El mecanizado NC da forma a los materiales en las formas deseadas. Elimina algunos componentes del material para producir el producto final. Los factores clave en este proceso incluyen la velocidad de corte, la velocidad de alimentación y la profundidad de corte. Todos los factores tienen una efectividad significativa para determinar el rendimiento del proceso de mecanizado. En este artículo, veremos estos elementos en detalle. Explicaremos su significado, mostraremos cómo calcularlos y discutiremos su importancia en el mecanizado CNC. Al final de este artículo, sabrá cómo ajustar estos parámetros para mejorar los resultados en sus operaciones de mecanizado.
¿Qué es la velocidad de corte?
La velocidad de corte se refiere a qué tan rápido se mueve la herramienta de corte a través del material. Se informa en metros por minuto o pies por minuto. Esta velocidad determina qué tan rápido la máquina puede sin cortar el material de la pieza de trabajo.
Al seleccionar una velocidad de corte, piense en los siguientes aspectos:
El tipo de material.
La dureza del material.
El tipo de herramienta de corte que pretende usar.
Una mayor velocidad de corte puede acelerar la producción, pero puede hacer que las herramientas se desgasten más rápido. Por otro lado, una alta velocidad puede reducir el desgaste de la herramienta, pero aumentará el tiempo de producción.
Cómo calcular la velocidad de corte
Para encontrar la velocidad de corte, use esta fórmula:
t= π X D X s/1000
Dónde:
V=Velocidad de corte (m/min)
D=diámetro de la herramienta o pieza de trabajo (mm)
S=Velocidad del husillo (RPM)
Esta fórmula ayuda a determinar qué tan rápido debe moverse la herramienta para lograr resultados óptimos.
¿Cuál es la tasa de alimentación?
La velocidad de alimentación describe hasta qué punto la herramienta de corte se mueve con cada rotación completa. Esta medición es importante porque determina tanto la integridad de la superficie del material como la vida útil del cortador utilizada. Por lo general, expresamos la velocidad de alimentación en pulgadas por minuto (IPM) o milímetros por minuto (mm/min).
Factores que afectan la tasa de alimentación
Varios factores influyen en la tasa de alimentación:
Tipo y tamaño de la herramienta de corte.
Acabado superficial deseado.
Poder en el huso.
Rigidez del diseño del centro de trabajo.
Material que se corta.
Calcular la velocidad de alimentación
La velocidad de alimentación se puede calcular usando esta fórmula:
F= f × n
Dónde:
F=tasa de alimentación (IPM o mm/min)
F=Carga de chip por diente (pulgadas o mm)
n=Número de dientes en el cortador
Este cálculo ayuda a garantizar que establezca una velocidad de alimentación adecuada para su tarea de mecanizado específica.
¿Cuál es la profundidad del corte?
La profundidad de corte se refiere a cuán profundo en el material la herramienta de corte penetra con cada pase. Se establece en milímetros (mm) o pulgadas. La profundidad de corte afecta la cantidad de material que se elimina e influye en el tiempo de mecanizado y la calidad de la superficie.
Factores que influyen en la profundidad del corte
Al determinar la profundidad del corte, considere:
Tipo de operación de mecanizado.
La dureza y la fragilidad del material en uso.
Capacidades de herramientas.
Acabado superficial requerido.
Dependiendo de tales factores, la profundidad puede diferir enormemente. Si la profundidad aumenta, la tasa de producción también puede aumentar, pero las herramientas utilizadas desaparecerán más rápidamente.
Profundidad de cálculo de corte
La profundidad de corte se puede calcular con esta fórmula simple:
t= D-d/2
Dónde:
t=profundidad de corte (mm)
D=diámetro inicial antes de cortar (mm)
D=Diámetro final después de cortar (mm)
Esta fórmula ayuda a determinar cuánto material se eliminará con cada pase.
Tabla de resumen: velocidad, alimentación y profundidad
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Parámetro |
Definición |
Unidades de medición |
|
Velocidad de corte |
La velocidad a la que la herramienta corta el material |
m/min o ft/min |
|
Tasa de alimentación |
La herramienta de distancia viaja durante una rotación |
IPM o mm/min |
|
Profundidad de corte |
Espesor eliminado por la herramienta en un pase |
mm o pulgadas |
Tipos de máquinas CNC basadas en la velocidad de corte, la velocidad de alimentación y la profundidad de corte
Las máquinas CNC se clasifican de acuerdo con la velocidad de corte, la velocidad de alimentación y la profundidad de corte. Cada máquina está diseñada para realizar ciertas tareas.
Mecanizado de alta velocidad (HSM)
Las máquinas de carrera rápida cortan los materiales a una velocidad alta. Toman menos tiempo y son más beneficiosos para su uso con telas más suaves. Los centros de mecanizado vertical y los centros de mecanizado de eje 5- se usan con frecuencia. Independientemente de la velocidad, la información proporcionada por ellos sigue siendo precisa.
