A usinagem com controle numérico computadorizado (CNC) é um processo de fabricação subtrativo que usa códigos programados para controlar o movimento do eixo da ferramenta. Os códigos programados incluem todos os parâmetros de corte necessários, como movimento da ferramenta de corte, velocidades do fuso, avanços, velocidades de rotação, etc.
É importante considerar estes parâmetros ao desenvolver produtos para operações de usinagem CNC. A otimização de diversas partes do processo de usinagem CNC é garantida por estes parâmetros. A vida útil e o consumo de energia são otimizados pela velocidade de corte. O tempo de processamento e a rugosidade superficial dos produtos acabados são determinados pela velocidade de alimentação.
Portanto, engenheiros e maquinistas precisam conhecer a velocidade de corte e o avanço, saber a diferença entre eles e saber como calcular a velocidade de corte e o avanço. Continue lendo.
Qual é a taxa de alimentação?
Durante uma revolução do fuso, a distância percorrida pela ferramenta de corte é chamada de avanço. Também pode ser chamada de velocidade de engate da ferramenta de corte e geralmente é medida em polegadas/minuto ou milímetros/minuto em operações de fresamento.
Para operações de furação e torneamento, isso pode ser medido em polegadas/rotação ou milímetros/rotação. A variação da velocidade de avanço depende do material da peça bruta (aço, madeira, alumínio, aço inoxidável, etc.), material da ferramenta (ferramenta de corte HSS, cerâmica, cermet, etc.) e outros fatores de corte, como acabamento superficial e características da máquina CNC.
A estética dos produtos processados depende da velocidade de avanço e, portanto, otimizar a velocidade de avanço é crucial nos processos de usinagem CNC.
Seleção da capacidade de transporte ideal
Cada aspecto do processo de usinagem CNC está diretamente relacionado à taxa de avanço, desde a segurança até a produtividade, passando pela vida útil da ferramenta e pela qualidade do produto. Ao escolher a velocidade de alimentação, os seguintes fatores devem ser levados em consideração.
produtividade
Para alcançar maior produtividade, a taxa de avanço pode ser aumentada sacrificando a qualidade da superfície. Em outro caso, a velocidade de corte pode ser aumentada mantendo a taxa de avanço estável.
Acabamento de superfície
Melhor qualidade superficial pode ser alcançada com velocidades de alimentação mais baixas. Uma taxa de avanço aproximada pode ser considerada para corte bruto. Por exemplo, a taxa de avanço para o processo de acabamento pode ser assumida como 0,01-0,05 mm/rot e para o processo de torneamento em desbaste 0,1-0,3 mm/rot.
Limitação de feed
As máquinas-ferramentas disponíveis possuem velocidade de avanço dentro dos limites mínimo e máximo. Estas máquinas-ferramentas não permitem ultrapassar o limite, mas os tornos tradicionais permitem apenas que algumas opções de avanço sejam aplicadas dentro desta faixa.
Geometria da ferramenta de corte
Além do avanço, a qualidade superficial dos produtos também pode ser influenciada pela geometria da ferramenta. Se a geometria permitir, um valor de geometria de ferramenta mais alto pode ser preferido.
Capacidade da máquina-ferramenta
Devido à maior velocidade de avanço, podem ocorrer altas forças de corte e altas vibrações. A velocidade de avanço deve ser selecionada dependendo da absorção e transmissão de altas forças e vibrações pela máquina-ferramenta.
O que é velocidade de corte?
A velocidade relativa entre a ferramenta de corte e a superfície da peça é comumente chamada de velocidade superficial ou velocidade de corte. Também pode ser definido como a distância linear em metros por minuto ou pés por minuto que o material da ferramenta de corte percorre pela superfície da peça em uma operação de corte.
Os principais parâmetros da usinagem CNC, como consumo de energia, temperatura de corte e vida útil da ferramenta, etc., são determinados pela velocidade de corte. Os valores da velocidade de corte variam dependendo do material como aço carbono, aço carbono, alumínio e plástico. Algumas ferramentas ou processos, como ferramentas de rosqueamento e serrilhamento, operam em velocidades de corte mais baixas do que as especificadas.
Seleção da velocidade de corte ideal
Para obter o melhor resultado do processo de usinagem CNC, deve-se garantir a velocidade de corte ideal. A velocidade de corte ideal para um processo de usinagem CNC específico pode ser prevista com base nos seguintes fatores.
