El mecanizado CNC se basa en el control. Es un tipo de fabricación en el que las computadoras controlan las máquinas herramienta para producir piezas. Asegurarse de que la máquina corte los materiales correctamente implica indicarle cómo debe moverse y dónde debe cortar. Estos comandos son los parámetros de la máquina CNC. En resumen, los parámetros son las variables principales que definen el proceso de corte. Hacen realidad el concepto de diseño al ayudar a dirigir la máquina. Las tolerancias mencionadas son las mejores para el diseño de la pieza y los requisitos técnicos del plano mecanizado CNC o plano técnico.
¿Por qué son tan importantes los ajustes? Sin duda, un parámetro incorrecto puede dañar componentes o cuchillas de corte. Hay varias razones para optimizar los parámetros del proceso de mecanizado CNC. Esto puede proporcionar precisión y exactitud. Las piezas coinciden con el plano. Afecta la calidad del acabado superficial. Los parámetros de calidad prolongan la vida útil de una herramienta.
Las condiciones optimizadas garantizan la viabilidad del proceso. Permiten una alta tasa de remoción de material (MRR), lo que implica una fabricación más rápida de las piezas. Los ingenieros lo saben: la búsqueda de parámetros óptimos es clave para una producción rentable en cualquier taller de mecanizado CNC. Resulta útil para cumplir con las especificaciones y tolerancias requeridas.
Aquí encontrará algunos parámetros importantes. Las características principales son la velocidad del husillo, el avance, la profundidad de corte y la velocidad de corte. Estas son herramientas básicas y esenciales para realizar el corte. La velocidad de penetración, el paso lateral y la carga de viruta son parámetros secundarios. También conocemos el refrigerante y la lubricación.
Este punto es crucial: todos los parámetros están interrelacionados. Hay muchos factores que los afectan, como el material de la pieza, el material y la geometría de la herramienta, y las especificaciones de la pieza. Comprenderlos es importante para el profesional, ingeniero, fabricante de herramientas y maquinista.
Estos son los parámetros más frecuentes. Dominarlos es clave para... Proceso CNC.
Qué es Velocidad del husilloEs la velocidad a la que gira el husillo de la máquina, medida en RPM. La herramienta gira en el husillo. El control de la máquina establece las RPM según las necesidades. Velocidad de corte y el diámetro de la herramienta. Las RPM se calculan utilizando la velocidad de corte (SFM o m/min) y el diámetro. Para SFM: RPM = (Velocidad de corte * 12) / (π * Diámetro de la herramienta en pulgadas). Este punto es importante: un cálculo correcto es vital para un corte eficaz y lograr... intención de diseño.
La velocidad del husillo está directamente relacionada con la velocidad de corte, que es la velocidad a la que el filo de la herramienta se desplaza a través del material. A mayores RPM, más rápido cortará la sierra. Si la velocidad es demasiado baja, se producirá fricción, calor y desgaste. Una velocidad excesiva también genera calor, lo que provoca la rotura de la herramienta o la quema del material. El avance adecuado influye en la vida útil de la herramienta, el acabado superficial y la MRR, mientras que la velocidad adecuada también influye en estos aspectos.
La velocidad del husillo se ve afectada por el material de la pieza (una pieza más dura requiere una velocidad menor). El material también es importante: el carburo puede soportar velocidades más altas que el acero rápido (HSS). El diámetro de la herramienta es un factor, ya que se requieren herramientas más grandes a menor velocidad para la misma velocidad de corte. La sujeción y la rigidez de la máquina también son importantes; la rigidez de la máquina es clave para obtener altas RPM sin vibraciones.
La velocidad de avance es la velocidad a la que la herramienta penetra en el material. Se utiliza para calcular la velocidad de extracción de material en función de las revoluciones o la distancia. Las unidades son distancia por movimiento lineal (pulgadas/min) o circular (pulgadas/rev). En el fresado, está relacionada con la carga de viruta.
