Velocidad de avance y corte: ¿cuál es la diferencia en el mecanizado CNC?

El mecanizado por control numérico por computadora (CNC) es un proceso de fabricación sustractivo que utiliza códigos programados para controlar el movimiento del eje de la herramienta. Los códigos programados incluyen todos los parámetros de corte necesarios, como el movimiento de la herramienta de corte, velocidades del husillo, avances, velocidades de rotación, etc.

Es importante considerar estos parámetros al desarrollar productos para operaciones de mecanizado CNC. Estos parámetros garantizan la optimización de varias partes del proceso de mecanizado CNC. La vida útil y el consumo de energía se optimizan mediante la velocidad de corte. El tiempo de procesamiento y la rugosidad de la superficie de los productos terminados están determinados por la velocidad de alimentación.

Por lo tanto, los ingenieros y maquinistas necesitan conocer la velocidad de corte y el avance, conocer la diferencia entre ellos y saber cómo calcular la velocidad de corte y el avance. Sigue leyendo.

¿Cuál es la tasa de alimentación?

Durante una revolución del husillo, la distancia recorrida por la herramienta de corte se llama avance. También se le puede llamar velocidad de acoplamiento de la herramienta de corte y generalmente se mide en pulgadas/minuto o milímetros/minuto en las operaciones de fresado.

Para operaciones de taladrado y torneado, esto se puede medir en pulgadas/rev o milímetros/rev. La variación de la velocidad de alimentación depende del material en bruto (acero, madera, aluminio, acero inoxidable, etc.), el material de la herramienta (herramienta de corte HSS, cerámica, cermet, etc.) y otros factores de corte como la superficie de acabado y las características de la máquina CNC.

La estética de los productos procesados ​​depende de la velocidad de avance y, por lo tanto, optimizar la velocidad de avance es crucial en los procesos de mecanizado CNC.

Selección de la capacidad de transporte óptima.

Cada aspecto del proceso de mecanizado CNC está directamente relacionado con la velocidad de avance, desde la seguridad hasta la productividad, la vida útil de la herramienta y la calidad del producto. Al elegir la velocidad de avance, se deben tener en cuenta los siguientes factores.

productividad

Para lograr una mayor productividad, se puede aumentar la velocidad de avance sacrificando la calidad de la superficie. En otro caso, la velocidad de corte se puede aumentar manteniendo estable la velocidad de avance.

Acabado de la superficie

Se puede lograr una mejor calidad de la superficie con velocidades de alimentación más bajas. Se puede considerar una velocidad de avance aproximada para el desbaste. Por ejemplo, se puede suponer que la velocidad de avance para el proceso de acabado es de 0,01 a 0,05 mm/rev y para el proceso de torneado en desbaste de 0,1 a 0,3 mm/rev.

Limitación de alimentación

Las máquinas herramienta disponibles tienen velocidades de avance dentro de los límites mínimo y máximo. Estas máquinas herramienta no permiten superar el límite, pero los tornos tradicionales sólo permiten aplicar determinadas opciones de avance dentro de este rango.

Geometría de la herramienta de corte

Además de la velocidad de avance, la calidad de la superficie de los productos también puede verse influenciada por la geometría de la herramienta. Si la geometría lo permite, se puede preferir un valor de geometría de herramienta más alto.

Capacidad de máquina herramienta

Debido a la mayor velocidad de avance, pueden producirse fuerzas de corte elevadas y vibraciones elevadas. La velocidad de avance debe seleccionarse en función de la absorción y transmisión de fuerzas y vibraciones elevadas por parte de la máquina herramienta.

¿Qué es la velocidad de corte?

La velocidad relativa entre la herramienta de corte y la superficie de la pieza de trabajo se denomina comúnmente velocidad superficial o velocidad de corte. También se puede definir como la distancia lineal en metros por minuto o pies por minuto que recorre el material de la herramienta de corte a través de la superficie de la pieza de trabajo en una operación de corte.

Los principales parámetros del mecanizado CNC, como el consumo de energía, la temperatura de corte y la vida útil de la herramienta, etc., están determinados por la velocidad de corte. Los valores de velocidad de corte varían según el material como acero al carbono, acero al carbono, aluminio y plástico. Algunas herramientas o procesos, como las herramientas de roscado y moleteado, funcionan a velocidades de corte inferiores a las especificadas.

