Fresado velocidades y avances por material

El fresado es un proceso de mecanizado con herramienta rotativa de múltiples filos, donde la velocidad de corte y el avance determinan la calidad superficial, la vida útil de la herramienta y la productividad. La velocidad de corte (Vc) representa la velocidad tangencial del filo sobre la superficie de la pieza, expresada en m/min o en pies de superficie por minuto (sfm). El avance por diente (fz) indica el espesor de material que cada diente de la fresa arranca en una revolución y se mide en mm/diente o in/diente. A partir de estos parámetros se calculan las revoluciones por minuto del husillo (RPM) y la velocidad de avance de la mesa. La selección correcta depende del material de la pieza, del tipo de herramienta (HSS, carburo, recubrimientos), de la rigidez del sistema y de la operación (desbaste o acabado).

Parámetros operativos

Velocidades de corte por material

Las velocidades de corte para fresado se recopilan en la tabla siguiente, con valores de partida para herramientas de acero rápido (HSS) y carburo integral sin recubrimiento. Los intervalos inferiores corresponden a operaciones de desbaste o condiciones de baja rigidez; los superiores, a acabados ligeros. El uso de refrigerante permite incrementar la velocidad hasta un 25 %.

Material	Velocidad de corte HSS (m/min / sfm)	Velocidad de corte carburo (m/min / sfm)
Acero bajo carbono (AISI 1018)	21 – 30 / 70 – 100	90 – 150 / 300 – 500
Acero aleado (4140 recocido)	12 – 18 / 40 – 60	60 – 105 / 200 – 350
Acero inoxidable (AISI 304)	9 – 15 / 30 – 50	45 – 90 / 150 – 300
Fundición gris (G25)	15 – 24 / 50 – 80	60 – 120 / 200 – 400
Aluminio forjado (6061‑T6)	90 – 180 / 300 – 600	240 – 600 / 800 – 2000
Latón rojo (C230)	45 – 90 / 150 – 300	150 – 300 / 500 – 1000
Bronce maquinable (C932)	24 – 45 / 80 – 150	90 – 180 / 300 – 600
Titanio (Ti‑6Al‑4V)	4,6 – 9 / 15 – 30	30 – 60 / 100 – 200
Plásticos (PVC, PE)	30 – 60 / 100 – 200	120 – 240 / 400 – 800
Madera blanda (pino)	180 – 300 / 600 – 1000	—
Madera dura (roble)	120 – 240 / 400 – 800	—

Avances por diente típicos

El avance por diente (fz) depende de la maquinabilidad del material y del diámetro de la fresa. Los valores siguientes corresponden a fresas de mango con diámetro 10 – 25 mm; para diámetros menores, reducir el avance hasta un 50 %.

Material	Avance por diente HSS (mm/diente / in/diente)	Avance por diente carburo (mm/diente / in/diente)
Aluminio y aleaciones ligeras	0,05 – 0,15 / 0.002 – 0.006	0,10 – 0,25 / 0.004 – 0.010
Aceros al carbono y de baja aleación	0,03 – 0,10 / 0.001 – 0.004	0,05 – 0,15 / 0.002 – 0.006
Acero inoxidable	0,02 – 0,08 / 0.0008 – 0.0032	0,04 – 0,12 / 0.0016 – 0.0048
Fundición de hierro	0,02 – 0,08 / 0.0008 – 0.0032	0,04 – 0,12 / 0.0016 – 0.0048
Titanio y superaleaciones	0,01 – 0,05 / 0.0004 – 0.0020	0,03 – 0,08 / 0.0012 – 0.0032
Plásticos	0,05 – 0,20 / 0.002 – 0.008	0,10 – 0,30 / 0.004 – 0.012

Cálculo de RPM y velocidad de avance

Para convertir la velocidad de corte a revoluciones del husillo:

RPM = (1000 × Vc) / (π × D) si Vc está en m/min y D en mm.

En unidades imperiales: RPM = (12 × Vc) / (π × D) = (3,82 × Vc) / D, con Vc en sfm y D en pulgadas.

La velocidad de avance de la mesa se obtiene con:

Vf (mm/min) = fz (mm/diente) × z (número de dientes) × RPM

Ejemplo: fresado de aluminio 6061 con fresa de carburo integral de D = 10 mm, z = 3, Vc = 350 m/min, fz = 0,15 mm/diente. RPM = (1000 × 350) / (π × 10) ≈ 11 141 rpm. Vf = 0,15 × 3 × 11 141 ≈ 5013 mm/min (197 in/min).

Tolerancias típicas

El fresado convencional permite alcanzar las siguientes tolerancias dimensionales y de acabado superficial, dependiendo del estado de la máquina, la herramienta y la estrategia de corte.

Parámetro	Tolerancia típica
Tolerancia dimensional general	±0,10 mm / ±0.004 in
Tolerancia dimensional de precisión	±0,025 mm / ±0.001 in
Repetibilidad posicional	±0,05 mm / ±0.002 in
Rugosidad superficial (Ra) desbaste	3,2 – 6,3 µm / 126 – 250 µin
Rugosidad superficial (Ra) acabado	0,8 – 1,6 µm / 32 – 63 µin
Planitud en superficies fresadas (100 mm de longitud)	0,02 – 0,05 mm / 0.0008 – 0.002 in

Materiales aplicables

El fresado es viable en prácticamente cualquier material maquinable: aceros al carbono y aleados, aceros inoxidables, fundiciones, aluminio y sus aleaciones, cobre, latón, bronce, titanio, superaleaciones termorresistentes, plásticos (termoplásticos y termoestables), composites y madera. La selección del material condiciona la velocidad de corte, el avance y el tipo de herramienta. Materiales con dureza superior a 45 HRC requieren fresas de carburo o CBN y parámetros muy controlados para evitar astillamiento prematuro del filo.

