Fundamentos de los Procesos de Mecanizado

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TRABAJO PRÁCTICO N° 3 
 FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS DE MECANIZADO 
 
Estudiante: ARAYA, Samira Yael 
Asignatura: Tecnología de Fabricación 
Profesor: MORÁN, Sonia 
Curso: 4° 1° CS TÉCNICO ELECTROMECÁNICO 
Institución: Centro de Educación Técnica N° 9 
 
MAYO 2022 
 
 
 
 
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1. El mecanizado es un proceso exclusivo de los metales ¿Es correcto esto? 
¿Por qué? 
2. ¿A qué se llama mecanizado en este texto? 
3. ¿Cómo se clasifica el proceso de mecanizado con arranque de viruta? 
4. Realice un esquema de los cortes del filo de la herramienta sobre una pieza. 
5. ¿Cómo se simplifica el análisis de corte? Explique con sus palabras. 
6. Enumera los parámetros de corte. 
7. Describa cada parámetro de corte. 
8. Describa los principales procesos de mecanizado por arranque de material. 
9. ¿A qué se denominan tornos CNC? 
10. Unir según corresponda. 
 
 
 
 
 
 
11. Describa el fresado según la orientación de la pieza de trabajo y a sus 
grados de movimiento. 
12. Describa la herramienta utilizada en el corte del material en el proceso de 
fresado. 
Cilindrado 
Achaflanado 
Torneado cónico 
Mandrinado 
Moleteado 
Roscado 
Refrenteado 
 Realizar un chaflán en el extremo de una pieza 
 Reducir el diámetro de una pieza cilíndrica 
 Disminuir la longitud de una pieza 
 Darle forma cónica a una pieza 
Hacer grabados sobre la superficie de una pieza 
 Agrandar un agujero 
 Realizar una rosca en la superficie de la pieza 
 
 
 
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13. ¿Qué relación hay entre X, Y, Z y el nombre "fresadora 3 ejes"? 
14. ¿Por qué las fresadoras ofrecen un mejor rendimiento que otras máquinas 
herramientas para el mismo trabajo? 
15. Las máquinas fresadoras se clasifican en: 
- Fresadoras horizontales. 
- Fresadoras verticales. 
- Fresadoras universales. 
Describa brevemente cada uno. 
16. Enumere y describa los elementos característicos de una herramienta de 
corte que permiten comprender mejor los parámetros geométricos que definen a 
un corte ortogonal. 
17. ¿Cuáles son los parámetros geométricos que caracterizan al modelo de corte 
ortogonal? Explique. 
18. En el corte ortogonal intervienen 3 velocidades características del proceso 
de mecanizado. ¿Cuáles son? Describa cada uno. 
19. En un proceso de mecanizado se generan problemas cuando la velocidad de 
corte es demasiado alta o demasiado baja. ¿Por qué? ¿Dónde se buscan valores 
orientativos? 
20. Describa las distintas fuerzas de corte que actúan en un proceso de 
mecanizado. ¿Cómo pueden calcularse? 
21. ¿A qué se denomina viruta? ¿Cómo se separa del material base de la pieza? 
 
 
 
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22. Describa los principales tipos de viruta. 
23. ¿A qué se denomina MEF? Explique. 
 
Respuestas: 
1. No, esta afirmación no es correcta ya que los procedimientos de mecanizado 
también pueden ser utilizados para elaborar piezas hechas de otros materiales 
tales como el plástico, materiales compuestos, etcétera. 
 
2. El mecanizado es un proceso de conformado donde, al eliminar material de 
una pieza de materia prima inicial empleando un filo o herramienta de corte, se 
obtiene una pieza final con forma geométrica y de tamaño previamente 
determinado. 
 
3. El proceso de mecanizado con arranque de viruta se clasifica, en base al filo 
de la herramienta de corte utilizada, de la siguiente manera: 
Mecanizado de corte: Son aquellos procesos donde las herramientas de corte 
empleadas poseen un filo o filos geométricamente determinados. 
Mecanizado abrasivo: Son aquellos procesos donde las herramientas de corte 
empleadas poseen filos no determinados, caso contrario al anterior mencionado. 
 
4. 
 
 
 
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5. El análisis de corte se simplifica tomando el filo de la herramienta en partes 
más pequeñas y considerándolo como la suma de los múltiples filos, cuyos 
cortes son rectos, de manera tal que se permita aplicar los parámetros de estudio 
del corte ortogonal debido a su facilidad a la hora de examinarlos. 
 