Dureza da peça
A resistência de um material à deformação causada por abrasão, indentações e arranhões é comumente chamada de dureza. Durante o processo de usinagem, cuidado especial deve ser tomado com peças mais duras, pois elas podem facilmente afetar o desempenho da ferramenta. Ao usinar um material mais duro, devem ser utilizadas velocidades de corte mais lentas. Por exemplo, o titânio requer uma velocidade de corte mais baixa em comparação com o aço.
A força da ferramenta de corte
Na usinagem, a espessura da aresta de corte desempenha um papel decisivo nas velocidades de corte permitidas. Por exemplo, a usinagem para velocidades de corte mais altas pode usar ferramentas de corte feitas de materiais de alta resistência, como diamante e nitreto de boro e carbono. Para velocidades de corte mais baixas, entretanto, podem ser usadas ferramentas de corte feitas de aço rápido.
vida de serviço
Em velocidades de corte mais altas, os materiais mais macios da ferramenta de corte desgastam-se rapidamente, resultando em menor vida útil da ferramenta. Outro fator crucial na determinação da velocidade de corte é quanto tempo o engenheiro ou maquinista deseja trabalhar com esta ferramenta. Parâmetros como custos de ferramentas e quantidade de peças produzidas são levados em consideração principalmente. Se estes parâmetros estiverem dentro dos limites permitidos, a alta velocidade de corte poderá ser utilizada.
Por que a velocidade e o avanço são importantes na usinagem?
As velocidades e os avanços são importantes na usinagem porque determinam a taxa e a quantidade de material removido.
As velocidades e avanços podem afetar significativamente a vida útil de uma ferramenta.
A diferença entre avanço e velocidade de corte pode ser determinada por um fator crucial chamado temperatura de corte, pois temperaturas de corte mais altas podem afetar negativamente parâmetros como vida útil da ferramenta e rugosidade superficial.
Os efeitos desleixados da velocidade e do avanço não são visíveis em materiais mais macios (alumínio ou resina), onde há muito espaço para erros. No entanto, os efeitos desleixados da velocidade e do avanço são visíveis em materiais mais duros (titânio ou Inconel), onde há uma margem limitada de erro.
Se houver pequenos desvios entre a velocidade e o avanço, a ferramenta de corte quebra rapidamente.
As velocidades e avanços são obrigatórios para obter melhor rugosidade superficial. Quando a máquina funciona com um valor alto de velocidade da ferramenta e do fuso, marcas de trepidação aparecem na superfície do material.
Diferença entre avanço e velocidade de corte
Embora tanto o avanço quanto a velocidade de corte afetem o desempenho geral da máquina, na verdade eles se referem a duas coisas diferentes. Para obter os melhores resultados de sua máquina CNC, é importante entender a diferença entre as duas.
1. A principal diferença entre a taxa de avanço e a velocidade de corte é que a taxa de avanço é a velocidade na qual a ferramenta se move através da peça de trabalho, enquanto a velocidade de corte é a velocidade na qual a aresta de corte da ferramenta se move.
Em outras palavras, a taxa de avanço é uma medida da rapidez com que a ferramenta se move através do material, enquanto a velocidade de corte é uma medida da rapidez com que a ferramenta realmente corta.
2. A velocidade de corte fornece uma geratriz e é geralmente medida em m/min ou pés/min e denotada por Vc. A taxa de avanço fornece uma orientação e é geralmente medida em mm/rev ou mm/min e denotada por s ou f.
3. Durante a usinagem, a velocidade de corte afeta a força de corte e o consumo de energia. No entanto, a velocidade de alimentação não tem influência.
4. A velocidade de corte não desempenha um papel no desvio da direção do cavaco em relação ao ortogonal. Entretanto, a taxa de avanço quase sempre influencia a direção real do cavaco.
5. A temperatura de corte, o desgaste da ferramenta e a vida útil da ferramenta são menos afetados pela velocidade de avanço. No entanto, a velocidade de corte é muito influenciada.
6. A formação de ondas ou marcas de avanço na superfície usinada não afeta diretamente a velocidade de corte. Porém, as marcas onduladas na superfície do produto acabado influenciam diretamente na velocidade de alimentação e, portanto, representam diretamente a rugosidade da superfície.
O seguinte diagrama de velocidade de corte e avanço fornece uma compreensão mais clara das diferenças.