Mecanizado a baja velocidad
Se emplean máquinas de baja velocidad donde se requiere resistencia al material y donde se desea un alto grado de precisión. Es porque le brindan más control y también ayudan a las herramientas para tener una vida útil más larga. Las máquinas perforadas horizontales y los centros de mecanizado de pórtico son muy buenas para mecanizar materiales duros.
Mecanizado de velocidad media
Las máquinas de velocidad media son una combinación de velocidad y precisión. Pueden operar con diferentes tipos de materiales. Las máquinas de grabado y fresado, así como los centros de mecanizado horizontales son adecuados para el trabajo que requiere una velocidad de corte moderada.
Máquinas de alta velocidad de alimentación
Las máquinas de alta tarifa son las mejores para trabajos difíciles. Están interesados en la rápida eliminación del material. Los centros de mecanizado de pórtico y las máquinas de perforación CNC son ideales en el sentido de que pueden eliminar un gran volumen de materiales en poco tiempo.
Máquinas de baja velocidad de alimentación
Las máquinas de baja tarifa se utilizan para un trabajo detallado y acabados suaves. Es para el ajuste final donde se necesita el corte preciso. Otro tipo de mecanizado se realiza mediante centros de mecanizado verticales y 5- centros de mecanizado de eje que hacen formas complicadas con superficies lisas.
Máquinas de velocidad de alimentación variable
Estas máquinas pueden cambiar la rapidez con que alimentan los materiales dependiendo del trabajo. Esto los hace útiles para muchas tareas. Los centros de mecanizado horizontales y las máquinas de grabado y fresado ajustan las velocidades para obtener los mejores resultados.
Profundidad poco profunda de máquinas de corte
Las máquinas de corte poco profundo son excelentes para terminar el trabajo. Mejoran la calidad de la superficie y reducen el estrés en las herramientas. Los centros de mecanizado vertical y los 5-} centros de mecanizado de eje son buenos para cortes poco profundos que hacen que los productos se vean mejor.
Profundidad moderada de máquinas de corte
Máquinas de corte moderadas Balance de equilibrio y desgaste de herramientas. Las máquinas de perforación horizontales y los centros de mecanizado de pórtico son eficientes y las herramientas de ayuda duran más.
Profundidad profunda de máquinas de corte
Las máquinas de corte profundo se utilizan para trabajos pesados. Eliminan mucho material a la vez. Las máquinas de perforación CNC y los centros de mecanizado horizontal manejan bien los cortes profundos, incluso en condiciones difíciles.
Tabla de resumen: tipos basados en parámetros
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Tipo |
Velocidad de corte |
Tasa de alimentación |
Profundidad de corte |
|
Mecanizado de alta velocidad |
Alto |
Variable |
Poco profundo |
|
Mecanizado a baja velocidad |
Bajo |
Bajo |
Moderado |
|
Mecanizado de velocidad media |
Medio |
Medio |
Moderado |
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Alta tasa de alimentación |
Variable |
Alto |
Moderado |
|
Baja tasa de alimentación |
Variable |
Bajo |
Poco profundo |
|
Profundidad profunda de corte |
Variable |
Variable |
Profundo |
Aplicaciones clave
Industria automotriz
La fabricación de automóviles necesita altas velocidades de corte para materiales blandos como el aluminio. Esto ayuda a hacer piezas más rápido. Las tasas de alimentación deben ajustarse para acabados más suaves. Los cortes profundos son más rápidos y quitan más material que los cortes poco profundos que proporcionan acabados.
Fabricación aeroespacial
En gran medida, las piezas de avión están hechas de materiales duros, incluido el titanio. Las bajas velocidades de corte protegen las herramientas. Las tasas de alimentación ayudan a mantener las piezas precisas y suaves. Los cortes poco profundos son esenciales cuando el tamaño es una restricción que no se puede exceder.
Dispositivos médicos
Las herramientas médicas necesitan velocidades de corte que reduzcan el calor para proteger los materiales sensibles. Las tasas de alimentación deben estar ajustadas para diseños detallados. Uno debe controlar la profundidad para producir piezas precisas.
Sector energético
La industria energética emplea a alta velocidad para reducir el tiempo. Las tasas de alimentación deben coincidir con la dureza del material para funcionar bien. La configuración puede cambiar de una tarea a otra en un intento para garantizar los mejores resultados sin necesariamente tener que romper las herramientas.
Herramienta y matrícula
Esta industria utiliza velocidades de corte para hacer que las herramientas duren más. Las tasas de alimentación cambian para eliminación de material rápido o trabajo detallado. Las profundidades determinan la cantidad de material que debe cortarse de una vez.
Fabricación electrónica
La electrónica requiere alta velocidad para cortar y formar materiales plásticos que están en estado blando. Las tasas de alimentación cuidadosas protegen las piezas frágiles. Dichas incisiones no dañan los elementos pequeños.
Equipo de construcción
Hacer que el equipo de construcción necesita velocidades que se ajusten a la resistencia del material. Altas tasas de alimentación Eliminar material adicional rápidamente. Se necesita tiempo para establecer la profundidad para cumplir con la calidad necesaria.
