En el mecanizado CNC, la velocidad de avance y la velocidad de corte son dos parámetros críticos que inciden directamente en la eficiencia del mecanizado, la calidad de la pieza y la vida útil de la herramienta. Elegir la velocidad de avance y la velocidad de corte correctas no solo puede acelerar los procesos de mecanizado y... acortar el tiempo de producción sino que también mejoran la calidad superficial y prolongan la vida útil de la herramienta. Un conocimiento profundo de estos parámetros y su aplicación en el mecanizado real es esencial para optimizar los procesos CNC.
En el siguiente texto, Yonglihao Machinery explorará más a fondo cómo seleccionar la velocidad de avance y de corte óptimas en función de las necesidades de mecanizado específicas.
Tabla de contenido
¿Qué es la velocidad de alimentación?
En el mecanizado CNC, la velocidad de avance (también conocida como velocidad de alimentación) mide la distancia que recorre una herramienta sobre la superficie de la pieza por unidad de tiempo, generalmente expresada en milímetros por minuto (mm/min) o pulgadas por minuto (rpm). La velocidad de avance es un parámetro crítico en el proceso de mecanizado, que afecta directamente la eficiencia, el desgaste, la calidad y el tiempo total de mecanizado. La selección de la velocidad de avance debe ajustarse con precisión en función de la tarea de mecanizado específica, las propiedades del material, el tipo de herramienta y los requisitos de calidad superficial.
Cómo elegir la velocidad de alimentación óptima
A la hora de seleccionar la velocidad de alimentación óptima hay que tener en cuenta varios factores:
Requisitos de superficie y calidad de la pieza de trabajoLa tolerancia dimensional, la complejidad de la forma y los requisitos de acabado superficial de la pieza influirán en la elección de la velocidad de avance. Generalmente, se requiere una velocidad de avance menor para reducir la rugosidad superficial y garantizar la precisión del mecanizado, especialmente para obtener resultados de alta calidad.
Material de la pieza de trabajo y propiedades del materialLa dureza, la tenacidad, la conductividad térmica y otras características de los diferentes materiales (como aleaciones de aluminio, acero inoxidable, etc.) influyen directamente en la elección de la velocidad de avance. Los materiales más duros suelen requerir velocidades de avance más bajas para evitar daños en la herramienta, mientras que los materiales con baja conductividad térmica requieren velocidades de avance aún más bajas para evitar el sobrecalentamiento y el recocido de la herramienta. Ajustar la velocidad de avance según las propiedades del material es esencial para garantizar un corte eficiente y evitar el desgaste prematuro de la herramienta.
Material y tipo de herramientaCada material de herramienta (como carburo, acero rápido, etc.) y tipo (como fresas, herramientas de torneado, etc.) tiene requisitos específicos de velocidad de avance. La dureza y la resistencia al desgaste de la herramienta determinan su rendimiento a diferentes velocidades de avance.
Geometría de la herramienta de corteLa geometría de la herramienta (como el radio de la punta, el ángulo de ataque, el ángulo de desahogo, etc.) influye en la velocidad de avance óptima. Geometrías especiales pueden requerir ajustes en la velocidad de avance para lograr el mejor rendimiento de corte.
Otros factores que afectan la velocidad de alimentación óptima
Tipo de operación de mecanizado: Diferente operaciones de mecanizado Las herramientas (como el fresado, torneado y taladrado CNC) requieren diferentes velocidades de avance. El fresado suele requerir una mayor velocidad de avance, mientras que el taladrado de precisión puede requerir una menor para garantizar la precisión.
Ancho de corte:Un ancho de corte mayor aumenta la fuerza de corte, lo que requiere una velocidad de avance menor para evitar la sobrecarga de la herramienta.
Durabilidad y vida útil de la herramientaUna velocidad de avance excesivamente alta aumenta la carga sobre la herramienta, acelerando su desgaste. Un ajuste adecuado de la velocidad de avance puede prolongar la vida útil de la herramienta y mejorar la eficiencia del mecanizado. Equilibrar la productividad y la vida útil de la herramienta es crucial para optimizar las velocidades de avance.
