Influencia de las distintas clases de hélices empleadas en brocas helicoidales de acero AISI M2, y del tipo de lubricación, sobre los esfuerzos y la calidad de los orificios, en procesos de agujereado - Martínez Krahmer, Daniel Osvaldo (2010)
La duración de las herramientas de corte, el consumo de energía y la calidad de las operaciones de mecanizado, dependen, entre otras variables, de la magnitud de los esfuerzos de corte. Las necesidades de mejorar las variables citadas, son habituales entre los usuarios de estos procesos. Una revisión de la bibliografía sobre trabajos de agujereado, que incluyan la medición de esfuerzos, nos muestran que han sido analizados: el grado de incidencia del filo transversal y de diferentes geometrías de afilado de punta sobre las fuerzas resultantes, el incremento de los esfuerzos conforme avanza el desgaste de la broca, la posibilidad de evaluar aceites de corte mediante la medición de la fuerza de avance, distintos tipos de recubrimientos o las diferencias del agujereado en seco y en húmedo. La Norma DIN 1414 referida a los requisitos que deben cumplir las brocas helicoidales, describe alrededor de unas treinta variables geométricas de estas herramientas, de modo que, es prácticamente imposible relacionar la incidencia de cada una de ellas con la magnitud de los esfuerzos, a menos que alguna variable resulte notoriamente diferente, como ocurre con el tipo de hélice. En referencia a estas últimas, la Norma contempla la existencia de tres tipos de hélices con ángulos de 13º; 25º y 40º (brocas denominadas tipo H, N y W respectivamente). Con el objeto de analizar la influencia del ángulo de hélice sobre diferentes tipos de materiales, se realizaron orificios, trabajando inicialmente en seco, con brocas tipo H, N y W de 7mm de diámetro, sobre barras de acero SAE 1060, aluminio y latón amarillo, montadas sobre un dinamómetro piezoeléctrico. Se midieron las fuerzas axiales Fa, los momentos torsores Mt, las rugosidades Ra - Rt y los diámetros de los orificios. Obtenido el claro indicio que las brocas tipo N son aquellas que proporcionaron en general, los mejores resultados, y que el agujereado sobre acero produce las mayores diferencias relativas en virtud de su mayor tensión unitaria de corte, se complementaron las pruebas realizadas en seco, con ensayos de agujereado utilizando aceites emulsionables y de corte neto, con el objeto de establecer que clase de lubricación proporciona los menores esfuerzos y rugosidad. A modo de conclusión, se desprende que, como fue comentado previamente, las mayores diferencias relativas en relación a los esfuerzos, ocurrieron durante el agujereado del acero, mientras que las menores resultaron sobre el latón amarillo. Por otro lado, considerado el conjunto total de ensayos efectuados con las brocas de distintos tipos de hélices (3 tipos de materiales por 5 variables medidas), el tipo de broca que produjo los menores valores para la fuerza axial, el momento torsor, las rugosidades Ra - Rt y el diámetro, resultó ser preponderantemente la tipo N (sobre 15 variables, las brocas tipo N produjeron en 12 de ellas los valores mínimos), mientras que, la de peor performance resultó ser la tipo W (sobre 15 variables, las brocas tipo W produjeron en 10 de ellas los valores máximos). En referencia a los ensayos realizados para evaluar la influencia de la lubricación, el uso de aceite emulsionable produjo los valores más altos para los esfuerzos, mientras que el aceite neto generó un valor significativamente menor para la fuerza de avance. En referencia a la rugosidad, el empleo de aceites de corte produjo una mejora sensible respecto del trabajo en seco, y de aquellos aceites evaluados, fue el emulsionable quien originó los menores valores.