6. Los parámetros de corte que deben ser controlados en cualquier trabajo de 
mecanizado son los siguientes: 
- Velocidad de corte (Vc) 
Cortes
Recto
Perpendicular con 
respecto a la 
dirección de 
desplazamiento
Oblicuo
Inclinado con 
respecto a la 
dirección de 
desplazamiento 
 
 
 
 
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- Avance (a) 
- Profundidad de corte (p) 
 
7. Los parámetros de corte, mencionados anteriormente, se describen de la 
siguiente manera: 
Velocidad de corte (Vc): Es la velocidad lineal relativa de la herramienta con 
respecto a la pieza en la dirección y sentido del movimiento de corte. Su manera 
de definirla, en los procesos de torneado o fresado, es la siguiente: 
Vc = 
π . d . n
1000
 
Donde… 
Vc = Velocidad de corte [m/min]. 
d = Diámetro de la pieza o la herramienta, siendo el primero en caso de un 
torneado y el segundo en caso de un fresado [mm]. 
n = Velocidad de giro de la pieza o la herramienta, siendo la primera en caso de 
un torneado y la segunda en caso de un fresado [r.p.m]. 
Avance (a): Es el desplazamiento recorrido por la herramienta en cada 
revolución o carrera. Al conocerse la velocidad de giro y el avance, es posible 
calcular la velocidad de avance de la siguiente manera: 
Va = a . n 
Profundidad de corte (p): Es la distancia que penetra la herramienta en la 
pieza. 
 
 
 
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8. Los principales procesos de mecanizado por arranque de material son los 
mencionados a continuación: 
Torneado: Siendo uno de los procesos de mecanizado más común, se lleva a 
cabo usando una máquina herramienta denominada torno. La forma de la pieza 
a tornear es obtenida mediante la combinación de un movimiento de rotación de 
la misma, la cual se encuentra sujeta mediante una mordaza al plato del torno, 
junto con un desplazamiento de la herramienta de corte situada en el carro 
portaherramientas de la máquina. 
 
Fresado: Se lleva a cabo utilizando una máquina herramienta llamada fresadora. 
La herramienta de corte que emplea es rotativa y se denomina fresa, cuya forma 
es circular y posee múltiples filos en su exterior. El arranque de material se 
obtiene mediante la combinación del movimiento de giro de la herramienta de 
corte, la cual está fija al cabezal de la máquina, con el desplazamiento de la pieza 
a mecanizar o, en su defecto, de la misma herramienta de corte. 
 
 
 
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Taladrado: Llevado a cabo utilizando una máquina herramienta llamada 
taladradora, este proceso es usado para realizar agujeros, tanto pasantes como 
ciegos, en las piezas. Mientras la pieza se mantiene fija en la mesa de trabajo 
de la máquina, la herramienta de corte, denominada broca o mecha, girará y se 
desplazará longitudinalmente por el interior de la misma. 
 
Brochado: Consiste en pasar una herramienta de corte, llamada brocha, sobre 
la superficie, ya sea exterior o interior, a tallar de una pieza con el objetivo de 
darle una forma determinada. 
 
 
 
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9. Se denomina torno CNC a aquellos que utilizan un software o programa de 
computadora con datos alfanuméricos según los ejes XYZ del espacio. De esta 
forma, las velocidades y posiciones de la pieza y herramienta de corte se pueden 
controlar de manera autónoma para obtener lo que previamente se introdujo en 
la memoria de la máquina mediante un lenguaje de programación específico. 
 
11. Si el eje de la fresa se encuentra colocado de manera paralela a la superficie 
de la pieza a mecanizar, el fresado se denomina cilíndrico. En caso contrario, si 
el eje de la fresa se encuentra colocado de manera perpendicular a la superficie 
de la pieza que se va a mecanizar, el fresado se denomina frontal. 
 
Por otro lado, si la fresa gira en sentido contrario al avance, se denomina fresado 
en discordancia o normal. En caso de girar enel mismo sentido del avance, se 
denominará fresado en concordancia. 
 
 
 
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12. La herramienta de corte utilizada en el proceso de fresado para cortar el 
material es denominada fresa. La misma posee múltiples dientes o filos que 
logran cortar diversos materiales girando a distintas velocidades dependiendo 
del tipo de material a manipular. Por ejemplo, en materiales más blandos la 
velocidad de corte es alta, y en materiales duros la velocidad de corte es lenta. 
 
13. La relación existente entre ellos es que, justamente, los tres ejes que 
dictaminan la dirección de desplazamiento que tendrá la pieza o herramienta de 
corte en la máquina fresadora son X, Y y Z, otorgándole así el nombre de 
“fresadora 3 ejes”. 
 
