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Velocidades y velocidades

Un dibujo lineal que muestra algunos conceptos básicos de velocidades y avances en el contexto del trabajo de torno . La velocidad angular de la pieza (rev/min) se denomina " ve...

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Un dibujo lineal que muestra algunos conceptos básicos de velocidades y avances en el contexto del trabajo de torno . La velocidad angular de la pieza (rev/min) se denomina " velocidad del husillo " por los maquinistas. Su equivalente lineal tangencial en la superficie de la pieza (m/min o sfm ) se denomina " velocidad de corte ", " velocidad superficial " o simplemente " velocidad ". Los "avances" pueden ser para el eje X o el eje Z (normalmente mm/rev o pulg/rev para el trabajo de torno; a veces se miden como mm/min o pulg/min). Observe que, a medida que la herramienta se acerca al centro de la pieza, la misma velocidad del husillo produce una disminución de la velocidad superficial (de corte) (porque cada rev representa una distancia circunferencial menor , pero requiere la misma cantidad de tiempo). La mayoría de los tornos CNC tienen una velocidad superficial constante para contrarrestar esa disminución natural, lo que acelera el husillo a medida que la herramienta se acerca.
Fotografía de una fresa durante una operación de corte. Las flechas muestran los vectores de las distintas velocidades, conocidas colectivamente como velocidades de avance y avance. La flecha circular representa la velocidad angular del husillo (rev/min), denominada "velocidad del husillo" por los maquinistas. La flecha tangencial representa la velocidad lineal tangencial (m/min o sfm ) en el diámetro exterior de la fresa, denominada "velocidad de corte", "velocidad superficial" o simplemente "velocidad" por los maquinistas. La flecha colineal con la ranura fresada representa la velocidad lineal a la que la fresa avanza lateralmente (generalmente mm/min o pulg/min para fresado; también puede medirse como mm/rev o pulg/rev). Esta velocidad se denomina "avance" por los maquinistas.

La expresión «velocidades y avances» o « avances y velocidades» se refiere a dos parámetros distintos en la práctica de la mecanizado : la velocidad de corte y la velocidad de avance . Suelen considerarse conjuntamente debido a su efecto combinado en el proceso de corte. Sin embargo, cada uno puede analizarse de forma independiente.

La velocidad de corte (también llamada velocidad superficial o simplemente velocidad ) es la diferencia de velocidad ( velocidad relativa ) entre la herramienta de corte y la superficie de la pieza de trabajo sobre la que opera. Se expresa en unidades de distancia a través de la superficie de la pieza de trabajo por unidad de tiempo, típicamente pies superficiales por minuto (sfm) o metros por minuto (m/min). [ 1 ] La velocidad de avance (o simplemente avance ) es la velocidad relativa a la que la herramienta de corte avanza a lo largo de la pieza de trabajo; su vector es perpendicular al vector de velocidad de corte. Las unidades de velocidad de avance dependen del movimiento de la herramienta y la pieza de trabajo; cuando la pieza de trabajo gira ( por ejemplo , en torneado y mandrinado ), las unidades son casi siempre distancia por revolución del husillo (pulgadas por revolución [in/rev o ipr] o milímetros por revolución [mm/rev]). [ 2 ] Cuando la pieza de trabajo no gira ( por ejemplo , en el fresado ), las unidades suelen ser distancia por tiempo (pulgadas por minuto [in/min o ipm] o milímetros por minuto [mm/min]), aunque a veces también se utilizan distancia por revolución o por diente de la fresa. [ 2 ]

Si variables como la geometría de la herramienta y la rigidez de la máquina herramienta y su configuración pudieran maximizarse idealmente (y reducirse a constantes insignificantes), entonces solo la falta de potencia (es decir, kilovatios o caballos de fuerza) disponible para el husillo impediría el uso de las velocidades y avances máximos posibles para cualquier material de pieza y material de herramienta dados. Por supuesto, en la realidad, esas otras variables son dinámicas y no insignificantes, pero aún existe una correlación entre la potencia disponible y los avances y velocidades empleados. En la práctica, la falta de rigidez suele ser la limitación principal.

