A usinagem CNC tem tudo a ver com controle. É um tipo de manufatura em que computadores controlam máquinas-ferramentas para produzir peças. Garantir que a máquina corte os materiais corretamente envolve dizer a ela como se mover e onde cortar. Esses comandos são os parâmetros da máquina CNC. Em termos simples, os parâmetros são as principais variáveis que definem o processo de corte. Eles concretizam um conceito de projeto, ajudando a direcionar a máquina. As tolerâncias acima são as melhores para o projeto da peça e os requisitos técnicos no desenho usinado CNC ou no desenho técnico.
Por que as configurações são tão importantes? Certamente, um parâmetro incorreto pode danificar componentes ou fresas de encaixe. Há vários motivos para otimizar os parâmetros do processo de usinagem CNC. Isso pode proporcionar precisão e exatidão. As peças correspondem ao projeto. Afeta a qualidade do acabamento superficial. Parâmetros corretos aumentam a vida útil da ferramenta.
As condições otimizadas garantirão a capacidade de fabricação do processo. Elas permitem uma alta Taxa de Remoção de Material (MRR). Isso significa uma fabricação de peças mais rápida. Os engenheiros sabem disso: a busca por parâmetros ideais é fundamental para uma produção econômica em qualquer usinagem CNC. É útil para o cumprimento das especificações e tolerâncias exigidas.
Você encontrará alguns parâmetros importantes aqui. Os principais são a velocidade do fuso, a taxa de avanço, a profundidade de corte e a velocidade de corte. Essas são ferramentas básicas e essenciais para realizar o corte. A taxa de mergulho, o passo lateral e a carga de cavacos são seus parâmetros secundários. Também sabemos sobre fluido de arrefecimento e lubrificação.
Este ponto é crucial: todos os parâmetros estão interligados. Há muitos fatores que os afetam, como o material da peça, o material e a geometria da ferramenta, e as especificações da peça. Compreender esses fatores é importante para engenheiros, ferramenteiros e maquinistas.
Estes são os parâmetros mais frequentes. Dominá-los é fundamental para o Processo CNC.
O que é Velocidade do fuso? É a velocidade de rotação do fuso da máquina, medida em RPM. A ferramenta gira no fuso. O controle da máquina define a RPM com base na necessidade Velocidade de corte e diâmetro da ferramenta. O RPM é calculado usando a Velocidade de Corte (SFM ou m/min) e o diâmetro. Para SFM: RPM = (Velocidade de Corte * 12) / (π * Diâmetro da Ferramenta em polegadas). Este ponto é importante: o cálculo correto é vital para um corte eficaz e para alcançar intenção do projeto.
A velocidade do fuso está diretamente relacionada à velocidade de corte, que é a taxa na qual a aresta da ferramenta atravessa o material. Quanto maior a rotação, mais rápido a serra cortará. Se a velocidade for muito baixa, ocorrerão fricção, calor e desgaste. Uma velocidade excessiva também produz calor, o que leva à quebra da ferramenta ou à queima do material. O avanço adequado afeta a vida útil da ferramenta, o acabamento superficial e a taxa de retrabalho (MRR), enquanto a velocidade adequada também afeta esses fatores.
A velocidade do fuso é influenciada pelo material da peça (peças mais duras requerem velocidades mais baixas). O material também importa — o metal duro pode suportar velocidades mais altas do que o aço rápido (HSS). O diâmetro da ferramenta é um fator importante, pois é necessário operar ferramentas maiores mais lentamente para obter a mesma velocidade de corte. A fixação do trabalho e a rigidez da máquina também são importantes; a rigidez da máquina é fundamental para altas rotações sem vibração.
A taxa de avanço é a velocidade com que a ferramenta penetra no material. É usada para calcular a taxa de remoção de material com base em revoluções ou distância. As unidades são distância por movimento linear (polegadas/min) ou por movimento circular (polegadas/rotação). Para fresamento, está relacionada à carga de cavacos.
Conexão com Chip Load
A taxa de avanço está de alguma forma relacionada à carga de cavacos, que é a espessura do material removido por aresta de uma ferramenta por revolução. Carga de cavacos = (Taxa de avanço por revolução) / (Número de arestas de corte). A carga de cavacos ideal remove o calor e limpa os cavacos, tornando o corte em sua oficina mais seguro e fácil.
Se a taxa de avanço for muito baixa, haverá atrito, aquecimento e desgaste. Quando a taxa de avanço é muito alta, a ferramenta fica sujeita a sobrecarga e quebra. Os engenheiros sabem disso: equilibrar essas partes corretamente é essencial para um corte eficiente, assim como para a precisão e a exatidão.