14. Las fresadoras ofrecen un mejor rendimiento, a comparación de otras 
máquinas utilizadas para realizar el mismo trabajo, debido a que la herramienta 
de corte empleada posee una multitud de dientes o filos que no están en contacto 
con la pieza simultáneamente durante el mecanizado. Por lo tanto, sufren de 
 
 
 
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menos fatiga y desgaste, trabajando a una temperatura inferior a las que se 
someten las cuchillas de los tornos, por ejemplo, aumentando así su vida útil. 
 
15. Las máquinas fresadoras se clasifican en los siguientes tipos: 
Fresadoras horizontales: El eje de rotación del husillo, donde se coloca la 
fresa, está en forma horizontal con respecto a la mesa. La herramienta de corte 
trabaja con su periferia. 
 
Fresadoras verticales: El eje del husillo, donde es colocada la fresa, se 
encuentra de manera perpendicular con respecto a la mesa de trabajo, es decir, 
la fresa es colocada en un husillo vertical que, cuando gira, produce el 
movimiento principal. 
 
 
 
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Fresadoras universales: Es una combinación de las fresadoras nombradas 
anteriormente, horizontales y verticales. Poseen un cabezal universal de doble 
articulación el cual permite la inclinación del eje portafresa, formando así 
cualquier ángulo con la mesa de trabajo donde es situada la pieza a mecanizar. 
 
16. Los elementos característicos de una herramienta de corte son los 
nombrados a continuación: 
Filo o arista cortante: Es la arista o filo de la herramienta que corta el material. 
Superficie de desprendimiento: Es la cara de la herramienta donde se desliza 
el material desprendido. 
Superficie de incidencia: Es la cara de la herramienta que queda frente a la 
superficie ya mecanizada de la pieza. 
 
17. Los parámetros geométricos que caracterizan al modelo de corte ortogonal 
son los siguientes: 
 
 
 
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Ángulo de desprendimiento (γ): Es el ángulo formado por la superficie de 
desprendimiento de la herramienta y la dirección perpendicular a la superficie 
mecanizada de la pieza. 
Ángulo de incidencia (α): Es el ángulo formado por la superficie de incidencia 
de la herramienta de corte y la superficie de la pieza ya mecanizada 
Ángulo de filo o ángulo de herramienta (β): Es el ángulo formado por las 
superficies de incidencia y desprendimiento de la herramienta de corte. 
Ángulo de deslizamiento o cizalladura (φ): Es el ángulo formado por la 
superficie de la pieza y el plano de deslizamiento o. dicho de una manera más 
sencilla, es el ángulo según el cual se corta el material para formar la viruta. 
Espesor de viruta no deformada (ac): Es el espesor del material que será 
eliminado de la pieza antes de pasar por algún tipo de deformación. 
Espesor de viruta deformada (ad): Es el espesor del material eliminado 
después de haber pasado por la deformación. 
Factor de recalcado (z): Es el cociente entre los espesores de viruta deformada 
y no deformada, siendo siempre mayor o igual a 1. 
z = ad / ac ≥ 1 
 
18. Las velocidades que intervienen en el corte ortogonal son las siguientes: 
Velocidad de corte (Vc): Es la velocidad lineal relativa de la herramienta con 
respecto a la pieza en la dirección y sentido del movimiento de corte. Su manera 
de definirla, en los procesos de torneado o fresado, es la siguiente: 
 
 
 
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Vc = 
π . d . n
1000
 
Donde… 
Vc = Velocidad de corte [m/min]. 
d = Diámetro de la pieza o la herramienta, siendo el primero en caso de un 
torneado y el segundo en caso de un fresado [mm]. 
n = Velocidad de giro de la pieza o la herramienta, siendo la primera en caso de 
un torneado y la segunda en caso de un fresado [r.p.m]. 
Velocidad de deformación o cizallamiento (Vs): Es la velocidad de rotura de 
la viruta o, también dicha como, la velocidad de deslizamiento de la viruta con 
respecto a la pieza. Dicha velocidad se define, a partir del valor de la velocidad 
de corte, como: 
Vs = Vc . 
sen (π/2 - γ)
sen (γ + π/2 + φ)
 
Donde… 
Vs = Velocidad de deformación o cizallamiento [m/min]. 
Vc = Velocidad de corte [m/min]. 
γ = Ángulo de desprendimiento. 
φ = Ángulo de deslizamiento o cizalladura. 
Velocidad de salida de la viruta (Vv): Es la velocidad de salida de la viruta con 
respecto a la herramienta y se calcula a partir del valor de la velocidad de corte 
de la siguiente manera: 
 
 
 
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Vv = Vc . 
sen (φ)
sen (γ + π/2 + φ)
 
Donde… 
Vv = Velocidad de salida de la viruta [m/min]. 
Vc = Velocidad de corte [m/min]. 
γ = Ángulo de desprendimiento. 
φ = Ángulo de deslizamiento o cizalladura. 
 