Conexión con Chip Load
La velocidad de avance está relacionada de alguna manera con la carga de viruta, que es el espesor del material eliminado por el filo de una herramienta por revolución. Carga de viruta = (velocidad de avance por revolución) / (número de filos de corte). Una carga de viruta óptima disipa el calor y las virutas, facilitando y haciendo más seguro el corte en el taller.
Si la velocidad de avance es demasiado baja, se producirá fricción, calor y desgaste. Si la velocidad de avance es demasiado alta, la herramienta se ve sometida a sobrecarga y rotura. Los ingenieros lo saben: lograr un equilibrio adecuado es fundamental para un corte eficiente, así como para la precisión y exactitud.
Efecto sobre el acabado superficial, la vida útil de la herramienta y el MRR
La velocidad de avance afecta diversas variables de respuesta. Una velocidad de avance más baja (dentro del rango) proporciona un acabado superficial liso. Vida útil de la herramienta: La carga de viruta puede afectar la vida útil de la herramienta. Una carga de viruta adecuada produce una viruta de mejor calidad, lo que disipa el calor y protege el filo. Durante el desbaste, dado que la velocidad de avance es alta, la tasa de eliminación de material (TRM) resulta en velocidades de desbaste más altas.
Términos de selección para la velocidad de alimentación
La velocidad de avance se elige en función del material de la pieza (la dureza influye en la velocidad segura). Las herramientas (material, flautas, diámetro, recubrimiento y geometría de la herramienta de corte) influyen en la carga de viruta recomendada. La carga de la herramienta se ve afectada por la profundidad de corte y el paso lateral.
La rigidez de la máquina también es importante; las configuraciones menos rígidas pueden presentar resonancia a mayores avances, lo que provoca vibraciones o un acabado deficiente. La sujeción y los utillajes juegan un papel fundamental en este aspecto.
Definición y tipos
La profundidad de corte se refiere a la cantidad de material que se elimina en una sola pasada. En fresado, se conoce como profundidad de corte axial (abajo) o profundidad de corte radial (lateral). El paso lateral es la profundidad de corte radial en pasadas de ancho completo en la producción de piezas en la mayoría de los talleres CNC.
Efecto sobre la carga de la herramienta, la deflexión y el tiempo de mecanizado
La carga sobre la herramienta depende de la profundidad de corte; cuanto mayor sea el corte, mayor será la extracción de material, por lo que se impone una carga sobre la herramienta y el husillo (potencia del husillo). Una carga mayor puede provocar deflexión en la herramienta y, en consecuencia, afectar la precisión dimensional y las tolerancias. Las herramientas más largas presentan mayor deflexión. Sin embargo, una mayor profundidad implica un menor número de pasadas en el acabado fino, lo que reduce el tiempo de mecanizado y aumenta la tasa de extracción de material.
Factores que influyen en la decisión de la profundidad de corte
La selección de la profundidad de corte depende de la rigidez y potencia de la máquina; la máquina debe tener la capacidad de soportar fuerza y el husillo debe tener potencia (limitaciones de torque).
El tamaño y la longitud de la herramienta son importantes: las herramientas más grandes o más cortas son mejores para cortes más profundos. El material de la pieza de trabajo (cuanto más duro, menor corte). La resistencia de la sujeción y los accesorios es importante para evitar vibraciones y desplazamientos. Los resultados de mecanizado deseados son importantes: el desbaste requiere mayor profundidad para mayor velocidad, el acabado requiere herramientas más ligeras para mayor precisión y acabado.
Definición y velocidad del husillo y diámetro de la herramienta
La velocidad de corte es la velocidad con la que el filo de la herramienta pasa sobre el material. Se expresa en SFM o m/min. Se calcula a partir de la velocidad del husillo y el diámetro de la herramienta. Ejemplo: SFM = (RPM π Diámetro de la herramienta en pulgadas) / 12. Las herramientas más pequeñas también requieren mayores RPM a la misma velocidad de corte.