Efeito no acabamento da superfície, vida útil da ferramenta e MRR
A taxa de avanço afeta diversas variáveis de resposta. Uma taxa de avanço mais baixa (dentro da faixa) proporciona um acabamento superficial liso. Vida útil da ferramenta: a carga de cavacos pode afetar a vida útil da ferramenta; uma carga de cavacos adequada produz cavacos de melhor qualidade, que removem o calor e protegem a aresta de corte. Durante o desbaste, como a taxa de avanço é alta, a MRR (Taxa de Remoção de Material) resulta em taxas de desbaste mais altas.
Termos de seleção para taxa de alimentação
Você escolhe a taxa de avanço com base no material da peça (a dureza afeta a velocidade segura). O ferramental (material, canais, diâmetro, revestimento, geometria da ferramenta de corte) influencia a carga de cavacos recomendada. A carga da ferramenta é influenciada pela profundidade de corte e pelo passo lateral.
A rigidez da máquina também é importante; configurações menos rígidas podem ressoar em avanços mais altos, causando trepidação ou acabamento ruim. A fixação e a fixação desempenham um papel importante aqui.
Definição e Tipos
Profundidade de Corte é a quantidade de material removida em uma única passagem. Em fresamento, são Profundidade de Corte Axial (abaixo) ou Profundidade de Corte Radial (lateral). Passo Lateral é a profundidade de corte radial em passagens de largura total na produção de peças na maioria das oficinas CNC.
Efeito na carga da ferramenta, deflexão e tempo de usinagem
A carga na ferramenta depende da profundidade de corte; quanto maior o corte, mais material é removido por vez, portanto, a carga é imposta à ferramenta e ao fuso (potência do fuso). Cargas mais altas podem levar à deflexão da ferramenta e, consequentemente, afetar a precisão dimensional e as tolerâncias. Ferramentas mais longas defletem mais. No entanto, uma profundidade maior resulta em um menor número de passes no acabamento fino, diminuindo assim o tempo de usinagem e aumentando a taxa de remoção de material.
Fatores de influência na decisão de profundidade de corte
A seleção da profundidade de corte depende da rigidez e da potência da máquina; a máquina deve ter capacidade de suportar força, e o fuso deve ter potência (limitações de torque).
O tamanho e o comprimento da ferramenta são importantes: ferramentas maiores/menores são melhores para cortes mais profundos. Material da peça (mais dura requer menos cortes). Resistência da fixação e fixação para evitar vibração/deslocamento. Os resultados de usinagem desejados são importantes; o desbaste requer profundidades maiores para velocidade, o acabamento requer profundidades mais leves para precisão e acabamento.
Definição e Velocidade do Fuso e Diâmetro da Ferramenta
A velocidade de corte é a velocidade com que a aresta de corte da ferramenta passa sobre o material. Construída em SFM ou m/min. Ela é derivada da velocidade do fuso e do diâmetro da ferramenta. Exemplo: SFM = (RPM π Diâmetro da ferramenta polegadas) / 12. Ferramentas menores também precisam de RPM mais altas com a mesma velocidade de corte.
Importância da eficácia do corte de material
A velocidade de corte é fundamental quando se trata de corte. Velocidades baixas não são boas, pois produzem atrito, calor e desgaste. Velocidades muito altas geram uma borda aquecida e as ferramentas falham rapidamente. A velocidade de corte adequada, geralmente obtida a partir das recomendações do fabricante da ferramenta, proporciona boa vida útil da ferramenta e um corte eficiente com base na boa qualidade.
Fatores que afetam a escolha da velocidade de corte (material, ferramentas)
Resistência do material da ferramenta à condição térmica; o carboneto apresenta melhor desgaste do que o aço rápido (HSS) em velocidades mais altas. O líquido de arrefecimento e a lubrificação permitem maior velocidade, controlando o calor. A rigidez da máquina também é um fator: a vibração pode exigir uma velocidade de corte mais lenta.
Definições e significado
A taxa de mergulho refere-se a qualquer momento em que a ferramenta se move axialmente – para baixo – no material, e à velocidade com que a ferramenta se move. Isso é importante ao mergulhar em um corte. Normalmente, é mais lenta do que a taxa de avanço lateral.
Efeito na ferramenta e na peça de trabalho
Muitas ferramentas não são projetadas para mergulho agressivo, a menos que tenham uma geometria de ferramenta de corte específica para acomodar tal operação. Taxas de Mergulho Falsas lascam/quebram a ponta da ferramenta ou superaquecem a peça, resultando em endurecimento/derretimento do material. Seja paciente ao ajustar as taxas de mergulho, especialmente em materiais duros.
Definição e sua influência no tempo de usinagem e acabamento superficial
O passo sobreposto é usado em fresamento. Trata-se da distância lateral que a fresa percorre de uma passada a outra ao limpar uma área. É uma forma de DoC radial. Um passo sobreposto maior remove mais material mais rapidamente, aumentando assim a Taxa de Remoção de Material e, consequentemente, reduzindo o Tempo de Usinagem. À medida que o passo sobreposto aumenta, também aumentam as cúspides em um Acabamento de Superfície, que pode ser muito áspero.
