Velocidad de corte, avance y profundidad de pasada: parámetros de mecanizado explicados

La velocidad de corte es la velocidad lineal, expresada en metros por minuto (m/min), con la que la superficie de la pieza pasa frente al filo (en torneado) o el filo frente a la pieza (en fresado y taladrado). No debe confundirse con las revoluciones del husillo: la relación entre ambas depende del diámetro.

Fórmulas básicas:

• Vc = (π · D · n) / 1000 — con D en mm y n en rpm.
• n = (1000 · Vc) / (π · D) — para calcular las revoluciones a programar.

Ejemplo: tornear un eje de Ø60 mm en acero C45 con plaquita de metal duro a Vc = 200 m/min exige n = (1000 × 200) / (π × 60) ≈ 1.061 rpm.

La Vc adecuada depende sobre todo del material de la pieza y del material de la herramienta (un filo de metal duro admite entre 4 y 8 veces más velocidad que uno de acero rápido HSS; las cerámicas y el CBN, aún más en materiales duros). Una Vc excesiva dispara la temperatura y el desgaste del filo; una Vc demasiado baja en acero favorece el filo recrecido y degrada el acabado.

Tabla 1 — Velocidades de corte orientativas en torneado (m/min)

Valores de partida en condiciones estables con refrigeración; el catálogo del fabricante de la herramienta y la prueba en máquina siempre tienen la última palabra.

El avance es el desplazamiento de la herramienta por cada vuelta (torneado: mm/rev) o por cada filo (fresado: fz, mm/diente). Determina el espesor de la viruta y es el parámetro con mayor influencia directa en la rugosidad superficial: en torneado, Ra crece aproximadamente con el cuadrado del avance para un radio de punta dado.

En fresado, el avance de mesa se calcula encadenando: Vf = fz · z · n (mm/min), donde z es el número de filos de la fresa y n las rpm.

Tabla 2 — Avances orientativos

Un avance demasiado bajo es contraproducente: la viruta se hace tan fina que el filo "frota" en lugar de cortar, acelerando el desgaste y endureciendo la superficie en materiales con acritud como los inoxidables austeníticos.

Es la profundidad de material eliminado en cada pasada, medida perpendicular a la dirección de avance, en mm. En desbaste se busca la máxima ap que permitan la potencia de la máquina, la rigidez del amarre y la longitud de filo de la plaquita (típicamente 2 – 6 mm en torneado con plaquita estándar); en acabado se dejan 0,2 – 0,5 mm para garantizar cota y acabado. En fresado se distingue entre profundidad axial (ap) y radial (ae), cuya combinación define el compromiso entre productividad y estabilidad.

El caudal de viruta Q = Vc · f · ap (cm³/min, en torneado) resume la productividad. Pero los tres parámetros no penalizan igual la vida de herramienta: según la relación clásica de Taylor, la velocidad de corte es el factor que más desgasta el filo, seguida del avance y por último la profundidad. De ahí la regla de oro del desbaste económico:

1. Maximizar primero ap (limitada por máquina, amarre y plaquita).
2. Después el avance f (limitado por la resistencia del filo y la rotura de viruta).
3. Por último ajustar Vc al nivel que dé una vida de herramienta razonable (referencia habitual: 15 – 20 minutos de corte efectivo por filo).

En acabado el orden se invierte: el avance y el radio de punta se eligen por la rugosidad exigida, y la Vc se eleva para mejorar el acabado y evitar filo recrecido.

• Estado y rigidez de máquina y amarre: voladizos largos y piezas esbeltas exigen reducir ap y avance para evitar vibraciones (chatter).
• Dureza real del material: un mismo acero bonificado a 300 HB exige menos Vc que recocido a 180 HB.
• Corte interrumpido (caras con ranuras, fundiciones con costra): reduce Vc y elige calidades de plaquita más tenaces.
• Refrigeración: el corte en seco o con MQL desplaza las ventanas de Vc; en Inconel o titanio la refrigeración abundante y a presión es casi obligatoria.
• Estabilidad térmica de la pieza: en piezas de gran dimensión, el calor acumulado afecta a las cotas; conviene repartir pasadas y controlar temperatura.