Fuera del contexto de las máquinas herramienta, "velocidades y avances" se pueden usar coloquialmente para referirse a los detalles técnicos de un producto o proceso. [ 3 ]

Velocidad de corte

La velocidad de corte se define como la velocidad en la superficie de la pieza, independientemente de la operación de mecanizado utilizada. Una velocidad de corte de 100  pies/min para acero dulce es la misma, ya sea la velocidad de la herramienta al pasar sobre la pieza, como en un torneado, o la velocidad de la herramienta al desplazarse a lo largo de la pieza, como en un fresado. Las condiciones de corte afectarán el valor de esta velocidad superficial para el acero dulce.

Esquematicamente, la velocidad en la superficie de la pieza de trabajo puede considerarse como la velocidad tangencial en la interfaz herramienta-fresa, es decir, la rapidez con la que el material pasa por el filo de corte de la herramienta, aunque "en qué superficie centrarse" es un tema con varias respuestas válidas. En el taladrado y el fresado, el diámetro exterior de la herramienta es la superficie ampliamente aceptada. En el torneado y el mandrinado, la superficie puede definirse a ambos lados de la profundidad de corte, es decir, la superficie inicial o la superficie final, sin que ninguna definición sea "incorrecta" siempre que las personas involucradas comprendan la diferencia. Un maquinista experimentado lo resumió sucintamente como "el diámetro desde el que estoy torneando" frente a "el diámetro al que estoy torneando". [ 4 ] Él usa el "desde", no el "hasta", y explica por qué, aunque reconoce que otros no lo hacen. La lógica de centrarse en el diámetro más grande involucrado (diámetro exterior de la broca o fresa, diámetro inicial de la pieza torneada) es que es ahí donde se encuentra la mayor velocidad tangencial, con la mayor generación de calor, que es el principal impulsor del desgaste de la herramienta . [ 4 ]

Para cada material y conjunto de condiciones de mecanizado, existirá una velocidad de corte óptima, y ​​la velocidad del husillo ( RPM ) se puede calcular a partir de esta velocidad. Los factores que afectan al cálculo de la velocidad de corte son:

Las velocidades de corte se calculan suponiendo que existen condiciones de corte óptimas. Estas incluyen:

  • Tasa de remoción de metal (los cortes de acabado que eliminan una pequeña cantidad de material pueden realizarse a mayor velocidad).
  • Flujo completo y constante de fluido de corte (refrigeración y evacuación de virutas adecuadas).
  • Rigidez de la máquina y de la configuración de las herramientas (reducción de vibraciones o traqueteos).
  • Continuidad del corte (en comparación con un corte interrumpido , como el mecanizado de material de sección cuadrada en un torno).
  • Estado del material (cascarilla de laminación, puntos duros debido a la formación de hierro fundido blanco en las piezas fundidas)

La velocidad de corte se proporciona mediante un conjunto de constantes disponibles del fabricante o proveedor del material. Los materiales más comunes se encuentran en libros de referencia o tablas, pero siempre estarán sujetos a ajustes según las condiciones de corte. La siguiente tabla muestra las velocidades de corte para una selección de materiales comunes bajo un conjunto de condiciones. Estas condiciones son una vida útil de la herramienta de 1 hora, corte en seco (sin refrigerante) y avances medios, por lo que podrían parecer incorrectas según las circunstancias. Dichas velocidades de corte pueden variar si, por ejemplo, se dispone de un refrigerante adecuado o se utiliza un acero rápido de alta resistencia (HSS) de mejor calidad (como uno que contenga cobalto).

Clasificación de maquinabilidad

El índice de maquinabilidad de un material intenta cuantificar la maquinabilidad de diversos materiales. Se expresa como un porcentaje o un valor normalizado . El Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) determinó los índices de maquinabilidad para una amplia variedad de materiales mediante pruebas de torneado a 180 pies superficiales por minuto (sfpm). Posteriormente, asignó arbitrariamente al acero B1112 de 160 Brinell un índice de maquinabilidad del 100 %. El índice de maquinabilidad se determina midiendo los promedios ponderados de la velocidad de corte normal, el acabado superficial y la vida útil de la herramienta para cada material. Cabe señalar que un material con un índice de maquinabilidad inferior al 100 % sería más difícil de mecanizar que el B1112 y el acero, mientras que un valor superior al 100 % sería más fácil.