ProductividadUn avance más alto suele aumentar la velocidad de mecanizado, lo que reduce el tiempo de ciclo y, por lo tanto, mejora la productividad. Sin embargo, un avance demasiado alto puede reducir la calidad de la superficie y aumentar el desgaste de la herramienta, por lo que es importante equilibrar los requisitos de calidad y el control de costes, a la vez que se mejora la productividad.
Capacidad de la máquina herramientaLa velocidad máxima de avance de una máquina herramienta depende de su diseño y de las capacidades del sistema de accionamiento. Exceder la capacidad de la máquina puede causar vibraciones, vibraciones de la herramienta o incluso fallos de mecanizado.
¿Qué es la velocidad de corte?
La velocidad de corte es un parámetro crítico que mide la velocidad a la que se mueve el filo de una herramienta con respecto a la superficie de la pieza. En el mecanizado CNC, la velocidad de corte se expresa típicamente en metros por minuto (m/min) o pies por minuto (ft/min). No solo afecta la eficiencia del mecanizado, sino que también tiene un impacto significativo en la calidad, el desgaste y los costos de la herramienta. Una velocidad de corte adecuada puede optimizar el proceso de mecanizado, aumentar la eficiencia de la producción y prolongar la vida útil de la herramienta.
Cómo elegir la velocidad de corte óptima
Seleccionar la velocidad de corte óptima requiere considerar múltiples factores para equilibrar la calidad y la eficiencia del mecanizado. Los principales factores influyentes incluyen:
| Material | Torneado | Perforación | Escariado | Fresado de extremos (desbaste) | |
| Aluminio | 400-1000 | 250-600 | 100-300 | 600 | |
| Latón | 225-300 | 150-300 | 130-200 | ||
| Bronce | 150-225 | 100-250 | 75-180 | Medio: 250 Difícil: 125 | |
| Hierro fundido | Suave | 100-150 | 75-150 | 60-100 | 60 |
| Medio | 75-120 | 70-110 | 35-65 | ||
| Duro | 50-90 | 60-100 | 20-55 | 50 | |
| Cobre | 100-200 | 60-100 | 40-60 | ||
| Magnesio | 600-1200 | 300-650 | 150-350 | ||
| Acero inoxidable | Mecanizado libre | 100-150 | 65-100 | 35-85 | 304: 55 17-4PH: 35 |
| Otros grados | 40-85 | 15-50 | 15-30 | ||
| Acero al carbono y aleado | Mecanizado libre | 125-200 | 100-145 | 60-100 | C baja: 75 4140: 50 4340: 50 |
| Menos de 0,3% C | 75-175 | 70-120 | 50-90 | ||
| 0,3% a 0,6% C | 65-120 | 55-90 | 45-70 | ||
| Más de 0,6% C | 60-80 | 40-60 | 40-50 | ||
| Titanio | 25-55 | 30-60 | 10-20 | Ti-6AL-4V: 25 | |
Dureza de la pieza de trabajoLa dureza del material de la pieza influye directamente en la elección de la velocidad de corte. Los materiales más duros requieren velocidades de corte más bajas para reducir el desgaste de la herramienta y prolongar su vida útil. Por el contrario, velocidades de corte excesivamente altas pueden acelerar el desgaste de la herramienta y degradar la calidad superficial de la pieza.
Resistencia de la herramienta de corteEl material, la resistencia y la resistencia al desgaste de la herramienta determinan la velocidad de corte que puede soportar. Las herramientas de carburo pueden operar a velocidades de corte más altas, mientras que las herramientas de acero rápido suelen requerir velocidades más bajas. Una resistencia insuficiente de la herramienta puede provocar su rotura o un desgaste rápido, lo que afecta el resultado del mecanizado.
Vida útil de la herramientaSi bien las velocidades de corte más altas pueden aumentar la eficiencia del mecanizado, también incrementan la carga térmica de la herramienta, acelerando el desgaste y acortando su vida útil. Seleccionar una velocidad de corte adecuada puede reducir el desgaste de la herramienta, prolongar su vida útil y mantener una alta calidad y eficiencia de mecanizado. Para optimizar el proceso de mecanizado, es crucial encontrar el equilibrio óptimo entre la vida útil de la herramienta y la velocidad de corte.
