Velocidad de Avance y Velocidad de Corte: ¿Cuál es la Diferencia en el Mecanizado CNC?

El mecanizado CNC (Control Numérico Computarizado) 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, las velocidades del husillo, los avances, las RPM, etc.

Es esencial considerar estos parámetros al diseñar los productos para las operaciones de mecanizado CNC. La optimización de las diversas partes del proceso de mecanizado CNC estará asegurada por estos parámetros. La vida útil de la herramienta y el consumo de energía se optimizarán mediante la velocidad de corte. El tiempo de mecanizado y la rugosidad superficial de los productos terminados se regirán por la velocidad de avance.

Por lo tanto, los ingenieros y maquinistas deben conocer la velocidad de corte y la velocidad de avance junto con la diferencia entre ellas y cómo derivar la velocidad de corte y la velocidad de avance. Siga leyendo.

¿Qué es la Velocidad de Avance?

Durante una revolución del husillo, la distancia recorrida por la herramienta de corte se conoce como velocidad de avance. También puede denominarse velocidad de compromiso de la herramienta de corte y para la operación de fresado, generalmente se mide en pulgadas/minuto o milímetros/minuto.

Para las operaciones de mandrinado y torneado, puede medirse en pulgadas/revolución o milímetros/revolución. La variación en las velocidades de avance dependerá del material en bruto (Acero, Madera, Aluminio, Acero Inoxidable, etc.), del material de la herramienta (herramienta de corte HSS, Cerámica, Cermet, etc.), y de otros factores de corte, como el acabado superficial y las características de la máquina CNC.

La estética de los productos mecanizados dependerá de la velocidad de avance y por lo tanto la optimización de la velocidad de avance es crucial en los procesos de mecanizado CNC.

Selección de la Velocidad de Avance 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, deben considerarse los siguientes factores.

Productividad

Para mayores tasas de productividad, la velocidad de avance puede aumentarse perdiendo calidad superficial. En otro caso, manteniendo la velocidad de avance estable, la velocidad de corte puede aumentarse.

Acabado superficial

Se puede lograr un mejor acabado superficial con velocidades de avance más bajas. Se puede considerar una velocidad de avance gruesa para el corte de desbaste. Por ejemplo, la velocidad de avance puede considerarse como 0.01-0.05mm/rev para la operación de acabado y 0.1-0.3mm/rev para la operación de torneado de desbaste.

Límite de la velocidad de avance

Las herramientas de máquina disponibles tienen una barra de avance por avance, dentro del límite mínimo y máximo. Para estas herramientas de máquina, no es permisible más allá del límite, pero solo unas pocas opciones de velocidad de avance dentro del rango pueden aplicarse a las herramientas de torno convencionales.

Geometría de la herramienta de corte

El acabado superficial de los productos puede verse afectado por la geometría de la herramienta, además de la velocidad de avance. Se puede preferir un valor más alto para la geometría de la herramienta, si la geometría lo permite.

Capacidad de la herramienta de máquina

La alta fuerza de corte y las altas vibraciones pueden ocurrir debido a la mayor velocidad de avance. La velocidad de avance debe elegirse dependiendo de la absorción y transmisión de altas fuerzas y vibraciones de la herramienta de máquina.

¿Qué es la Velocidad de Corte?

La velocidad relativa entre la herramienta de corte y la superficie de la pieza de trabajo se conoce generalmente como velocidad superficial o velocidad de corte. También puede definirse como la distancia lineal de metros por minuto o pies por minuto que el material de la herramienta de corte se mueve sobre la superficie de la pieza de trabajo para un proceso 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., serán determinados por la velocidad de corte. Los valores de velocidad de corte variarán según diferentes materiales como el acero de alto carbono, el acero de bajo carbono, el aluminio y los plásticos. Algunas herramientas o procesos como las herramientas de roscado y las herramientas de moleteado se operarán a velocidades de corte más bajas que las mencionadas.

Selección de la Velocidad de Corte Óptima

Para obtener el mejor resultado del proceso de mecanizado CNC, debe asegurarse la velocidad de corte óptima. La velocidad de corte óptima para un proceso de mecanizado CNC particular puede predecirse utilizando los siguientes factores.

Dureza de la pieza de trabajo

La resistencia de un material a la deformación causada por la abrasión, la indentación y el rayado se denomina generalmente dureza. Durante el proceso de mecanizado, debe mantenerse cierto cuidado para la pieza de trabajo más dura, ya que pueden deteriorar fácilmente el rendimiento de la herramienta. Durante el mecanizado de un material más duro, deben imponerse velocidades de corte más lentas. Por ejemplo, se requiere una velocidad de corte más baja para el titanio en comparación con el acero.

