Cómo calcular SFM y RPM para torneado y fresado (paso a paso + autocomprobación)

Si sabes cómo calcular la OFS en teoría, pero a menudo adivina el número en tu dial, trabaja en esta página paso a paso en lugar de hojearla. Te llevará a través del cálculo para hacerlo en la máquina y luego te mostrará cómo verificar tu propio trabajo antes de comenzar el ciclo; La idea aquí es que complemente sus otros materiales de referencia.

Cómo calcular la OFS es un proceso de cuatro pasos: encuentre su diámetro, elija una velocidad de superficie inicial, ejecute la fórmula y luego verifique el resultado antes de cortar.

Esta página enseña los pasos de cálculo, no solo la fórmula

El objetivo de esta página es ayudarlo a calcular SFM y RPM usted mismo con la ayuda de estas instrucciones, y verificar sus cálculos antes de comenzar un corte (la página no es un gráfico para buscar una velocidad o avance, o un descripción general de por qué estos números se mueven juntos. Su velocidad de corte real en SFM es la velocidad con la que el filo real se mueve a través del material, y SFM controla tanto el desgaste como la suavidad de las superficies de su pieza; ¡No es necesariamente la lectura del dial RPM por sí sola!

Imagina que hiciste dos cortes aparentemente idénticos a RPM idénticas, pero produjeron resultados muy diferentes en términos de desgaste de herramientas, debido a los diferentes diámetros de las piezas de trabajo o a los OD de las herramientas; Esta es una situación que este tutorial está diseñado para resaltar. Algunas fuentes utilizan otra notación para la velocidad de la superficie, como SFPM o SFM ’cualquier abreviatura se refiere al mismo concepto y uso, y para este material nos quedaremos con SFM. Si desea una explicación sobre las alimentaciones y velocidades básicas como concepto (como la carga de virutas de la herramienta de corte o la alimentación por revolución, y los factores que influyen en la velocidad frente a la alimentación, puede consultar nuestra alimenta y acelera los fundamentos guía, ya que aquí evitaremos repetir esta información tanto como sea posible. A diferencia de una aplicación de calculadora, esta lección también pretende que puedas determinar una configuración de velocidad sin el uso de una computadora externa y únicamente en papel, directamente en la máquina.

Los 4 pasos para calcular SFM y RPM

Se requieren cuatro pasos secuenciales y esenciales antes de que su husillo esté listo, todos basados en el uso de un valor SFM objetivo o aproximado: primero busque el diámetro del corte, luego busque un punto de partida en el gráfico SFM, calcule la configuración con el fórmula a continuación y luego asegúrese de que la configuración SFM resultante para las rpm calculadas del husillo sea razonable. Cualquiera de ellos puede provocar un cálculo final incorrecto que puede conducir a una máquina configurada incorrectamente, por lo que es más importante que no se apresure a seguir estos pasos que memorizar las matemáticas detrás de la fórmula.

1. Identifica el diámetro que importa «en un torno, ese es el diámetro de la pieza; en un molino o taladro, es el diámetro de la herramienta de corte. Usar el incorrecto es el error de configuración más común (consulte la verificación de cordura a continuación).
2. Elija un SFM inicial para su material “ utilice una tabla de referencia (consulte ”Dónde obtener su número SFM inicial” más abajo) en lugar de adivinar.
3. Ejecute la fórmula « RPM = (SFM × 3,82) ~ Diámetro, usando diámetro en pulgadas.
4. Redondea a una velocidad que tu máquina realmente pueda marcar « entonces confírmalo en contra el control de cordura de 4 puntos antes de cortar.

