O cálculo preciso do tempo de usinagem CNC desempenha um papel vital no planejamento do projeto, na execução do cronograma e na avaliação de despesas. Muitos operadores enfrentam dificuldades na avaliação correta dos tempos de ciclo. Isso geralmente leva a lentidão e custos não planejados.
Nesta postagem do blog, você conhecerá fórmulas básicas, melhores abordagens e algumas dicas especiais para calcular corretamente o tempo de usinagem.
O que é tempo de usinagem CNC (tempo de ciclo)?
Em termos simples, o tempo de usinagem CNC ou tempo de ciclo é o tempo total necessário para concluir uma operação de usinagem. Isso inclui todos os processos de corte, etapas de configuração, trocas de ferramentas e gerenciamento de componentes.
Os tempos de ciclo podem variar de alguns segundos a vários minutos, dependendo da complexidade do trabalho. A redução do tempo de ciclo minimiza os custos de produção e também melhora a produtividade.
Fórmula básica de tempo de usinagem
Se você deseja avaliar com precisão o tempo de ciclo em usinagem CNC, precisa começar com fórmulas básicas. Mas primeiro você precisa entender algumas terminologias básicas.
Variáveis importantes explicadas
Para obter resultados corretos, é muito importante conhecer a terminologia básica.
O comprimento de corte refere-se à distância total percorrida pela ferramenta.
O diâmetro é o tamanho da peça de trabalho e RPM é a velocidade do fuso.
O avanço por revolução indica o quanto a ferramenta avança em uma rotação do fuso.
Fórmula básica
Com esta fórmula básica podemos calcular o tempo de usinagem.
Tempo de usinagem = comprimento de corte ÷ taxa de avanço
Com esta fórmula, você pode demonstrar quanto tempo uma ferramenta levará para se mover ao longo de um determinado caminho. Certifique-se de sempre usar as mesmas unidades, como polegadas ou milímetros, para obter resultados precisos.
Cálculo de RPM
Antes de aplicar a fórmula do tempo, você precisa saber a velocidade do fuso (RPM). Para medidas métricas, você deve usar: Velocidade do fuso (RPM) = 1000 × Velocidade de corte ÷ (π × Diâmetro).
Esta equação converte diâmetro (mm) e velocidade de corte (m/min) em RPM.
Tempo de Usinagem Integrado
Para um tempo de corte abrangente, você precisa adicionar todos os elementos.
Utilização: Tempo de usinagem = Comprimento do corte ÷ (Avanço por revolução × RPM).
Esta fórmula integra velocidade de rotação e taxa de avanço. É particularmente adequada para tarefas de perfuração e torneamento.
Abordagem Adicional
Quando precisar de uma estimativa direta, você pode usar a fórmula Tempo de Usinagem = Comprimento ÷ Avanço por minuto
Neste método, se você já conhece o valor de avanço por minuto, não precisa calcular a RPM. Máquinas mais avançadas exibem esse avanço por minuto na tela. Essa abordagem é útil para avaliações rápidas e fáceis.
Cálculos baseados em operação CNC
As fórmulas básicas fornecem um ponto de partida, mas cada operação CNC, como furação, torneamento e fresamento, exige suas próprias configurações especiais. Você pode refinar seus cálculos de tempo de usinagem seguindo estas etapas específicas para cada procedimento.
Perfuração
Ao avaliar o tempo de perfuração, lembre-se de adicionar a distância de aproximação à profundidade do furo.
- Por exemplo, se o buraco tiver 0.75 polegadas de profundidade e houver uma aproximação de 0.1 polegada, a distância total será de 0.85 polegadas.
- Com uma taxa de avanço de 7 polegadas por minuto (IPM), o cálculo seria: Tempo = 0.85 ÷ 7 = 0.1214 minutos, o que equivale a aproximadamente 7.3 segundos.
Ao incluir a entrada e o corte, sua estimativa de tempo de perfuração melhora.
Passando
O tempo de rotação segue o mesmo tipo de fórmula:
Tempo de usinagem = Comprimento total ÷ (Avanço por revolução × RPM)
O avanço por revolução e o RPM são determinados da mesma maneira.
Para procedimentos como ranhuras ou faceamentos onde o diâmetro muda, você deve usar o método fornecido abaixo:
- Divida o corte em porções de diâmetros distintos.
- Calcule o tempo de cada porção, uma por uma.
Essa abordagem dividida aumenta a precisão especificamente quando os limites de velocidade do fuso influenciam o procedimento.
fresagem
O tempo de fresamento é afetado por muitos fatores: número de passagens, comprimento de corte, taxa de avanço e velocidade do fuso.
Aplique a fórmula abaixo:
Tempo = (Comprimento do corte × Número de passagens) ÷ (Avanço por revolução × RPM)
- Comprimento do corte envolve aproximação, deslocamento principal e sobre-deslocamento.
- Alimentação por revolução é o produto do número de dentes e do avanço por dente.
- RPM é obtido a partir do diâmetro e da velocidade de corte da fresa.
A reunião de todos esses valores fornece uma estimativa adequada do tempo de fresagem.
Levando em consideração os tempos sem corte
O tempo de usinagem não se limita à etapa de corte. Para uma estimativa completa, use esta fórmula:
Tempo total de usinagem = Tempo de corte + Tempo de troca de ferramenta + Tempo de configuração + Tempo de programa
- Tempo de corte: o tempo gasto eliminando material.
- Tempo de troca de ferramenta: normalmente leva de 2 a 10 minutos, dependendo se sua configuração é automática ou manual.
- Tempo de preparação: o tempo gasto consertando, carregando e codificando.
- Hora do programa: o tempo necessário para executar o código CNC.
Não se esqueça de incluir aspectos práticos, como fases de desmontagem ou pausas para operadores.
