Velocidad de corte constante G96 y G97/G50: por qué cambia la velocidad del husillo durante el refrentado
Explica mediante un ejemplo de refrentado cómo el control de velocidad de corte constante G96 del torno modifica la velocidad del husillo según el diámetro X, por qué se necesita un límite máximo de velocidad del husillo G50 y cuándo debe regresarse a G97 para roscado y taladrado.
La velocidad de corte es una velocidad superficial, no la velocidad del husillo
Los catálogos de herramientas suelen indicar las condiciones recomendadas como velocidad de corte V (m/min): cuántos metros de la superficie de la pieza pasan por la arista de corte cada minuto. Con la misma velocidad del husillo, la superficie pasa rápidamente cuando el diámetro es grande y lentamente cuando es pequeño. La relación con la velocidad del husillo N es V = π × D × N ÷ 1000.
Al tornear un diámetro exterior de diámetro constante, V no cambia aunque la velocidad del husillo sea fija; sin embargo, en trabajos donde X continúa disminuyendo, como el refrentado, V sigue bajando. Esta suele ser la causa de que una cara quede rugosa cerca del centro y tenga un color distinto al de la zona exterior.
G96: el controlador recalcula continuamente la velocidad del husillo
G96 S200 es una orden para "mantener la velocidad de corte en 200 m/min". El controlador lee la posición X actual de la herramienta (diámetro), calcula N = 1000 × 200 ÷ (π × D) en tiempo real y modifica la velocidad del husillo. En Ø60 es de unas 1,061 rpm y en Ø20, de unas 3,183 rpm.
El diámetro X se refiere aquí a la punta de la herramienta, por lo que el cálculo solo es preciso si el corrector geométrico de la herramienta y el origen de trabajo son precisos. Si el origen X está desplazado respecto al centro real del husillo, una posición que el programa considera Ø10 puede ser realmente Ø14, y la velocidad del husillo será errónea en la misma proporción.
| Diámetro actual | Velocidad calculada con G96 S200 | Con G50 S2500 |
|---|---|---|
| Ø60 | Aproximadamente 1,061 rpm | 1,061 rpm |
| Ø40 | Aproximadamente 1,592 rpm | 1,592 rpm |
| Ø25 | Aproximadamente 2,546 rpm | 2,500 rpm |
| Ø10 | Aproximadamente 6,366 rpm | 2,500 rpm |
| Ø0 (centro) | Infinita | 2,500 rpm |
Por qué es imprescindible un límite máximo de velocidad del husillo G50
Como muestra la tabla, la velocidad calculada del husillo crece sin límite a medida que el diámetro se acerca a cero. Sin un límite, el husillo aumenta hasta alcanzar la velocidad máxima de la máquina y el agarre del plato se debilita a velocidades elevadas debido a la fuerza centrífuga. Girar a gran velocidad una pieza grande con un agarre débil crea el riesgo de que la pieza salga despedida.
Por ello, antes de utilizar G96 se especifica la velocidad máxima del husillo, como en G50 S2500. Este valor no lo determina la herramienta, sino el plato, las garras y el tamaño y peso de la pieza. Si una barra larga sobresale por detrás del husillo, debe establecerse un valor menor.
Trayectoria de ejemplo
Durante el refrentado desde X62. hasta X-0.8, la velocidad del husillo comienza en unas 1,027 rpm y alcanza el límite de 2,500 rpm aproximadamente desde Ø25. X-0.8, ligeramente más allá del centro, evita que quede un pequeño tetón en el centro debido al radio de punta de la herramienta. El dibujo solo muestra la trayectoria, pero debe tenerse en cuenta que la velocidad del husillo cambia durante toda la sección de refrentado.
Refrentado desde una cara de Ø60 hasta el centro con G96 S200, torneado de un diámetro exterior de Ø56 y posterior cambio a G97
O3005
T0101
G21 G90 G18 G40 G99
G50 S2500
G96 S200 M03
G00 X62. Z0.2
G01 X-0.8 F0.12
G00 Z2.
X56.
G01 Z-30. F0.2
G00 X62. Z2.
G97 S800
G00 X100. Z100.
M30La figura anterior es el resultado de analizar este programa con CNC Path Analyzer (corte lineal 2 segmentos, rápido 4 segmentos).
Operaciones que requieren volver a G97
- Roscado: con roscas G76 o G92, la hélice debe comenzar en la misma posición en cada pasada. Un cambio en la velocidad del husillo desincroniza la rosca, por lo que se utiliza una velocidad fija con
G97 S_. - Taladrado de centrar, taladrado y roscado con macho: la herramienta está en X0 (el centro), por lo que con G96 el husillo alcanzaría inmediatamente su velocidad máxima. Con G97 se establece directamente una velocidad del husillo adecuada para las condiciones de taladrado.
- Movimientos largos hacia la posición de cambio de herramienta: cuando X se desplaza a un valor grande, G96 reduce la velocidad del husillo y vuelve a aumentarla durante el regreso. Para evitar aceleraciones y desaceleraciones innecesarias, es habitual cambiar a G97 antes del cambio de herramienta. El
G97 S800del ejemplo es uno de estos casos.
Límites del tiempo de mecanizado estimado por la herramienta
Cuando se utiliza el avance por revolución (G99) con G96, el avance por minuto también cambia con la velocidad del husillo. El tiempo de mecanizado de CNC Path Analyzer es un valor de referencia que refleja este cambio en las condiciones compatibles; no incluye el tiempo real de aceleración del husillo. Las unidades de avance continúan en unidades de avance G98/G99.