Preguntas comunes sobre velocidad, alimentación y profundidad de corte
¿Cuál es la relación entre la velocidad de corte y la velocidad de alimentación?
La velocidad de corte y la velocidad de alimentación trabajan juntos en mecanizado CNC. La velocidad de corte es qué tan rápido la herramienta atraviesa el material. La velocidad de alimentación es qué tan lejos se mueve la herramienta con cada turno.
Trabajando juntos:Las velocidades de corte más rápidas hacen las cosas más rápidas, pero pueden necesitar una velocidad de alimentación más lenta para mantener la herramienta segura. Las velocidades más lentas le permiten usar una velocidad de alimentación más alta, que elimina más material.
Encontrar la mezcla correcta:Necesitas equilibrar estos dos. Si la velocidad de alimentación es demasiado alta y la velocidad de corte es demasiado baja, la superficie puede verse mal y la herramienta podría desgastarse más rápido.
¿Cómo elijo la profundidad correcta de corte?
La profundidad de corte depende de:
Material:Los materiales más suaves pueden manejar cortes más profundos. Los materiales más duros necesitan cortes menos profundos para proteger la herramienta.
Pautas de herramientas:Verifique las instrucciones de la herramienta. Cada herramienta tiene un límite de cuán profundo puede cortar.
Tipo de trabajo:El desbordamiento elimina mucho material con cortes profundos. El acabado hace superficies lisas con cortes poco profundos.
¿Qué sucede si establecí la velocidad de corte demasiado alta?
Establecer la velocidad de corte demasiado alta puede causar problemas:
Daño de la herramienta:La alta velocidad crea calor y fricción, lo que hace que la herramienta se desgaste rápidamente.
Superficies ásperas:Las velocidades que son demasiado altas pueden dejar la superficie desigual.
Problemas materiales:Demasiado calor puede debilitar o cambiar la forma del material.
¿Cómo afecta el tipo de material la velocidad, la alimentación y la profundidad de corte?
El tipo de material cambia cómo establece la velocidad, la alimentación y la profundidad de corte:
Materiales blandos:Los materiales como el aluminio son fáciles de cortar. Puede usar velocidades más rápidas y hacer cortes más profundos.
Materiales duros:Materiales como el acero inoxidable son más difíciles de cortar. Debe ir más lento y hacer cortes poco profundos para proteger las herramientas.
Materiales frágiles:Los materiales como el vidrio o la cerámica pueden romperse o fichar. Tienes que tener mucho cuidado con la configuración.
¿Qué es la carga de chip y por qué es importante?
La carga de chip es cuán grueso es el material que se corta con cada rotación de la herramienta. Para encontrarlo, divida la velocidad de alimentación por el número de bordes de corte en la herramienta.
Por qué es importante:La carga de chip correcta ayuda a la herramienta a funcionar bien sin romperse. Si la carga de chips es demasiado alta, la herramienta puede romperse. Si es demasiado bajo, la superficie puede verse mal.
¿Puedo usar la misma configuración para diferentes máquinas?
No, cada máquina es diferente, por lo que debe ajustar la configuración. Las máquinas tienen diferentes potencia, fuerza y velocidad, que afectan la forma en que cortan.
Capacidad de la máquina:Mire el manual de su máquina para ver la configuración recomendada.
Pruebas necesarias:Cuando use una nueva máquina o herramienta, haga un corte de prueba primero. Esto te ayuda a encontrar la mejor configuración.
¿Cómo afecta el refrigerante los parámetros de mecanizado?
El refrigerante juega un papel crucial en el mecanizado:
Reducción de calor:El refrigerante ayuda a disipar el calor generado durante el corte, permitiendo velocidades más altas sin herramientas o piezas de trabajo dañinas.
Mejora del acabado superficial:Ayuda a lograr mejores acabados superficiales al reducir la fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo.
Extensión de la vida útil de la herramienta:El uso regular del refrigerante puede extender significativamente la vida útil de la herramienta minimizando el desgaste.
¿Cuál es el impacto de la velocidad del huso en el mecanizado?
La velocidad del huso afecta directamente la velocidad de corte y la velocidad de alimentación:
Velocidades más altas:Aumente la eficiencia de corte, pero puede conducir al sobrecalentamiento y al desgaste de la herramienta si no se maneja correctamente.
Velocidades más bajas:Puede prolongar la vida útil de la herramienta, pero puede ralentizar las tasas de producción y aumentar el tiempo de mecanizado.
Ajustar la velocidad del huso de acuerdo con el tipo de material y los resultados deseados es esencial para un rendimiento óptimo.
¿Cuáles son los errores comunes al establecer la velocidad y la alimentación?
Los errores comunes incluyen:
Ignorando las propiedades del material:No considerar la dureza o el tipo de material puede conducir a una configuración incorrecta.
Vistas a las especificaciones de la herramienta:El uso de configuraciones distintas de las que está clasificada una herramienta puede causar desgaste o falla prematuro.
No probar la configuración:No realizar cortes de prueba puede dar lugar a piezas de baja calidad o materiales desperdiciados.