In usinagem CNC, sabendo taxa de alimentação e velocidade de corte é a chave para o topo eficiência de usinagem. Esses dois importantes parâmetros de usinagem são a base para fazer peças precisas e aumentar a produtividade. Neste guia, explorarei o que são, por que são importantes e como funcionam juntos. Ao melhorar nisso, espero melhorar minhas habilidades em CNC e obter resultados consistentes e de alta qualidade.
O que é taxa de alimentação?
A taxa de avanço mostra o quão rápido uma ferramenta de corte se move através do material durante a usinagem. Os maquinistas a medem em milímetros por minuto (mm/min) ou polegadas por minuto (IPM). Essa velocidade afeta a qualidade da superfície acabada e a taxa de remoção do material também.
O que é velocidade de corte?
A velocidade de corte nos diz o quão rápido a peça de trabalho e a ferramenta se movem em relação uma à outra durante a usinagem. Ela é medida em pés por minuto (ft/min) ou metros por minuto (m/min). Ela afeta o quão quente o processo fica, quanto tempo as ferramentas duram e quão lisa a superfície final se torna.
Principais fatores para maquinistas na determinação da melhor taxa de avanço:
Vários fatores importantes devem ser considerados quando você tiver que selecionar a taxa de alimentação correta.
1. Acabamento de superfície
A taxa de avanço que você escolher afetará diretamente a suavidade da sua superfície final. Taxas de avanço mais lentas entre 0.01 a 0.05 mm/rev criam superfícies mais suaves, perfeitas para trabalhos de acabamento. Taxas mais rápidas deixam marcas mais visíveis na superfície.
2. Produtividade
Taxas de avanço mais altas aumentam a produção e removem o material mais rápido. Para cortes grosseiros normais, taxas de avanço de 0.05 a 0.5 mm/rev funcionarão melhor para aumentar a produção e as ferramentas também permanecerão em boas condições. Mas lembre-se de que taxas mais rápidas nem sempre são melhores, pois você precisa equilibrar a velocidade com o desgaste da ferramenta e a qualidade da superfície.
3. Limite de taxa de alimentação
Cada máquina tem seu limite de quão rápido pode operar. Por isso, tornos básicos oferecem menos opções de velocidade. Por outro lado, máquinas CNC têm velocidades ajustáveis entre 20 a 200 m/min, o que depende do que você está fazendo.
4. Largura do corte
Se a taxa de avanço mudar, a largura do seu corte também mudará. Você pode aumentar as taxas de avanço quando tiver que cortar a peça de trabalho com menos da metade do diâmetro da ferramenta. Cortes com largura maior precisam de menos taxas de avanço para economizar suas ferramentas e remover o material completamente.
5. Capacidade de Máquinas-ferramentas
Maiores taxas de avanço causarão mais vibração durante o corte. Cada máquina tem certos limites sobre quanta vibração ela pode suportar. Você deve combinar sua taxa de avanço com o que sua máquina pode suportar com segurança para evitar problemas.
6. Geometria da ferramenta de corte
O design e o formato da ferramenta de corte afetam a taxa de avanço. Ferramentas feitas de materiais mais duros, como carboneto, podem lidar com taxas de avanço mais altas. O número de arestas de corte também importa, pois decide a quantidade de material que você pode remover facilmente.
Como decidir a velocidade de corte ideal?
Escolher a velocidade de corte correta é importante em operações de usinagem. Muitos aspectos trabalham juntos para encontrar a melhor velocidade de corte para sua peça de trabalho específica
Resistência da ferramenta de corte
A resistência do material da sua ferramenta de corte define o limite máximo de velocidade para uma operação segura. Ferramentas modernas como Nitreto de Boro Cúbico (CBN) e Diamante Policristalino (PCD) pode trabalhar 5 vezes mais rápido do que o aço rápido (HSS). As ferramentas de carboneto também trabalham 3 vezes mais rápido do que a velocidade das ferramentas HSS. Suas ferramentas precisam de resistência ao calor e dureza extraordinárias para durar mais, pois a velocidade rápida resultará em mais calor e vibração.
Dureza da peça de trabalho
A dureza do material da sua peça de trabalho também afeta a seleção da velocidade. Você precisará cortar materiais duros, como titânio, em velocidades mais lentas, geralmente abaixo de 60 m/min. Materiais macios, como alumínio, podem suportar velocidades de até 500 m/min. Isso indica que materiais duros precisam de velocidades de corte lentas para evitar que suas ferramentas se desgastem muito rapidamente.
