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¿Cómo calcular las velocidades de la fresadora CNC?

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Para calcular las velocidades de la fresadora CNC hay que seguir un conjunto de parámetros, generalmente establecidos por los fabricantes de la máquina herramienta; teniendo en cuenta la velocidad de avance, la velocidad de corte, número de revoluciones por minuto, las características de la pieza a mecanizar, etcétera.

Parámetros de mecanizado de las máquinas herramientas

Antes de calcular las velocidades de la fresadora para el mecanizado de piezas de metal, madera y demás materiales, es importante conocer los distintos parámetros a considerar para poder hacer los cálculos de manera adecuada. La velocidad adecuada de la fresadora depende de los parámetros descritos a continuación.

Velocidad de avance

La velocidad de avance (VF), es un término utilizado por las máquinas herramientas que hace referencia a la velocidad instantánea relativa por la que la herramienta de corte (en este caso la fresa), se acerca a la superficie del material para eliminarlo; se trata de la velocidad del movimiento de corte (no hay que confundirlo con la velocidad de corte). Este parámetro se calcula a partir de la trayectoria que sigue la herramienta de corte en la dirección de alimentación en un minuto. 

La velocidad de avance se expresa en metros por minutos.

Velocidad de corte

La velocidad de corte (VC) es la velocidad a la que gira el filo de la fresa sobre la pieza a mecanizar. Este parámetro, que se expresa en metros por segundo, determina el recorrido del punto del diente de la herramienta de corte. La velocidad de corte suele proporcionarla el fabricante de la herramienta; será este quien determine cuál es la velocidad recomendada y el límite de la máquina que no debe sobrepasarse. 

Esta velocidad varía según el material de la pieza, así como el mecanizado que se realizará. Para calcular la velocidad de corte se tiene en cuenta que, a mayor diámetro de la fresa, mayor será la velocidad de corte. Lo mismo ocurre con las revoluciones por minuto; si estas son mayores, también lo será la velocidad de corte. 

Revoluciones por minuto

Valor que sirve para expresar la velocidad del cabezal, es decir, lo rápido que gira el cabezal y cuántas revoluciones o giros completos hace en un minuto. La fresadora CNC suele tener entre 6.000 y 24.000 revoluciones por minuto (RPM).

Carga de viruta

Llamada también avance por diente, es el espesor del material que arranca cada diente de la herramienta de corte de la superficie de la pieza en un giro completo. La adecuada carga de viruta permite regular la temperatura de la fresa y evita que se sobrecaliente. El avance por diente depende de la velocidad de rotación y la velocidad de avance. 

Profundidad axial

La profundidad axial o de pasada tiene influencia en las velocidades de la fresadora. A menor profundidad, el fresado será más seguro, pero obliga a la realización de múltiples pasadas, incrementando el tiempo de mecanizado. Cuando se quiere aumentar la profundidad, lo cual acrecienta el tamaño de las virutas, debe reducirse la velocidad de avance de la máquina.

Profundidad radial

La profundidad radial o ancho de corte varía en función de la robustez de la máquina herramienta CNC. Para un adecuado fresado lateral es importante reducir la velocidad de avance hasta en un 25 %.

Importancia de las velocidades de la fresadora

Las velocidades de la fresadora son indispensables para que los resultados del mecanizado sean buenos. Si existe un desequilibrio entre la velocidad de avance y las revoluciones por minuto del husillo, se obtienen malos acabados y, en ocasiones, la máquina herramienta puede desestabilizarse y provocar la rotura de la fresa. Por eso es importante que todos los parámetros de corte antes descritos se ajusten de acuerdo a la rigidez de la fresadora, pero también en función de la potencia y las características de la misma.

También se debe tener en cuenta que las fresas que se utilizan en las máquinas por control numérico CNC pueden estar elaboradas en acero rápido HSS, en carburo de tungsteno, diamante PCD, etcétera. Esto implica que, a mayor dureza de la herramienta de corte, la velocidad de corte también se incremente; pero, en consecuencia, la velocidad de avance puede reducirse. 

Las velocidades de la fresadora no solo dependerán de la máquina y los distintos parámetros, sino que también influye el trabajo que se realice sobre el material y las características de la pieza (material, diseño, forma, etcétera). Así, las velocidades de la fresadora varían si el mecanizado es fresado, ranurado, etcétera. ¿Cómo afectan las velocidades de la fresadora sobre los trabajos? Por ejemplo a mayor velocidad de avance, mayor control de la producción de virutas, menor tiempo de corte y desgaste de la herramienta. Sin embargo, esto también aumenta el riesgo de que la fresa se rompa y las posibilidades de rugosidad en la superficie aumenten. Por otra parte, si la velocidad de avance se reduce, las virutas son más largas y mejora la calidad del mecanizado; los inconvenientes son un mayor desgaste de la fresa, mayor tiempo y coste de mecanizado.