La constante 3,82 no es arbitraria. Proviene de reorganizar SFM = × × Diámetro × RPM izo 12, la circunferencia de la pieza de trabajo o herramienta (λ × D, en pulgadas) multiplicada por RPM da pulgadas recorridas por minuto y dividir por 12 convierte eso a pies por minuto. Gire la fórmula para resolver RPM y 12 µ λ rondas a 3,82. Tres fuentes independientes aterrizan en la misma constante cuando se hace esa álgebra: a Curso de mecanizado de la Universidad de Florida, a Explicador de prensa comercial de ingeniería de herramientas de corte, y La propia derivación de Wikipedia, que es un acuerdo razonable para una fórmula en la que estás a punto de confiar en la máquina.

¿de dónde viene la constante 3,82?

La constante de 3,82 es 12 dividida por ⇔, redondeada a dos decimales (12 ribe 3,14159 = 3,8197..., redondeada a 3,82). El 12 convierte pulgadas en pies, ya que hay 12 pulgadas en un pie y los maquinistas normalmente miden el diámetro en pulgadas mientras que SFM rastrea los pies por minuto; el ³ proviene de convertir un diámetro en una circunferencia, ya que el filo recorre toda la circunferencia una vez por revolución, no solo a lo largo del diámetro.

Una referencia de mecanizado de la Universidad de Florida expresa la misma relación que N = 12V uba (λ × D), que es algebraicamente idéntica una vez que se resuelve RPM; esa verificación cruzada es una de las razones por las que esta página establece 3,82 como una constante fija en lugar de cubrirla.

Si prefiere trabajar en métrica, se cumple la misma combinación de diámetro y relación de velocidad: 1 SFM equivale a 0,00508 metros por segundo, la unidad SI de velocidad, por lo que puede convertir una medición métrica lineal de velocidad superficial nuevamente a SFM multiplicando por aproximadamente 196,85, o simplemente cambie a la forma métrica de la fórmula (RPM = 318 × m/min ribe diámetro en mm) en lugar de convertir unidades a mitad del cálculo.

“Un diámetro de 1 pulgada. La herramienta debe funcionar a 100 sfm. Según la ecuación, esa herramienta debe girar a 382 rpm para alcanzar 100 sfm: 100 itz 1 × 3,82 = 382”

« Christopher Tate, Ingeniería de herramientas de corte

Ejemplo trabajado, encender un torno

A continuación se explica cómo calcular el SFM para girar específicamente: en un torno, la pieza de trabajo gira y la herramienta permanece estacionaria, por lo que el diámetro que importa es el diámetro exterior de la pieza de trabajo, no el de la herramienta. Supongamos que estás girando un eje de acero dulce de 2,75 pulgadas en un torno giratorio metálico y quiero comenzar con un conservador 90 SFM. Multiplique 90 por 3,82 para obtener 343,8, luego divídalo por el diámetro de 2,75 pulgadas: 343,8 ribe 2,75 = 124,8, que redondearía a 125 RPM en el dial del husillo.

Ese es el cálculo completo para girar -on solo el diámetro de la pieza de trabajo y el SFM elegido para el material y la materia de la herramienta para cada trabajo. Si la barra cambia a 1,5 pulgadas pero desea el mismo 90 SFM, la velocidad del husillo salta a 90 × 3,82 ribe 1,5 = 229,2, redondeada a 229 RPM. Diámetro más pequeño, RPM más altas, misma velocidad superficial (es bueno saber esa relación porque también es donde ocurre el error de cálculo más común (consulte la verificación de cordura a continuación).

Ejemplo trabajado, fresado

Los pasos para calcular SFM para fresar cambian un detalle: en un molino, la herramienta gira y la pieza de trabajo permanece quieta, por lo que el diámetro que importa cambia al diámetro de la herramienta de corte, lo opuesto al giro. Las fórmulas de fresado a continuación funcionan de la misma manera, ya sea que esté en un molino de rodilla manual o en una máquina CNC ejecutando un programa completo de operaciones de fresado; los cálculos no cambian, solo cómo ingresa el número. Supongamos que está cortando una fresa HSS de 0,625 pulgadas (5/8 «) y 2 flautas en aluminio y desea comenzar en 250 SFM, una cifra inicial típica de HSS para aluminio. RPM = 250 × 3,82 ribe 0,625 = 955 ribe 0,625 = 1.528 RPM.

