¿Alguna vez ha intentado “mimar” una fresa de carburo cara reduciendo el paso transversal (RDOC), solo para oír cómo chilla el husillo? Comprueba la herramienta y ve que se ha quemado o astillado prematuramente.
Parece contradictorio. Redujiste la carga, entonces, ¿por qué falló la herramienta?
La respuesta se encuentra en un fenómeno denominado “adelgazamiento radial de la viruta”. Si no lo entiende, es posible que esté «destrozando» involuntariamente sus herramientas con parámetros incorrectos. No se trata solo de eficiencia, sino de la supervivencia de las herramientas.
En esta guía, revelaremos la física que hay detrás del fenómeno, la lógica de la fórmula de adelgazamiento radial de la viruta y cómo utilizar las estrategias CAM modernas para revolucionar su proceso de mecanizado.
El gran error: alimentación programada frente al espesor real de la viruta
La mayoría de los operarios de máquinas mantienen un modelo mental en el que la velocidad de avance programada (fz o IPT) es igual al espesor de la viruta.
- Esto es CIERTO: Cuando la profundidad de corte radial (RDOC / ae) es igual o superior a 50% del diámetro de la herramienta.
- Esto es FALSO: Cuando se realizan cortes de acabado ligeros o se utilizan trayectorias de fresado de alta eficiencia (HEM).
La analogía de la “loncha de salami”
Imagina que estás cortando un salami.
- El corte central: Si se corta directamente por la mitad (acoplamiento 50%), el grosor de la rebanada es igual a la distancia que se ha desplazado el cuchillo.
- El corte al borde: Si solo rozas el borde del salami (compromiso 10%) y mueves el cuchillo la misma distancia, la rebanada resultante es extremadamente delgado y con forma de coma.
Esto es un adelgazamiento radial de la viruta. Cuando el paso transversal cae por debajo de 50% del diámetro de la fresa, la viruta física se vuelve significativamente más delgada que la velocidad de avance programada.
Por qué “estar demasiado delgado” es fatal (La ciencia del roce)
Podrías preguntarte: “¿No es más fácil trabajar con una herramienta con una viruta más fina?”.”
No. De hecho, un grosor excesivo es peligroso. Los filos de carburo no son infinitamente afilados. Tienen un radio de afilado microscópico (o preparación del filo), que suele oscilar entre 0,01 mm y 0,05 mm.
Esta es la regla fundamental: debe cortar más profundo que el radio de afilado.
- La zona de corte: Cuando el espesor de la viruta es más grande que el radio de afilado, la herramienta corta el metal limpiamente. El calor se expulsa con la viruta.
- La zona de fricción: Cuando el efecto de adelgazamiento radial de la viruta reduce el espesor abajo el radio de afilado, la herramienta deja de cortar. En su lugar, ara, frota y pule el material.
Las consecuencias:
- Generación de calor: La fricción genera un calor intenso que permanece en la herramienta en lugar de salir con la viruta.
- Endurecimiento por deformación: En materiales como el acero inoxidable o el titanio, el roce endurece instantáneamente la superficie, lo que provoca que la siguiente ranura se astille con el impacto.
- Desgaste prematuro: El costado de la herramienta se desgasta rápidamente.
Escenario real: la trampa del fresado de hombros
La aplicación más común en la que los operarios son víctimas de este fenómeno es durante el fresado de hombros.
Quizás te preguntes: ¿por qué mi fresa suena suave durante el paso de desbaste pesado, pero chirría durante el paso de acabado ligero en la pared?
La respuesta está en el drástico cambio en el grosor del chip:
- Durante el desbaste: Normalmente se utiliza una profundidad de corte radial elevada (>50%). Las virutas son gruesas y el calor se evacúa de manera eficiente.
- Durante el acabado: Está realizando un corte muy ligero (a menudo <2% del diámetro). En este caso, el adelgazamiento radial de la viruta se produce de forma agresiva. Si utiliza la misma velocidad de avance para el acabado que utilizó para el desbaste (o, peor aún, la reduce para obtener un “acabado superficial”), básicamente estará frotando la pared en lugar de cortarla.
Para obtener un acabado espejo en una pared inclinada, debe compensar el adelgazamiento aumentando significativamente la velocidad de avance.
Para profundizar en las estrategias de proceso para operaciones con hombros cuadrados (incluidas las técnicas de descenso y paso), lea nuestra guía completa sobre Fresado de hombros.
Imagen de Widia.
Las matemáticas: fórmula de adelgazamiento radial de virutas y factores manuales
Para los ingenieros que deseen comprender los cálculos matemáticos, calculamos el espesor real utilizando la fórmula de adelgazamiento radial de la viruta.
Espesor real = Avance programado (fz) *factor de adelgazamiento radial de la viruta.
También puede utilizar nuestro calculadora para calcular el Fz.
Aunque no es necesario resolver manualmente la fórmula para cada corte, puede utilizar esta hoja de referencia con el factor de adelgazamiento radial de la viruta para ajustar manualmente las velocidades de avance:
| Paso (ae) % de diámetro | Factor de adelgazamiento radial de la viruta (reducción) | Multiplicar la velocidad de avance por... |
| 50% | 1.0 (Sin reducción) | 1.0 (Sin cambios) |
| 30% | ~0.91 | 1,1x |
| 10% | ~0.60 | 1,6x |
| 5% | ~0.43 | 2,3 veces |
| 2% | ~0.28 | 3,6x |
| 1% | ~0.20 | 5.0x |
Ejemplo: si sus datos estándar sugieren 1000 mm/min, pero está realizando una pasada de acabado ligero 2%, debe programar 3600 mm/min para que la herramienta realmente penetre en el material.
