Matemáticas Esenciales para Talleres de Mecanizado: Fórmulas y Estrategias Clave para CNC y Mecanizado Tradicional

Las matemáticas de taller de mecanizado son una consideración importante para programadores CNC y mecanizadores.

Uno de los problemas más comunes que he visto en mis años en el taller de mecanizado es una falta general de información fácilmente disponible y útil sobre matemáticas de taller – específicamente sobre avances, velocidades y fórmulas relacionadas.

Ya sea que esté programando una máquina CNC de 5 ejes o girando manijas en una fresadora de rodilla de 60 años, los números no mienten. Sin embargo, una lección muy importante que he aprendido es respetar las variables. Cualquier fórmula común que vaya a usar en el taller le proporcionará la información que necesita para abordar el corte apropiadamente, pero recuerde siempre tratar ese número como un punto de partida. Hay un número inconmensurable de variables con cualquier corte, hasta las condiciones atmosféricas en el taller. Los fabricantes de herramientas le proporcionarán números sugeridos, ya sean pies de superficie por minuto, carga de viruta por diente, revoluciones por minuto, pulgadas por minuto o cualquier combinación de esos y más. Todo puede volverse muy confuso y abrumador, pero no se rinda. Espero que esta publicación pueda servir como información de referencia para usted y su taller, y con suerte pueda darle sentido a todo esto.

Como puede ver en las fórmulas anteriores, para calcular cualquiera de estas necesita ya conocer algunos de los otros datos para ingresar. Aquí es donde entran los fabricantes de herramientas. Ellos pueden proporcionarle información para sus herramientas y aplicaciones específicas. Sin embargo, hay información básica basada en el material que está cortando que le proporcionaré ahora. Tenga en cuenta que estos son puntos de partida, el mejor juez serán sus ojos y oídos. Lo siguiente es una lista de SFPM sugeridos para materiales comunes:

Matemáticas de Taller – SFPM para Materiales Comunes:

Digamos que estamos usando una fresa de extremo de carburo sólido de .500" cortando aluminio. Mirando nuestra tabla, el SFPM sugerido es 800. Para determinar nuestro RPM sugerido usamos la fórmula anterior SFPM x 3.82 / Diámetro de Herramienta:

Le daré otro ejemplo, esta vez con una herramienta significativamente más pequeña. Vamos a usar el mismo material pero esta vez con una fresa de extremo de carburo sólido de .125".

Puede ver claramente dónde el diámetro de la herramienta cambia drásticamente los parámetros sugeridos, y dónde un husillo de alto RPM es un factor valioso. Esta tabla puede usarse para estos materiales comunes, sin embargo, el fabricante de las herramientas que elija probablemente tendrá información específica sobre las herramientas que compró, que siempre debe usarse cuando esté disponible.

¿Sigue conmigo? Sé que se siente como si estuviera en álgebra de secundaria de nuevo. Todos estos números tendrán más sentido cuando comience a aplicarlos a trabajos en SU taller en SU máquina, hasta entonces ¡quédese conmigo! Prometo que valdrá su tiempo. Vamos a pasar a Pulgadas por Minuto.

Si referencia la fórmula anterior Tasa de Avance (pulgadas por minuto) = RPM x Carga de Viruta por Diente x Número de Flautas, ve que para calcular esto necesita información de la herramienta. La Carga de Viruta por Diente es la cantidad de material que un diente, o flauta, de la herramienta remueve en una revolución. La mayoría de los fabricantes de herramientas tienen información sugerida de carga de viruta disponible, pero también puede usar su propio conocimiento y experiencia para hacer una sugerencia.

En este ejemplo vamos a usar una fresa de extremo de carburo sólido de .500" con tres flautas para cortar aluminio. Como ya sabemos del primer ejemplo que el RPM sugerido es 6,112, todo lo que necesitamos es la carga de viruta por diente. El fabricante sugiere .005" por diente de carga de viruta en esta herramienta, así que tenemos toda la información que necesitamos para calcular nuestra tasa de avance.

¿Ven? Eso no es tan confuso como parecía. Sin embargo, aquí es donde entran en juego algunas variables. Se necesita una consideración seria para el tipo de corte que está realizando. Si está fresando una ranura con compromiso total de la herramienta, entonces necesita ser más conservador. Sin embargo, si está utilizando una estrategia dinámica (como se discutió en otra publicación del blog), entonces potencialmente podría ser más agresivo. Como dije al principio, estos números son puntos de partida.

Finalmente, discutiremos cómo calcular Carga de Viruta por Diente. Esta es una fórmula útil tanto para prepararse para un corte o programar como para analizar un corte existente. Puede mirar fácilmente su programa mientras intenta optimizar el acabado superficial, tiempo de ciclo o vida de herramienta y esto será un buen indicador de la utilización adecuada de la herramienta.

Digamos que estábamos corriendo ese último ejemplo a 4,000 RPM en lugar de los 6,112 sugeridos. También lo corrimos a 120 IPM en lugar de 91.68 IPM. Nuestros resultados no fueron geniales y Control de Calidad quiere respuestas… ¡AHORA! Así que, ¡verifiquemos los números!

Esto es el doble de la sugerencia del fabricante, por lo tanto, un muy buen lugar para empezar a buscar problemas. Usando la fórmula que ahora ha dominado, sabe que necesita bajar su tasa de avance o subir su RPM para cumplir con los requisitos.

Ahora que está armado con una comprensión básica de estas fórmulas y el conocimiento de que NINGUNA de esto está escrito en piedra, está listo para empezar a aplicarlo a su trabajo diario. Se sorprenderá de lo rápido que no necesitará referenciar gráficos o sitios web para confiar en sus números y el trabajo de programar una máquina CNC muy costosa se volverá un poco menos estresante. Acceda a la Guía de Velocidades y Avances