Introducción
En el mecanizado CNC, la velocidad del husillo y la velocidad de avance son los parámetros de corte más fundamentales. Algunos creen que las velocidades más altas siempre son mejores, mientras que otros asumen que las velocidades de avance más bajas producen superficies más lisas, pero los resultados a menudo demuestran lo contrario.
Este artículo profundiza en la dinámica de la velocidad del husillo y la velocidad de avance, combinando estudios de casos prácticos con principios de optimización para ayudar a los usuarios a dominar el equilibrio óptimo entre estos dos parámetros en diferentes materiales y condiciones de funcionamiento.
¿Qué es la Velocidad del Husillo?
La velocidad del husillo se expresa normalmente en “RPM (revoluciones por minuto):. Se refiere al número de revoluciones que completa el husillo de la máquina herramienta en un minuto. Determina directamente la velocidad lineal del filo de corte sobre la superficie de la pieza de trabajo, que es la velocidad de corte.
Velocidad de rotación demasiado baja: una acción de corte insuficiente da como resultado una superficie rugosa de la pieza de trabajo.
Velocidad de rotación excesiva: la temperatura de corte aumenta considerablemente, lo que hace que la herramienta sea propensa a quemarse.
Por lo tanto, los ajustes de velocidad del husillo deben tener en cuenta el material de la pieza de trabajo y el diámetro de la herramienta, al tiempo que se ajustan en función de las condiciones del fluido de corte. Por ejemplo, las aleaciones de aluminio son adecuadas para velocidades altas, mientras que las aleaciones de titanio requieren velocidades reducidas para evitar el endurecimiento por deformación.
¿Qué es la Velocidad de Avance?
La velocidad de avance (mm/min o mm/rev) es la velocidad a la que se mueve la herramienta a lo largo de la dirección de avance. Afecta directamente al grosor de la viruta, la carga de la herramienta y la eficiencia del mecanizado.
Velocidad de avance demasiado rápida: aumenta las fuerzas de corte, provoca rugosidad en la superficie y puede causar el astillamiento de la herramienta.
Velocidad de avance demasiado baja: produce virutas excesivamente finas, intensifica la fricción y, de manera similar, aumenta el riesgo de sobrecalentamiento de la herramienta.
A diferencia de la velocidad de rotación, la velocidad de avance pone mayor énfasis en la presión ejercida sobre la herramienta de corte y el estado de evacuación de virutas. En el caso de las herramientas de múltiples filos, la velocidad de avance también está estrechamente relacionada con el número de filos de corte.
Velocidad de Avance vs. Velocidad del Husillo
| Parámetros | Velocidad del husillo | Tasa de avance |
|---|---|---|
| Variables de control | RPM, afecta la velocidad de corte | mm/min o mm/rev, afecta el grosor de la viruta |
| Funciones principales | Determina la velocidad de corte y la temperatura de corte | Determina la carga de corte y la evacuación de virutas |
| Calidad de la superficie | Demasiado baja → Rugoso Demasiado alta → Daño por quemado |
Demasiado rápido → Rugoso Demasiado lento → Calor por fricción |
| Vida útil de la herramienta | Alta velocidad → Desgaste rápido Alta tasa de avance → Astillado |
Baja velocidad → Sobrecalentamiento por fricción Baja tasa de avance → Desgaste rápido |
| Direcciones de optimización | Determinar la velocidad de rotación adecuada según el material y la herramienta | Establecer una tasa de avance razonable según la rigidez de la herramienta y la capacidad de enfriamiento |
Si la velocidad de rotación es la “velocidad”, entonces la velocidad de avance es la “fuerza”. Ajustar cualquiera de ellas de forma independiente suele provocar problemas. Es esencial una coordinación adecuada entre ambas para lograr tanto eficiencia como estabilidad.
Principios de Optimización y Estrategias de Aplicación
El ajuste de la velocidad del husillo y la velocidad de avance requiere la consideración simultánea de tres factores: el material, las herramientas y los objetivos del proceso. La combinación varía en función de las diferentes condiciones.
1. Factores Relevantes del Material
Mecanizado de acero: velocidad moderada del husillo, velocidad de avance adecuada. Asegurar la evacuación continua de virutas y un mecanizado estable.
Maquinado de aleación de aluminio: alta velocidad del husillo, alta velocidad de avance. Aprovechar la suavidad del material y su excelente conductividad térmica.
Mecanizado de acero inoxidable y aleaciones de titanio: baja velocidad del husillo, velocidad de avance moderada. Evitar el endurecimiento por deformación y minimizar la acumulación de virutas.
2. Factores Relacionados con las Herramientas
Herramientas de carburo: aptas para altas velocidades y avances elevados.
Herramientas de acero rápido: requieren parámetros reducidos para prolongar su vida útil.
Horas de gran diámetro: aptas para bajas velocidades. Horas de pequeño diámetro: aptas para altas velocidades.
Herramientas recubiertas: resistentes a altas temperaturas, lo que permite velocidades más altas. Herramientas sin recubrimiento: los parámetros deben ser conservadores.
Cantes de corte afilados: adecuados para velocidades de avance pequeñas y operaciones de acabado. Cantes de corte resistentes: adecuados para velocidades de avance grandes y operaciones de desbaste.
3. Objetivos del Mecanizado
Mecanizado en Bruto: Grandes avances, velocidades medias a bajas. Prioridad a la eficiencia.
Mecanizado de Acabado: Altas velocidades, pequeños avances. Prioridad a la calidad de la superficie.
Comparaciones Prácticas de Casos
Caso 1: Torneado de Barras de Acero
Alta velocidad, baja velocidad de avance → Calentamiento severo de la pieza de trabajo, vida útil corta de la herramienta.
Velocidad media y velocidad de avance media → Calidad estable de la superficie de la pieza de trabajo, mayor vida útil de la herramienta.
Caso 2: Acabado de discos de aluminio
Velocidad baja y velocidad de avance alta → Acabado superficial rugoso, virutas irregulares.
Velocidad alta y velocidad de avance media → Acabado superficial liso, alta eficiencia.
Estos casos demuestran que los ajustes extremos que se basan únicamente en la velocidad del husillo o la velocidad de avance pueden fallar. Solo un enfoque equilibrado resulta eficaz.
Práctica Pasos Operativos
Determinar la velocidad de corte → Calcular la velocidad de rotación.
Consulte los valores recomendados por el fabricante de la herramienta, teniendo en cuenta la dureza del material y el diámetro de la herramienta.
Establecer la velocidad de avance por diente → Calcular la velocidad de avance.
Utilice valores más altos para el mecanizado en bruto y valores más bajos para el mecanizado de acabado.
Observación del corte de prueba → Inspeccione las virutas y escuche los sonidos.
Virutas rizadas y de color normal = Los parámetros son adecuados.
Ruido agudo o virutas pulverulentas = Es necesario ajustar los parámetros.
Ajuste los parámetros → Priorice los ajustes de la velocidad de avance antes de modificar la velocidad del husillo.
Asegúrese de que la herramienta no roce sin cortar ni muerda con demasiada agresividad.
Conclusión
Para los usuarios, la mejor práctica es: basarse en los valores recomendados por el fabricante de la herramienta, combinados con la rigidez de la máquina herramienta y los objetivos del proceso, y optimizar continuamente mediante pruebas de corte reales.