Los índices de maquinabilidad pueden utilizarse junto con la ecuación de vida útil de la herramienta de Taylor , VT n = C, para determinar las velocidades de corte o la vida útil de la herramienta. Se sabe que el acero B1112 tiene una vida útil de 60 minutos a una velocidad de corte de 100 pies/min. Si un material tiene un índice de maquinabilidad del 70 %, con la información anterior se puede determinar que, para mantener la misma vida útil (60 minutos), la velocidad de corte debe ser de 70 pies/min (suponiendo que se utilice la misma herramienta).

Al calcular para aleaciones de cobre, la clasificación de la máquina se obtiene asumiendo una clasificación de 100 de 600 SFM. Por ejemplo, el bronce fosforoso (grados A-D) tiene una clasificación de maquinabilidad de 20. Esto significa que el bronce fosforoso funciona al 20% de la velocidad de 600 SFM o 120 SFM. Sin embargo, 165 SFM se acepta generalmente como la clasificación básica del 100% para "clasificar aceros". [ 12 ] Fórmula Velocidad de corte (V) = [πDN] / 1000 m/min Donde D = Diámetro de la pieza de trabajo en metros o milímetros N = Velocidad del husillo en rpm

Velocidad del husillo

La velocidad del husillo es la frecuencia de rotación del husillo de la máquina, medida en revoluciones por minuto (RPM). La velocidad óptima se determina calculando la velocidad superficial deseada (en pies/min o metros/minuto) e incorporando el diámetro (de la pieza o herramienta de corte).

El husillo puede contener:

Una velocidad de husillo excesiva provoca desgaste prematuro y roturas de la herramienta, además de vibraciones que pueden generar situaciones potencialmente peligrosas. Utilizar la velocidad de husillo adecuada para el material y las herramientas prolongará considerablemente la vida útil de la herramienta y mejorará la calidad del acabado superficial.

Para una operación de mecanizado determinada, la velocidad de corte se mantendrá constante en la mayoría de los casos; por lo tanto, la velocidad del husillo también se mantendrá constante. Sin embargo, las operaciones de refrentado, conformado, tronzado y ranurado en un torno o máquina de tornillos implican el mecanizado de un diámetro que cambia constantemente. Idealmente, esto significa cambiar la velocidad del husillo a medida que el corte avanza por la superficie de la pieza, produciendo una velocidad superficial constante (CSS). Los mecanismos para lograr la CSS han existido durante siglos, pero nunca se aplicaron comúnmente al control de máquinas herramienta. En la era pre- CNC , el ideal de CSS se ignoró para la mayoría de los trabajos. Para trabajos inusuales que lo requerían, se tomaron medidas especiales para lograrlo. La introducción de tornos controlados por CNC ha proporcionado una solución práctica y cotidiana mediante el monitoreo y control automatizado del proceso de mecanizado CSS . Mediante el software de la máquina y motores eléctricos de velocidad variable , el torno puede aumentar las RPM del husillo a medida que la herramienta de corte se acerca al centro de la pieza.

Las muelas abrasivas están diseñadas para funcionar a una velocidad máxima segura. La velocidad del husillo de la amoladora puede ser variable, pero solo debe modificarse prestando la debida atención a la velocidad de trabajo segura de la muela. A medida que la muela se desgasta, su diámetro disminuye y su velocidad de corte efectiva se reduce. Algunas amoladoras permiten aumentar la velocidad del husillo para compensar esta pérdida de capacidad de corte; sin embargo, aumentar la velocidad más allá de la velocidad nominal de la muela la destruirá y creará un grave peligro para la vida y la integridad física.

En general, la velocidad del husillo y la velocidad de avance son menos críticas en la carpintería que en la metalurgia. La mayoría de las máquinas para trabajar la madera, incluidas las sierras eléctricas como las sierras circulares y de cinta , las cepilladoras y las regruesadoras , giran a una velocidad de rotación fija. En estas máquinas, la velocidad de corte se regula mediante la velocidad de avance. La velocidad de avance requerida puede variar considerablemente según la potencia del motor, la dureza de la madera u otro material que se esté mecanizando y el filo de la herramienta de corte.

