3 Unidad 2:velocidades, avances y roscado

Objetivo

Después de completar esta unidad, debería poder:

• Identifique y seleccione configuraciones y operaciones de fresadoras verticales para una variedad de tareas de mecanizado.
• Seleccione una velocidad de corte adecuada para diferentes tipos de materiales.
• Calcular velocidades de corte y avances para operaciones de fresado final.
• Explicar cómo configurar correctamente el tapping de alimentación eléctrica.

Velocidad de corte

La velocidad de corte se define como la velocidad en el borde exterior de la herramienta mientras corta. Esto también se conoce como velocidad superficial. La velocidad de la superficie, el metraje de la superficie y el área de la superficie están directamente relacionados. Si dos herramientas de diferentes tamaños giran a las mismas revoluciones por minuto (RPM), la herramienta más grande tiene una mayor velocidad superficial. La velocidad superficial se mide en pies superficiales por minuto (SFM). Todas las herramientas de corte funcionan según el principio de metraje superficial. Las velocidades de corte dependen principalmente del tipo de material que esté cortando y del tipo de herramienta de corte que esté utilizando. La dureza del material de trabajo tiene mucho que ver con la velocidad de corte recomendada. Cuanto más duro es el material de trabajo, más lenta es la velocidad de corte. Cuanto más suave sea el material de trabajo, más rápida será la velocidad de corte recomendada (consulte la figura 1).

Acero            Hierro         Aluminio             Plomo

Figura 1:Aumento de la velocidad de corte según dureza del material de trabajo

La dureza del material de la herramienta de corte también tendrá mucho que ver con la velocidad de corte recomendada. Cuanto más duro sea el taladro, más rápida será la velocidad de corte. Cuanto más blanda sea la broca, más lenta será la velocidad de corte recomendada (consulte la figura 2).

Acero al carbono             Acero de alta velocidad            Carburo

Figura 2:Aumento de la velocidad de corte según Dureza de la herramienta de corte

Tabla 1:Velocidades de corte para tipos de materiales

Tipo de material	Velocidad de corte (SFM)
Acero con bajo contenido de carbono	40-140
Acero de medio carbono	70-120
Acero con alto contenido de carbono	65-100
Acero de libre mecanizado	100-150
Acero inoxidable, C1 302, 304	60
Acero inoxidable, C1 310, 316	70
Acero inoxidable, C1 410	100
Acero inoxidable, C1 416	140
Acero inoxidable, C1 17-4, pH	50
Acero aleado, SAE 4130, 4140	70
Acero aleado, SAE 4030	90
Acero para herramientas	40-70
Hierro fundido:normal	80-120
Hierro fundido–duro	5-30
Hierro fundido gris	50-80
Aleaciones de Aluminio	300-400
Aleación de níquel, Monel 400	40-60
Aleación de níquel, Monel K500	30-60
Aleación de níquel, Inconel	5-10
Aleaciones con base de cobalto	5-10
Aleación de titanio	20-60
Titanio sin alear	35-55
Cobre	100-500
Bronce–Normal	90-150
Bronce–Difícil	30-70
Circonio	70-90
Latón y Aluminio	200-350
No metálicos sin silicona	100-300
No metálicos que contienen silicio	30-70

Velocidad del eje

Una vez que se determina el SFM para un material y una herramienta determinados, se puede calcular el husillo, ya que este valor depende de la velocidad de corte y el diámetro de la herramienta.

RPM =(CS  x  4)  / D

donde:

• RPM =Revoluciones por minuto.
• CS =Velocidad de corte en SFM.
• D =Diámetro de la herramienta en pulgadas.

Alimentación de fresado

El avance (avance de la fresadora) se puede definir como la distancia en pulgadas por minuto que el trabajo se mueve hacia el cortador.

En las fresadoras que tenemos aquí en LBCC, el avance es independiente de la velocidad del husillo. Esta es una buena disposición y permite avances más rápidos para cortadores más grandes que giran lentamente.

La velocidad de avance utilizada en una fresadora depende de los siguientes factores:

1. La profundidad y el ancho del corte.
2. El tipo de cortador.
3. La nitidez del cortador.
4. El material de la pieza de trabajo.
5. La resistencia y uniformidad de la pieza de trabajo.
6. El acabado requerido.
7. La precisión requerida.
8. La potencia y rigidez de la máquina, el dispositivo de sujeción y la configuración de las herramientas.

Alimentación por diente

Avance por diente, es la cantidad de material que debe ser removido por cada diente del cortador a medida que gira y avanza en el trabajo.

A medida que el trabajo avanza hacia el cortador, cada diente del cortador avanza hacia el trabajo en la misma cantidad, produciendo virutas de igual espesor.

Este espesor de viruta o avance por diente, junto con el número de dientes en el cortador, forman la base para determinar la tasa de avance.

La velocidad de avance ideal para el fresado se mide en pulgadas por minuto (IPM) y se calcula mediante esta fórmula:

IPM =F x N x RPM 

donde:

• IPM =velocidad de avance en pulgadas por minuto
• F =avance por diente
• N =número de dientes
• RPM =revoluciones por minuto

Por ejemplo:

Los avances para fresas de extremo utilizadas en máquinas de fresado vertical van desde 0,001 a 0,002 pulgadas de avance por diente para cortadores de diámetro muy pequeño en material de trabajo de acero hasta 0,010 pulgadas de avance por diente para cortadores grandes en piezas de aluminio. Dado que la velocidad de corte para acero dulce es 90, las RPM para una fresa de extremo de dos flautas de alta velocidad de 3/8” son

RPM  = CS x 4  / D  = 90 x 4 / (3/8) = 360 /.375  = 960 RPM 

Para calcular el avance, seleccionaremos 0,002 pulgadas por diente

IPM =F x N x RPM =0,002 x 2 x 960 =3,84 IPM

Alimentación automática

El movimiento de la máquina que hace que una herramienta de corte corte dentro o a lo largo de la superficie de una pieza de trabajo se llama avance.

