2 MEC NICA DEL CORTE DE METALES

MECÁNICA DEL CORTE DE METALES

Virutas.- Cepilladuras
o limaduras removidas
durante el corte de un
metal
El proceso de corte
básicamente consiste
en el cizallamiento del
material de trabajo para
formar la viruta
Es erroneo suponer que
la fractura ocurre frente
a la herramienta
asemejandose al rajado
de la madera

La herramienta posee forma de cuña, tiene un filo recto y su
movimiento estárestringido con respecto a la pieza

Superficie de desprendimiento o cara.- Superficie sobre la
cual fluye la viruta en la herramienta
Superficie de incidencia o flanco.- Superficie apoyada
posteriormente para dejar libre la superficie generada
Espesor de la viruta no deformada.- Profundidad de la capa
removida por la herramienta (se supone constante)

Ángulo de inclinación
normal efectiva o Ángulode ataque efectivo o
Ángulo de
desprendimiento.Ángulo entre la cara de
la herramienta y una
línea perpendicular a la
nueva superficie.

Ángulo mormal efectivo o Ángulo de incidencia o de holgura.Ángulo entre el flanco y la superficie generada.
Ángulo de incidencia + Ángulo del filo + Ángulo de inclinación= 90

ENERGÍA ESPECÍFICA DE CORTE

Espesor de la viruta no deformada

FUERZA DEPENETRACIÓN Y EFECTO DE TAMAÑO

Fuerza de penetración
Fuerza requerida
para remover la viruta

RESISTENCIA MEDIA APARENTE A LA CIZALLADURA
DEL MATERIAL DE LA PIEZA

a0

ls 

ac
a0

sen
cos(  ne )

ac
cos(  ne )  sen
a0

ac
[cos  (cos ne )  sen ( senne )] sen
a0

sen 

ac
ac
sen( senne ) 
cos (cos ne )
a0
a0

sen
ac sen
ac cos 

( senne ) 
(cos ne )
cos 
a 0 cos 
a0 cos 

tan  

ne
ne a0

  ne

90  

ls 

ac
ac
tan  ( senne ) 
(cos ne )
a0
a0

ac
(cos ne )
a
0
tan  
ac
1
( senne )
a0

rc = ac/a0

rc.- razón de corte

rc (cos ne )
tan  
1  rc ( senne )

ne, ac se conocen en la práctica

(2.4)

(2.5)

Para un trozo de viruta de longitud lc ,
ancho aw ,densidad  y masa

mc

mc
a0 
(2.6)
lcaw

Se puede encontrar el ángulo
decizalladura  para un caso real

Fs = Fc cos Φ – Ft sen Φ (2.7)
As = Ac / sen Φ

(2.8)

s Fs / As
( Fc cos  Ft sen)
s 
Ac / sen



( Fc cos Ft sen) sen
s 
Ac
s

(2.9)

es la resistencia aparente de cizalladura del material



Pero s aumenta con una disminución del avance
o del espesor de la viruta no deformada (para avances
pequeños)
Si se usa:
F’r = Fr - Fp
(2.10)
F’r fuerza requeridapara remover la viruta
Fr - Fp Fuerza de corte resultante – fuerza de
penetración (constante)
( F 'c cos  F 't sen) sen
's 
(2.11)
Ac
Esta resistencia permanece constante e independiente
de la velocidad de corte y del ángulo de inclinación normal

TEORÍA DE ERNST Y MERCHANT

90

–β

α

α
90

–

β

90 = α + (90 – β) + γne
 
α= 90 - 90 + β - γne
 
α = β - γne
 
Fs = Fr cos(Φ + α)
 
Fs = Frcos(Φ + β – γne) (2.12)
Fr = Fs / cos(Φ + β – γne)

s A c
Fs sAs 
sen

(2.13)

sAc
1
Fr 

sen cos(    ne)
α

(2.14)

Fc = Fr cos α = Fr cos (β – γne) (2.15)

Fc 

s Ac cos(   ne)
(2.16)

sen cos(    ne)
“El ángulo de cizalladura toma el valor que
minimiza el trabajo requerido en el corte”

dFc
0
d

ne, s, ac se suponen independientes
de



dFc
 sAc cos(   ne)[sensen(    ne)  cos(    ne) cos 
0 
d
2
2
sen  cos (    ne)

cos() cos(    ne)  sen() cos(    ne ) 0

cos[  (    ne)] 0

2Φ + β – γne = cos-1(0)

2Φ + β – γne = π/2 o 3π/2
(2.17)
De
acuerdo experimentalmente a corte de
plásticos sintéticos, pero no corresponde a
aceros maquinados con herramientas de
carburo sinterizado
Si el esfuerzo de cizalladuraaumenta con el
esfuerzo normal:

s s 0  ks
s  s
s 

(2.18)

0

k

α = β - γne

Fns = Fr sen (Φ + β - γne)

(2.19)

Fns = σs As = σs Ac / sen Φ

(2.20)

α

sen
s 
Fr sen(    ne)
Ac

(2.21)

sen s Ac sen(    ne)
s 
Ac
sen cos(    ne)

s s tan(    ne)
s s cotan (    ne)
s  s 0
s 
cotan (    ne)
k

(2.22)

s (k  1)  s 0cotan (   ...