En carpintería, la velocidad de avance ideal es aquella lo suficientemente lenta como para no sobrecargar el motor, pero lo suficientemente rápida como para evitar que el material se queme. Ciertas maderas, como el cerezo negro y el arce, son más propensas a quemarse que otras. La velocidad de avance correcta se suele obtener por intuición si el material se alimenta manualmente, o por ensayo y error si se utiliza un alimentador automático. En las cepilladoras , la madera se alimenta automáticamente mediante rodillos de goma o acero corrugado. Algunas de estas máquinas permiten variar la velocidad de avance, generalmente cambiando las poleas . Una velocidad de avance más lenta suele dar como resultado una superficie más fina, ya que se realizan más cortes para la misma longitud de madera.

La velocidad del husillo es crucial en el funcionamiento de fresadoras, molduradoras y taladros. Las fresadoras más antiguas y pequeñas suelen girar a una velocidad fija, generalmente entre 20 000 y 25 000 rpm. Si bien estas velocidades son adecuadas para fresas pequeñas, el uso de brocas más grandes, de más de 25 mm (1 pulgada ) de diámetro, puede ser peligroso y provocar vibraciones. Las fresadoras más grandes ahora cuentan con velocidad variable, y las brocas de mayor tamaño requieren una velocidad menor. Al taladrar madera, generalmente se utilizan velocidades de husillo más altas que al taladrar metal, por lo que la velocidad no es tan crítica. Sin embargo, las brocas de mayor diámetro sí requieren velocidades más bajas para evitar que se quemen. 

Las velocidades de avance y de giro, así como las velocidades del husillo que se derivan de ellas, constituyen las condiciones de corte ideales para una herramienta. Si las condiciones no son las ideales, se ajusta la velocidad del husillo. Este ajuste suele consistir en una reducción de las RPM hasta la velocidad disponible más cercana, o a una que se considere correcta (basada en el conocimiento y la experiencia).

Algunos materiales, como la cera mecanizable, pueden cortarse a una amplia gama de velocidades de husillo, mientras que otros, como el acero inoxidable , requieren un control mucho más preciso, ya que la velocidad de corte es fundamental para evitar el sobrecalentamiento tanto de la herramienta como de la pieza. El acero inoxidable es un material que se endurece con mucha facilidad durante el trabajo en frío ; por lo tanto, una velocidad de avance insuficiente o una velocidad de husillo incorrecta pueden generar condiciones de corte deficientes, ya que la pieza se endurecerá rápidamente y opondrá resistencia a la acción de corte de la herramienta. La aplicación generosa de fluido de corte puede mejorar estas condiciones; sin embargo, la selección correcta de la velocidad es el factor crítico.

Cálculos de velocidad del husillo

La mayoría de los libros sobre metalurgia incluyen nomogramas o tablas de velocidades de husillo y velocidades de avance para diferentes fresas y materiales de las piezas de trabajo; es probable que el fabricante de la fresa utilizada también ofrezca tablas similares.

Una vez conocida la velocidad del husillo (SFM) o la velocidad máxima por minuto (MPM), se pueden calcular las velocidades del husillo para todas las operaciones de mecanizado. En la mayoría de los casos, se trata de un objeto cilíndrico, como una fresa o una pieza torneada, por lo que es necesario determinar la velocidad en la periferia de dicho objeto. Esta velocidad en la periferia (de un punto de la circunferencia que pasa por un punto fijo) dependerá de la velocidad de rotación (RPM) y del diámetro del objeto.

Una analogía sería la de un patinador y un ciclista que viajan uno al lado del otro por la carretera. Para una velocidad superficial determinada (la velocidad de ambos en la carretera), la velocidad de rotación (RPM) de sus ruedas (grandes para el patinador y pequeñas para el ciclista) será diferente. Esta velocidad de rotación (RPM) es la que estamos calculando, dada una velocidad superficial fija (velocidad en la carretera) y valores conocidos para el tamaño de sus ruedas (herramienta de corte o pieza de trabajo).

