Cómo especificar radios de esquina interna, profundidad de cavidad y acceso de herramienta en una pieza fresada CNC

Descarte primero las esquinas internas en ángulo vivo

Una fresa es un cilindro giratorio, de modo que la geometría que deja en una esquina es curva, no cuadrada⁴.

Por tanto, una esquina interna dibujada en ángulo vivo no es una geometría que el taller pueda mecanizar tal como está dibujada: se convierte en un radio con redondeo automático, en un relieve tipo dog-bone o en una característica asignada a EDM o a corte por hilo^12,29.

Un taller lo dice sin rodeos: las esquinas internas en ángulo vivo se redondean por defecto según la profundidad de la cavidad, y las peticiones especiales de esquina cuadrada pueden llevar un sobrecoste²⁹. Ese valor por defecto es el riesgo.

Si deja la esquina sin especificar, el taller elige el radio por usted, y el valor que elija puede no convenir a la pieza que diseñó como acoplada. Decida en cada esquina cuál de las tres es y dibújela.

Donde una esquina verdaderamente cuadrada sea funcionalmente necesaria, la alternativa que nombran las fuentes es el EDM o el corte por hilo, y un taller señala que las superficies de corte por hilo y de EDM se obtienen con ≥Ra6.3^12,29.

Tome ese valor de rugosidad como la salida declarada de ese taller, no como un acabado general del EDM.

Ajuste el radio de la esquina a un tamaño de fresa estándar

El radio que dibuje determina la fresa que el taller debe usar, y el tamaño de la fresa condiciona el tiempo de ciclo. Una esquina más pequeña obliga a una herramienta más fina, que corta más despacio y es más frágil, de modo que el coste sube a medida que el radio se reduce^9,17,26.

El caso trabajado por un taller: un radio interno de 3 mm permite trabajar con una fresa de 6 mm y cortar de dos a tres veces más rápido que con radios inferiores a 1 mm¹⁷. Los valores publicados de ajuste encajan entre sí.

Un taller fija el radio de esquina interno mínimo estándar en 1/8 in (3.175 mm) para poder utilizar fresas estándar¹⁰; otro recomienda ajustar los radios a los tamaños de fresa estándar R3, R4 y R5 mm²⁶. Son criterios complementarios, no contradictorios: ambos apuntan a unos 3 mm y a la serie R3/R4/R5.

Ninguna fuente de este conjunto publica una serie de fresas con carácter normativo, así que los tamaños exactos disponibles son una pregunta para su taller.

Fije el límite de profundidad de cavidad y la relación que obliga a herramientas de alcance largo

Las fresas estándar tienen una longitud de corte limitada frente a su diámetro, de modo que una cavidad profunda obliga al taller a usar herramientas de alcance largo o de vástago reducido, que flexionan más y cortan más despacio^17,18.

La regla de cribado que se repite en las fuentes es una relación profundidad-ancho de 4:1² (dato comunicado por el proveedor): en ese valor o por debajo se aplica herramienta estándar; por encima se aplican herramientas de alcance largo y un corte más lento^{2,10,12,17,18}.

Así, cuando dimensione una cavidad, compare la profundidad con el ancho, no solo la profundidad. Una cavidad estrecha que parece poco profunda en términos absolutos puede superar 4:1 porque su ancho es pequeño² (dato comunicado por el proveedor).

Si su diseño necesita ir más profundo, las fuentes no establecen una alternativa más barata al paso de herramienta de alcance largo. Pregunte al taller qué supone la cavidad más profunda para su presupuesto antes de cerrar la geometría.

Compruebe que la fresa llega al fondo sin tocar la pared

Un radio que cabe en la fresa no es lo mismo que un radio que la fresa pueda mecanizar sin que el vástago o el portaherramientas roce la pared. Estas comprobaciones detectan los casos en que la herramienta llega a la profundidad pero no a la esquina.