Despídase de las calculadoras: cómo las estrategias CAM modernas “domestan” el adelgazamiento de las virutas
En un entorno de producción, especialmente con superficies 3D complejas, es imposible revisar manualmente una tabla y modificar cada línea del código G. Aquí es donde las estrategias CAM modernas brillan con luz propia.
El software CAM moderno (como Mastercam, Fusion 360 o UG NX) ya no es solo un generador de trayectorias, sino un simulador físico que aplica a la perfección los principios del adelgazamiento radial de virutas.
1. Trayectorias tradicionales frente a trayectorias dinámicas
- Compensaciones tradicionales: Estas trayectorias simplemente compensan la geometría. En las esquinas, el ángulo de contacto de la herramienta (TEA) alcanza los 180 grados (ranurado completo). Para evitar la rotura de la herramienta, los programadores deben limitar la velocidad de avance basándose en este “peor escenario posible”, lo que provoca que la herramienta roce y pierda eficiencia en las rectas.
- Trayectorias dinámicas (HEM): El algoritmo central se preocupa por una cosa: mantener un ángulo de contacto de la herramienta constante. Ajusta dinámicamente el paso y utiliza un movimiento trocoidal para garantizar que la herramienta nunca se sobrecargue.
2. Los tres pilares de la medicina alternativa y complementaria moderna
Las estrategias modernas logran “alto avance, bajo paso, larga vida útil” mediante tres mecanismos específicos:
- Optimización de la velocidad de avance: Este es el “cerebro”. El software utiliza la fórmula de adelgazamiento radial del chip en tiempo real. Cuando el corte es ligero (líneas rectas), aumenta automáticamente la velocidad de avance entre 3 y 5 veces. Cuando la herramienta entra en una esquina, reduce la velocidad. Esto mantiene el medidor de carga del husillo perfectamente constante.
- Fresado trocoidal/por pelado: Esta es la “Danza”. La herramienta se mueve con movimientos circulares o en espiral, “pelando” el material en capas. Mantiene un contacto radial constante y ligero (normalmente 10-20%), lo que evita cargas de choque.
- Microelevadores: Este es el “truco de enfriamiento”. Cuando la herramienta se retrae para reposicionarse para el siguiente corte, el software la eleva ligeramente (por ejemplo, 0,2 mm) del suelo y se mueve a gran velocidad. Esto evita que la parte inferior de la herramienta roce el suelo acabado, lo que reduce significativamente la acumulación de calor en materiales sensibles al calor.
3. El Diccionario de Estrategias CAM
Los distintos proveedores de software utilizan nombres diferentes, pero la física es idéntica:
| Software | Nombre de la estrategia |
| Mastercam | Movimiento dinámico |
| Fusion 360 / HSM | Limpieza adaptativa |
| SolidCAM | iMachining |
| Siemens NX | Fresado adaptativo |
| VoluMill | VoluMill (Complemento) |
Consejo profesional: Al configurarlos, establezca su paso a 7% – 20% del diámetro de la fresa y utilice la profundidad de corte completa (2xD o 3xD). Confíe en las velocidades de avance “descabelladas” que calcula el software: es ciencia, no un error.
Estrategias específicas para materiales
Ahora que ya tienes las herramientas y la teoría, aquí te explicamos cómo aplicarlas a materiales específicos:
1. Aluminio (La estrategia de la velocidad)
El aluminio tiene una baja tendencia al endurecimiento por deformación. Aproveche al máximo el adelgazamiento radial de las virutas. Aumente las velocidades de avance hasta los límites máximos de la máquina. En este caso, el adelgazamiento le ayuda a conseguir unas tasas de eliminación de material (MRR) muy elevadas, ya que permite evacuar las virutas sin esfuerzo.
2. Acero inoxidable y titanio (la estrategia de supervivencia)
Aquí, el objetivo es la gestión del calor.
- Evite las virutas demasiado finas para evitar el endurecimiento por deformación.
- Asegúrese de que cada diente muerda con suficiente fuerza como para penetrar la dura capa exterior del material.
- Si oye un chirrido agudo, aumente la velocidad de avance. A menudo es más eficaz que reducir las revoluciones por minuto.
Resumen: No le temas al feed
Comprender el adelgazamiento radial de las virutas distingue a un simple operario de un maestro maquinista.
- Cortes ligeros ≠ Fácil para la herramienta. Si es demasiado ligero, se produce roce.
- Utilice las herramientas: Utilice la tabla de factores de adelgazamiento radial de virutas para realizar correcciones manuales o adopte por completo las modernas estrategias CAM dinámicas/adaptativas.
- Confíe en las matemáticas: Cuando el paso sea pequeño, aumente agresivamente la velocidad de avance. No solo está yendo más rápido, sino que también está restaurando el espesor adecuado de la viruta para prolongar la vida útil de la herramienta.
