El mecanizado CNC es un proceso de fabricación sustractivo que implica cortar virutas de material hasta obtener el producto final. Por lo tanto, en primer lugar, los operarios deben saber la cantidad de material que cortará la máquina en una revolución y la velocidad a la que se moverá la máquina CNC. Aquí es donde la diferencia entre la velocidad de avance y la velocidad de corte es importante.
Al diseño de las piezas para el mecanizado CNC, es importante tener en cuenta estos parámetros. Esto se debe a que aseguran la optimización de diferentes partes del proceso de mecanizado CNC. Si bien la velocidad de corte es más importante para optimizar factores como la vida útil de la herramienta y el consumo de energía, la velocidad de avance es vital para determinar el tiempo de mecanizado y la rugosidad del área acabada. Este artículo comparará la velocidad de avance con la velocidad de corte y explicará cómo derivar cada una de ellas.
¿Qué es la velocidad de corte?
La velocidad de corte se define generalmente como la velocidad relativa entre la superficie de la pieza de trabajo y la herramienta de corte. Algunos expertos también la definen como la rapidez con la que la pieza de trabajo se mueve más allá del filo de corte de la herramienta. Los maquinistas la miden en pies de superficie por minuto (SFM) o metros por minuto (m/min) o pies por minuto (ft/min). La velocidad de corte es un factor bastante importante en la determinación de otros parámetros del mecanizado CNC, como la temperatura de corte, el consumo de energía, la vida útil de la herramienta, etc. Su influencia en estos parámetros sirve como una diferencia significativa entre la velocidad de avance y la velocidad de corte.
Factores que determinan la velocidad de corte
Es necesario asegurarse de que la velocidad de corte sea la óptima para que el proceso de mecanizado CNC dé la mejor pieza. Sin embargo, es posible predecir la velocidad de corte óptima para un proceso de mecanizado CNC en particular considerando otros factores. Ejemplos de tales factores incluyen:
Dureza de la pieza de trabajo
Uno de los factores más importantes que determinan la velocidad de corte es la dureza del material que se corta. Cuanto más duro es el material, más lenta es la velocidad de corte y viceversa. Por ejemplo, el mecanizado de materiales como el acero requerirá una velocidad de corte más baja en comparación con el aluminio.
Material de la herramienta de corte
Hay diferentes herramientas de torno Utilizado para varios mecanizados CNC. Cada una de estas herramientas también está hecha con diferentes materiales, por lo que posee diferentes propiedades de dureza. El material de la herramienta de corte tendrá un impacto significativo en la velocidad de corte utilizada en un proceso de mecanizado. Si el material de corte es de alta resistencia, el maquinista puede utilizar una alta velocidad de corte con un pequeño detrimento. Sin embargo, los materiales de herramientas de corte más suaves tenderán a desgastarse rápidamente con velocidades de corte más altas. Esto conducirá a una vida más corta de la herramienta.
La vida útil esperada de la herramienta
El tiempo que el maquinista quiere que dure la herramienta es otro factor importante para determinar la velocidad de corte. Esto incluirá considerar variables como cuánto cuesta la herramienta y el costo de la herramienta en comparación con la cantidad de piezas que se producen. Si variables como esta son favorables, entonces una alta velocidad podría ser factible para su uso.
Profundidad del corte
Los cortes más profundos eliminan más material, aumentan la carga sobre la herramienta y aumentan el calor. Para compensar, reduzca la velocidad de corte. El exceso de velocidad a gran profundidad de corte desgasta rápidamente las herramientas, además de aumentar la fuerza de corte y disminuir la calidad de la superficie. Sin embargo, los cortes más pequeños permiten velocidades mayores.
¿Qué es la tasa de alimentación?
