¿Cuánta potencia de mecanizado necesita?

Calcular la potencia de la máquina utilizando el método del factor K relativamente simple aumenta la eficiencia, optimiza el consumo de energía, reduce los costos operativos y mejora la productividad.

En algunos talleres, una sola máquina o una celda de mecanizado completa se dedica a fabricar un tipo de componente específico utilizando un material determinado. En este caso, es importante comprender los factores K del material, que son constantes asignadas a diferentes grupos de materiales que se utilizan para calcular las tasas máximas de eliminación de material (MRR) en función de la potencia de una máquina.

Si bien la calificación de maquinabilidad del Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) es una buena base de referencia de la dificultad de mecanizar algunos materiales, no proporciona datos cuantificables sobre cómo abordar un material desde el punto de vista de los requisitos de la máquina herramienta. Aunque se han realizado muchos avances en las herramientas de corte, el software CAM y las máquinas herramienta, ciertas piezas y configuraciones de máquinas aún pueden beneficiarse de los métodos tradicionales de desbaste pesado.

Muchos maquinistas a menudo se encuentran en una situación en la que su herramienta, que puede funcionar a cierto nivel de MRR, está limitada por la potencia de la máquina. Para talleres o fabricantes con tamaños de lote más pequeños y múltiples materiales/piezas diferentes, esto puede no representar un problema de productividad, pero requiere una atención cuidadosa durante la programación y la selección de herramientas. Para los fabricantes que producen grandes cantidades de una sola pieza, la potencia de la máquina es crucial a la hora de elegir en qué tipo de máquina herramienta invertir.

Para determinar los requisitos de potencia, primero se deben seleccionar los parámetros de corte. En el caso de herramientas más grandes y cortes pesados, se requerirá una gran cantidad de potencia de la máquina. Aquí es donde podemos comenzar a hacer cálculos, y el paso No. 1 es determinar el MRR del cortador.

En la molienda, MRR es la cantidad de material eliminado expresada en pulgadas cúbicas por minuto (IPM). El cálculo es sencillo:

MRR = DOC x ancho de corte x IPM

MRR es una excelente manera de cuantificar la productividad de la máquina porque las tasas de eliminación cúbica más altas equivalen a tiempos de ciclo más bajos. Cuando un maquinista comprende la capacidad de las cortadoras que está utilizando, a menudo comienza a buscar máquinas de mayor potencia para aumentar su MRR. Para determinar qué tipo de potencia se requiere, los cálculos se realizan utilizando el factor K.

Al igual que los materiales reciben calificaciones de maquinabilidad, hay otra constante llamada factor K que a menudo se asigna a diferentes grupos de materiales. El factor K de un material representa la MMR que se puede lograr con 1 HP. Estos factores K son una forma de determinar la potencia requerida por una máquina herramienta para un trabajo específico.

Usamos factores K en una fórmula para determinar la potencia requerida de la máquina (HPm) en función del MRR de la cortadora, el factor K y la eficiencia del husillo (E), que normalmente es de alrededor del 80 por ciento. La fórmula es: HPm = (MRR/K)/E.

Para lograr un MRR de 6,48 IPM cúbicos utilizando estos parámetros, la máquina requiere alrededor de 5,2 HP. Este conocimiento puede ser muy útil para determinar si la herramienta y los parámetros programados pueden manejar el trabajo. Del mismo modo, si busca invertir en una máquina estrictamente para desbastar un determinado material, puede determinar sus requisitos de potencia para lograr el MRR máximo.

Por supuesto, hay limitaciones para este cálculo.

El filo de la herramienta de corte y la distribución de las fuerzas de corte afectan la cantidad de potencia requerida. Factores, como la rigidez de la configuración, pueden requerir que se realicen ajustes de parámetros. Los factores K también se aproximan según la dureza y el tipo y se aplican a tipos de materiales en general, no a números SAE/AISI específicos.

Por supuesto, existen otros métodos para calcular la potencia que requieren una comprensión mucho más profunda de la geometría de una herramienta de corte, las propiedades del material de la pieza de trabajo e incluso el desgaste de la herramienta.

Pero para una aproximación rápida y fácil, el método del factor K es muy útil para determinar la potencia de la máquina y puede generar una recompensa sustancial.

Mediante el uso de cálculos simples, los maquinistas pueden predeterminar la potencia de fresado requerida para evitar el tiempo de inactividad y la posibilidad de aumentar los tiempos de ciclo debido a una máquina con poca potencia. Existen muchas formas de evitar la falta de energía, incluidos los métodos de fresado de alta velocidad y las tecnologías de mecanizado alternativas, pero al aproximarse a la potencia requerida puede aumentar el MRR y, por lo tanto, la productividad del mecanizado.

Adam Dimitroff es representante de ventas regional de MC Machinery Systems Canada, 50 Vogell Rd., Unit #1, Richmond Hill, Ontario. L4B 3K6, 905-737-1265, www.mcmachinery.com.