Velocidad de corte

Movimientos de mecanizado detorno.

Movimientos de mecanizado de unafresa.

La velocidad de avance   es un término utilizado en la tecnología de fabricación. Es la velocidad relativa instantánea con la que una herramienta (en máquinas tales como máquinas de fresado, máquinas de escariar , tornos ) se enfrenta el material para ser eliminado, es decir, la velocidad del movimiento de corte. Se calcula a partir de la trayectoria recorrida por la herramienta o la pieza de trabajo en la dirección de alimentación en un minuto.1 Se expresa en metros por minuto.

Velocidad de avance girar y perforar2

Número de revoluciones 1/min

Avance mm

Avance de fresado

Número de revoluciones 1/min

Avance por el filo mm

Número de cuchillas —

Velocidad de corte en función de los materiales[editar]

La velocidad de corte esta tabulada, y estos valores se basan en la vida de la herramienta. De hecho, la herramienta debe ser capaz de tomar fuerte durante 60-90 minutos de trabajo.

La velocidad de corte es una función tanto del material de pieza de trabajo y material de la herramienta. En general, la velocidad de corte se tabula como una función de la dureza del material. Existe un método llamado "Par herramienta material" para determinar la velocidad de corte correcta para el mecanizado del material. La velocidad de corte es mayor cuando hay lubricación respecto a "seco". Los materiales duros se cortan a baja velocidad, mientras que los ductiles se cortan a alta velocidad. Esto debido a que los materiales dúctiles y con alta fricción son propenso a producir un filo recrecido. Este fenómeno conduce a una variación en el ángulo de inclinación del filo de corte y por lo tanto una fuerte pérdida de eficacia de la acción de corte. Este fenómeno se reduce, hasta su casi eliminación, al aumentar la velocidad de corte. De este modo aumenta la velocidad de la deformación del material que se está trabajando y el mismo tiende a alejándose del estado pastoso. Por lo tanto, puede formar un chip similar a la de los metales duros, que no se mezcla con la herramienta.

Velocidad de corte para los diferentes materiales a mecanizar (m/min)

Material amecanizar

Herramienta deacero rápido

Herramientade carburo

Mecanizado agrande vitesse

Acero (resistente) 15 - 18 60 - 70 -

Acero dulce 30 - 38 110 - 140 -

Fundición (media) 18 - 24 70 - 85 -

Bronce 24-45 - -

Latón (recuit) 45 - 60 - -

Aluminio 75 - 400 150 - 1000 2000

Titanio 30 60 - 70 -

3.3 VELOCIDADES Y PROFUNDIDAD DE CORTE

El proceso de torneado involucra el movimiento de avance de una herramienta que ataca una pieza en movimiento, de lo anterior se desprende la importancia de la velocidad de corte y la profundidad de corte a la cual se llevará a cabo el mecanizado.

Velocidad de Corte: Es la Velocidad periférica o tangencial en un punto cualquiera de contacto de la herramienta de corte con la pieza, y se expresa de la siguiente forma:

Velocidad de corte = Perímetro de la pieza x Revoluciones por minuto.

Figura 51.

En la práctica, la velocidad de corte es un parámetro conocido por métodos experimentales para un material específico a cortar usando una herramienta en condiciones de corte fijas.

Por otra parte, el cálculo de las RPM en el sistema métrico se determina con la fórmula:

RPM =320(Vc) / diámetro

En el sistema inglés, el cálculo de las RPM se efectúa mediante la fórmula :

RPM = 12 (Vc)/ diámetro

Donde:

Vc es la velocidad de corte en m/min o en pies/min y el diámetro de la pieza está dado en milímetros o en pulgadas.

La empresa Sandvik, establece una codificación de los materiales de acuerdo a una nomenclatura propia, de manera que se puede encontrar la velocidad de corte recomendada para un tiempo de vida del filo de 15 minutos. A estas velocidades se les aplican factores de corrección dependiendo de: La dureza del material y el tiempo de vida de la herramienta.