La velocidad de avance es la distancia que recorre la herramienta de corte durante una revolución del husillo. También se define como la velocidad a la que avanza la herramienta de corte contra la pieza de trabajo. Se mide en pulgadas por revolución o milímetros por revolución (ipr o mpr) para los procesos de torneado y mandrilado. Sin embargo, los maquinistas utilizan pulgadas por minuto o milímetros por minuto (ipm o mpm) para los procesos de fresado. Al calcular la velocidad de avance, el maquinista considera la cantidad de ranuras (o dientes) que tiene la herramienta de corte y calcula la velocidad de avance para cada diente.
Factores que determinan la velocidad de alimentación
La velocidad de avance también afecta a los mismos factores que influye la velocidad de corte. La única diferencia es que sus efectos son en menor medida. Sin embargo, la velocidad de avance es importante en el aspecto estético final de la pieza maquinada (es decir, el acabado superficial de la pieza maquinada). Por lo tanto, su optimización también es muy importante en Procesos de mecanizado CNC. Para determinar su valor óptimo, los maquinistas consideran factores como los siguientes:
Ancho de corte
Cualquier ancho de corte inferior a la mitad del diámetro provoca el adelgazamiento de la viruta. El adelgazamiento de viruta es un defecto de fabricación en el que se reduce la carga de viruta (cantidad de material cortado por la herramienta en una revolución). El adelgazamiento de la viruta podría conducir a un tiempo de entrega más largo; por lo tanto, es importante evitarlo. Además, aumentar la velocidad de avance ayudará a reducir los efectos del adelgazamiento de la viruta y, por lo tanto, aumentará la productividad y la vida útil de la herramienta.
Consideraciones adicionales sobre la velocidad de alimentación
Otros factores que pueden influir en la velocidad de alimentación incluyen:
- El tipo de herramienta.
- La potencia disponible en el husillo de la máquina.
- La fuerza de la pieza de trabajo.
- Los hilos por pulgada (TPI) para machos de roscar, cabezales de roscado y herramientas de roscado, etc.
¿Cuál es la diferencia entre la velocidad de avance y la velocidad de corte?
Debido a los tipos cercanos de definiciones que tienen ambos parámetros, es posible confundirlos entre sí. Algunos maquinistas también se referirían a este parámetro como la diferencia entre velocidades y avances. Hay bastantes factores prácticos que sirven como diferencia entre la velocidad de avance y la velocidad de corte. Ejemplos de tales factores incluyen:
Temperatura de corte y vida útil de la herramienta
La temperatura de corte es un factor crucial que demuestra una diferencia entre la velocidad de avance y la velocidad de corte. Esto se debe a que la temperatura de corte más alta puede obstaculizar parámetros como la vida útil de la herramienta y el acabado superficial de la pieza. El alcance del efecto de ambos parámetros sobre la temperatura de corte y la vida útil de la herramienta los diferencia entre sí. Tiene un efecto comparativamente menor sobre la temperatura de corte y la vida útil de la herramienta que la velocidad de corte para la velocidad de avance. Por lo tanto, la diferencia entre la velocidad de avance y la velocidad de corte es el alcance de su efecto sobre la temperatura de corte y la vida útil de la herramienta.
Rugosidad de la superficie y marcas festoneadas
Las marcas festoneadas también se conocen como marcas de alimentación. Estas marcas siempre acompañan Prototipos mecanizados CNC y partes, y son la causa principal de la rugosidad de la superficie. La velocidad de avance tiene una influencia directa en las marcas festoneadas presentes en cualquier parte. Por lo tanto, cuanto mayor sea la velocidad de avance, mayor será el grado de marcas festoneadas y la rugosidad de la superficie. Sin embargo, la velocidad de corte no afecta las marcas festoneadas; por lo tanto, no afecta los acabados superficiales.
Directriz y Generatriz
En geometría, una generatriz es un punto o superficie que genera una nueva forma cuando se mueve a lo largo de una parte determinada. El camino dado a través del cual se mueve la generatriz es la directriz. En el mecanizado, el objetivo básico es crear superficies geométricas con acabados estéticamente agradables y mayor precisión. Por lo tanto, estos dos parámetros son necesarios en los procesos de mecanizado. La diferencia entre velocidades y avances es que la velocidad de corte proporciona la generatriz mientras que el movimiento de avance proporciona la directriz.