Las siguientes fórmulas [ 13 ] pueden utilizarse para estimar este valor.

Aproximación

No siempre se necesita la velocidad de rotación exacta, una aproximación cercana funcionará. Por ejemplo, un maquinista puede querer tomar el valor deπ{\displaystyle {\pi }}ser 3 si se realizan los cálculos a mano.

RPAGMETRO=dotúttinortegramoSpagmimid×12π×Diametromitmir{\displaystyle RPM={VelocidadDeCorte\times 12 \over \pi \times Diámetro}}

Por ejemplo, para una velocidad de corte de 100  pies/min (una fresa de acero HSS simple sobre acero dulce) y un diámetro de 10  pulgadas (la fresa o la pieza de trabajo).

RPAGMETRO=dotúttinortegramoSpagmimid×12π×Diametromitmir=12×100Ft/metroinorte3×10inortedohmis=40rmivs/metroinorte{\displaystyle RPM={Velocidad de corte\times 12 \over \pi \times Diámetro}={12\times 100ft/min \over 3\times 10inches}={40revs/min}}

y, por ejemplo, utilizando valores métricos, donde la velocidad de corte es de 30 m/min y el diámetro es de 10  mm (0,01 m),

RPAGMETRO=Spagmimidπ×Diametromitmir=1000×30metro/metroinorte3×10metrometro=1000rmivs/metroinorte{\displaystyle RPM={Velocidad \over \pi \times Diámetro}={1000\times 30m/min \over 3\times 10mm}={1000revs/min}}

Exactitud

Sin embargo, para obtener cálculos más precisos, y a costa de la simplicidad, se puede utilizar esta fórmula:

RPAGMETRO=SpagmimiddoirdotúmetroFmirminortedomi=Spagmimidπ×Diametromitmir{\displaystyle RPM={Velocidad \over Circunferencia}={Velocidad \over \pi \times Diámetro}}

y utilizando el mismo ejemplo

RPAGMETRO=100Ft/metroinorteπ×10inortedohmis(1Ft12inortedohmis)=1002.62=38.2rmivs/metroinorte{\displaystyle RPM={100ft/min \over \pi \times 10\,inches\left({\frac {1ft}{12\,inches}}\right)}={100 \over 2.62}=38.2revs/min}

y utilizando el mismo ejemplo anterior

RPAGMETRO=30metro/metroinorteπ×10metrometro(1metro1000metrometro)=1000∗30π∗10=955rmivs/metroinorte{\displaystyle RPM={30m/min \over \pi \times 10\,mm\left({\frac {1m}{1000\,mm}}\right)}={1000*30 \over \pi *10}=955revs/min}

dónde:

  • Las RPM son la velocidad de rotación de la herramienta de corte o de la pieza de trabajo.
  • La velocidad es la velocidad de corte recomendada del material en metros/minuto o pies/minuto.
  • Diámetro en milímetros o pulgadas.

Velocidad de alimentación

La velocidad de avance es la velocidad a la que la herramienta de corte avanza contra la pieza de trabajo. Se expresa en unidades de distancia por revolución para torneado y mandrinado (normalmente pulgadas por revolución [ ipr ] o milímetros por revolución ). También puede expresarse así para fresado, pero a menudo se expresa en unidades de distancia por tiempo para fresado (normalmente pulgadas por minuto [ ipm ] o milímetros por minuto ), teniendo en cuenta la cantidad de dientes (o ranuras) de la herramienta de corte para determinar el valor de cada diente.