¿Por qué son importantes la velocidad y el avance en el mecanizado?
La velocidad (velocidad de corte) y la velocidad de avance son dos parámetros cruciales en el mecanizado, ya que afectan directamente varios aspectos del proceso de mecanizado, incluida la eficiencia, la calidad de la superficie, la vida útil de la herramienta y los costos generales del mecanizado.
Eficiencia de mecanizado:Las velocidades de corte más altas pueden reducir el tiempo de mecanizado, mientras que una velocidad de alimentación adecuada garantiza una rápida eliminación del material, acortando así los ciclos de producción y aumentando la producción.
Calidad de la superficieLas velocidades de corte excesivamente altas pueden aumentar la rugosidad de la superficie, mientras que un avance demasiado rápido puede causar marcas de herramienta o defectos superficiales. Ajustar la velocidad y el avance permite lograr el acabado superficial y la precisión de la pieza deseados.
Vida útil de la herramientaLas velocidades de corte más altas y los avances más rápidos aumentan la carga térmica de la herramienta, lo que acelera su desgaste y acorta su vida útil. Optimizando estos dos parámetros, se puede prolongar eficazmente la vida útil de la herramienta, reduciendo la frecuencia de los cambios de herramienta y los costos de producción.
Costos de mecanizadoUna configuración incorrecta de los parámetros, ya sea demasiado alta o demasiado baja, puede generar aumentos innecesarios de costos. Optimizar estos dos parámetros puede reducir el desperdicio de material, el consumo de herramientas y los costos energéticos, mejorando así la rentabilidad del mecanizado.
Estabilidad del mecanizado:Los ajustes razonables de velocidad y velocidad de avance ayudan a mantener la estabilidad del proceso de mecanizado, reduciendo la vibración y el ruido, garantizando un funcionamiento suave y mejorando así la consistencia y confiabilidad del producto.
Diferencias entre velocidad de avance y velocidad de corte
La velocidad de avance y la velocidad de corte tienen diferentes significados físicos e impactos en el mecanizado CNC. La velocidad de avance controla la velocidad de avance de la herramienta con respecto a la pieza, mientras que la velocidad de corte controla la velocidad de movimiento del filo de la herramienta sobre la superficie de la pieza. La velocidad de avance afecta principalmente a la eficiencia del mecanizado y la calidad superficial, mientras que la velocidad de corte tiene una mayor influencia en la vida útil de la herramienta y la temperatura de mecanizado. La siguiente gráfica de velocidad de corte y velocidad de avance facilita la visualización de la discrepancia:
| Parámetro | Velocidad de corte | Velocidad de alimentación |
| Generatriz y directriz | La directriz se genera por la velocidad de corte. | La generatriz se genera por la velocidad de alimentación. |
| Unidades de movimiento y forma abreviada | Se mide en metros por minuto (m/min) o pies por minuto (ft/min) y se denota por Vc | Se mide en metros por revolución (mpr) o pulgadas por revolución y se denota por s o f |
| Dirección del chip | No hay efecto al desviarse de la dirección ortogonal del chip | Afecta la dirección real del flujo de viruta |
| Fuerza de corte y consumo de energía | Influir en la fuerza de corte y el consumo de energía | No influye en la fuerza de corte ni en el consumo de energía. |
| Rugosidad de la superficie y marcas de festones | No está directamente relacionado con las festones o marcas producidas en la superficie mecanizada | Directamente relacionado con las marcas festoneadas en la superficie terminada. |
| Temperatura de corte, vida útil de la herramienta y desgaste de la herramienta
| Gran impacto | Menos impactado |
Temperatura de corte y vida útil de la herramienta
La temperatura de corte afecta directamente la vida útil de la herramienta. Las altas temperaturas de corte aceleran el desgaste de la herramienta, reduciendo su durabilidad. Ajustando adecuadamente la velocidad de corte y el avance, se puede reducir la temperatura de corte, prolongando así la vida útil de la herramienta.
