Guía CNC
Velocidades, avances y tiempo de ciclo: cómo calcular S y F
«S3000 F500» no se inventa: sale de dos datos del catálogo de la herramienta y dos fórmulas de una línea. Esta guía las explica con ejemplos, te da valores de referencia para empezar y muestra cómo comprobar el tiempo de ciclo en el simulador y en las calculadoras de manufactura.
Los dos datos que vienen del catálogo
- Velocidad de corte, Vc (m/min): qué tan rápido pasa el filo sobre el material. Depende del material de la pieza y del de la herramienta (HSS o carburo). Es el dato que da el fabricante del inserto o de la fresa.
- Avance por diente, fz (mm/diente) en fresado, o avance por revolución, f (mm/rev) en torneado y taladrado: cuánto material muerde cada filo en cada vuelta. También viene del catálogo.
Todo lo demás se calcula a partir de esos dos.
Las fórmulas
| Qué | Fórmula | Unidades |
|---|---|---|
| Velocidad del husillo | n = 1000 · Vc / (π · D) | rpm, con Vc en m/min y D (diámetro de la herramienta o de la pieza en torno) en mm |
| Avance en fresado | F = n · z · fz | mm/min, con z = número de filos |
| Avance en taladrado | F = n · f | mm/min, con f en mm/rev |
| Avance en torno (G99) | F = f | mm/rev directo; el control calcula los mm/min |
| Tiempo de corte | t = L / F | min, con L la longitud del recorrido en mm |
Ejemplo 1: ranura con fresa de Ø10 en aluminio
Fresa de HSS de Ø10 con 4 filos, aluminio 6061. Catálogo: Vc = 100 m/min, fz = 0.04 mm/diente.
- n = 1000 × 100 / (3.1416 × 10) = 3183 rpm →
S3200 - F = 3200 × 4 × 0.04 = 512 mm/min →
F510. - Para una ranura de 70 mm: t = 70 / 510 = 0.14 min ≈ 8 s de corte.
Si tu máquina solo llega a 2500 rpm, usa esa cifra y recalcula F con las rpm reales (F = 2500 × 4 × 0.04 = 400): el avance por diente es lo que protege la herramienta, no el avance de mesa.
Ejemplo 2: broca de Ø8.5 en aluminio
Broca de HSS, Vc = 60 m/min, f = 0.15 mm/rev.
- n = 1000 × 60 / (3.1416 × 8.5) = 2247 rpm →
S2250 - F = 2250 × 0.15 = 337 mm/min →
F340.
Ejemplo 3: torneado de acero con G96
En torno no programas rpm sino la velocidad de corte directa: G96 S180 mantiene 180 m/min sin importar el diámetro, subiendo las rpm al acercarse al centro. Por eso siempre va precedido de un límite, G50 S3000. El avance se da por vuelta: F0.25 en desbaste, F0.1 en acabado. Para un diámetro de 40 mm a 180 m/min, el husillo gira a n = 1000 × 180 / (π × 40) = 1432 rpm y avanza 0.25 × 1432 = 358 mm/min.
Valores de referencia para empezar
Son rangos orientativos de catálogos generales, los mismos que usa la calculadora de fresado. Empieza por el valor bajo y sube si la máquina y la herramienta lo aguantan.
| Material | Vc fresado HSS | Vc fresado carburo | fz (fresa Ø10) | f taladrado Ø10 |
|---|---|---|---|---|
| Aluminio 6061 | 90–150 m/min | 250–500 m/min | 0.08 mm/z | 0.20 mm/rev |
| Acero 1018 | 25–35 m/min | 120–200 m/min | 0.05 mm/z | 0.18 mm/rev |
| Acero 1045 | 20–30 m/min | 100–170 m/min | 0.045 mm/z | 0.15 mm/rev |
| Inoxidable 304 | 12–20 m/min | 70–120 m/min | 0.035 mm/z | 0.10 mm/rev |
| Latón | 60–90 m/min | 200–350 m/min | 0.06 mm/z | 0.18 mm/rev |
| Nylamid / plásticos | 100–200 m/min | 200–500 m/min | 0.10 mm/z | 0.15 mm/rev |
El avance por diente baja para fresas más chicas (una de Ø3 aguanta como la mitad que una de Ø10) y sube en herramientas grandes. En acabado se usa la mitad del fz de desbaste.
Machuelado: el avance no se calcula, se impone
Con un machuelo el avance tiene que ser exactamente el paso de la rosca multiplicado por las rpm: F = paso × n. Para M10 × 1.5 a 400 rpm, F600.. Si pones otro valor, el machuelo se rompe o la rosca sale dañada. Más en la guía de ciclos de barrenado.
De dónde sale el tiempo de ciclo
El tiempo total es la suma de tres partes:
- Corte: la longitud de cada movimiento G01/G02/G03 entre su avance.
- Rápidos: los G00 a la velocidad de rápido de la máquina (una Haas Mini Mill se mueve a unos 15 m/min; una VF, a 25 m/min o más).
- Cambios de herramienta y pausas: unos 4 a 5 segundos por M06 en una fresadora con carrusel, más los G04.
El simulador hace esa suma con los movimientos reales del programa y la muestra en el panel Programa y en el Reporte, desglosada por herramienta. Pega este programa, que usa los valores de los ejemplos 1 y 2, y verás un tiempo cercano a 40 segundos: unos 8 s de ranura, los picoteos de tres barrenos, dos cambios de herramienta y los rápidos.
%
O00050 (RANURA Y BARRENOS CON S Y F CALCULADOS)
(MATERIAL 100 X 80 X 20 ALUMINIO 6061)
(CERO: ESQUINA FRONTAL IZQUIERDA, Z0 ARRIBA)
(T1 FRESA PLANA D10)
(T4 BROCA D8.5)
G17 G21 G40 G49 G80 G90
(--- RANURA DE 70 MM: VC 100 M/MIN, FZ 0.04, Z=4 ---)
T1 M06
G54 G00 X15. Y40. S3200 M03
G43 H01 Z25. M08
Z2.
G01 Z-4. F160.
X85. F510.
G00 Z25. M09
G53 G49 Z0. M05
(--- 3 BARRENOS: VC 60 M/MIN, F 0.15 MM/REV ---)
T4 M06
G54 G00 X20. Y15. S2250 M03
G43 H04 Z25. M08
G99 G83 Z-23. R2. Q6. F340.
X50.
X80.
G80
G00 Z25. M09
G53 G49 Z0. M05
M30
%Fíjate en que la penetración en Z va a un avance menor (F160., cerca de un tercio del avance lateral): una fresa plana entra mal de frente. Y en que el tiempo real en la máquina es algo mayor, porque el simulador no modela las aceleraciones ni el tiempo que tarda el husillo en llegar a sus rpm.
Cómo usar las calculadoras de manufactura
En Calculadoras de manufactura → 01 Fresado eliges material, herramienta (HSS, carburo o carburo recubierto) y operación; la calculadora propone Vc y fz, calcula rpm, avance, remoción de material y potencia, y con Copiar como bloque G te da el S… F… listo para pegar en el programa. La pestaña 02 Torneado hace lo mismo con G96/G50 y la 03 Taladrado y machuelado da el avance de brocas y el F obligatorio de los machuelos. 07 Tiempo y costo convierte el tiempo de ciclo en costo por pieza.
Como siempre, los valores de catálogo suponen máquina rígida y herramienta en buen estado. En la máquina, escucha: un sonido parejo es buena señal; vibración o silbido, baja el avance primero y luego las rpm.
Prueba lo que aprendiste: pega tu programa y revisa el reporte.
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