Seleccionar la velocidad de corte óptima

Para obtener el mejor resultado del proceso de mecanizado CNC, se debe garantizar la velocidad de corte ideal. La velocidad de corte ideal para un proceso de mecanizado CNC específico se puede predecir en función de los siguientes factores.

Dureza de la pieza

La resistencia de un material a la deformación causada por abrasión, hendiduras y rayones se denomina comúnmente dureza. Durante el proceso de mecanizado se debe tener especial cuidado con las piezas más duras, ya que pueden afectar fácilmente al rendimiento de la herramienta. Al mecanizar un material más duro, se deben utilizar velocidades de corte más lentas. Por ejemplo, el titanio requiere una velocidad de corte menor que el acero.

La fuerza de la herramienta de corte.

En el mecanizado, el espesor del filo juega un papel decisivo en las velocidades de corte admisibles. Por ejemplo, el mecanizado para velocidades de corte más altas puede utilizar herramientas de corte fabricadas con materiales de alta resistencia como diamante y nitruro de boro y carbono. Sin embargo, para velocidades de corte más bajas se pueden utilizar herramientas de corte de acero rápido.

vida de servicio

A velocidades de corte más altas, los materiales más blandos de la herramienta de corte se desgastan rápidamente, lo que reduce la vida útil de la herramienta. Otro factor crucial para determinar la velocidad de corte es cuánto tiempo el ingeniero o maquinista quiere trabajar con esta herramienta. Se tienen en cuenta principalmente parámetros como los costes de herramientas y la cantidad de piezas producidas. Si estos parámetros están dentro de los límites permitidos, se puede utilizar una velocidad de corte alta.

¿Por qué son importantes la velocidad y el avance en el mecanizado?

Las velocidades y los avances son importantes en el mecanizado porque determinan la velocidad y la cantidad de material eliminado.

Las velocidades y los avances pueden afectar significativamente la vida útil de una herramienta.

La diferencia entre la velocidad de avance y de corte puede determinarse mediante un factor crucial llamado temperatura de corte, ya que temperaturas de corte más altas pueden afectar negativamente parámetros como la vida útil de la herramienta y la rugosidad de la superficie.

Los efectos descuidados de la velocidad y el avance no son visibles en materiales más blandos (aluminio o resina), donde hay mucho margen de error. Sin embargo, los efectos descuidados de la velocidad y el avance son visibles en materiales más duros (titanio o Inconel), donde hay un margen de error limitado.

Si hay pequeñas desviaciones entre la velocidad y el avance, la herramienta de corte se rompe rápidamente.

Las velocidades y los avances son obligatorios para obtener una mejor rugosidad de la superficie. Cuando la máquina opera a un valor alto de velocidad de herramienta y husillo, aparecen marcas de vibración en la superficie del material.

Diferencia entre avance y velocidad de corte.

Aunque tanto la velocidad de avance como la de corte afectan el rendimiento general de la máquina, en realidad se refieren a dos cosas diferentes. Para obtener los mejores resultados de su máquina CNC, es importante comprender la diferencia entre las dos.

1. La principal diferencia entre el avance y la velocidad de corte es que el avance es la velocidad a la que la herramienta se mueve a través de la pieza de trabajo, mientras que la velocidad de corte es la velocidad a la que se mueve el filo de la herramienta.

En otras palabras, la velocidad de avance es una medida de la rapidez con la que la herramienta se mueve a través del material, mientras que la velocidad de corte es una medida de la rapidez con la que la herramienta realmente corta.

2. La velocidad de corte proporciona una generatriz y generalmente se mide en m/min o pies/min y se denota por Vc. La velocidad de avance proporciona una guía y generalmente se mide en mm/rev o mm/min y se denota por s o f.

3. Durante el mecanizado, la velocidad de corte afecta la fuerza de corte y el consumo de energía. Sin embargo, la velocidad de alimentación no influye.

4. La velocidad de corte no influye en la desviación de la dirección de la viruta respecto de la ortogonal. Sin embargo, la velocidad de avance casi siempre influye en la dirección real de la viruta.