Otros factores que diferencian entre la velocidad de avance y la velocidad de corte incluyen:
- Unidades de medida.
- Impacto en la fuerza de corte y el consumo de energía.
- Además, el movimiento que genera la velocidad de corte y la velocidad de avance es diferente (movimiento de corte y movimiento de avance, respectivamente).
| PARÁMETRO | VELOCIDAD CORTANTE | TASA DE ALIMENTACIÓN |
| Definición | Velocidad del filo de la herramienta de corte a lo largo de la superficie de la pieza de trabajo. | Velocidad a la que la herramienta de corte avanza en la pieza de trabajo. |
| Monitoreadas | Pies de superficie por minuto (SFM) o pies por minuto (ft/min) o metros por minuto (m/min) | Pulgadas por revolución (IPR) o milímetros por revolución (mm/rev) para torneado; pulgadas por minuto (IPM) o milímetros por minuto (mm/min) para fresado. |
| Influencia primaria | Vida útil de la herramienta, consumo de energía, temperatura de corte. | Tiempo de mecanizado, acabado superficial, carga de viruta. |
| Factores que afectan | Material de la pieza de trabajo (dureza), material de la herramienta, profundidad de corte, vida útil deseada de la herramienta. | Tipo de herramienta, requisito de acabado de superficie, ancho de corte, hilos por pulgada (TPI) para roscar, número de flautas/dientes. |
| Impacto en la temperatura de corte y la vida útil de la herramienta | Influencia principal. Mayor velocidad = más calor, desgaste más rápido de la herramienta. Correlación directa. | Influencia moderada. Impacto menor que la velocidad de corte, pero afecta indirectamente el desgaste de la herramienta a través de la carga de viruta y la fricción. |
| Impacto en el acabado superficial | Influencia indirecta. Afecta principalmente la superficie a través de la formación de virutas y la posibilidad de vibraciones. | Influencia directa y significativa. Mayor velocidad = mayor rugosidad y potencial de marcas de viruta. El adelgazamiento de la viruta a velocidades de avance bajas también afecta el acabado. |
| Impacto en la fuerza de corte y el consumo de energía | Influencia principal. Mayor velocidad = mayor fuerza de corte y potencia requerida. Relación proporcional. | Influencia moderada. Afecta la fuerza y la potencia a través de la carga de viruta y la velocidad de eliminación de material. |
| Analogía geométrica | Genera la generatriz (la trayectoria del filo). | Genera la directriz (la ruta de avance de la herramienta). |
| Movimiento generado | Movimiento de corte (rotatorio o lineal). | Movimiento de alimentación (lineal). |
| Cálculo | Implica la velocidad del husillo y el diámetro de la herramienta (por ejemplo, SFM o ft/min = (π * diámetro * velocidad del husillo (RPM)) / 12). | Implica la velocidad del husillo y el avance por diente/revolución. (por ejemplo, IPM = avance por diente * número de dientes * RPM). |
Cómo determinar la velocidad de corte y la velocidad de avance
Esta imagen muestra todos los parámetros involucrados en la determinación de la velocidad de corte y la velocidad de avance. Notará que la velocidad del husillo es la base para determinar tanto la velocidad de corte como la velocidad de avance. Además, la tasa de alimentación involucra dos fórmulas antes de llegar a la respuesta final. Primero hay que determinar el avance por diente. Ese valor se usa luego para determinar la velocidad de avance de la herramienta de corte.
Conclusión
Determinar la velocidad de avance y de corte óptimas, junto con factores como la profundidad de corte, el tipo de herramienta y el acabado superficial deseado, pueden ser los factores que mejoren su proceso de mecanizado CNC para obtener una pieza mecanizada adecuadamente. Sin embargo, no hay necesidad de que se preocupe por ninguno de estos problemas de producción cuando subcontrata a RapidDirect. Con nuestros maquinistas y programadores de máquinas CNC experimentados, siempre obtendrá la pieza mejor mecanizada cada vez que trabaje con nosotros. Por lo tanto, comuníquese con RapidDirect hoy mismo para todas sus necesidades de mecanizado CNC.