Importancia de la eficacia del corte de materiales
La velocidad de corte es fundamental. Una velocidad baja no es buena, ya que produce fricción, calor y desgaste. Una velocidad demasiado alta generará un filo caliente y las herramientas fallarán rápidamente. La velocidad de corte adecuada, generalmente obtenida a partir de las recomendaciones del fabricante de la herramienta, garantiza una buena vida útil de la herramienta y un corte eficiente basado en una buena calidad.
Factores que afectan la elección de la velocidad de corte (material, herramientas)
Resistencia al calor del material de la herramienta; el carburo ofrece mejor resistencia al desgaste que el acero de alta velocidad (HSS) a velocidades más altas. El refrigerante y la lubricación permiten una mayor velocidad al controlar el calor. La rigidez de la máquina también es un factor: la vibración podría requerir una velocidad de corte más lenta.
Definiciones y significado
La velocidad de penetración se refiere al momento en que la herramienta se mueve axialmente (hacia abajo) en el material, y a la velocidad con la que se mueve. Esto es importante al realizar un corte. Suele ser más lenta que la velocidad de avance lateral.
Efecto sobre la herramienta y la pieza de trabajo
Muchas herramientas no están diseñadas para cortes de penetración agresivos a menos que su geometría de corte sea específica para tal operación. Una velocidad de penetración falsa astillará o romperá la punta de la herramienta, o sobrecalentará la pieza, con el endurecimiento o fusión del material. Tenga paciencia al ajustar las velocidades de penetración, especialmente en materiales duros.
Definición y su influencia en el tiempo de mecanizado y el acabado superficial
El paso lateral se utiliza en fresado. Esta es la distancia lateral que recorre la fresa de pasada en pasada al limpiar un área. Es una forma de distancia de corte radial. Un mayor paso lateral retira más material con mayor rapidez, lo que aumenta la velocidad de arranque de material y, en consecuencia, reduce el tiempo de mecanizado. Sin embargo, a medida que aumenta el paso lateral, también aumentan las cúspides en un acabado superficial que puede ser muy rugoso.
Velocidad de avance (por diente)
La cantidad de material que una broca retira con cada revolución del husillo. Carga de viruta = (Velocidad de avance por revolución) / (Número de filos de corte). Este punto es clave: es el espesor real de la viruta.
El conformado óptimo del chip y su importancia
Una formación óptima de viruta es esencial para la productividad y la vida útil de la herramienta. Buena evacuación de viruta: Una viruta adecuada evacua el calor, abriéndose paso a través de la zona de corte y rompiéndose de forma predecible. Una carga de viruta demasiado baja provoca fricción, calor y desgaste. Una carga excesiva sobrecarga la herramienta, la hace vibrar o la rompe. Los ingenieros lo entienden: observar la viruta permite obtener los ajustes correctos; la herramienta se comunica mediante virutas.
Proceso de corte: refrigerante y lubricación. En la fabricación, se utiliza para controlar el entorno de corte, es decir, para controlar la viruta producida. Los refrigerantes regulan la temperatura, mientras que el corte produce calor, y cualquier fluctuación de temperatura puede dañar la integridad de la herramienta y del material trabajado. Los lubricantes reducen la fricción.
Efecto sobre el acabado superficial y la vida útil de la herramienta
Efectos de un refrigerante y lubricación adecuados en los resultados de mecanizado deseados. Mejora el acabado superficial al reducir el calor/fricción (soldadura por viruta), que causa rebabas/relleno del filo. Aumenta la vida útil de la herramienta al evitar que el filo se caliente. Promueve la precisión dimensional, ya que no se expande ni se deforma.
En todos los talleres CNC, los parámetros están limitados por la máquina. Los límites de potencia y par del husillo son cruciales: el husillo debe mantenerse a la velocidad de husillo/velocidad de corte bajo carga. La profundidad de corte y el avance se ven afectados por la falta de potencia.