La resistencia de la herramienta de corte

Para las operaciones de mecanizado, la resistencia del filo de corte de la herramienta juega un papel crucial en las velocidades de corte permisibles. Por ejemplo, durante el mecanizado, para velocidades de corte más altas, pueden utilizarse las herramientas de corte hechas de materiales de alta resistencia como el diamante y el nitruro de boro cúbico. Por otro lado, para velocidades de corte más bajas, pueden utilizarse las herramientas de corte hechas de acero rápido.

Vida útil de la herramienta

Con velocidades de corte más altas, los materiales de herramientas de corte más blandos se desgastarán rápidamente, lo que conducirá a una vida útil de la herramienta más corta. Otro factor crucial para determinar la velocidad de corte es cuánto tiempo el ingeniero o maquinista quiere trabajar con esa herramienta. Principalmente, esto incluirá parámetros como el costo de la herramienta y la cantidad producida de piezas. Si estos parámetros están dentro de los límites permisibles, entonces puede utilizarse la alta velocidad de corte.

¿Por Qué Son Importantes las Velocidades y los Avances en el Mecanizado?

Las velocidades y los avances son importantes en el mecanizado porque determinan la tasa a la que se elimina el material y cuánto material se elimina.

Las velocidades y los avances podrían influir significativamente en la vida útil de una herramienta.

La diferencia entre la velocidad de avance y la velocidad de corte puede determinarse por un factor crucial llamado temperatura de corte, porque la mayor temperatura de corte puede obstaculizar parámetros como la vida útil de la herramienta y la rugosidad superficial.

Los efectos deficientes de las velocidades y los avances no son visibles en los materiales más blandos (aluminio o resina), porque hay una amplia cantidad de espacio para el error. Sin embargo, los efectos deficientes de las velocidades y los avances son visibles en los materiales más duros (titanio o Inconel) porque hay un rango limitado para el error.

La herramienta de corte se romperá rápidamente si hay una ligera diferencia entre la velocidad y la velocidad de avance.

Las velocidades y los avances son obligatorios para lograr una mejor rugosidad superficial. Si la máquina funciona con un valor alto de velocidad de herramienta y velocidad del husillo, aparecerán marcas de vibración (chatter) en la superficie del material.

Diferencia Entre la Velocidad de Avance y la Velocidad de Corte

Si bien tanto la velocidad de avance como la velocidad de corte afectarán 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 la velocidad de avance y la velocidad de corte es que la velocidad de 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 corte de la herramienta.

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

2. La velocidad de corte da una generatriz y generalmente se mide en m/min o ft./min, denotada por Vc. La velocidad de avance da una directriz y generalmente se mide en mm/rev o mm/min, denotada por s o f.

3. Durante el mecanizado, la velocidad de corte influirá en la fuerza de corte y el consumo de energía. Pero la velocidad de avance no influye.

4. La velocidad de corte no tiene ningún papel en desviar la dirección de la viruta de la ortogonal. Sin embargo, casi en todos los casos, la velocidad de avance influirá en el flujo de la dirección real de la viruta.

5. La temperatura de corte, el desgaste de la herramienta y la vida útil de la herramienta se ven menos afectados por la velocidad de avance. Pero la velocidad de corte se verá muy afectada.

6. La generación de marcas de festón o de avance en la superficie mecanizada no tiene la participación directa de la velocidad de corte. Sin embargo, las marcas de festón en la superficie del producto terminado tendrán la participación directa de la velocidad de avance y esto representará directamente la rugosidad superficial.

La siguiente tabla de velocidad de corte y velocidad de avance proporciona una comprensión más visual de las diferencias.

Parámetro	Velocidad de Corte	Velocidad de Avance
Generatriz y Directriz	La directriz es generada por la velocidad de corte	La generatriz es generada por la velocidad de avance
Unidades de Movimiento y Forma Abreviada	Medida en metros por minuto (m/min) o pies por minuto (ft/min) y denotada por Vc	Medida en metros por revolución (mpr) o pulgadas por revolución y denotada por s o f
Dirección de la Viruta	Sin efecto en desviar de la dirección ortogonal de la viruta	Afecta la dirección real del flujo de la viruta
Fuerza de Corte y Consumo de Energía	Influye en la fuerza de corte y el consumo de energía	No influye en la fuerza de corte y el consumo de energía
Rugosidad Superficial y Marcas de Festón	No relacionada directamente con el festoneado o las marcas producidas en la superficie mecanizada	Relacionada directamente con las marcas de festón en la superficie terminada
Temperatura de Corte, Vida Útil de la Herramienta y Desgaste de la Herramienta	Muy afectada	Menos afectada

¿Cómo Determinar la Velocidad de Avance y la Velocidad de Corte?