Rugosidad de la superficie y marcas de festones
La velocidad de avance y la velocidad de corte tienen un impacto significativo en la calidad superficial de la pieza. Una velocidad de avance alta puede aumentar la rugosidad superficial e incluso causar marcas de festoneado. Para lograr una superficie más lisa, es necesario reducir la velocidad de avance y optimizar la velocidad de corte.
Plomo y generatriz
El paso y la generatriz son factores críticos para describir la geometría de la pieza. La velocidad de avance y la velocidad de corte afectan la precisión de estas formas geométricas, lo que a su vez afecta las tolerancias dimensionales y de forma generales de la pieza.
Diferencias físicas y funcionamiento
Las características físicas de la velocidad de avance y la velocidad de corte determinan sus diferentes aplicaciones operativas. La velocidad de avance influye en la velocidad de avance de la herramienta, mientras que la velocidad de corte afecta a la velocidad de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo.
Movimiento de herramientas
El movimiento de la herramienta está determinado conjuntamente por la velocidad de avance y la velocidad de corte, lo que influye en la trayectoria de la herramienta y en el resultado final del mecanizado durante el proceso.
Dirección del chip
La velocidad de avance y de corte afectan la formación y la dirección de expulsión de las virutas. Un ajuste incorrecto puede provocar la acumulación de viruta, lo que dificulta el mecanizado.
Fuerza de corte y consumo de energía
La velocidad de avance y la velocidad de corte influyen directamente en la magnitud de la fuerza de corte, lo que a su vez afecta el consumo de energía de la máquina herramienta. Una configuración adecuada puede reducir la fuerza de corte, disminuir el consumo de energía y prolongar la vida útil de la herramienta.
Determinación de la velocidad de avance y de corte
Factores que afectan la velocidad de avance y la velocidad de corte
Al determinar la velocidad de avance y la velocidad de corte, es esencial considerar múltiples factores, incluidas las propiedades del material, el tipo de herramienta, el método de mecanizado y la capacidad de la máquina, para garantizar la eficiencia y la calidad del mecanizado.
Propiedades del material y tipo de herramientaLa dureza, la tenacidad y la conductividad térmica del material de la pieza influyen directamente en la elección del avance y la velocidad de corte. Generalmente, los materiales más duros requieren velocidades de corte y avances más bajos para reducir el desgaste de la herramienta. El material y la geometría de la herramienta también determinan el avance y la velocidad de corte adecuados. Por ejemplo, las herramientas de carburo pueden soportar velocidades de corte más altas, mientras que las herramientas de acero rápido son adecuadas para velocidades más bajas.
Tipo de mecanizado y requisitos de superficieLas diferentes operaciones de mecanizado tienen distintos requisitos de velocidad de avance y de corte. Además, los requisitos de acabado superficial de la pieza influirán en la selección de estos parámetros. Las superficies de alta calidad suelen requerir velocidades de avance y de corte más bajas para minimizar la rugosidad y los defectos superficiales.
Velocidad del husillo y capacidad de la máquinaEl límite de velocidad del husillo afecta directamente la velocidad de corte, y es crucial que coincida con la velocidad del husillo mientras opera dentro del rango permitido de la máquina. Asimismo, la capacidad de avance de la máquina debe ajustarse a los parámetros establecidos para evitar sobrecargas y garantizar la estabilidad del mecanizado.
Interacción entre la velocidad de corte y la velocidad de avance:La velocidad de corte y la velocidad de avance se influyen mutuamente, y es necesario encontrar el equilibrio óptimo entre ellas durante el mecanizado para garantizar la calidad, la eficiencia y la vida útil de la herramienta.
Trayectorias no lineales y ajustes operativosPara trayectorias de mecanizado no lineales complejas, puede ser necesario ajustar dinámicamente el avance y la velocidad de corte según las variaciones de la trayectoria para garantizar un corte uniforme y un mecanizado estable. En la práctica, los parámetros deben ajustarse continuamente según la retroalimentación del mecanizado. Si se observa un desgaste rápido de la herramienta o una calidad superficial deficiente, se deben realizar ajustes de inmediato para optimizar los resultados del mecanizado.
