
La geometría del inserto tiene un impacto directo en la fuerza de corte, el control de la viruta y el acabado superficial.
Ángulo de inclinación y ángulo de alivio
El ángulo de ataque influye en la nitidez del corte:
- Ángulo de ataque mayor: menor fuerza de corte, adecuado para materiales blandos.
- Ángulo de ataque menor: filo de corte más resistente, adecuado para materiales duros.
El ángulo de alivio afecta al comportamiento de la fricción:
- Demasiado pequeño: aumenta la fricción y la generación de calor.
- Demasiado grande: debilita la resistencia del borde
En función de las condiciones de mecanizado, se requiere un equilibrio entre el filo y la resistencia.
Radio de la nariz
El radio de la punta afecta significativamente los resultados del mecanizado:
- Radio mayor: mejor acabado superficial pero mayor fuerza de corte.
- Radio más pequeño: adecuado para contornos finos pero menor durabilidad.
En las operaciones de acabado, a menudo se utilizan radios de punta más grandes para mejorar la calidad de la superficie.
Diseño de rompevirutas
La geometría del rompevirutas influye en el control de las virutas:
- Rompevirutas ancho: adecuado para mecanizado basto.
- Rompevirutas ajustado: adecuado para acabado
- Diseños especializados: evitan el enredo de chips largos.
Una mala evacuación de las virutas puede aumentar la temperatura de corte y reducir la vida útil de la herramienta.
Insertos compatibles con las condiciones de mecanizado
La selección de las piezas insertables debe coincidir con las condiciones de mecanizado para garantizar un rendimiento estable.
Compatibilidad de velocidad de corte
Los diferentes insertos funcionan dentro de diferentes rangos de velocidad:
- Insertos de carburo: velocidad media a alta
- Insertos cerámicos: mecanizado de alta velocidad
- Insertos de CBN: dureza ultra alta y corte de alta velocidad.
Una velocidad de corte incorrecta puede provocar un desgaste prematuro o la falla de la plaquita.
Ajuste de parámetros de corte
La capacidad de inserción define los límites de los parámetros:
- Los insertos resistentes soportan cortes fuertes.
- Los insertos de acabado requieren velocidades de avance pequeñas.
- Las plaquitas de desbaste están diseñadas para una alta remoción de material.
Para un mecanizado estable, los parámetros deben estar alineados con el rendimiento de la plaquita.
Influencia de la rigidez de la máquina
Incluso los insertos de alto rendimiento pueden fallar si la rigidez de la máquina es insuficiente.
En esos casos:
- Utilice geometrías de inserción más estables.
- Reducir el radio de la nariz
- Parámetros de corte inferiores
Problemas comunes en la selección de inserción
La selección incorrecta de las plaquitas es común en el mecanizado práctico y puede afectar significativamente al rendimiento.
Los problemas típicos incluyen:
- Elegir insertos basándose únicamente en el precio sin tener en cuenta la compatibilidad del material
- Utilización de plaquitas de desbaste para operaciones de acabado
- Ignorando las diferencias de recubrimiento
- Desajuste entre el inserto y el portaherramientas
- Descuidar los requisitos de evacuación de virutas
Estos problemas pueden provocar una menor vida útil de las herramientas y una mala calidad del mecanizado.