Vida útil da ferramenta
Sua escolha de velocidade de corte afeta diretamente a longevidade da ferramenta. O calor se acumula mais rápido em alta velocidade, o que resulta em desgaste da ferramenta mais rápido. Um corte muito lento também pode danificar as ferramentas ou tornar o processo de corte menos produtivo. A melhor abordagem é encontrar uma velocidade que lhe dê boa produtividade e faça suas ferramentas durarem mais.
Material da ferramenta de corte
Diferentes materiais de ferramentas podem lidar com diferentes velocidades máximas. Ferramentas HSS funcionam melhor entre 20 a 40 m/min, enquanto ferramentas de carboneto podem trabalhar muito mais rápido, ou seja, até 200 m/min. Para produção em larga escala, materiais modernos como ferramentas de diamante e boro cúbico são úteis, pois podem lidar com velocidades de cerca de 500 m/min.
Diferenças entre taxa de avanço e velocidade de corte
A taxa de avanço e a velocidade de corte são usadas para finalidades diferentes e afetam as operações de usinagem de maneiras distintas.
- Unidades de medida: As unidades para taxas de avanço são milímetros por minuto (mm/min) ou polegadas por minuto (IPM) e, para velocidade de corte, são metros por minuto (m/min) ou pés de superfície por minuto (SFM).
- Tipo de movimento: O movimento giratório da ferramenta define a velocidade de corte. Por outro lado, a taxa de avanço é o movimento da peça de trabalho em linha reta.
- Impacto no material: A taxa de avanço afeta a qualidade da superfície acabada e como os cavacos se formam. A velocidade de corte desgasta as ferramentas devido à geração de calor.
- Tipo de operação: No torneamento, a taxa de avanço muda com base no estágio da usinagem em que você está, mas a velocidade de corte permanece a mesma
- Qualidade da superfície: A taxa de avanço cria padrões particulares na superfície acabada. Ao contrário, o calor da velocidade de corte afeta o quão lisa a superfície se torna.
- Controle do processo: Taxa de alimentação define quanto material a ferramenta retira em cada passagem. E a velocidade com que o material é removido depende de velocidade de corte.
- Ajuste de Parâmetros: A taxa de avanço é controlada pela mudança do movimento do eixo. Enquanto no caso da velocidade de corte, a velocidade do fuso a ajusta.
- Vida útil da ferramenta: Altas taxas de avanço podem quebrar ferramentas devido ao estresse mecânico. Altas velocidades de corte causam danos causados pelo calor nas ferramentas.
- Equilíbrio de produtividade: A taxa de avanço controla a quantidade de material removido e a velocidade de corte decide a rapidez com que a máquina trabalha.
- Limitações da máquina: A capacidade da máquina de se mover ao longo de seu eixo restringe a taxa de avanço. E a potência do fuso limita a velocidade de corte.
| Parâmetro | Taxa de alimentação | velocidade de corte |
|---|---|---|
| Unidades de medida | IPM ou mm/min | SFM ou m/min |
| Tipo de movimento | Movimento linear da peça de trabalho | Movimento de rotação da ferramenta |
| Tipo de operação | Varia de acordo com o estágio | Permanece constante |
| Impacto do material | Afeta o acabamento da superfície | Gera desgaste da ferramenta |
| Qualidade da Superfície | Cria padrões de superfície | Afeta a suavidade da superfície |
| Controlo do processo | Material por passe | Taxa de remoção de material |
| Ajuste de Parâmetro | Controle de movimento do eixo | Ajuste de velocidade do fuso |
| Vida útil da ferramenta | Danos por estresse mecânico | Desgaste relacionado ao calor |
| Equilíbrio de produtividade | Controle de volume de material | Produtividade de usinagem |
| Limitações da Máquina | Capacidade de movimento do eixo | Limite de potência do fuso |
Como calcular a taxa de avanço em operações de usinagem?
O cálculo da taxa de avanço usa uma fórmula simples: Taxa de avanço = (Velocidade do fuso × Número de canais) / 1000. Para operações de torneamento, medimos a taxa de avanço em milímetros por revolução ou polegadas por revolução. Seu cálculo final deve considerar três aspectos principais, ou seja, tipo de ferramenta, material da peça de trabalho e acabamento de superfície exigido.
