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Calculadora de adelgazamiento de viruta

El avance por diente a programar cuando la fresa trabaja con poco contacto radial, con un ángulo de posición pequeño o con el lateral de una fresa esférica, para que la viruta real sea la que recomienda el fabricante. Con el diámetro efectivo de la fresa esférica, velocidad del husillo, velocidad de avance y altura de cresta.

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Herramienta
mm
z
Ángulo de posición κr
°
mm
mm
El avance por diente que da el fabricante para corte a ancho completo. Es el espesor de viruta que se busca.
m/min
mm
mm
°
rpm
Método e hipótesisMétodo: Espesor geométrico de viruta de un filo de fresa: adelgazamiento radial, por ángulo de posición y por plaquita redonda, diámetro efectivo de la fresa esférica (fórmulas de fresado de Sandvik Coromant)Base: Herramienta rígida sin excentricidad, contacto radial y axial constantes, espesor de viruta del fabricante tomado como espesor máximo hexLímites: Las esquinas, las entradas y la excentricidad cambian la viruta real; en la fresa esférica se tienen en cuenta el diámetro efectivo y el adelgazamiento por el paso lateral, y la altura de cresta es la de un fondo plano sin inclinación; no supere nunca el avance por diente máximo del fabricanteNormas y fuentes: Sandvik Coromant milling formulas · Machinery's HandbookFórmulas · Cómo se comprobó esta calculadora · TorqueMath v2.11

Avance por diente para cada contacto

Cómo se calcula

Un filo corta su viruta más gruesa donde su trayectoria está más lejos de la dirección de avance. Con poco contacto radial el filo sale del material antes de llegar a ese punto, un ángulo de posición inclina el filo y una fresa esférica corta sobre un diámetro menor que el nominal. En todos los casos la viruta real es más delgada que el avance por diente, así que el avance debe subir según el factor de adelgazamiento para conseguir la viruta para la que se diseñó la herramienta. En una fresa esférica, un paso lateral menor que la mitad del diámetro efectivo adelgaza la viruta una segunda vez, así que se multiplican los dos factores. La altura de cresta es la que queda sobre un fondo plano; la inclinación de la herramienta y una superficie curva la cambian.

Velocidad del husillo n = 1000 · Vc / (π · D) D = Dc, o De en fresa esférica Velocidad de avance vf = fz · z · n Adelgazamiento radial hex = fz · √(1 − (1 − 2·ae/Dc)²) si ae < Dc/2, si no hex = fz Ángulo de contacto φ = arccos(1 − 2·ae/Dc) Espesor medio hm = fz · sin κr · (1 − cos φ) / φ φ en radianes Ángulo de posición hex = fz · sin κr · (factor radial) plaquita redonda: κr = arccos((iC − 2·ap)/iC) Fresa esférica De = Dc · sin(β + arccos((Dc − 2·ap)/Dc)) (De = Dc cuando β + arccos(…) ≥ 90°) hex = fz · (De / Dc) · √(1 − (1 − 2·ae/De)²) paso lateral ae < De/2, si no hex = fz · De / Dc Altura de cresta h = R − √(R² − (ae/2)²) R = Dc/2, ae = paso lateral; fondo plano, sin inclinación de la herramienta Avance a programar fz = espesor de viruta × factor de adelgazamiento Volumen de viruta Q = ap · ae · vf / 1000 cm³/min

Las fórmulas son las que publica Sandvik Coromant en sus fórmulas de fresado y las del Machinery's Handbook sobre avances de fresado. Solo describen la geometría: la excentricidad, la flexión y la preparación del filo cambian la viruta real. No supere nunca el avance por diente máximo que indique el fabricante, dé lo que dé esta calculadora.

Esta calculadora da el avance por diente a programar cuando una fresa no corta su viruta completa: un corte radial ligero a lo largo de una pared, un ángulo de posición pequeño en una fresa de planear o de alto avance, una plaquita redonda a poca profundidad o una fresa esférica que corta cerca de la punta. En todos los casos la viruta real es más delgada que el avance por diente, así que la herramienta roza y se desgasta si el avance no sube. Programadores CNC y mecanizadores la usan para fresado dinámico (HEM), pasadas de acabado y trabajo 3D con fresa esférica, y para hallar la velocidad del husillo para el diámetro efectivo de la bola.