La siguiente tabla se utiliza en operaciones de torneado de acero, en desbaste y barrenado, para los grados 415, 425 y 435 de acuerdo a Sandvik.

Tabla 4.

Coromant Code

NumberTipo Fuerza Dureza Avances Avances Avances

específica de corte

N/mm2HB

mm/rev

0.4-0.6-0.8

GC 415

mm/rev

0.4-0.6-0.8

GC 425

mm/rev

0.6-0.8-1.2

GC 435Acero no aleado

Vel. corte m/min

Vel. corte m/min

Vel. corte m/min

01.1 C=0.15% 1900 90-200 365-310-320 315-265-205

225-200-160

01.2 C=0.35% 2100 125-225 315-265-230 275-230-175

195-170-140

01.3 C=0.70% 2000 150-250 300-250-220 255-215-165

185-160-130

01.4 Acero alto carbono

2300 180-275 270-230-195 230-195-150

165-145-120

01.5 Templado y revenido

2500 250-450 230-190-165 195-165-125

140-125-100

Acero aleado

02.1 Recocido 2100 150-260 270-230-200 200-165-130

135-115-95

02.2 Templado 2750 220-450 155-120-115 110-95-75 75-65-55Acero de alta aleación

03.11 Recocido 2500 150-250 235-195-170 175-150-115

110-95-75

03.21 Templado 3750 250-350 120 75-65-50 60-50-40Fundiciones de acero

06.1 No aleado 1800 225 230-200 165-140-115

120-110-90

La siguiente tabla se utiliza en operaciones de torneado de acabado en acero, para los grados S1P/515, 415 y 425 de acuerdo al catálogo de Sandvik.

Tabla 5.

Coromant Code

NumberTipo Fuerza

específica de corte N/mm ²

Dureza

HB

Avances mm/rev

0.1-0.2-0.4

S1P/515

Avances mm/rev

0.1-0.2-0.4

GC 415

Avances

mm/rev

0.2-0.4-0.6

GC 425Acero no aleado

Vel. corte m/min

Vel. corte m/min

Vel. corte m/min

01.1 C=0.15% 1900 90-200 440-355-270 515-455-365 405-315-26501.2 C=0.35% 2100 125-225 380-305-235 495-395-315 350-275-23001.3 C=0.70% 2000 150-250 355-290-230 420-370-300 330-255-21501.4 Acero alto

carbono2300 180-275 325-260-200 380-260-200 300-230-195

01.5 Templado y revenido

2500 250-450 235-220-170 320-285-230 250-195-165

Acero aleado02.1 Recocido 2100 150-260 270-215-165 390-340-270 250-200-16502.2 Templado 2750 220-450 155-120-95 220-190-155 140+-110-95

Acero de alta aleación

03.11 Recocido 2500 150-250 240-190-150 350-295-235 225-175-15003.21 Templado 3750 250-350 125-100-75 185-150-120 90-75-65

Fundiciones de acero

06.1 No aleado 1800 225 200-165-140 325-280-230 200-165-14006-2/3 Baja y alta

aleación2200 150-250 150-120-95 220-190-150 130-105-90

La siguiente tabla se utiliza en operaciones de torneado (desbaste y acabado) para el grado H13A en materiales no ferrosos ( Sandvik ).

Tabla 6.

