El ranurado y el corte de piezas son operaciones de mecanizado por arranque de viruta que se centran en generar espacios o separar componentes de una pieza bruta. Para entender su comportamiento, es clave definir las propiedades que las diferencian de operaciones más comunes como el torneado o el fresado:
Estas operaciones se aplican en sectores como automoción, electrónica y aeroespacial para generar ranuras de retención, espacios para juntas, separar piezas de ejes o barras, entre otras aplicaciones.
Para optimizar estas operaciones, es necesario entender su comportamiento en términos de fuerzas, calor, formación de viruta y desgaste de herramienta:
Los parámetros de corte (velocidad de corte, avance, profundidad de penetración) dependen del material de la pieza, la geometría de la herramienta y la rigidez del sistema máquina-herramienta. A continuación, se presentan rangos generales y las compensaciones asociadas:
Es la velocidad lineal del filo de corte respecto a la pieza, medida en metros por minuto (m/min).
| Material de la pieza | Rango de Vc (m/min) | Compensaciones |
|---|---|---|
| Acero al carbono (<0,4% C) | 100-180 | Para herramientas de ancho <2 mm, reducir un 10-15% para evitar desgaste por calor. |
| Acero aleado | 80-120 | Reducir un 20% si la pieza tiene dureza >30 HRC. |
| Aluminio | 200-400 | Aumentar un 10% si se usa refrigeración de alta presión. |
| Cobre y aleaciones de cobre | 150-250 | Reducir un 15% para evitar formación de viruta larga. |
| Plásticos | 300-500 | Usar velocidades altas para evitar fusión del material. |
Compensación clave: Máquinas con baja rigidez o bajo torque requieren velocidades más bajas. Por ejemplo, la GA-DV750 (centro de mecanizado vertical con husillo eléctrico de alta velocidad, torque máximo 12,15 Nm) no es adecuada para ranurado o corte de piezas en acero aleado a velocidades superiores a 100 m/min, ya que su torque no soporta las fuerzas de corte concentradas. En cambio, la GA-MV856 (centro de mecanizado vertical con husillo mecánico, torque máximo 95,5 Nm) puede operar en el rango completo para acero aleado.
Es la distancia que avanza la herramienta por revolución de la pieza, medida en milímetros por revolución (mm/rev).
| Ancho de herramienta | Rango de f (mm/rev) | Compensaciones |
|---|---|---|
| <2 mm | 0,02-0,08 | Avances más bajos reducen la fuerza de corte, pero aumentan el tiempo de ciclo y el riesgo de desgaste por abrasión. |
| 2-6 mm | 0,05-0,15 | Avances más altos reducen el tiempo de ciclo, pero aumentan la fuerza de corte y el riesgo de desviación de la herramienta. |
| >6 mm | 0,1-0,25 | Para herramientas de mayor ancho, avances más altos ayudan a romper la viruta, pero requieren mayor rigidez del sistema. |
Compensación clave: El avance debe ajustarse a la capacidad de la herramienta para romper la viruta. Si la viruta es larga, aumentar el avance en un 10-15% (si la rigidez lo permite) para generar viruta más corta.
La geometría de la herramienta determina su rigidez y su capacidad para evacuar viruta:
Compensación clave: Para herramientas de ancho <2 mm, se recomienda un ángulo de inclinación negativo para aumentar la rigidez, ya que su estructura delgada es propensa a desviaciones.