Taxa de avanço (por dente)
Quantidade de material que uma broca remove a cada rotação do fuso. Carga de cavacos = (Avanço por rotação) / (Número de arestas de corte). Este ponto é fundamental: é a espessura real dos cavacos.
A formação ideal de cavacos e sua importância
A formação ideal de cavacos é essencial para a produtividade e a vida útil da ferramenta. Boa Evacuação de Cavaletes – Um cavaco adequado evacua o calor, abrindo caminho pela zona de corte e quebrando previsivelmente. Uma carga de cavacos muito baixa resulta em atrito, calor e desgaste. Carga excessiva sobrecarrega a ferramenta, causa vibração ou quebra. Os engenheiros entendem isso: observar o cavaco leva você às configurações corretas; a ferramenta se comunica por meio de cavacos.
Processo de Corte - Refrigerante e Lubrificação. Na fabricação, o objetivo é controlar o ambiente de corte, ou seja, controlar os cavacos produzidos. Os refrigerantes regulam a temperatura, enquanto o corte produz calor, e quaisquer flutuações de temperatura podem prejudicar a integridade da ferramenta e do material trabalhado. Os lubrificantes reduzem o atrito.
Efeito no acabamento da superfície e na vida útil da ferramenta
Efeitos da refrigeração e lubrificação adequadas nos resultados de usinagem pretendidos. Melhora o acabamento superficial, reduzindo o calor/atrito (soldagem por cavacos), que causa manchas/aresta postiça. Aumenta a vida útil da ferramenta, evitando o aquecimento da aresta. Promove a precisão dimensional, pois não expande nem deforma.
Em todas as oficinas de usinagem CNC, os parâmetros são limitados pela máquina. A potência do fuso e os limites de torque são críticos — o fuso deve ser mantido na velocidade do fuso/velocidade de corte sob carga. A profundidade de corte e a taxa de avanço sofrem devido à falta de potência.
A rigidez da máquina é importante: você quer uma máquina que não ceda sob pressão. De "menos" rigidez, resulta "mais" vibração (vibração) — e, portanto, menos valores de parâmetros para acabamento superficial, vida útil da ferramenta e precisão. A fixação e a fixação também contribuem para a rigidez geral.
E a forma como a peça é fixada é igualmente crucial para o sucesso do trabalho CNC. 3) A fixação e a fixação devem travar a peça. Se a peça vibrar sob as forças de corte, ocorrerão trepidações, além de acabamento superficial de baixa qualidade e dimensões imprecisas que impedirão que qualquer tolerância seja mantida.
A fixação segura é vital. Verifique se as braçadeiras não estão no caminho da ferramenta e se seguram a peça decentemente, sem deformá-la; a deformação resulta em características falsas após a desfixação. E isso é crucial: uma fixação inadequada danifica as peças e desperdiça material, o que frustra o propósito da fabricação.
Parâmetros não funcionam sozinhos. Altere um e você impactará os outros e o resultado. Se você estiver trabalhando cada vez mais rápido, precisará alterar a Taxa de Avanço para manter a Carga de Cavalete correta. Uma Profundidade de Corte maior pode exigir uma Taxa de Avanço menor para controlar Q=carga. A compreensão das interações é a base da otimização para o equilíbrio entre velocidade, vida útil da ferramenta e qualidade.
A taxa de avanço e a geometria da ponta da ferramenta têm efeitos significativos na rugosidade da superfície (Ra). Uma taxa de avanço menor por rotação cria menos cúspides, o que resulta em um acabamento mais fino (Ra menor). A velocidade de corte e o fluido de arrefecimento ajudam a reduzir o calor/atrito na superfície polida.
Todos os parâmetros influenciam o desgaste e a vida útil da ferramenta. Desgaste térmico em altas velocidades de corte. Carga de cavacos incorreta (velocidade de avanço), que leva ao desgaste por atrito ou até mesmo à explosão. Um valor de profundidade de corte e avanço muito alto leva à sobrecarga da ferramenta. O uso do fluido de arrefecimento/lubrificante correto pode reduzir ainda mais o calor/atrito, aumentando a vida útil da ferramenta. Os engenheiros entendem: você obtém o equilíbrio certo entre vida útil da ferramenta e MRR sem desperdício, economizando dinheiro.
Precisão dimensional e erro de forma. A precisão dimensional e o erro de forma estão relacionados à deflexão e vibração da ferramenta. Forças elevadas da profundidade de corte/velocidade de avanço forçam a deflexão, causando tamanhos/formatos falsos fora das especificações. Ruídos de parâmetros/rigidez afetam o acabamento da superfície e a forma. A seleção de parâmetros e o corte estável são essenciais para especificações rigorosas. Mantenha o foco no mínimo de força/vibração possível ao finalizar cortes complexos.
