Parámetros de mecanizado: Velocidad de corte
La velocidad a la que una broca o cortador de fresado gira o en el caso del torno la velocidad del material a la que se revoluciona para su mecanizado es fundamental para lograr un buen resultado. De manera intuitiva partiendo de que mientras mas grande sea el diámetro a tornear esta tendrá una circunferencia mayor que implicara remover una cantidad mas grande de material por vuelta de este y se llegara el punto en que la presión y el calor acumulado sobre la herramienta sera tal que esta sufra algún desperfecto. Por otro lado bajar demasiado la velocidad implicaría estar removiendo virutas a un ritmo inferior al posible.
Por ello se puede llegar a la correcta conclusión de que a mayor diámetro menos revoluciones por minuto serán necesarias. Pero como se determina exactamente cual es el punto que balancea productividad con cuidado de la herramienta, precisamente ahí es donde entra el tema de hoy que para poderlo abordar debemos hacer un pequeño repaso de movimiento angular.
Conceptos fisicos
Para describir el movimiento circular se pueden utilizar dos sistemas de velocidades que serán empleados según convenga al análisis o diseño que se lleva a cabo, estas velocidades son:
Velocidad angular: Se relaciona con el tiempo en el que un punto en el elemento giratorio tarda en en recorrer determinado angulo, los dos principales sistemas son revoluciones por minuto (RPM) y Radianes por segundo (Rad/Seg). El primero tendera a ser utilizado para especificar velocidades de motores y maquinaria, mientras que el segundo sera empleado en cálculos de los mecanismos de estas en su diseño o análisis en la ingeniería.
Velocidad tangencial: Esta es de especial interés en este tema. Es la velocidad lineal que una partícula en el elemento rotativo experimenta, los sistemas de unidades empleados en la industria son metros por minuto (m/min) y pies por minuto (ft/min).
Un famoso dispositivo que aprovecha dicha magnitud es la honda, una antigua arma que consistía en un par de cuerdas que se unían por uno de sus extremos a una tira de tela o cuero en la que se colocaba un proyectil, mientras los extremos restantes estaban sujetos por el hondero, que la hacia girar, el proyectil se mantenía atrapado, pero al alcanzar cierta velocidad angular se liberaría una de las cuerdas por lo que el perdigón saldría disparado a la velocidad tangencial.
Velocidad de Corte (Vc)
Es la velocidad relativa tangencial optima que existe entre la herramienta y el material en el punto de corte, el material de la herramienta y de la pieza a mecanizar son los principales factores, para los que los fabricantes de herramientas determinan experimentalmente este valor que debe balancear la productividad y vida útil de la herramienta según la operación que estas desempeñen, por ejemplo por temas de desalojo de viruta y acumulación de calor, un material al hacerle una ranura deberá girar mas lento que cuando aun con la misma herramienta se hace un desbaste libre. Partiendo de los parámetros sugeridos por el fabricante el maquinista también debe hacer consideraciones adicionales que involucran las condiciones de trabajo que dispone, las principales son:
La rigidez del montaje: Tornear una pieza larga implecara menores RPM que un casquillo corto.
Rigidez de la propia maquina: No es lo mismo taladrar en un ligero taladro de banco que en una robusta fresadora Bridgeport.
Uso de aceite de mecanizado: Ya sea soluble o de aplicación directa por lubricación reducirá la fricción y con esto los esfuerzos de mecanizados ademas de brindar una mas efectiva disipación de calor y evacuación de virutas.
Al ser velocidad tangencial tendrá las unidades de esta que se expresan para sistema métrico como MPM (mm/min) y para el ingles SFM (ft/min).
Calculo de RPM
Con este parámetro y las consideraciones vistas se puede hacer una buena aproximación de las revoluciones por minuto del proceso, según el sistema se deberá utilizar alguna de las siguientes formulas:
Ejemplos
1) Se requiere hacer una serie de barrenos en una placa de 1018 con brocas fabricadas con el HSS M2, la maquina disponible es un taladro de banco, la Vc para esas condiciones es 20m/min.
Para los cuatro barrenos de 3mm:
Para el barreno central de 12mm:
Si quieres ver pruebas de maquinados con diferentes velocidades de corte te invito a ver mi video en YouTube
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