La velocidad de alimentación depende de:

  • Tipo de herramienta (broca pequeña o broca grande, de alta velocidad o de carburo, herramienta de caja o de ranura, herramienta de forma delgada o herramienta de forma ancha, moleteado deslizante o moleteado de torreta).
  • Acabado superficial deseado.
  • Potencia disponible en el husillo (para evitar que la herramienta de corte o la pieza de trabajo se atasquen).
  • Rigidez de la máquina y del sistema de herramientas (capacidad para soportar vibraciones o traqueteos).
  • Resistencia de la pieza (las velocidades de avance elevadas pueden provocar el colapso de tubos de pared delgada).
  • Las características del material que se corta y el flujo de viruta dependen del tipo de material y de la velocidad de avance. La forma ideal de la viruta es pequeña y se desprende rápidamente, disipando el calor de la herramienta y de la pieza de trabajo.
  • Roscas por pulgada (TPI) para machos de roscar, cabezales de terraja y herramientas de roscado.
  • Ancho de corte. Cuando el ancho de corte es menor a la mitad del diámetro, un fenómeno geométrico llamado adelgazamiento de la viruta reduce la cantidad de viruta que se puede extraer. Es necesario aumentar la velocidad de avance para compensar los efectos del adelgazamiento de la viruta, tanto para mejorar la productividad como para evitar la fricción, que reduce la vida útil de la herramienta.

Al decidir la velocidad de avance para una operación de corte específica, el cálculo es bastante sencillo para herramientas de corte de un solo punto, ya que todo el trabajo de corte se realiza en un solo punto (por un solo diente). En el caso de una fresadora o cepilladora, donde se utilizan herramientas de corte de múltiples puntas o filos, la velocidad de avance deseada depende del número de dientes de la fresa, así como de la cantidad de material que se desea cortar por diente (expresada como carga de viruta). Cuanto mayor sea el número de filos de corte, mayor será la velocidad de avance permitida: para que un filo de corte funcione de manera eficiente, debe eliminar suficiente material para cortar en lugar de rozar; además, debe realizar su parte del trabajo.

La relación entre la velocidad del husillo y la velocidad de avance controla la agresividad del corte y la naturaleza de las virutas que se forman.

Fórmula para determinar la velocidad de alimentación

Esta fórmula [ 14 ] se puede usar para calcular la velocidad de avance de la herramienta de corte al entrar o rodear la pieza. Esto se aplica a las herramientas de corte de una fresadora, una taladradora y otras máquinas herramienta. No debe usarse en el torno para operaciones de torneado, ya que la velocidad de avance en un torno se expresa como avance por revolución.

FR=RPAGMETRO×T×doL{\displaystyle FR={RPM\times T\times CL}}

Dónde:

  • FR = la velocidad de avance calculada en pulgadas por minuto o mm por minuto.
  • RPM = es la velocidad calculada para la fresa.
  • T = Número de dientes de la fresa.
  • CL = Carga de viruta o avance por diente . Este es el tamaño de viruta que toma cada diente de la fresa.

Profundidad de corte

La velocidad de corte, la velocidad de avance y la profundidad de corte determinan la tasa de remoción de material , que es el volumen de material de la pieza de trabajo (metal, madera, plástico, etc.) que se puede remover por unidad de tiempo.

Interrelación entre teoría y práctica

La selección de velocidad y avance es análoga a otros ejemplos de ciencia aplicada, como la meteorología o la farmacología , en el sentido de que el modelado teórico es necesario y útil, pero nunca puede predecir completamente la realidad de casos específicos debido al entorno multivariado masivo. Del mismo modo que los pronósticos meteorológicos o las dosis de medicamentos pueden modelarse con una precisión aceptable, pero nunca con total certeza, los maquinistas pueden predecir con gráficos y fórmulas los valores aproximados de velocidad y avance que funcionarán mejor en un trabajo en particular, pero no pueden conocer los valores óptimos exactos hasta que realizan el trabajo. En el mecanizado CNC, normalmente el programador programa velocidades y avances que están lo más ajustados posible según los cálculos y las directrices generales. El operador luego ajusta con precisión los valores mientras opera la máquina, basándose en observaciones visuales, auditivas, olfativas, de temperatura, de mantenimiento de tolerancias y de la vida útil de la punta de la herramienta. Con una gestión adecuada, los valores revisados ​​se registran para su uso futuro, de modo que cuando se ejecuta un programa más adelante, este trabajo no necesita duplicarse.