Ventajas y limitaciones

Ventajas

Alta tasa de remoción de material (MRR), especialmente en desbaste con fresas de plaquita intercambiable.
Excelente flexibilidad geométrica: permite generar superficies planas, contornos, ranuras y cavidades complejas.
Acabados superficiales de calidad Ra 0,8 µm (32 µin) alcanzables sin rectificado.
Proceso fácilmente automatizable y monitorizable mediante CNC.

Limitaciones

Elevado desgaste de herramienta en materiales duros o abrasivos; necesarios recubrimientos de alto rendimiento.
Propenso a vibraciones (chatter) si la rigidez del sistema husillo‑herramienta‑pieza es insuficiente.
Tiempo de preparación significativo para series cortas o piezas muy complejas.
Zonas internas con esquinas vivas requieren fresas de diámetro muy pequeño, limitando la velocidad de avance.

Guía de selección

Identificar material y estado: dureza, resistencia, presencia de incrustaciones o cascarilla.
Elegir material de la herramienta:
- HSS para series cortas, materiales blandos o donde la velocidad no es prioritaria.
- Carburo integral (WC-Co) para producciones medias y altas, materiales hasta 45 HRC.
- Metal duro con recubrimiento (TiAlN, TiCN) para aceros duros, inoxidables y altas temperaturas.
Fijar la velocidad de corte según la tabla de parámetros operativos, comenzando por el valor inferior y ajustando según comportamiento del filo.
Seleccionar avance por diente en función del diámetro de la fresa y de la operación (desbaste: mayor fz; acabado: menor fz). Reducir para radios de esquina agudos o entradas en rampa.
Calcular RPM y velocidad de avance con las fórmulas indicadas. Verificar que no excedan las capacidades de la máquina (máximo RPM del husillo, velocidad de avance máxima y potencia disponible).
Ajustar profundidad de corte (ap) y ancho de corte (ae). Para desbaste, se recomienda ap ≤ 1 × D y ae ≤ 0,5 × D; en acabado, ap hasta 1,5 mm (0.06 in) y ae = diámetro de la fresa si se busca remoción rápida.
Validar el proceso con primera pieza, midiendo tolerancias y evaluando el acabado y la formación de viruta.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Qué velocidad de corte se recomienda para fresar aluminio con herramientas de carburo?

Se recomienda entre 240 y 600 m/min (800 – 2000 sfm) para aleaciones forjadas como 6061‑T6. Con refrigerante por inundación y fresas de metal duro afiladas, los extremos superiores alcanzan 800 m/min (2600 sfm) sin riesgo de filo recrecido.

¿Cuál es el avance por diente adecuado para acero bajo carbono con fresa de HSS?

El rango típico es 0,03 – 0,10 mm/diente (0.001 – 0.004 in/diente). Para desbaste se puede llegar a 0,12 mm/diente (0.005 in/diente) si la potencia del husillo lo permite, siempre vigilando la formación de viruta.

¿Qué RPM debe tener el husillo para una fresa de 12 mm en acero inoxidable 304?

Con Vc = 12 m/min (40 sfm) para HSS, RPM = (1000 × 12) / (π × 12) ≈ 318 rpm. Con carburo a Vc = 60 m/min (200 sfm) la velocidad sube a 1590 rpm. Valores tan bajos son necesarios para evitar endurecimiento por deformación.

¿Cuál es la velocidad de avance máxima en fresado de acero con fresa de carburo de 10 mm?

Si se toma Vc = 120 m/min (400 sfm) y fz = 0,15 mm/diente (0.006 in/diente) con 4 dientes, RPM = 3820 rpm y Vf = 0,15 × 4 × 3820 = 2292 mm/min (90 in/min). En máquinas rígidas la velocidad real puede superar 3000 mm/min si se reduce la profundidad de corte.

¿Qué tolerancia dimensional se puede esperar en un fresado de acabado?

Se alcanza habitualmente ±0,025 mm (±0.001 in) en centros de mecanizado de precisión con fresas bien afiladas y estrategias de compensación de radio. Con condiciones menos controladas, la tolerancia se sitúa en ±0,10 mm (±0.004 in).

¿Es necesario refrigerante al fresar titanio con herramienta de carburo?

Sí, siempre. Con velocidades de corte tan bajas como 4,6 – 9 m/min (15 – 30 sfm) la temperatura en la zona de corte es extrema. El refrigerante de alta presión (70–100 bar) es imprescindible para evacuar la viruta y mantener el filo; de lo contrario, el desgaste se acelera en segundos.

Fuentes consultadas

engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/drill-bit-speed-hardwood-softwood-d_1451.html
efunda.com: https://www.efunda.com/processes/machining/chip_formation_2.cfm
manufacturingguide.com: https://www.manufacturingguide.com/en/gear-milling