Qual é a fórmula para calcular a velocidade de corte?
Os cálculos de velocidade de corte diferem com base no seu sistema de medição. Para unidades métricas, use:
Vc = (π × D × N) / 1000
Onde: Vc = Velocidade de corte (m/min),
π = Pi (aproximadamente 3.14159),
D = Diâmetro da peça (mm),
N = Velocidade do fuso (rpm)
Para medidas imperiais, esta fórmula muda para:
Vc = (π × D × N) / 12
Onde: Vc = Velocidade de corte (SFM),
D = Diâmetro da peça de trabalho (polegadas)
Nota: Use o diâmetro da ferramenta em vez do diâmetro da peça de trabalho nesses cálculos durante o fresamento.
Determinando a velocidade de corte versus taxa de avanço
O equilíbrio certo entre a velocidade de corte e a determinação da taxa de avanço começa com a seleção da profundidade de corte adequada. Essa escolha depende das qualidades e do material da sua ferramenta. Defina sua taxa de avanço com base na estabilidade da sua máquina e no acabamento de superfície desejado. A velocidade de corte deve ser alterada depois disso para que o material possa ser removido da melhor maneira e a vida útil da ferramenta possa ser maximizada. Lembre-se, materiais duros precisam de configurações baixas para esses parâmetros e materiais macios podem lidar com valores mais altos. Essas alterações ajudam a controlar o calor e a formação adequada de cavacos.
Interação entre taxa de avanço e velocidade de corte
Existem dois movimentos principais no processo de corte. A velocidade de corte inicia o movimento principal que remove o material por meio da força compressiva. A taxa de avanço controla o movimento da ferramenta na superfície da peça de trabalho. Esses movimentos se unem para formar cavacos contínuos. Cada tipo de operação de usinagem precisa de diferentes intensidades de movimento de avanço para obter os melhores resultados.
Caminho não linear
As taxas de avanço geralmente se movem em linhas retas durante a usinagem, mas no caso de cortes circulares ou em arco, a ferramenta segue caminhos curvos. Essa mudança na trajetória aumenta conforme a profundidade do corte aumenta. O ângulo de contato da ferramenta com o material se torna maior, em particular para cortar cantos internos. A ferramenta entra em contato mais com o material aqui em comparação com os cantos externos. Essas variações afetam diretamente a qualidade do acabamento da superfície e a precisão do corte.
Conclusão
O equilíbrio certo entre velocidade de corte e taxa de avanço leva a uma usinagem bem-sucedida. Você deve conhecer muitos aspectos, como o material da peça de trabalho, o design da ferramenta de corte e a capacidade da máquina de manusear o material. Você pode fazer a melhor usinagem quando realmente sabe como esses dois funcionam juntos.
Perguntas Frequentes
Como a velocidade de corte e a taxa de avanço afetam a qualidade e a produtividade da usinagem CNC?
A combinação de velocidade de corte e taxa de avanço determina a rapidez com que você pode remover o material e o tipo de acabamento de superfície que você obterá. Velocidade rápida pode aumentar as taxas de produção, mas isso pode desgastar as ferramentas mais rapidamente. Para obter os melhores resultados, escolha taxas de avanço que equilibrem a qualidade da superfície e a velocidade dentro das capacidades da sua máquina.
Como a espessura do cavaco é afetada por mudanças na taxa de avanço?
A taxa de avanço afeta diretamente a espessura do cavaco, pois taxas de avanço rápidas criam cavacos mais rígidos e espessos que quebrarão mais facilmente. Os cavacos se tornam elásticos e mais finos quando você diminui a taxa de avanço. Isso os torna mais difíceis de quebrar de forma limpa. Essas mudanças afetarão a qualidade final da superfície e a taxa de remoção.
Qual material suporta a maior velocidade de corte para melhor resultado de usinagem?
Em materiais comuns, o alumínio permite as velocidades de corte mais rápidas. Você pode usiná-lo em 100 a 500 SFM porque é fácil de cortar e é macio.
Quais são as consequências de usar uma velocidade de corte muito alta?
Operar sua máquina muito rápido pode causar excesso de calor. Isso pode iniciar muitos problemas, como sua peça de trabalho pode ser danificada pelo calor, suas ferramentas podem se desgastar rapidamente e o acabamento da superfície também sofrerá. Isso aumentará suas despesas.