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parâmetro |
velocidade de corte |
taxa de alimentação |
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Gerando e conduzindo |
A linha guia é criada pela velocidade de corte |
A geratriz é criada pelo feed |
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Unidades de movimento e STesouro escondido Fformulário |
Medido em metros por minuto (m/min) ou pés por minuto (ft/min) e denotado por Vc |
Medido em metros por revolução (mpr) ou polegadas por revolução e indicado por s ou f |
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lasca DDireção |
Nenhum efeito se houver um desvio da direção ortogonal do chip |
Afeta a direção real do fluxo de cavacos |
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Corte FEnergia e consumo de energia |
Afeta a força de corte e o consumo de energia |
Nenhuma influência na força de corte e no consumo de energia |
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Rugosidade superficial e linhas onduladas |
Não diretamente conectado aos entalhes ou marcas criadas na superfície usinada |
Conectado diretamente às marcações irregulares na superfície acabada |
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Temperatura de corte, vida útil e desgaste da ferramenta |
Fortemente influenciado |
Menos afetado |
Como são determinados o avanço e a velocidade de corte?
A tabela acima mostra todos os parâmetros necessários para determinar a velocidade de corte e o avanço. A velocidade do fuso é o requisito básico para determinar a velocidade de corte e o avanço. O avanço final pode ser obtido de duas maneiras: primeiro, determinando o avanço por dente e, segundo, determinando este avanço por dente para determinar o avanço da ferramenta.
Outras considerações importantes
Limitação de velocidade do fuso
Os pés de superfície por minuto (SFM) baseados no material e no diâmetro da fresa são necessários para definir a velocidade da fresa em RPM. Às vezes, calcular a velocidade de pequenas ferramentas e/ou certos materiais resulta em uma velocidade irrealizável.
Nesse caso, o operador da máquina deve operar a ferramenta na velocidade máxima da máquina exigida para o diâmetro e manter a carga de cavacos necessária. Desta forma, os parâmetros ideais podem ser alcançados na velocidade máxima da máquina.
Caminho não linear
Em geral, as taxas de avanço são consideradas movimentos lineares, ou seja, distâncias lineares percorridas. Entretanto, existem alguns casos em que as taxas de avanço em um arco ou caminho de interpolação circular (diâmetro externo ou diâmetro interno) são levadas em consideração. À medida que a profundidade de corte aumenta, o ângulo de pressão da ferramenta aumenta, resultando em um caminho não linear. O engate da ferramenta é maior nos cantos internos do que nos cantos externos.
Interação entre velocidade de corte e avanço
Durante a usinagem, a ferramenta de corte compacta a superfície da peça e remove uma fina camada de material na forma de cavacos. A velocidade relativa entre a peça de trabalho e a fresa é desejada para transmitir a força de pressão necessária. A velocidade relativa primária foi gerada pela velocidade de corte, o que ajuda a visualizar a remoção de material.
Para levar em conta o material removido de toda a superfície da peça, a fresa ou peça deve ser alimentada com outro movimento síncrono, o chamado movimento de avanço (que varia dependendo do processo de fresagem), na direção pretendida. Estas ações simultâneas de avanço e velocidade de corte juntamente com o movimento de avanço atendem aos requisitos básicos da usinagem.
Diploma
As velocidades e avanços são necessários para otimizar as diferentes partes dos parâmetros de usinagem CNC, como vida útil da ferramenta, consumo de energia, tempo e rugosidade. A interação entre velocidade de corte e avanço é de grande benefício para a produção de peças usinadas CNC. Para determinar as velocidades e avanços, engenheiros e maquinistas devem entendê-los completamente.
Perguntas frequentes
A velocidade de corte e o avanço são iguais?
Não, a velocidade de corte e o avanço não são iguais. A velocidade de corte é a velocidade na qual a ferramenta de corte se move através do material que está sendo cortado. A taxa de avanço é a velocidade na qual o material a ser cortado passa pela ferramenta de corte.
O que significa SFM em usinagem?
SFM, também chamada de velocidade superficial, significa pés superficiais por minuto e é uma unidade de medida comum para velocidade de corte na usinagem. Indica o número de pés que uma ferramenta pode percorrer sobre uma peça de trabalho em um minuto. Quanto maior o valor SFM, mais rápida será a velocidade de corte.
Por que engenheiros e maquinistas precisam considerar velocidades de corte e taxas de avanço na usinagem CNC?
Engenheiros e operadores de máquinas precisam considerar as velocidades de corte e as taxas de avanço durante a usinagem CNC, pois elas afetam diretamente a qualidade do produto final. Se a velocidade de corte for muito lenta, o material não será cortado corretamente e há risco de rebarbas ou outras imperfeições.