La rigidez de la máquina es fundamental: se busca una máquina que no se doble bajo presión. Una menor rigidez implica mayor vibración (vibración) y, por lo tanto, menores valores de los parámetros de acabado superficial, vida útil de la herramienta y precisión. La sujeción y los utillajes también contribuyen a la rigidez general.
La sujeción de la pieza es crucial para el éxito del trabajo CNC. 3) La sujeción y los accesorios deben fijar la pieza. Si la pieza vibra bajo las fuerzas de corte, se producen vibraciones, y un acabado superficial deficiente y dimensiones imprecisas impedirán que se respete la tolerancia.
Una sujeción segura es vital. Compruebe que las abrazaderas no obstruyan la trayectoria de la herramienta y sujeten la pieza correctamente sin deformarla; la deformación produce características falsas una vez suelta. Y esto es crucial: una sujeción deficiente arruina las piezas y desperdicia material, lo que frustra el propósito de la fabricación.
Los parámetros no funcionan solos. Al modificar uno, se afectan los demás y el resultado. Si se trabaja cada vez más rápido, es necesario modificar la velocidad de avance para mantener la carga de viruta correcta. Una mayor profundidad de corte podría requerir una velocidad de avance menor para controlar Q=carga. El conocimiento de las interacciones es fundamental para optimizar el equilibrio entre velocidad, vida útil de la herramienta y calidad.
La velocidad de avance y la geometría de la punta de la herramienta tienen efectos significativos en la rugosidad superficial (Ra). Una menor velocidad de avance por revolución crea menos cúspides, lo que resulta en un acabado más fino (menor Ra). La velocidad de corte y el refrigerante ayudan a reducir el calor y la fricción en la superficie manchada.
Cada parámetro influye en el desgaste y la vida útil de la herramienta. Altas velocidades de corte pueden causar desgaste térmico. Una carga de viruta (velocidad de avance) incorrecta puede provocar desgaste por fricción o incluso reventones. Un valor e demasiado alto de profundidad de corte y avance puede sobrecargar la herramienta. El uso del refrigerante/lubricante correcto puede reducir aún más el calor/la fricción para prolongar la vida útil de la herramienta. Los ingenieros lo entienden: se obtiene el equilibrio perfecto entre vida útil de la herramienta y un MRR óptimo, y se ahorra dinero.
Precisión dimensional y error de forma. La precisión dimensional y el error de forma están relacionados con la deflexión y la vibración de la herramienta. Las fuerzas elevadas debidas a la profundidad de corte o la velocidad de avance provocan deflexión, lo que provoca tamaños o formas falsos fuera de las especificaciones. El ruido de los parámetros o la rigidez afecta el acabado superficial y la forma. La selección de parámetros y un corte estable son clave para cumplir con especificaciones estrictas. Al finalizar cortes de alta precisión, procure minimizar la fuerza y la vibración.
Las fuerzas de corte aumentan con el DOC y el FR. La vibración (castigo) es importante cuando las fuerzas son elevadas. La velocidad de corte también es importante; el castañeteo se produce al cortar madera contrachapada a cierta velocidad. Estas fuerzas se ven contrarrestadas por la rigidez de la máquina y una sujeción y utillaje seguros. Los parámetros correctos pueden reducir la fuerza y la vibración generadas para lograr un corte estable.
El tiempo de mecanizado es una función lineal de la velocidad de avance y la profundidad de corte. (A mayor velocidad/profundidad, mayor velocidad de extracción de material (MRR) y menor tiempo de corte). Esto compromete la vida útil de la herramienta y los requisitos de acabado. Las herramientas que se rompen, las piezas que se desechan (precisión ilegible/mal acabado superficial) y una baja MRR (velocidad de extracción de material) aumentan el coste. Unos parámetros equilibrados minimizan el coste por pieza en un taller CNC.