Cambie esa misma fresa por una versión de carburo y la velocidad de superficie recomendada también aumentará, generalmente a entre 2 y 2,5 veces la cifra de HSS para el mismo material (más sobre ese multiplicador en “Dónde obtener su número SFM inicial” a continuación). A 2,5×, eso es 625 SFM, lo que para esta misma herramienta de 0,625 pulgadas equivale a 625 × 3,82 ~ 0,625 = 3820 RPM, más del doble de la configuración de HSS para el mismo corte. Es un salto lo suficientemente grande como para incluir la suposición incorrecta del material de la herramienta como una forma real, no teórica, de terminar cortando demasiado lento o tratando de correr más rápido de lo que permite su husillo.

🔎 Condiție de limită: esta aritmética supone que el diámetro nominal de la herramienta es el diámetro que realmente realiza el corte. Para un cortador de punta esférica u otro cortador contorneado que trabaja a poca profundidad de corte, esa suposición puede fallar: el diámetro de corte efectivo en el punto de contacto real es menor que el diámetro nominal total de la herramienta, por lo que un cálculo basado únicamente en el diámetro nominal exagerará su SFM real por un margen significativo. Literatura sobre mecanizado en fresado de extremos de bolas documenta este efecto de geometría, aunque el tamaño exacto del espacio varía según la profundidad de corte y es lo suficientemente específico para cada configuración como para que esta página no le adjunte un porcentaje universal. Los molinos de extremo plano y los taladros estándar no tienen este problema; sólo muerde los bordes cortantes curvos.

Ir en la otra dirección, encontrar SFM a partir de un RPM conocido

A veces ya conoces las RPM, tal vez sea en lo que el último operador dejó la máquina configurada y quieres saber qué SFM representa realmente antes de decidir si confiar en ella. La fórmula se reorganiza limpiamente desde el misma relación superficie-velocidad utilizado a lo largo de esta guía: SFM = (RPM × Diámetro) izo 3,82.

Digamos que una taladradora está configurada a 850 RPM y estás a punto de ejecutar una broca de 0,375 pulgadas (3/8«). SFM = 850 × 0,375 uba 3,82 = 318,75 uba 3,82 = 83,4, por lo que la configuración funciona aproximadamente a 83 SFM. Si la máquina solo ofrece pasos fijos y los más cercanos son 700 RPM y 1000 RPM, deberá redondear hacia abajo a 700 RPM (aproximadamente 69 SFM) en lugar de subir, ya que correr ligeramente por debajo del SFM objetivo es más seguro que pasar sobre él. La perforación utiliza la misma fórmula central que girar y fresar, el diámetro que conecta es el diámetro de la broca, ya que el filo está en el exterior de la broca. El escariado y el golpeteo siguen los mismos cálculos pero convencionalmente funcionan a una fracción del SFM de perforación para el mismo material (consulte las preguntas frecuentes a continuación para conocer un caso específico).

El control de cordura de 4 puntos

Calcular un número no es lo mismo que confiar en él. Antes de enviar un RPM calculado al husillo, ejecútelo el control de cordura de 4 puntos cuatro preguntas rápidas que captan los errores que realmente ocurren en la máquina, no preguntas hipotéticas.

Los modos de falla de confusión unitaria y mezcla de diámetro en los puntos 1 y 2 también son los dos errores de SFM del mundo real reportados con mayor frecuencia en artículos de maquinistas independientes y discusiones en el taller (no una lista hipotética, sino un patrón que se repite). lo suficientemente frecuente como para que valga la pena realizar una verificación dedicada cada vez, no sólo cuando un trabajo le resulta desconocido.