19. Si en un proceso de mecanizado la velocidad de corte es demasiado alta se 
generarán problemas debido a que la herramienta utilizada se desgastará 
fácilmente. En caso contrario, si la velocidad es demasiado baja, la productividad 
en el corte será muy pequeña. Es por eso que, normalmente, se buscan los 
valores orientativos en los catálogos de los fabricantes de cada máquina 
herramienta. De esta forma, se conocen las velocidades de corte a emplear en 
función del tipo de material a mecanizar. 
 
20. Las fuerzas de corte que actúan en un proceso de mecanizado son las 
siguientes: 
Fuerza de corte (Fc): Es la fuerza que permitirá conocer la potencia necesaria 
para llevar a cabo el proceso de corte en la pieza. Se puede calcular de la 
siguiente manera: 
Fc = F . cos (ρ - γ) 
 
 
 
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Donde… 
F = Fuerza resultante final del proceso de corte. 
ρ = Ángulo de rozamiento. 
γ = Ángulo de desprendimiento. 
Fuerza de deslizamiento (Fd): Es la fuerza relacionada con las tensiones 
cortantes en el plano donde se produce la viruta. Se puede calcular de la 
siguiente manera: 
Fd = F . cos (φ + ρ - γ) 
Donde… 
F = Fuerza resultante final del proceso de corte. 
φ = Ángulo de deslizamiento o cizalladura. 
ρ = Ángulo de rozamiento. 
γ = Ángulo de desprendimiento. 
Fuerza de rozamiento entre la viruta y la herramienta (Fr): Es la fuerza que 
hay entre la viruta y la herramienta. Se puede calcular de la siguiente manera: 
Fr = F . sen ρ 
Donde… 
F = Fuerza resultante final del proceso de corte. 
ρ = Ángulo de rozamiento. 
A su vez, existen tres fuerzas perpendiculares a las nombradas anteriormente 
(Nc, Nd y Nr). Las mismas se calculan de la siguiente manera: 
 
 
 
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Nc = Fa = F . sen (ρ - γ) 
Donde… 
Fa = Fuerza de avance, por lo tanto, se puede decir que ambas coinciden. 
Nd = F . sen (φ + ρ - γ) 
Nr = F . cos ρ 
 
21. Se denomina viruta a los fragmentos de material residual, cuya forma es de 
lámina curvada o espiral, que se desprenden del material de la pieza durante el 
proceso de mecanizado. Las virutas son separadas del material base de la pieza 
mediante la combinación de los siguientes procesos: 
Cortadura o recalcado: El material se desplaza a medida que el filo de la 
herramienta va penetrando en él. 
Corte: Una parte de la viruta se corta. 
Fluencia o salida de viruta: La viruta finalmente se desprende. 
 
 
22. Los principales tipos de virutas son los siguientes: 
 
 
 
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Continua: Se forman al mecanizar materiales muy dúctiles, con pequeños 
avances y a altas velocidades de corte, o bien, cuandolos ángulos de 
desprendimiento son muy elevados. 
Segmentada: Se presentan de forma semicontinua, con grandes zonas de baja 
deformación cortante y pequeñas zonas de alta deformación cortante. Dicho 
comportamiento se muestra en el mecanizado de materiales tenaces, en metales 
con baja conductividad térmica y resistencia y utilizando bajas velocidades de 
corte. 
Discontinua: Se presentan de forma discretizada en segmentos que pueden 
estar firmemente sujetos entre sí o, en caso contrario, muy sueltos. Propias del 
mecanizado en materiales frágiles, duros y quebradizos que no tienen la 
capacidad de soportar la deformación cortante, o al utilizar velocidades de corte 
muy bajas. 
 
23. Los MEF o Métodos de Elementos Finitos, como sus siglas lo indican, 
consisten en obtener un modelo en partes del conjunto de la pieza que se 
pretende mecanizar. De modo que, al discretizar la misma en partes fácilmente 
analizables, posteriormente se puede simular el proceso de mecanizado 
utilizando programas de computación.