Cálculo de la velocidad de avance y de corte
Calcular la velocidad de avance y la velocidad de corte es fundamental para determinar los parámetros de mecanizado. Estos cálculos suelen basarse en el tipo de material, las especificaciones de la herramienta, las condiciones de mecanizado y el resultado deseado. Las fórmulas empíricas y los datos proporcionados por los fabricantes de herramientas son herramientas de referencia habituales. Unos cálculos correctos garantizan que los parámetros seleccionados cumplan con los requisitos de mecanizado, equilibrando la eficiencia, la calidad y la vida útil de la herramienta. En operaciones de mecanizado complejas, se debe prestar especial atención a las trayectorias no lineales o a los materiales especiales durante los cálculos para garantizar que los resultados finales cumplan con las expectativas.
Conclusión: Maximizar la eficiencia del mecanizado CNC
La clave para maximizar la eficiencia en el mecanizado CNC reside en comprender y aplicar la velocidad de avance y la velocidad de corte. Seleccionar la velocidad de avance y la velocidad de corte óptimas aumenta la productividad. Además, prolonga la vida útil de la herramienta y garantiza piezas de alta calidad. Es fundamental ajustar estos parámetros con precisión. Considere los materiales de la pieza y la herramienta, el tipo de mecanizado y las capacidades de la máquina. Esta es la base para un mecanizado eficiente y económico. Por lo tanto, comprender el impacto de estos parámetros de mecanizado es fundamental. Encontrar los ajustes óptimos para una tarea mediante pruebas continuas es una forma eficaz de mejorar la eficiencia del mecanizado CNC. Lo que debe saber antes de realizar el mecanizado de producción CNC Incluye cómo se establecen y ajustan estos parámetros clave y cómo seleccionar las condiciones de mecanizado adecuadas para su tarea y material específicos.
Preguntas frecuentes
¿Las velocidades de avance y de corte afectan la vida útil de la herramienta?
Sí, la velocidad de avance y la velocidad de corte tienen un efecto significativo en la vida útil de la herramienta. Cortar demasiado rápido puede causar sobrecalentamiento y un desgaste acelerado de la herramienta. Un avance demasiado rápido puede provocar la rotura o el desgaste prematuro de la herramienta. Seleccionar y optimizar correctamente estos parámetros es clave para prolongar la vida útil de la herramienta. Esto garantiza la calidad del mecanizado y mejora la productividad.
¿La velocidad de corte y la velocidad de avance son las mismas?
No, no son lo mismo. La velocidad de corte se refiere a la velocidad superficial del filo de la herramienta, mientras que el avance se refiere a la velocidad a la que la herramienta se mueve con respecto a la pieza de trabajo.
¿Cuál es la velocidad de avance en el mecanizado CNC?
La velocidad de avance se refiere a la velocidad a la que se mueve la herramienta en relación con la pieza de trabajo, normalmente medida en milímetros por minuto o pulgadas por minuto.
¿Qué pasa si mi velocidad de corte es demasiado alta?
Una velocidad de corte excesivamente alta puede provocar un desgaste rápido de la herramienta, generar altas temperaturas, degradar la calidad del mecanizado e incluso puede dañar la herramienta o la pieza de trabajo.
¿Qué es lo que tiene más influencia en la velocidad de avance y la velocidad de corte?
La dureza de la pieza y la resistencia al desgaste de la herramienta son los factores principales. Tienen el mayor impacto en la velocidad de avance y la velocidad de corte. Los materiales duros requieren velocidades de corte más bajas y velocidades de avance adecuadas para minimizar el desgaste de la herramienta. Al mismo tiempo, el carburo y otros materiales de alto rendimiento permiten velocidades de corte más altas, sin afectar significativamente la vida útil de la herramienta.
¿Puedo utilizar la misma velocidad de avance y de corte para diferentes materiales?
Normalmente no. Los distintos materiales tienen durezas y características diferentes, lo que requiere distintas velocidades de avance y de corte para evitar el desgaste de la herramienta y problemas de calidad en el mecanizado.
¿Por qué los ingenieros y maquinistas deben considerar la velocidad de corte y la velocidad de avance en el mecanizado CNC?
Porque estos dos parámetros afectan directamente la eficiencia del mecanizado, la calidad de la superficie, la vida útil de la herramienta y los costos generales del mecanizado.