Preguntas frecuentes sobre la velocidad de avance y de corte en el mecanizado CNC
Estas cuatro variables controlan la forma en que su máquina CNC elimina material. A continuación, se detallan los cuatro factores:
La velocidad del husillo (RPM): Qué tan rápido gira el husillo.
Velocidad de corte (SFM y M/min): La velocidad con la que se mueve la punta del cortador sobre el material. Es el factor más importante que afecta la vida útil de la herramienta. Si es demasiado rápida, la herramienta se desgasta rápidamente.
Velocidad de alimentación (IPM o mm/min): La velocidad con la que la fresa avanza hacia el material. Y lo que es más importante, afecta al acabado del material y al tiempo que se tarda en completar el trabajo.
Avance por diente (IPT o mm/t, a fresar): Cuánto material extrae cada diente de la fresa por revolución. Esto permite calcular la velocidad de avance total.
¿Por qué son importantes? Los ajustes correctos son esenciales para obtener un gran resultado. Los ajustes incorrectos pueden provocar daños en las herramientas, mala calidad del acabado y más tiempo para el mecanizado. Siempre consulte los ajustes recomendados para el material y las herramientas específicos que esté utilizando.
Todos estos términos están relacionados con la velocidad a la que se mueve la cuchilla, pero se expresan de diferentes maneras:
RPM (Revoluciones Por Minuto): Qué tan rápido gira el husillo. Imagínese que es la velocidad del motor de un automóvil.
SFM (pies de superficie por minuto): La velocidad con la que la cuchilla del cortador se desplaza por la superficie del material. Esta es la velocidad de corte real, que normalmente se utiliza en unidades imperiales.
m/min (metros por minuto): Igual que SFM, pero utiliza métricas.
ft/min (pies por minuto): Igual que SFM con unidades imperiales, que a menudo se emplean para operaciones de torneado.
¿Por qué tantas unidades? SFM, m/min y ft/min hacen referencia a lo mismo: velocidad de corte, pero en unidades diferentes. RPM, sin embargo, hace referencia a la velocidad de rotación del husillo y debe convertirse en velocidad de corte utilizando el diámetro de la herramienta de corte.
Utilice estas fórmulas para convertir:
– SFM o ft/min = (RPM x π x Diámetro) / 12 (Diámetro en pulgadas)
– m/min = (RPM x π x Diámetro) / 1000 (Diámetro en mm
Una fresa más grande que funcione a las mismas RPM tendrá una mayor velocidad de corte (SFM, m/min o ft/min). Esto se debe a que los bordes exteriores del dispositivo de corte recorren una distancia mayor en cada rotación.
La velocidad de corte (N), medida en RPM, define la frecuencia de rotación del husillo. La velocidad de corte (Vc), sin embargo, es la velocidad tangencial de los filos de corte en la pieza de trabajo. Se mide en SFM o m/min. Vc se determina por RPM y el diámetro (D): Vc = πDN / 1000 (D en mm). Un diámetro mayor dará como resultado una Vc más alta para una RPM dada. Por ejemplo, una herramienta de 25 mm de diámetro que funciona a 1000 RPM tendrá una Vc de aproximadamente 78.5 m/min, mientras que una con un diámetro de 50 mm a las mismas RPM tendrá el doble de Vc (aproximadamente 157 m/min). Esto afecta directamente la vida útil de la herramienta, así como el calor y la eliminación de material. Vc y las velocidades de avance también se influyen entre sí para controlar la formación de viruta y el acabado de la superficie. Una Vc más alta generalmente requiere velocidades de avance mayores para garantizar un espesor constante de la viruta. Ignorar la relación entre Vc y el diámetro puede dar como resultado un desgaste excesivo de la herramienta y malos resultados. Comprenderlo puede optimizar la eficiencia del mecanizado y la alta calidad.