• ✓Compruebe cada radio interno frente a la profundidad de la cavidad: la pauta que se repite es radio ≥ 1/3 de la profundidad de la cavidad, para permitir el acceso de la herramienta y limitar su flexión.
• ✓Compruebe el radio frente a la fresa: fíjelo al menos igual que el radio de la herramienta y valore unos 130% del radio de la herramienta o 0.02–0.05 in de alivio, para que la herramienta mecanice la esquina sin una fuerte caída de rendimiento.
• ✓Compruebe las cavidades profundas frente al riesgo de vibración: cuanto más profunda es la cavidad, mayor salida de herramienta se necesita, y un radio de esquina mayor permite usar una herramienta mayor y más rígida.
• ✓Compruebe los voladizos y los socavados: las características a las que la fresa no puede acceder requieren utillaje especial y elevan el coste, y un taller recomienda dividir la pieza en su lugar.

Tolerancia y acabado solo donde los necesita la función

Una tolerancia estrecha aplicada a todo ralentiza cada característica de la pieza, no solo las que la necesitan.

Un taller señala que una indicación general de ±0.02 mm en todas las dimensiones obliga al mecanizado a ir más despacio en todas partes, y recomienda dejar las características no críticas en el valor por defecto de ISO 2768-m²⁶.

La tolerancia mecanizada por defecto se cita en ±0.005 in, y las tolerancias más estrechas exigen pasadas lentas y pasos de comprobación adicionales¹⁰. Estrechar la tolerancia tiene un escalón de coste visible.

Pasar de ±0.005 in a ±0.001 in se comunica como un +40–80% por característica^{13 10} (dato comunicado por el proveedor). Y un taller sitúa el paso de ±0.005 in a ±0.001 in en un coste de mecanizado de 2–3x, con ±0.0005 in en 4–5x¹⁵.

Son los multiplicadores comunicados por ese taller, no una tarifa de mercado. La misma lógica se aplica al acabado: Ra 125 tal como sale del mecanizado es el estándar, y el pulido o el rectificado añaden coste¹⁰.

Decida qué taladros y qué caras de acoplamiento llevan la indicación estrecha, y deje el resto en el valor por defecto.

Cuente las preparaciones antes de fijar la orientación de la cavidad

Cada preparación adicional añade tiempo sin corte antes de mecanizar metal. La penalización comunicada es de 15–60 minutos por cada preparación extra¹³, y otros dos talleres citan 15–45 minutos^17,26.

Son las características que no están alineadas con los ejes de la máquina las que obligan a esa preparación adicional, y un taller señala que ese tipo de características empuja una pieza hacia el mecanizado de cinco ejes o hacia un utillaje complejo⁶.

El mecanizado de cinco ejes puede alcanzar cinco de seis caras en una sola operación, lo que reduce los remontajes que necesitaría un trabajo de tres ejes con varias preparaciones³.

Si ese intercambio compensa en su pieza depende de su geometría y de las tarifas del taller, y las fuentes no lo resuelven para una pieza concreta.

Lo que sí puede hacer en la etapa del plano es orientar las cavidades y las características multifaz de modo que las críticas sean accesibles desde el menor número de direcciones posible¹⁷.

Redacte las indicaciones como intención más un límite

Una indicación de radio que fija un valor exacto restringe en exceso al taller; una indicación que enuncia la intención y un límite le permite usar la fresa que tiene.

Las fuentes no publican una redacción normalizada para las notas del plano, así que la medida práctica es indicar el radio mínimo y la relación máxima profundidad-ancho que acepta, y dejar que el taller elija la herramienta dentro de esa ventana. Confirme primero la regla por defecto del taller, porque los valores por defecto difieren.

El radio mínimo por defecto de un taller para una cavidad de profundidad H es R = H/10 + 0.5 mm con fresa D = H/5 mm^{9 26}. Y el mismo indica que solo alcanza R0.5 mm con profundidades de 3 mm o menos⁹.

Los valores por defecto declarados por otro taller son un radio de esquina mínimo de 1/8 in, una tolerancia de ±0.005 in y un acabado Ra 125 tal como sale del mecanizado¹⁰. Un tercero recomienda radios R3/R4/R5 mm e ISO 2768-m para las características no críticas²⁶.

Pregunte qué regla se aplica a su plano antes de liberarlo.

Dónde discrepan las fuentes sobre radio y profundidad

Las dos reglas en las que más se apoya el comprador —el radio mínimo y la relación máxima de cavidad— no quedan resueltas por una norma única en este conjunto. Mantenga visibles ambas cifras y confirme cuál es la que realmente aplica su taller.

Qué confirmar antes de solicitar una oferta

• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
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