5. La temperatura de corte, el desgaste y la vida útil de la herramienta se ven menos afectados por la velocidad de avance. Sin embargo, la velocidad de corte se ve muy influenciada.

6. La formación de ondas o marcas de avance en la superficie mecanizada no afecta directamente la velocidad de corte. Sin embargo, las marcas onduladas en la superficie del producto terminado influyen directamente en la velocidad de alimentación y, por lo tanto, representan directamente la rugosidad de la superficie.

El siguiente diagrama de velocidad de corte y avance proporciona una comprensión más clara de las diferencias.

¿Cómo se determinan la velocidad de avance y corte?

La tabla anterior muestra todos los parámetros necesarios para determinar la velocidad de corte y el avance. La velocidad del husillo es el requisito básico para determinar la velocidad de corte y el avance. El avance final se puede obtener de dos formas: primero, determinando el avance por diente y, segundo, determinando este avance por diente para determinar el avance de la herramienta.

Otras consideraciones importantes

Limitación de velocidad del husillo

Se requieren pies de superficie por minuto (SFM) según el material y el diámetro del cortador para definir la velocidad del cortador en RPM. A veces, calcular la velocidad de herramientas pequeñas y/o ciertos materiales da como resultado una velocidad irrealizable.

En este caso, el operador de la máquina debe operar la herramienta a la velocidad máxima de la máquina requerida para el diámetro y mantener la carga de viruta requerida. De esta manera se pueden alcanzar parámetros óptimos a la máxima velocidad de la máquina.

Camino no lineal

En general, las velocidades de avance se consideran movimientos lineales, es decir, distancias lineales recorridas. Sin embargo, hay algunos casos en los que se tienen en cuenta las velocidades de avance en un arco o en una trayectoria de interpolación circular (diámetro exterior o diámetro interior). A medida que aumenta la profundidad de corte, aumenta el ángulo de presión de la herramienta, lo que da como resultado una trayectoria no lineal. El compromiso de la herramienta es mayor en las esquinas interiores que en las esquinas exteriores.

Interacción entre velocidad de corte y avance.

Durante el mecanizado, la herramienta de corte compacta la superficie de la pieza y elimina una fina capa de material en forma de virutas. Se desea que la velocidad relativa entre la pieza de trabajo y el cortador transmita la fuerza de presión requerida. La velocidad relativa principal fue generada por la velocidad de corte, lo que ayuda a visualizar la eliminación de material.

Para tener en cuenta el material eliminado de toda la superficie de la pieza, la fresa o pieza debe ser alimentada con otro movimiento sincrónico, el llamado movimiento de avance (que varía según el proceso de fresado), en la dirección deseada. Estas acciones simultáneas de avance y velocidad de corte junto con el movimiento de avance cumplen los requisitos básicos del mecanizado.

Titulación Universitaria

Se necesitan velocidades y avances para optimizar diferentes partes de los parámetros de mecanizado CNC, como la vida útil de la herramienta, el consumo de energía, el tiempo y la rugosidad. La interacción entre la velocidad de corte y el avance es de gran beneficio para la producción de piezas mecanizadas por CNC. Para determinar velocidades y avances, los ingenieros y maquinistas deben comprenderlos completamente.

Preguntas frecuentes

¿La velocidad de corte y el avance son iguales?

No, la velocidad de corte y el avance no son lo mismo. La velocidad de corte es la velocidad a la que la herramienta de corte se mueve a través del material que se está cortando. La velocidad de avance es la velocidad a la que el material a cortar pasa por la herramienta de corte.

¿Qué significa SFM en mecanizado?

SFM, también llamada velocidad superficial, significa pies superficiales por minuto y es una unidad de medida común para la velocidad de corte en el mecanizado. Indica la cantidad de pies que una herramienta puede recorrer sobre una pieza de trabajo en un minuto. Cuanto mayor sea el valor SFM, más rápida será la velocidad de corte.

¿Por qué los ingenieros y maquinistas deben considerar las velocidades de corte y los avances en el mecanizado CNC?

Los ingenieros y operadores de máquinas deben considerar las velocidades de corte y los avances durante el mecanizado CNC, ya que afectan directamente la calidad del producto final. Si la velocidad de corte es demasiado lenta, el material no se cortará correctamente y existe riesgo de que se formen rebabas u otras imperfecciones.