Teoría de Bill Mundy en el mecanizado de cobre con brocas y machos especiales

Bill Mundy theory. Special drills and taps tools in copper machining

El mecanizado del cobre, debido a su fluidez, produce una viruta plástica y continua que afecta la calidad superficial de las piezas mecanizadas. El método desarrollado por el ingeniero norteamericano Bill Mundy permite obtener el mejor ángulo de corte para mecanizar un material. El taladrado y el roscado con machos son dos procesos de mecanizado que tienen aspectos en común. Diseños de nuevas herramientas, nuevos materiales y técnicas de mecanizado, mejorías en la lubricación, diferentes velocidades de corte y avances, son variables que se deben estudiar para obtener una menor potencia, mayor duración de la herramienta y buen acabado superficial.

En este trabajo probetas de cobre fueron ensayadas a tracción y se determinó experimentalmente el ángulo efectivo de corte, de acuerdo con la teoría de Bill Mundy. Posteriormente se fabricaron nuevas probetas que fueron perforadas con brocas tipo H, N y W, con refrigeración externa, refrigeración interna y en seco. Se usaron machos de máquina de dos y tres hélices. En cada perforación se midió la velocidad de rotación, avance, fuerza de corte, momento torsor y potencia necesaria.

Se verificó que en el taladrado de cobre un ángulo mayor de la hélice favorece el desmenuzado de la viruta y disminuye el momento torsor.  Brocas con refrigeración interna pueden ser utilizadas con mayores velocidades y muestran una mejor calidad superficial del perforado. Las brocas y machos con un ángulo de ataque próximo al ángulo calculado experimentalmente por la teoría de Bill Mundy muestran un buen comportamiento en el mecanizado y menor consumo de potencia.

INTRODUCCIÓN

Los materiales usados en la fabricación de herramientas de corte muestran cada día un gran mejoramiento. Bill Mundy recomienda “deberíamos mirar el metal para observar cómo él desea ser cortado” [1]. La geometría inadecuada de la herramienta de corte provoca daños al metal de origen, creando una superficie difícil de trabajar y con elevados esfuerzos residuales. Su teoría está relacionada con el ángulo de ataque. “El ángulo de ataque efectivo calculado por este método, permite a la herramienta de corte generar una falla de viruta a 45° del metal de origen” [1]. La geometría del filo de corte determinada por este procedimiento es aplicada a todos los rangos de herramientas para torneado, fresado, taladrado, roscado, escariado y trepanado. El ángulo de ataque efectivo para una herramienta de corte de metal se determina experimentalmente en la ecuación (1) [1]:

​$\cos \cdot \gamma =\left(\frac{l_i}{l_f}\right)\cdot \cos \cdot \beta$     (1)

γ = ángulo de ataque efectivo,

li = largo inicial de la probeta de tracción antes de la ruptura,

lf = largo después de la ruptura,