Los fallos más comunes en ranurado y corte de piezas están relacionados con desviación de la herramienta, problemas de viruta y roturas de herramienta. A continuación, se detallan los modos de fallo, cómo reconocerlos y cómo solucionarlos:
| Modo de fallo | Cómo reconocerlo | Solución |
|---|---|---|
| Desviación de la herramienta | Ranuras más anchas o más profundas de lo especificado; marcas de vibración en la superficie de corte; rotura de la herramienta por flexión. | 1. Usar una herramienta más corta o con mayor rigidez. 2. Reducir el avance y la velocidad de corte. 3. Aumentar la rigidez del portapieza. 4. Usar una máquina con mayor torque, como la GA-MV856 o la GA-UHD500 (centro de mecanizado de 5 ejes de alta precisión, torque máximo 130 Nm). |
| Viruta larga o enredada | Viruta enrollada alrededor de la herramienta o la pieza; daños en la superficie de corte; paradas de máquina por atascos de viruta. | 1. Aumentar el avance en un 10-15% (si la rigidez lo permite). 2. Usar refrigeración de alta presión para romper la viruta. 3. Cambiar a una herramienta con rompevirutas integrados. 4. Reducir la velocidad de corte en un 10% para aumentar la presión de corte y romper la viruta. |
| Rotura del filo de la herramienta | Rotura repentina del filo de corte; marcas de impacto en la herramienta; daños en la pieza. | 1. Reducir el avance y la velocidad de corte. 2. Usar una herramienta con mayor rigidez o material de filo más resistente (ej: carburo recubierto). 3. Asegurar que la pieza esté bien sujeta para evitar movimientos durante el corte. 4. Reducir la profundidad de penetración por pasada (para cortes de piezas profundos, usar pasadas múltiples en lugar de una sola pasada). |
| Desgaste rápido de la herramienta | Pérdida de precisión en la ranura; aumento de la fuerza de corte; marcas de desgaste en el filo de la herramienta. | 1. Reducir la velocidad de corte en un 10-15%. 2. Usar refrigeración adecuada para reducir el calor en el filo. 3. Cambiar a una herramienta con recubrimiento resistente al desgaste (ej: TiN, TiCN). 4. Ajustar el avance para evitar desgaste por abrasión. |
Aunque el ranurado y el corte de piezas son operaciones versátiles, tienen limitaciones importantes que debes considerar:
| Aspecto | Detalle |
|---|---|
| Parámetros generales | Velocidad de corte: 80-400 m/min; Avance: 0,02-0,25 mm/rev; Ancho de herramienta: 0,5-12 mm |
| Máquinas recomendadas | GA-MV856 (torque alto, rigidez media); GA-UHD500 (torque alto, alta precisión); GA-HT6065 (torno CNC, para operaciones de torneado de ranurado) |
| Máquinas no recomendadas | GA-DV750, GA-VT445 (bajo torque, baja rigidez para estas operaciones) |
| Fallo común: Desviación de herramienta | Solución: Usar herramienta más corta, reducir avance, usar máquina de mayor torque |
| Fallo común: Viruta enredada | Solución: Aumentar avance, usar refrigeración de alta presión, cambiar herramienta con rompevirutas |
Antes de iniciar una operación de ranurado o corte de piezas, verifica los siguientes puntos:
¿Puedo usar herramientas de fresado para ranurado? Sí, pero con limitaciones. Las herramientas de fresado tienen una geometría diferente a las herramientas de ranurado, por lo que su capacidad para evacuar viruta y su rigidez son menores. Se recomienda usar herramientas de fresado solo para ranuras poco profundas (inferiores a 2 mm) o para materiales blandos como el aluminio.
¿Qué ancho de herramienta debo usar para una ranura de 3 mm? Debes usar una herramienta de 3 mm de ancho si la ranura requiere una tolerancia estricta. Si la ranura tiene una tolerancia más amplia, puedes usar una herramienta de 2,5 mm y realizar dos pasadas para generar la ranura de 3 mm. Esto reduce la desviación de la herramienta y aumenta la rigidez del sistema.
¿Por qué mi herramienta se rompe en la primera pasada? Las causas más comunes son: fuerzas de corte excesivas por parámetros de corte demasiado altos, desviación de la herramienta por baja rigidez del sistema, daños en el filo de la herramienta antes de iniciar la operación o una pieza mal sujeta. Verifica cada uno de estos puntos para identificar la causa.
¿Puedo realizar corte de piezas en un centro de mecanizado vertical? Sí, pero debes usar una máquina con suficiente torque y rigidez. Máquinas como la GA-MV856 o la GA-UHD500 son adecuadas para corte de piezas en materiales blandos o de diámetro pequeño. Para materiales duros o diámetro grande, se recomienda usar tornos CNC como la GA-HT6065, que tienen mayor rigidez y torque para estas operaciones.
¿Cómo puedo reducir la desviación de la herramienta en ranurado? La desviación de la herramienta se reduce al aumentar la rigidez del sistema: usa herramientas más cortas, reduce el voladizo de la herramienta, aumenta la rigidez del portapieza, usa máquinas de mayor torque y reduce el avance y la velocidad de corte. También puedes usar herramientas con ángulos de inclinación negativos para aumentar la rigidez del filo.
