La Ciencia del Corte de Tubos

La geometría, los materiales, los recubrimientos y la aplicación influyen en el rendimiento y la vida útil de una cuchilla de corte. Para que funcione bien, debe estar diseñado para funcionar en una determinada aplicación. El uso de una cuchilla de corte incorrecta reducirá la vida útil de la herramienta e impactará de forma negativa en el rendimiento de corte.

Geometría de la Cuchilla

Al diseñar una cuchilla de corte es importante considerar primero la aplicación. Dependiendo del material a cortar y del uso de la cuchilla, la geometría variará de forma considerable. El ángulo de inclinación, el ángulo de incidencia y el acabado de la superficie influirán en el rendimiento de una cuchilla.

Ángulo de inclinación es el ángulo del filo en relación con el material que se está cortando. Durante el proceso de corte, el material de la pieza de trabajo se cizalla a lo largo del filo de la cuchilla, produciendo una delgada cinta de material conocida como astilla. Las alteraciones en el ángulo de inclinación afectarán directamente a las cargas de corte, así como a la astilla producida. Las astillas más largas pueden enrollarse alrededor de las herramientas, quedar atrapadas entre la cuchilla de corte y las herramientas/pieza de trabajo, o incluso volverse a cortar, lo que reduce la vida útil de la herramienta y puede provocar su rotura. Como resultado, si quiere que la astilla siga el ángulo de inclinación, doble y rompa.

Ángulo de incidencia es el ángulo entre la herramienta de corte y lo que acaba de ser cortado. El ángulo de incidencia puede prevenir la rotura prematura de la herramienta y aumentar su vida útil. Si el ángulo es demasiado grande, debilitará el borde del filo causando que se astille o se rompa. Si el ángulo es demasiado pequeño, el filo se desgastará más rápido y reducirá la vida útil de la herramienta.

Acabado de la superficie es la suavidad o rugosidad de la cuchilla. Un acabado suave de la superficie reducirá la fricción durante el corte y mejorará la vida útil de la cuchilla.

En general, la geometría de la herramienta puede afectar en gran medida el rendimiento de corte de una cuchilla. Si intenta cortar un material con una cuchilla que no está diseñada para utilizarse en esa aplicación, puede experimentar mucho más desgaste y una rotura prematura de la herramienta.


Materiales de las Cuchillas

Al seleccionar un material para una aplicación, es importante considerar sus propiedades mecánicas. Estas son propiedades que describen cómo se comporta un material bajo cierto tipo de fuerza o cuando se expone a diferentes temperaturas, tales como dureza, dureza al rojo y resistencia.

Dureza es la capacidad del material para resistir a rasguños y abrasiones. Esto es importante para determinar qué materiales serán resistentes al desgaste. Los diamantes y las cerámicas se consideran sustancias duras porque son muy difíciles de rayar.

Dureza al rojo describe la dureza de un material cuando se expone a altas temperaturas. Esto es importante a la hora de determinar qué materiales serán resistentes al desgaste.

Resistencia es la capacidad de un material para resistir a una fuerza repentina o un impacto sin quebrarse, romperse o destrozarse. Los aceros más blandos o el acero inoxidable se consideran resistentes por su capacidad para estirarse y curvarse, en lugar de romperse.

Lo ideal es utilizar un material más duro diseñar una cuchilla de corte, ya que aumenta la vida útil de la herramienta y la resistencia al desgaste. Sin embargo, el uso demasiado duro del material de una cuchilla hará que la cuchilla sea quebradiza y más propensa a astillarse o romperse cuando se aplica una carga pesada, vibración o choque. En estos casos, sería mejor seleccionar un material que sea resistente y tenga dureza al rojo.


Recubrimientos de la Cuchilla

Hay varias opciones de recubrimiento diferentes que puede utilizar en una cuchilla de corte para prolongar la vida útil de la herramienta. Por lo general, los recubrimientos se utilizan cuando se cortan materiales más duros en los que puede generarse un exceso de calor.

Los recubrimientos de PVD (deposición física de vapor) son los más comunes, ya que son extremadamente duraderos y resistentes a la corrosión. Estos se utilizan a menudo cuando se alcanzan velocidades de corte más altas (RPM y velocidades de avance) porque se genera más calor. Los recubrimientos de PVD ayudan a aumentar la vida útil de la herramienta al evitar que el material se adhiera al filo.

En aplicaciones con materiales blandos, por lo general no se recomiendan los recubrimientos. Esto se debe a que cuando se desea utilizar una cuchilla más afilada al cortar materiales blandos para evitar que se aleje de la cortadora. Si se añade un recubrimiento a un borde afilado, este se puede rebajar y embotar el filo, lo que repercute en el rendimiento de la cuchilla.


Señales de Desgaste

Hay varios tipos diferentes de desgaste que debe tener en cuenta para garantizar el mejor rendimiento de la herramienta.

Astillado se produce a lo largo del filo. Un filo desgastado aumentará la carga y la probabilidad de rotura.

Desgaste del flanco se produce en el borde posterior de la cuchilla debido al roce con la sección de material que ya ha sido cortada.

Desgaste del cráter ocurre cuando la astilla golpea la cara del rastrillo y desgasta el material de la cuchilla.

Revisar regularmente el desgaste asegurará que se obtenga el mejor rendimiento de la cuchilla. A medida que la cuchilla se desgasta, aumenta la carga y la probabilidad de rotura. Si una cuchilla se rompe puede dañar la herramienta y el material que se está cortando. Por lo tanto, es importante reemplazar las cuchillas a los primeros signos de desgaste.

En general, hay muchos factores diferentes que pueden influir en el rendimiento de las cuchillas de corte. Dependiendo del material que se esté cortando y del método en el que se vaya a cortar, el diseño de la cuchilla puede variar de forma considerable. Por lo tanto, es importante recopilar esta información antes de comenzar un proyecto para asegurarse de tener las herramientas correctas a mano.