Sin embargo, al igual que en meteorología y farmacología, la interrelación entre teoría y práctica se ha ido desarrollando a lo largo de décadas, a medida que la parte teórica del equilibrio avanza gracias a la tecnología de la información. Por ejemplo, un proyecto llamado Machine Tool Genome Project trabaja para proporcionar el modelado informático (simulación) necesario para predecir combinaciones óptimas de velocidad y avance para configuraciones específicas en cualquier taller conectado a internet, con menos experimentación y pruebas locales. [ 15 ] En lugar de que la única opción sea medir y probar el comportamiento de su propio equipo, se beneficiará de la experiencia y la simulación de otros; en cierto sentido, en lugar de «reinventar la rueda», podrá «aprovechar mejor las ruedas existentes ya desarrolladas por otros en ubicaciones remotas».

Ejemplos de investigación académica

Las velocidades y los avances se han estudiado científicamente desde al menos la década de 1890. El trabajo se realiza generalmente en laboratorios de ingeniería, con financiación proveniente de tres fuentes principales: empresas , gobiernos (incluidos sus ejércitos ) y universidades . Los tres tipos de instituciones han invertido grandes sumas de dinero en este campo, a menudo mediante colaboraciones . A continuación se destacan algunos ejemplos de este tipo de trabajo.

Entre las décadas de 1890 y 1910, Frederick Winslow Taylor realizó experimentos de torneado [ 16 ] que se hicieron famosos (y fundamentales). Desarrolló la ecuación de Taylor para la esperanza de vida de la herramienta .

El estudio científico de Holz y De Leeuw de la Cincinnati Milling Machine Company [ 17 ] hizo por las fresas lo que FW Taylor había hecho por las fresas de un solo punto .

Tras la Segunda Guerra Mundial, se desarrollaron muchas aleaciones nuevas. Se necesitaban nuevos estándares para aumentar la productividad estadounidense. Metcut Research Associates, con el apoyo técnico del Laboratorio de Materiales de la Fuerza Aérea y del Laboratorio de Ciencia y Tecnología del Ejército, publicó el primer Manual de Datos de Mecanizado en 1966. Las velocidades y avances recomendados en este libro fueron el resultado de extensas pruebas para determinar la vida útil óptima de la herramienta en condiciones controladas para cada material, operación y dureza de la época. [ 4 ]

Un estudio sobre el efecto de la variación de los parámetros de corte en la integridad superficial en el torneado de un acero inoxidable AISI 304 reveló que la velocidad de avance tiene el mayor efecto perjudicial sobre la calidad de la superficie, y que además de lograr el perfil de rugosidad deseado, es necesario analizar el efecto de la velocidad y el avance en la creación de microporos y microdefectos en la superficie mecanizada. [ 18 ] Además, encontraron que la relación empírica convencional que relaciona la velocidad de avance con el valor de rugosidad no se ajusta adecuadamente para bajas velocidades de corte. Sin embargo, la rugosidad superficial en operaciones de mecanizado convencionales depende de una gran cantidad de factores relacionados con la herramienta de corte, la máquina herramienta, el dispositivo de sujeción, la pieza de trabajo y los parámetros de corte/proceso [ 19 ] .

Referencias

  1. ^ Smid 2008 , págs. 74, 85–90.
  2. ^ Mediados de 2008 , págs.74, 91–92. 
  3. ↑ Hagelon, Michael (30 de enero de 2020). "El verdadero talento de Steve Jobs no era el diseño, sino la seducción" . Fast Company . Consultado el 15 de septiembre de 2024 .
  4. 1 2 3 Gosselin, Jim (2016), "Cálculo de la superficie mecanizada y las RPM para una vida útil óptima de la herramienta" , Production Machining , 16 (5): 28– 29.
  5. ↑ Shen, CH (15 de diciembre de 1996). "La importancia de las herramientas recubiertas de diamante para la fabricación ágil y el mecanizado en seco". Surface and Coatings Technology . 86–87 : 672–677 . doi : 10.1016/S0257-8972(96)02969-6 . ISSN 0257-8972 . 
  6. ↑ Brown y Sharpe , págs. 222, 223.
  7. 1 2 Brown y Sharpe , pág. 222.
  8. ↑ Brown y Sharpe , pág. 224.
  9. ↑ Brown & Sharpe 2 , pág. 5.
  10. ↑ "Velocidades de corte para fresas de acero de alta velocidad. | Smithy - Detroit Machine Tools" . smithy.com . Consultado el 10 de noviembre de 2019 .
  11. ↑ Brown y Sharpe , pág. 226.
  12. ↑ Brown y Sharpe 2 , págs. 120, 224, 225.
  13. ↑ Culley 1988 .
  14. ↑ Smid 2003 , pág. 90.
  15. ↑ Zelinski 2010 .
  16. ↑ Taylor 1907 .
  17. ↑ Woodbury 1972 , págs. 79–81.
  18. ↑ Flórez Orrego et al. 2010
  19. ↑ Abellán-Nebot José V., Vila Pastor C. & Siller Hector R. 2024 error de harvnb: sin destino: CITEREFAbellán-Nebot_José_V.Vila_Pastor_C.Siller_Hector_R.2024 ( ayuda )

