En mecanizado, las herramientas de fresado y torneado son herramientas fundamentales que afectan directamente la eficiencia, el costo y la calidad. Ante muchas opciones, saber seleccionar con precisión el tipo es una habilidad clave.

1. identificar el objeto de procesamiento - conócete a ti mismo y conoce al enemigo, cien batallas no son peligrosas

Antes de elegir una herramienta, la primera pregunta siempre es: "¿Qué material quiero procesar?" Las diferentes propiedades del material determinan la dirección de todas las elecciones posteriores.

Piezas de acero (clase P) Los materiales más comunes para mecanizar, que van desde acero dulce hasta acero de molde de alta dureza. Se requiere una buena tenacidad y resistencia al impacto de la herramienta.  

Acero inoxidable (M):   Alta tenacidad, mala conductividad térmica, fácil endurecimiento por trabajo. Se requieren bordes de corte afilados, buenas propiedades para romper virutas y mayor resistencia al desgaste.

Hierro fundido (categoría K):   generalmente produce virutas abrasivas y un alto desgaste en el filo de la herramienta. Las herramientas deben ser resistentes al desgaste y capaces de soportar cierto impacto.

Metales no ferrosos (N):   Por ejemplo, aluminio, cobre, aleaciones de aluminio. Material suave, fácil de adherir al cuchillo. Necesita un filo afilado, un gran formador de virutas y un diseño que evite la acumulación de virutas.

Aleaciones de alta temperatura/aleaciones de titanio (S) : Alta resistencia, muy baja conductividad térmica y endurecimiento por trabajo severo. Son difíciles de mecanizar y requieren herramientas especializadas de alto rendimiento y estrategias de mecanizado.

Materiales no metálicos: como los compuestos y los plásticos. Requieren diseños especiales de bordes y materiales para evitar la delaminación o el sobrecalentamiento.

Recuerda los códigos de clasificación de materiales (P/M/K/N/S), que son fundamentales al seleccionar recubrimientos y materiales.

II.  Selección del Material de la Herramienta - El “ Funcionamiento interno ”  de la Herramienta

El material de la herramienta determina la base de su rendimiento de corte, dividido principalmente en las siguientes categorías:

1. acero de alta velocidad (HSS)

Características: Buena tenacidad, barato , puede fabricar formas complejas de la herramienta (como brocas, machos).

Apto para: corte a baja velocidad, herramientas con formas complejas, mecanizado intermitente o materiales irregulares. Es la primera opción para herramientas de introducción y especiales.

2.  Carburo (Acero de Tungsteno)

Características: Elección convencional para mecanizado moderno. Alta dureza y buena resistencia al desgaste , pero con menos dureza que el HSS. La resistencia al desgaste y la tenacidad se equilibran mediante la variación del tamaño del grano y el contenido de cobalto.

Apto para: semi-acabado hasta acabado de la gran mayoría de materiales, especialmente corte a alta velocidad. Son el auténtico caballo de batalla de las fresas y las plaquitas de torneado.

3.  Cerámica metálica (Cermet)

Características: entre la cerámica y el carburo, Resistencia al desgaste   es mejor que el carburo, pero la tenacidad es ligeramente peor.

Apto para: acabado y ultraacabado de acero y acero inoxidable, buen acabado superficial.

4.  cerámica (Cerámica)

Características: alta dureza, alta resistencia al calor (puede cortarse a temperaturas extremadamente altas), pero frágil, sensible al impacto.

Aplicación: mecanizado de alta velocidad de hierro fundido y aleaciones de alta temperatura, principalmente para acabado y semi-acabado.

5. nitruro cúbico de boro (CBN)

Características: Dureza solo superada por el diamante, alta estabilidad térmica y resistencia al desgaste.

Aplicación: Mecanizado de hierro fundido de alta dureza (por ejemplo, discos de freno) y acero endurecido (dureza HRC45 y superior).

6.  Diamante (PCD)

Características: El diamante (PCD) es actualmente la sustancia más dura, excelente resistencia al desgaste, pero temeroso de las altas temperaturas y los elementos de hierro.

Aplicación: Mecanizado altamente eficiente de metales no ferrosos (por ejemplo, aluminio, cobre) y materiales no metálicos (por ejemplo, fibra de carbono, fibra de vidrio), con una vida útil muy prolongada.

Resumen: Para la mayoría de los escenarios de mecanizado, el carburo es la opción predeterminada y más versátil.

III. Tecnología de recubrimiento - el “ Armadura definitiva ”  para herramientas de corte

Los recubrimientos pueden mejorar en gran medida el rendimiento de las herramientas de carburo al revestir la superficie de la herramienta con una película ultra dura y resistente al calor de unos pocos micrones, que realiza lo siguiente:

Aumentar la dureza y la resistencia al desgaste

Reduce el coeficiente de fricción y disminuye los tumores de viruta

Reduce los coeficientes de fricción y disminuye el chiplash. Mejora la resistencia al calor, permitiendo mayores velocidades.