Ejemplo: acabado de una pared con una fresa de Ø12 mm y 4 filos al 10 % de paso

  1. El catálogo da un espesor de viruta de 0,05 mm por diente a 200 m/min. La pasada de acabado tiene ae = 1,2 mm, el 10 % del diámetro de 12 mm.
  2. Factor de adelgazamiento radial: √(1 − (1 − 2 × 1,2 / 12)²) = √(1 − 0,8²) = 0,6, así que la viruta es solo el 60 % del avance por diente.
  3. Avance por diente a programar: fz = 0,05 / 0,6 = 0,0833 mm.
  4. Velocidad del husillo: n = 1000 × 200 / (π × 12) = 5305 rpm.
  5. Velocidad de avance: vf = 0,0833 × 4 × 5305 = 1768 mm/min. Sin compensación serían 1061 mm/min y cada filo cortaría una viruta de solo 0,030 mm.
  6. El ángulo de contacto es arccos(0,8) = 36,9°: cada filo está en el corte una décima de vuelta, por eso la fresa no se calienta con el avance mayor.

Programe 0,083 mm por diente, 1768 mm/min a 5305 rpm. La viruta es entonces de los 0,05 mm para los que se diseñó la fresa, y el trabajo va un 67 % más rápido que con el avance de catálogo.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el adelgazamiento de viruta en fresado?

Cuando la profundidad radial es menor que la mitad del diámetro, cada filo sale del material antes de llegar al punto donde su trayectoria está más lejos de la dirección de avance. La viruta más gruesa es entonces menor que el avance por diente. Lo mismo ocurre con ángulos de posición menores de 90° y con fresas esféricas a poca profundidad. Una viruta demasiado fina roza, calienta el filo y acorta la vida, así que se sube el avance por diente hasta recuperar el espesor recomendado.

¿Cómo se calcula el factor de adelgazamiento de viruta?

Con un contacto radial ae menor que la mitad del diámetro Dc, el espesor máximo de viruta es hex = fz × √(1 − (1 − 2·ae/Dc)²). El factor es fz / hex. Al 10 % de paso vale 1,67, al 5 % 2,29 y al 2 % 3,57. A partir del 50 % el factor es 1 y no hace falta compensar. Son las fórmulas que publica Sandvik Coromant.

¿Qué es el diámetro efectivo de una fresa esférica?

Una fresa esférica corta en el diámetro donde la superficie corta la bola, no en su diámetro nominal. Sin inclinación, De = 2 × √(ap × (Dc − ap)). Una bola de Ø10 mm a 0,2 mm de profundidad corta solo sobre 2,8 mm, así que las rpm deben ser unas 3,6 veces mayores para lograr la velocidad de corte prevista. Inclinar la herramienta un ángulo β lo aumenta: De = Dc × sin(β + arccos((Dc − 2·ap)/Dc)). Si el paso lateral es menor que De/2, adelgaza otra vez la viruta sobre ese diámetro; por eso la calculadora multiplica también por el factor radial √(1 − (1 − 2·ae/De)²). Con Ø10 mm, ap 0,2 mm y ae 0,3 mm, un espesor de viruta de 0,06 mm da un avance de 0,346 mm por diente.

¿Por qué inclinar una fresa esférica?

El centro de la bola tiene velocidad de corte cero. Sin inclinación está siempre en el corte en superficies planas o poco inclinadas, donde roza y da mal acabado. Inclinar más que el ángulo de contacto arccos((Dc − 2·ap)/Dc) saca el centro del corte, aumenta el diámetro efectivo y mejora el acabado y la vida. Es habitual usar 10–15°.

¿El ángulo de posición cambia el avance por diente?

Sí. Con un ángulo de posición κr la viruta se reparte en un filo más largo y su espesor es hex = fz × sin κr. Una fresa de planear de 45° necesita 1,41 veces el espesor de viruta y una de alto avance de 15° 3,86 veces. Las plaquitas redondas se comportan como un ángulo que cambia con la profundidad: κr = arccos((iC − 2·ap)/iC). No supere nunca el avance por diente máximo del fabricante.

¿Hay un límite para compensar el adelgazamiento?

Sí. Las fórmulas suponen un contacto constante. En esquinas y entradas a ancho completo el contacto crece de golpe, y un avance de 3 o 4 veces el espesor de viruta puede romper el filo. Use trayectorias que mantengan el contacto constante (fresado dinámico o trocoidal), mantenga baja la excentricidad y no supere el avance por diente máximo del fabricante.

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