Planificar el fresado frontal de una cara de acero C45 con un plato de plaquitas Ø80 mm y 6 filos, a Vc = 220 m/min y fz = 0,15 mm/diente:

1. Revoluciones: n = (1000 × 220) / (π × 80) ≈ 875 rpm.
2. Avance de mesa: Vf = 0,15 × 6 × 875 ≈ 788 mm/min.
3. Con ap = 3 mm y ae = 60 mm, el caudal de viruta resulta Q = (3 × 60 × 788) / 1000 ≈ 142 cm³/min, que debe contrastarse con la potencia disponible del husillo (orientativamente, el acero exige del orden de 0,035–0,05 kW por cm³/min).

Los valores de catálogo son puntos de partida, no dogmas. El procedimiento profesional es: partir del valor recomendado por el fabricante de la herramienta para el material ISO correspondiente (P, M, K, N, S, H), observar viruta, sonido, acabado y desgaste del filo, y ajustar por pasos del 10 – 15 %. Documentar los parámetros validados por pieza y material —algo que los controles CNC y los sistemas CAM modernos facilitan— convierte la experiencia individual en conocimiento del taller.

¿Qué diferencia hay entre velocidad de corte y revoluciones del husillo?

La velocidad de corte (m/min) es la velocidad lineal relativa entre filo y material, y es el parámetro que fija la física del corte. Las revoluciones (rpm) son lo que se programa en la máquina y dependen del diámetro: n = 1000·Vc/(π·D). A igual Vc, un diámetro pequeño exige muchas más rpm que uno grande.

¿Qué velocidad de corte se usa para tornear acero C45 con metal duro?

Como orientación, entre 130 y 200 m/min en desbaste y entre 200 y 280 m/min en acabado, con refrigeración y plaquita recubierta adecuada (grupo ISO P). La cifra exacta depende de la dureza real del material, la estabilidad del amarre y la vida de herramienta objetivo; el catálogo del fabricante de plaquitas es el punto de partida correcto.

¿Por qué el Inconel 718 se mecaniza tan despacio?

Porque conserva su resistencia a alta temperatura, conduce mal el calor (que se concentra en el filo) y se endurece por deformación. Con metal duro se trabaja típicamente a 25–50 m/min, frente a los 200–280 del acero al carbono. Con plaquitas cerámicas pueden alcanzarse 150–250 m/min, a costa de un control muy estricto del proceso.

¿Qué parámetro influye más en el acabado superficial?

El avance, en combinación con el radio de punta de la herramienta: la rugosidad teórica en torneado crece con el cuadrado del avance. Para mejorar Ra, lo más eficaz es reducir avance o montar mayor radio de punta (o plaquita wiper), manteniendo una velocidad de corte suficientemente alta para evitar el filo recrecido.

¿Es malo usar un avance muy pequeño para cuidar la herramienta?

Sí, por debajo de cierto umbral es contraproducente: la viruta resulta más fina que el redondeo del filo, la herramienta frota en lugar de cortar, sube la temperatura y el desgaste, y en materiales con acritud (inoxidables austeníticos, Inconel) se endurece la superficie, empeorando la pasada siguiente. Cada filo tiene un avance mínimo recomendado.

¿Cómo se optimizan los parámetros en desbaste para producir más barato?

Siguiendo el orden ap → f → Vc: primero la máxima profundidad de pasada que admitan máquina, amarre y plaquita; luego el mayor avance compatible con la resistencia del filo y la rotura de viruta; y por último la velocidad de corte que dé una vida de herramienta económica (en torno a 15–20 minutos de corte por filo). La Vc es el parámetro que más desgasta el filo.