Tipos comunes de recubrimiento:

TiN (Nitruro de Titanio): Amarillo dorado, recubrimiento de uso general, rentable.

TiCN (Carburo de Titanio Nitruro): Gris azulado, más duro y resistente al desgaste que el TiN, buena tenacidad, adecuado para mecanizado general de acero inoxidable y piezas de acero.

TiAlN (Nitruro de Titanio y Aluminio) / AlTiN (Nitruro de Titanio y Aluminio): Morado-negro / negro. Uno de los recubrimientos más importantes y versátiles para el mecanizado moderno. Produce una capa protectora de óxido de aluminio durante el corte y es especialmente resistente a las altas temperaturas, lo que lo hace ideal para mecanizados de alta velocidad, corte en seco o mecanizado de materiales duros (acero, hierro fundido, acero inoxidable).

CrN (Nitruro de Cromo): Gris plateado, con buenas propiedades antiadherentes, ideal para el mecanizado de aluminio, cobre, aleaciones de titanio y acero inoxidable, que tienden a pegarse a la herramienta.

Diamante: Rendimiento similar al PCD, utilizado principalmente para mecanizar materiales no ferrosos y no metálicos, con larga vida útil.

Mnemónico de selección:

Procesamiento de acero, acero inoxidable, hierro fundido → Se prefieren recubrimientos a base de TiAlN (por ejemplo, AlTiN).

Metales blandos como el aluminio y el cobre → Prefiero recubrimientos sin revestir, CrN o de diamante.

Mecanizado de uso general para rentabilidad → TiCN o TiN.

IV. Portaherramientas e interfaces - el “ puente ”  entre la precisión y la estabilidad.

El portaherramientas conecta la máquina herramienta con el filo de corte, y su precisión y rigidez determinan directamente los resultados del mecanizado.

1.  Tipos de fresas con vástago:

JT (Recto) / Weldon (Fijado lateral): Económico y versátil, pero con precisión promedio y equilibrio dinámico, adecuado para mecanizado a baja velocidad y bajo nivel de demanda.

Termocontraíble: Alta precisión de sujeción, alta rigidez y excelente equilibrio dinámico, la primera opción para el fresado moderno de alta velocidad.

Bridas hidráulicas: Alta precisión de sujeción y amortiguación de vibraciones, ideales para acabado y mecanizado en agujeros profundos.

Fresadoras de cara: Utilizadas para montar insertos indexables, con la mayor rigidez, empleadas para fresar grandes superficies planas.

2.  Sistema de herramientas de torneado:

Herramienta de torneado de tipo soldadura: Económica, pero las pastillas no son reemplazables, se eliminan gradualmente.

Herramienta de torneado indexable con sujeción: la opción principal por excelencia. Las pastillas se sujetan al portaherramientas mediante tornillos, y pueden ser reemplazadas o cambiadas tras el desgaste, lo que resulta económico y eficiente. La selección debe coincidir con el método de sujeción del portaherramientas (por ejemplo, tipo palanca, tipo tornillo) y con el tipo de ranura de las pastillas.

3.  Criterios clave: HSK vs BT

BT shanks: el estándar para centros de mecanizado convencionales, con un cono 7:24, rentable.

HSK brocas: Diseño hueco y de cono corto, alto rendimiento a gran velocidad, mayor rigidez y precisión en la sujeción, ideal para máquinas modernas de alta velocidad.

Consejo de selección: Cuando los presupuestos lo permiten, invertir en un buen portaherramientas (como termocontraíble o HSK) es esencial para mejorar la calidad del mecanizado y la vida útil de las costosas herramientas utilizadas.

Lista de verificación rápida y resumen para la selección de herramientas

Materiales a mecanizar Herramientas recomendadas Recubrimientos recomendados Notas

Acero (P) Carburo de tungsteno TiAlN, Insertos con ranuras según operaciones de desbaste/acabado

Acero inoxidable (M) Carburo resistente TiAlN, TiCN Mantiene bordes afilados, asegura la rotura de virutas

Hierro fundido (K), Carburo, CBN TiAlN, TiCN Atención a la resistencia al desgaste, corte en seco o neblina de aceite mínima

Carburo cementado de aluminio/cobre (N), PCD sin revestir, CrN, diamante, gran formador de virutas para evitar que las herramientas se peguen

Aleaciones de alta temperatura (S) Carburos especializados, cerámicas TiAlN Baja RPM, avance amplio, aseguran enfriamiento