Bibliografía

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  • Brown & Sharpe 2. "Diseño de levas y herramientas: Tabla de velocidades de corte superficial". Manual de máquinas de tornillos automáticas . Providence, RI: Brown & Sharpe Manufacturing Co.{{cite book}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  • Brown & Sharpe 3. "Maquinabilidad de los materiales, composición y tabla de maquinabilidad". Manual de máquinas de tornillos automáticas . Providence, RI: Brown & Sharpe Manufacturing Co.{{cite book}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  • Culley, Ron (1988). Ajuste y mecanizado . Melbourne, Victoria: RMIT Publications. ISBN 0-7241-3819-6.
  • Flórez Orrego, Daniel Alexander; Varela Jiménez, Luis Bernardo; Escobar Atehortua, Julian David; López Ochoa, Diana María (25 de noviembre de 2010). Efecto de la variación de los parámetros de corte en la integridad superficial en el proceso de torneado de un acero inoxidable austenítico AISI 304 (PDF) . Conferencia Brasileña Internacional de Tribología: TriboBr. Río de Janeiro. ISSN 2179-3956 . 
  • Smid, Peter (2003). "Ecuación de velocidad de avance" . Manual de programación CNC . Industrial Press, Inc. ISBN 9780831131586.
  • Smid, Peter (2008), Manual de programación CNC (3.ª  ed.), Nueva York: Industrial Press, ISBN 9780831133474, LCCN 2007045901 . 
  • Taylor, Frederick Winslow (1907), Sobre el arte de cortar metales , Filadelfia, Pensilvania, EE. UU.: ASME .
  • Woodbury, Robert S. (1972), Estudios sobre la historia de las máquinas herramienta , Cambridge, MA, EE. UU.: MIT Press, ISBN 9780262730334.
  • Zelinski, Peter (15 de diciembre de 2010). «El optimizador en línea: Próximamente: El proyecto Machine Tool Genome promete permitir que prácticamente cualquier taller de mecanizado utilice sus centros de mecanizado de forma más productiva. Los talleres se beneficiarán de los resultados de las pruebas de roscado sin tener que roscar personalmente ninguna de sus propias máquinas o herramientas» . Modern Machine Shop . 83 (9). Cincinnati, Ohio, EE. UU.: Gardner Publications Inc: 70–73 .
  • Abellán-Nebot, José V.; Vila Pastor, Carlos; Siller, Hector R. (26 de febrero de 2024). "Una revisión de los factores que influyen en la rugosidad superficial en el mecanizado y su impacto en la sostenibilidad" . Sustainability . ISSN 2071-1050 . 

Lecturas adicionales

  • Groover, Mikell P. (2007). «Teoría del mecanizado de metales». Fundamentos de la fabricación moderna (3.ª  ed.). John Wiley & Sons, Inc. pp. 491–504 . ISBN  978-0-471-74485-6.
  • Calculadora avanzada gratuita para maquinistas: velocidades, avances y más.
  • Calculadora básica de velocidades y avances
  • Calculadora ilustrada de velocidad y avance
  • Calculadora de software de velocidad de corte
  • Calculadora online de avances y velocidades para máquinas CNC
  • Tutorial para adelgazar chips