La cantidad de avance generalmente se mide en milésimas de pulgada en el corte de metales.

Los feeds se expresan de formas ligeramente diferentes en varios tipos de máquinas.

Las máquinas de perforación que tienen alimentación eléctrica están diseñadas para hacer avanzar la broca una cantidad determinada por cada revolución del husillo. Si configuramos la máquina para que avance a 0,006”, la máquina avanzará 0,006” por cada revolución del husillo. Esto se expresa como (IPR) pulgadas por revolución

Procedimientos de toque

Buenas prácticas:

Uso de guías táctiles 

Las guías del macho son una parte integral para hacer una rosca utilizable y recta. Al usar el torno o la fresadora, el macho ya está recto y centrado. Cuando alinee manualmente un grifo, tenga cuidado, ya que una guía de grifo de 90° es mucho más precisa que el ojo humano.

Uso de aceite 

Al taladrar y roscar, es fundamental utilizar aceite. Evita que las brocas chirríen, hace que el corte sea más suave, limpia las virutas y evita que el taladro y la culata se sobrecalienten.

Picotear 

El picoteo ayuda a garantizar que las brocas no se sobrecalienten ni se rompan al usarlas para taladrar o roscar. El taladrado por picoteo consiste en perforar parcialmente una pieza y luego retraerla para eliminar las virutas, lo que permite que la pieza se enfríe simultáneamente. Girar la manija una vuelta completa y luego media vuelta hacia atrás es una práctica común. Cada vez que se saque la broca o el macho, quite tantas virutas como sea posible y agregue aceite a la superficie entre el taladro o el macho y la pieza de trabajo.

Procedimiento de toque manual

1. Seleccione un tamaño de perforación del gráfico.
   Al elegir un tamaño de grifo, este cuadro es el primer lugar para buscar.

1. Si es necesario, agregue un chaflán al orificio antes de roscar.
   Los chaflanes y los avellanados son características adicionales que a veces se desean para los tornillos. Para obtener los mejores resultados, la velocidad del eje debe estar entre 150 y 250 rpm.
2. Obtenga una guía de toque.
   El agujero ya está listo para perforar. Para ello, utilice los grifos y bloques de guía cerca de los molinos manuales. Los bloques guía tendrán varios orificios para grifos de diferentes tamaños. Seleccione el que más se acerque al tamaño del grifo que se está utilizando y colóquelo sobre el orificio perforado.
3. Toca las conversaciones.
   Peque el grifo con las llaves de grifo. Aplique una presión suave mientras gira la llave una vuelta completa hacia adentro y luego media vuelta hacia afuera. Picotear hasta la profundidad deseada.
4. Complete el toque.
   Si el grifo no avanza más o se ha alcanzado la profundidad deseada, libere la presión del grifo; es probable que haya tocado fondo. Retire el grifo del orificio. Si aplica más presión, es probable que rompa el grifo. Cuanto más pequeño sea el grifo, más probable es que se rompa.

Procedimiento de roscado con alimentación mecánica (fresado vertical)

1. El golpeteo con alimentación eléctrica es similar al golpeteo manual. Sin embargo, en lugar de aterrajar a mano, utilice la fresa vertical para aterrajar la pieza de trabajo.
2. Antes de poner en marcha la máquina, cambie el molino a marcha baja.
3. Libere el bloqueo de la pluma y muévala a lo más bajo que pueda. Esto asegura que haya suficiente espacio para roscar a la profundidad deseada.
4. Gire el eje hacia ADELANTE y ajuste la velocidad del eje a 60 RPM.
5. Baja el grifo. Cuando el grifo agarra la culata, se introducirá automáticamente en el orificio.
6. Cuando se haya alcanzado la profundidad deseada, mueva rápidamente el interruptor de dirección del eje de avance a retroceso. Esto invertirá la dirección del grifo y lo sacará del agujero. Invertir la dirección en un movimiento fluido evitará daños en el orificio roscado y en el grifo.
7. Apague la máquina.
8. Limpie el orificio roscado, el grifo y la máquina de alimentación eléctrica antes de salir.

PRUEBA DE UNIDAD

1. Explicar las velocidades de corte para materiales más duros y más blandos.
2. ¿Cuál es la velocidad de corte para acero y aluminio para herramientas?
3. Calcule las RPM de una fresa HSS de ½ in de diámetro para mecanizar aluminio.
4. Calcule la velocidad de avance para una herramienta de tres canales. Use el RPM de la Pregunta 3.
5. Calcule las RPM de una fresa de extremo HSS de ¾ de pulgada de diámetro para mecanizar bronce.
6. Calcule la velocidad de avance para una fresa de extremo de carburo de ½ in. de diámetro y dos canales para mecanizar acero con bajo contenido de carbono.
7. ¿Cuál es el propósito de picotear cuando se usan para taladrar o roscar?
8. Seleccione un tamaño de broca adecuado para roscas de 5/16 a 24.
9. ¿Por qué se utilizan fluidos de corte?
10. Describa la diferencia entre el roscado manual y el de potencia.