Coromant Code Number

Tipo Fuerza específica de corte N/mm ²

Dureza

HB

Avances mm/rev

0.1-0.2-0.3-0.5-0.8

H13AAleaciones de aluminio

Vel. corte m/min

30.11 No termo tratable

500 30-80 2040-1850-1550-1300-1050

30.12 Termo tratable 700 75-150 580-520-160-370-29030.21 Fundido 750 40-100 630-510-420-310-22030.22 Fundido y

tratado900 70-125 390-300-250-180-135

30.4 Contenido Si > 16%

135-120-115-85

Aleaciones de cobre

33.1 Aleaciones de corte libre

700 110 -600-510-430-340

33.2 Latón y cobre con plomo

750 90 350-320-290-250-215

33.3 Bronce y Cobre sin plomo

1750 100 270-230-200-165-135

 

Los valores de velocidades de corte proporcionados en las tablas anteriores deben ser corregidos de acuerdo a las diferencias en dureza y a la estimación de vida que se desea dar a la herramienta de corte. Estos factores son de acuerdo a las tablas siguientes:

La velocidad de corte debe corregirse en función de la diferencia de dureza brinell:

Tabla 7.

CMC No-80 -60 -40 -20 0 +20 +40 +60 +80

01 1.07 1.002 1.26 1.18 1.12 1.05 1.0 0.94 0.91 0.86 0.83

03 1.21 1.10 1.0 0.91 0.84 0.7905 1.21 1.10 1.0 0.91 0.85 0.79 0.7506 1.31 1.13 1.0 0.87 0.80 0.7307 1.14 1.08 1.03 1.0 0.96 0.9208 1.25 1.10 1.0 0.92 0.86 0.8009 1.07 1.03 1.0 0.97 0.95 0.93 0.9120 1.26 1.11 1.0 0.90 0.82

 

Potencia

El cálculo de la potencia para un proceso es de vital importancia para reconocer la demanda que se hará de la capacidad de la máquina. En general, la operación con mayor demanda de potencia en el torneado es el desbaste en donde se presentan las fuerzas más grandes sobre el inserto.

Potencia = Fuerza aplicada multiplicada por la distancia / unidad de tiempo.

En un análisis de la geometría de la herramienta con respecto a la pieza se observa que existe una fuerza resultante que puede descomponerse en: Fuerza tangencial, fuerza axial y fuerza radial, con una relación entre ellas de: 4, 2 y 1 respectivamente.

La fuerza axial y radial están influenciadas especialmente por el ángulo de entrada y el radio de nariz de la herramienta.

Figura 52.

Las fuerzas de corte pueden ser calculadas de manera teórica o medidas con un dinamómetro. La presión y fricción durante el proceso de corte, dan origen a fuerzas en diversas direcciones. El esfuerzo aplicado en el filo de corte del inserto es principalmente de compresión, sin embargo existen algunos esfuerzos de corte.

Para la mayoría de los materiales, un incremento en la velocidad de corte tiende a reducir las fuerzas de corte, principalmente la fuerza tangencial ya que las altas temperatura generadas en la zona de deformación y el área de contacto provocan este efecto.

La magnitud de la fuerza tangencial está relacionada directamente al torque que se genera y por lo tanto influye en la demanda de potencia ya que el producto de la fuerza tangencial y la velocidad de corte

representan la potencia necesaria para efectuar la operación .

Figura 53.

Por lo tanto:

Potencia = Fuerza tangencial x Velocidad de corte. 

Para calcular la fuerza tangencial a partir de datos encontrados en tablas, se hace uso de la fuerza específica de corte, la cual es una medida de la fuerza tangencial relacionada con el área de la sección de la viruta.

Figura 54.

Fuerza específica de corte Kc = Fuerza tangencial / Area de la sección transversal de la viruta.

El área de sección transversal de la viruta está dada por: 

Área = avance x profundidad de corte (mm/rev x mm)

Por lo tanto, la potencia en el proceso de torneado cilíndrico se obtiene como:

Potencia (kw) =( Velocidad de corte ) (prof. de corte) (avance) (Fuerza específica) /60000.

Donde:

Velocidad de corte en m/min.

Prof. de corte en mm .

avance en mm/rev .

Fuerza específica en N/mm-mm (Con espesor promedio de viruta de 0.4 mm) .

Para la transformación de las unidades de potencia se requieren las siguientes conversiones:

1 hp = 0.746 Kw.