At RICHCONN nos concentramos principalmente em automatizar substituições de equipamentos e fazer configurações otimizado sempre que possível. Essa técnica garante que seus componentes críticos sejam usinados de forma confiável e rápida, sem atrasos.
Fatores de Precisão e Aspectos Refinados
A avaliação precisa do tempo de usinagem depende de diversos aspectos avançados. A análise da inter-relação desses aspectos resulta em maior eficiência de produção e previsões mais precisas.
Relação entre Feeds e Speeds
Tanto a taxa de avanço quanto a velocidade de corte afetam a eficiência do corte do material pela máquina. Ao aumentar a velocidade de corte, muitas vezes é necessário aumentar a taxa de avanço para manter as taxas de remoção.
A velocidade de corte afeta a vida útil da ferramenta e também altera sua temperatura. Da mesma forma, a taxa de avanço controla a formação de cavacos e o acabamento superficial. Modificando adequadamente ambas as variáveis, você pode evitar o desgaste rápido da ferramenta e ainda obter alta produtividade.
Fórmulas para Operações de Fresamento
A precisão da fresagem é baseada em uma fórmula específica:
- Velocidade do fuso = velocidade de corte ÷ (π × diâmetro)
- Taxa de alimentação = contagem de dentes × RPM × avanço por dente
Por exemplo, se você aplicar uma velocidade de corte de 800 sfm e usar uma ferramenta com um diâmetro de 0.5″ então:
- RPM = 800 ÷ (π × 0.5) ≈ 6112
Com uma fresa de 4 canais e carga de cavacos de 0.001″ por dente, taxa de avanço = 4 × 6 112 × 0.001 ≈ 24.4 ipm
Considerações sobre materiais e ferramentas
A natureza do material escolhido tem um impacto profundo no tempo de usinagem. O alumínio pode ser usinado mais rapidamente do que o aço. O aço inoxidável e o titânio exigem trocas de ferramentas mais frequentes e avanços mais lentos. Além disso, o uso de ferramentas especializadas, como fresas de metal duro , aumenta a vida útil da ferramenta e também permite velocidades mais altas.
Design para Manufaturabilidade
Menos configurações, bem como projetos de componentes simples, ajudarão a reduzir despesas e o tempo de ciclo. Restringir cavidades profundas, usar recursos padrão e diminuir o número de inversões de componentes melhorará o desempenho da usinagem. Ao simplificar tarefas complexas, você gasta menos tempo na máquina e entrega os pedidos com mais confiança e rapidez.
At RICHCONNNossa equipe de fabricação verifica os projetos do cliente antes de iniciar a produção. Geralmente, detectamos ajustes que podem reduzir o tempo do ciclo em 20% a 35%.
Dicas úteis para precisão de estimativas
Além da base teórica, a avaliação correta depende do uso de abordagens práticas. Você pode implementar essas dicas para tornar seus cálculos mais confiáveis e também aprimorar seus resultados ao longo do tempo.
Verificação
Inicialmente, faça cortes de teste e, em seguida, compare os tempos calculados com os resultados práticos da máquina. Os tempos exibidos nas máquinas geralmente fornecem uma confirmação mais confiável do que as estimativas do software CAM. Além disso, fique atento aos ruídos de corte, monitore o desgaste da ferramenta e verifique o acabamento da superfície.
Gravação e Reutilização de Dados
Mantenha um banco de dados com os tempos de usinagem registrados para cada ferramenta, operação e configuração de material. Registre quaisquer lacunas entre os tempos reais e os tempos calculados para um acompanhamento a longo prazo. Com a ajuda de dados históricos, você pode aumentar a precisão das suas estimativas em até 72%, em comparação com outros métodos padrão.
Usando software
Aplicativos de calculadora CNC podem gerar estimativas de tempo de atividade mais rapidamente, além de reduzir erros. Ferramentas como a Calculadora de Usinagem Hoffmann e a Calculadora de Maquinista CNC Pro oferecem velocidades, avanços e tempos de corte preferenciais para diferentes operações e materiais.
Resumindo
Para calcular com precisão o tempo de usinagem CNC, você precisa usar as fórmulas corretas. Leve em consideração também o tempo gasto em etapas sem corte e entenda as variáveis de cada operação. A verificação e o registro frequentes dos seus cálculos os tornarão muito mais precisos.
Se você deseja serviços de usinagem CNC para seus projetos, então Richconn é a melhor opção. Você pode entrar em contato conosco a qualquer momento.
Perguntas relacionadas
Sim, podemos. A DFM reduz despesas e minimiza o tempo do ciclo diminuindo o número de estágios, refinando as especificações dos componentes e otimizando o procedimento de fabricação.
Sim. Tolerâncias mais rigorosas podem prolongar o tempo de usinagem. Obter maior precisão geralmente exige o uso de velocidades mais baixas, ferramentas especializadas ou passadas de acabamento adicionais, o que prolonga o tempo total.
Softwares CAM normalmente preveem tempos de ciclo muito precisos para peças complexas. Embora essas estimativas possam ignorar aspectos como trocas de ferramentas, aceleração da máquina ou restrições de equipamentos mais antigos.
Sim. Ao registrar em tempo real com um cronômetro e desenvolver um banco de dados de operações passadas, você pode fazer orçamentos com mais precisão. Essa abordagem utiliza médias reais em vez de saídas de software ou apenas estimativas.
Calculadoras modernas podem adicionar cortes interrompidos em seus cálculos. A precisão depende da qualidade da representação dos detalhes da máquina e das trajetórias das ferramentas pelo software.
Sim, é possível. Executar várias peças na mesma configuração minimiza o tempo gasto com manuseio e ajustes de configuração. Este método reduz o tempo do ciclo e melhora a eficiência de cada componente.