Dónde obtener su número SFM inicial

La fórmula solo le lleva hasta el SFM que introduce, y ese número depende del material y la herramienta. La siguiente tabla es un conjunto de puntos de partida HSS de una referencia de mecanizado universitario, comparados según la misma convención de vida útil de una hora definida por ISO 3685, el estándar internacional para las pruebas de vida útil de herramientas de giro de un solo punto; Trate cada valor como un punto de partida para afinarlo, no como una regla fija.

Para obtener la tabla completa de materiales, incluidas aleaciones adicionales y columnas HSS y carburo una al lado de la otra, consulte tabla de velocidad de corte por material «esta página mantiene los números de los titulares aquí para que no te quedes atrapado sin un punto de partida, pero la referencia más completa vive allí.

Cambiar de HSS a herramientas de carburo cambia el SFM que debe enchufar para el mismo material. Una referencia de mecanizado universitario proporciona una regla general limpia: multiplique la velocidad de la superficie del HSS por aproximadamente 2,5 para el carburo. Otras fuentes informan un rango más amplio: algunas colocan cortadores con punta de carburo entre 3 y 10 veces la velocidad del HSS dependiendo del recubrimiento y la aplicación, por lo que no hay un número único en el que todas las fuentes estén de acuerdo, y cuanto mayor sea el SFM que intente sin igualar las herramientas y la rigidez, más probabilidades tendrá de hacerlo acortar la vida útil de la herramienta en lugar de ahorrar tiempo «la misma compensación económica que los documentos de estudio de selección de velocidad de corte revisados por pares. Trate 2.5× como un multiplicador inicial razonable, no como una garantía o recomendación formal del fabricante, y confirme la configuración óptima para su material y configuración específicos observando el desgaste de las herramientas en sus primeras pasadas en lugar de confiar únicamente en el número.

La siguiente tabla convierte la misma fórmula en una búsqueda ya preparada: elija el diámetro y la configuración SFM objetivo, lea directamente las RPM y utilícelas para comprobar la cordura de cualquier valor que calcule a mano «el de 0,625 pulgadas y 2,75 pulgadas Las filas coinciden exactamente con los ejemplos trabajados de fresado y torneado anteriores.

SFM vs Feed Rate (carga de chip) « Dos números diferentes

SFM y la velocidad de avance responden dos preguntas diferentes, y es un error combinarlas que es independiente de cualquier cosa cubierta por el control de cordura anterior. SFM le indica qué tan rápido debe moverse el filo a través del material, que la fórmula anterior luego convierte en RPM del husillo. La velocidad de avance, qué tan rápido avanza la mesa o la pieza de trabajo, generalmente expresada como IPM (pulgadas por minuto), es un segundo cálculo independiente construido a partir de IPT (pulgadas por diente, también llamado carga de chip) y recuento de flautas, no de SFM en absoluto: IPM = RPM × IPT × número de flautas. Para una fresa de 4 flautas que funciona a 1528 RPM (el ejemplo de fresado anterior) con una carga de chip de 0,003 pulgadas, eso equivale a 1528 × 0,003 × 4 = 18,3 IPM.

Piense en ello como dos diales separados en la misma máquina: SFM establece qué tan rápido gira la herramienta, la velocidad de avance establece qué tan rápido viaja a través del corte. Es una velocidad de avance simple x (profundidad del corte x ancho del corte) que es MRR y útil al adivinar el tiempo del ciclo de la herramienta, pero no es por eso que esté tratando de calcular SFM/RPM en primer lugar. Obtener SFM correcto y velocidad de avance incorrecta (o viceversa) aún produce un corte incorrecto (debe calcular y verificar los dos números de forma independiente y luego combinarlos). El catálogo del fabricante de su herramienta generalmente enumera un punto de partida IPT recomendado por diente para sus inserciones específicas, que vale la pena verificar antes de confiar en una cifra genérica. Una calculadora de velocidad de avance o una calculadora general de velocidades y avances puede automatizar esta segunda mitad de las matemáticas una vez que ya confíe en el número SFM por el que lo guió esta página.

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