Comience con las cifras de los fabricantes de herramientas. Se sugieren velocidades de corte y velocidades de avance para las combinaciones de materiales de las herramientas. Los fabricantes de máquinas también ofrecen directrices, lo que constituye un excelente punto de partida. Las bases de datos en línea también son útiles. Úselas como guía.
Restamos las dos primeras ecuaciones y sumamos 2 veces la tercera ecuación para obtener 0 = 0, lo que demuestra que este sistema no tiene soluciones (y mucho menos una solución única).
Aplique la velocidad del husillo a partir de la velocidad de corte/diámetro y la carga de viruta a partir de la velocidad de avance/canales. Esto le permite obtener la aproximación correcta. Es fundamental comprender estas relaciones matemáticas. Los ingenieros lo han comprendido: las matemáticas pueden orientar la configuración de parámetros en el mecanizado CNC.
Probarlo funciona. Realice cortes de prueba en chatarra. Comience con un enfoque conservador (velocidad/avance más bajo, profundidad moderada). Aumente gradualmente los factores en los argumentos. Ajuste el nivel de sonido (el corte debe ser suave). Observe las virutas. Compruebe el acabado superficial. Le recomendamos realizar pruebas empíricas para ajustar la configuración a su entorno. Tenga paciencia. Haga cambios pequeños e impulsivos.
El software CAN es potente. Deriva algunos parámetros de los datos integrados. Define las herramientas y los materiales, e indica las velocidades y avances sugeridos. Otros replican cortes para detectar problemas antes de cualquier corte. Este es el punto clave: CAM simplifica los cálculos y visualizaciones, y el mecanizado es un mejor punto de referencia para el diseño.
Para trabajos de gran volumen, existen métodos avanzados. El Diseño de Experimentos (DOE) prueba las interacciones del modelo organizadas por parámetros. La IA/ML analiza para predecir qué parámetros funcionan mejor. Estos métodos son para usuarios avanzados, pero demuestran un potencial ilimitado de rendimiento. Busque información valiosa en sus datos.
¿Cómo aplicar este conocimiento al taller de un taller de máquinas CNC? A continuación, se presentan las mejores prácticas.
¿Nuevo material, herramienta u operación? Empieza con un nivel bajo. Usa velocidades de corte/avances más lentos de lo previsto. Profundidad de corte moderada. Herramienta-Pieza-Máquina: todo más seguro, puede aumentar más adelante. Más difícil de reparar x herramienta rota/pieza destruida. Empieza por un punto seguro.
Usa tus sentidos. El sonido es muy revelador. Un sonido suave es bueno. El chirrido es fricción/calor. El golpeteo es traqueteo. Observa las astillas. ¿Se curvan y se desprenden bien? ¿O son polvo, nidos largos o fragmentos? La apariencia de las astillas indica la velocidad de alimentación/carga de las mismas. Y presta atención a los aspectos relacionados con el sonido y las astillas.
Revise visualmente la herramienta con frecuencia, especialmente durante el ajuste o la producción. Observe los filos de corte. ¿Desgaste uniforme? ¿Astillado? ¿Recrecimiento del filo? Un desgaste rápido indica que es necesario ajustar los parámetros para prolongar la vida útil de la herramienta. La observación de la actividad continua puede revelar el impacto a largo plazo. Observe los detalles de la herramienta.
¡Mantenga registros! Por cada ejecución exitosa, registre los valores de: material, herramientas, operación, ajustes y resultados. Cree su propia base de datos de ajustes comprobados para su máquina/taller. Ahorra tiempo y evita errores. ¡Genial! Todo cuenta para mejorar los procesos.
Las especificaciones de mecanizado CNC son la base de la precisión de la pieza. Son mucho más que un número; son el factor determinante de la calidad, la vida útil de la herramienta, la eficiencia y, en última instancia, el coste. Perfeccionarlas implica conocer: el material de la pieza, las herramientas utilizadas, las capacidades de la máquina, el conjunto de elementos y el resultado esperado del producto.
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