La formación de viruta es parte del proceso de corte de materiales por medios mecánicos, utilizando herramientas como sierras , tornos y fresas .
El estudio formal de la formación de virutas se fomentó en torno a la Segunda Guerra Mundial y poco después, con el aumento del uso de máquinas de corte más rápidas y potentes, en particular para el corte de metales con las nuevas fresas de acero de alta velocidad . Kivima (1952) y Franz (1958) realizaron trabajos pioneros en este campo. [1] [2]
La formación de virutas se describe generalmente según un modelo de tres vías desarrollado por Franz. Este modelo es más conocido en el campo del diseño de máquinas herramienta, aunque también se utiliza cuando un área de aplicación, como la carpintería , requiere un vocabulario para describir la formación de virutas con más detalle del que se intenta habitualmente. [3] [4]
Los tres primeros tipos de viruta son la caracterización original del Dr. Norman Franz. El tipo de viruta [5] que se forma depende de muchos factores, tanto de la herramienta como del material. En general, los factores principales son el ángulo que forman las caras del filo de la herramienta y también el ángulo en el que se presenta esta con la superficie.
El filo de la herramienta de corte no suele definir el tipo de viruta, sino más bien la calidad de la misma y la distinción clara entre tipos. Una herramienta desafilada produce una viruta degenerada, de gran tamaño, desgarrada y que varía de un medio de formación a otro, dejando a menudo una superficie de mala calidad cuando este medio cambia.
Las virutas de tipo I se forman cuando un material se parte por delante del borde de corte, debido a una acción de cuña ascendente de la herramienta que excede la resistencia a la tracción del material, perpendicular a la superficie. Por lo tanto, son particularmente importantes en materiales fibrosos, como la madera, donde las fibras individuales son fuertes pero pueden separarse con relativa facilidad. Las virutas de tipo I generalmente se forman al cortar con herramientas con ángulos de corte poco profundos.
Las virutas de tipo I pueden formar virutas largas y continuas , limitadas en tamaño únicamente por la longitud del corte.
Esta es la formación ideal de virutas de madera , [4] particularmente aquellas producidas por un cepillo bien afinado con una boca finamente ajustada.
Las virutas de tipo II se forman cuando la cuña del ángulo de la herramienta produce una fuerza de corte. El material se rompe a lo largo de un plano angular corto, desde el vértice del borde de la herramienta, en diagonal hacia arriba y hacia adelante hasta la superficie. El material se deforma a lo largo de esta línea, formando una viruta que se curva hacia arriba. Estas virutas generalmente se forman a partir de ángulos de corte intermedios.
Las virutas de tipo II pueden formarse en materiales dúctiles, como los metales.
Las virutas de tipo II también pueden formar virutas largas y continuas .
Las virutas de tipo III forman una falla de compresión del material, antes de un ángulo de corte relativamente obtuso, que se acerca a los 90°. En algunos materiales débiles o no dúctiles, esto puede formar una viruta aceptable, generalmente en forma de polvo fino, pero a menudo da lugar a un efecto aleatorio de "quitanieves" en el que el material de desecho se amontona delante de la herramienta, pero no se elimina de forma decisiva como una viruta bien formada.
Este tipo de viruta se forma con las fresadoras . También se forma con los raspadores para trabajar la madera , aunque cuando se afilan y se utilizan correctamente, forman una viruta de tipo III tan fina que parece una viruta de tipo II bien formada. Su viruta residual es lo suficientemente fina como para que el volumen de falla por compresión sea lo suficientemente pequeño como para actuar como el plano de corte bien definido del tipo II.
Este tipo fue caracterizado más tarde por William McKenzie (1960). [i]