La tabla anterior revela todos los parámetros necesarios que están involucrados para determinar la velocidad de corte y la velocidad de avance. Para determinar la velocidad de corte y el avance, la velocidad del husillo es el requisito básico. El avance final puede lograrse siguiendo dos métodos, primero, determinando el avance por diente, y segundo, usando este avance por diente, puede determinarse el avance de la herramienta.

Otras consideraciones importantes

Límite de la Velocidad del Husillo

Se requerirán los pies superficiales por minuto (SFM) basados en el material y el diámetro del cortador para definir la velocidad del cortador en RPM. A veces, con el herramental diminuto y/o el cálculo de velocidad de ciertos materiales, la velocidad calculada resulta en algo inviable.

En tal caso, el maquinista tiene que hacer funcionar la herramienta con la velocidad máxima cómoda de la máquina y se mantiene la carga de viruta requerida para el diámetro. Con esto, a la máxima velocidad de la máquina, pueden lograrse los parámetros óptimos.

Trayectoria No Lineal

Generalmente, las velocidades de avance se asumen como un movimiento lineal, es decir, la distancia lineal recorrida. No obstante, hay algunos casos en los que las velocidades de avance se considerarán en una trayectoria de interpolación de arco o circular (diámetro exterior o diámetro interior). A medida que aumenta la profundidad de corte, hay un aumento en el ángulo de compromiso de una herramienta que conduce a una trayectoria no lineal. El compromiso de la herramienta es mayor para las esquinas internas en comparación con las esquinas externas.

Interacción de la Velocidad de Corte y la Velocidad de Avance

Durante el mecanizado, la herramienta de corte comprime la superficie de la pieza de trabajo y elimina una fina capa de material en forma de viruta. La velocidad relativa entre la pieza de trabajo y el cortador se desea para transmitir la fuerza compresiva requerida. La velocidad relativa primaria fue producida por la velocidad de corte, que ayuda a visualizar la eliminación de material.

Para visualizar el material eliminado de la superficie total de la pieza de trabajo, debe proporcionarse otro movimiento sincrónico conocido como movimiento de avance al cortador o a la pieza de trabajo (diferente para diferentes operaciones de fresado) a lo largo de la dirección prevista. Estas acciones simultáneas de la velocidad de avance y la velocidad de corte junto con el movimiento de avance cumplirán con los requisitos básicos del mecanizado.

Conclusión

Las velocidades y los avances son necesarios para optimizar las diversas partes de los parámetros de mecanizado CNC como la vida útil de la herramienta, el consumo de energía, el tiempo y la rugosidad. Hacer que la interacción de la velocidad de corte y la velocidad de avance es de gran beneficio para la producción de piezas mecanizadas por CNC. Por lo tanto, para decidir las velocidades y los avances, los ingenieros y maquinistas tienen que comprenderlos completamente.

En Sendot Technology, nuestros experimentados ingenieros y maquinistas están disponibles para satisfacer diferentes necesidades de mecanizado para garantizar que se produzcan las piezas y productos que necesita. Si le preocupan las velocidades de corte y las velocidades de avance en sus piezas mecanizadas por CNC, contáctenos hoy. Siempre obtendrá la mejor pieza mecanizada que espera.

Preguntas Frecuentes

¿Son lo mismo la velocidad de corte y la velocidad de avance?

No, la velocidad de corte y la velocidad de 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 que se está cortando pasa por la herramienta de corte.

¿Qué significa SFM en el mecanizado?

SFM, también llamada velocidad superficial, significa Pies Superficiales por Minuto (Surface Feet per Minute) y es una medida común de la velocidad de corte en el mecanizado. Representa el número de pies que una herramienta puede recorrer a través de una pieza de trabajo en un minuto. Cuanto mayor sea el SFM, más rápida será la velocidad de corte.

¿Por qué los ingenieros y maquinistas tienen que considerar las velocidades de corte y las velocidades de avance durante el mecanizado CNC?

Los ingenieros y maquinistas tienen que considerar las velocidades de corte y las velocidades de avance durante el mecanizado CNC porque afecta directamente la calidad del producto terminado. Si la velocidad de corte es demasiado lenta, entonces el material no se cortará limpiamente y habrá un riesgo de rebabas u otras imperfecciones.