As forças de corte aumentam com DOC e FR. Vibração (Chatteris) é importante quando as forças são grandes. A velocidade de corte também é importante; a trepidação ocorre ao cortar compensado a uma determinada velocidade. Essas forças são neutralizadas pela rigidez da máquina e pela fixação e fixação seguras. Os parâmetros corretos podem reduzir a força e a vibração instigadas para um corte estável.
O Tempo de Usinagem é a função linear da Taxa de Avanço e da Profundidade de Corte. (Quanto maiores as taxas/profundidades, mais rápida a remoção de material (MRR) e menor o tempo de corte.) Isso deve comprometer a vida útil da ferramenta e os requisitos de acabamento. Ferramentas que quebram, peças que você acaba descartando (precisão ilegível/acabamento superficial ruim) e baixa MRR (taxa de remoção de material) consomem custos. Parâmetros balanceados minimizam o custo por peça em uma oficina CNC.
Comece com alguns números fornecidos por fabricantes de ferramentas, em algum lugar. Velocidades de corte e avanços de combinações de materiais de ferramentas são sugeridos. Diretrizes também vêm de fabricantes de máquinas. Essas são ótimas fontes de partida. Bancos de dados online também ajudam. Use-os como guia.
Subtraímos as duas primeiras equações e somamos 2 vezes a terceira equação para obter 0 = 0, mostrando que este sistema não tem soluções (muito menos uma solução única).
Aplique a Velocidade do Fuso a partir da Velocidade de Corte/diâmetro e a Carga de Cavaco a partir da Taxa de Avanço/canais. Tudo isso o coloca na vizinhança correta. É vital entender essas relações matemáticas. Os engenheiros têm entendido: a matemática pode orientar a configuração de parâmetros na usinagem CNC.
Tentar funciona. Faça cortes de teste em sucata. Comece de forma conservadora (velocidade/avanço menores, profundidade moderada). Aumente gradualmente os fatores nos argumentos. Ajuste o nível de ruído (o corte deve ser suave). Observe as lascas. Verifique o acabamento da superfície. Você precisará realizar testes empíricos para ajustar as configurações ao seu ambiente. Tenha paciência. Faça pequenas mudanças impulsivas.
O software CAN é poderoso. Ele deriva alguns parâmetros dos dados incorporados. Ferramentas, materiais definidos e sugere velocidades/avanços. Outros replicam cortes para detectar problemas antes de qualquer corte. Aqui está o ponto-chave: o CAM torna os cálculos e exibições de simplificação, e a usinagem um melhor ponto de referência de projeto.
Para trabalhos de alto volume, existem métodos avançados. Os testes de Design de Experimentos (DOE) modelam interações organizadas por parâmetros. A IA/ML analisa para prever quais parâmetros funcionam melhor. Estes métodos são para usuários avançados, mas demonstram o potencial ilimitado de desempenho. Busque insights em seus dados.
Como aplicar esse conhecimento ao chão de fábrica de uma oficina de usinagem CNC? A seguir, as melhores práticas.
Novos materiais, ferramentas ou operações? Comece devagar. Use velocidades de corte/avanços mais lentos do que o estimado. Profundidade de corte moderada. Ferramenta—Peça—Máquina—tudo mais seguro pode aumentar posteriormente. Mais difícil de consertar x ferramenta quebrada/peça destruída. Comece em um lugar seguro.
Use os sentidos. O som diz muito. Um som suave é bom. Um chiado é fricção/calor. Batidas são vibração. Observe as lascas. Elas estão se enrolando, quebrando bem? Ou poeira, ninhos longos, cacos? A aparência das lascas indica a taxa de alimentação/carga das lascas. E observe as características do som e das lascas.
Inspecione visualmente a ferramenta com frequência, principalmente durante a montagem ou a produção. Observe as arestas de corte. Desgaste uniforme? Lascamento? Aresta postiça? Desgaste rápido indica que o ajuste dos parâmetros é essencial para uma maior vida útil da ferramenta. A observação da atividade contínua pode revelar impactos a longo prazo. Observe as características da ferramenta.
Mantenha registros! Para cada execução bem-sucedida, registre os valores de: material, ferramental, operação, configurações e resultados. Crie seu banco de dados de configurações comprovadas para sua máquina/oficina. Economiza tempo e evita erros. Incrível. Cada detalhe importa quando se trata de melhoria de processos.
As especificações de usinagem CNC são a base da precisão da peça. São muito mais do que um número; são o fator determinante da qualidade, da vida útil da ferramenta, da eficiência e, por fim, do custo. Aperfeiçoá-las envolve conhecer: o material da peça, as ferramentas utilizadas, as capacidades da máquina, o trabalho que mantém tudo unido e o que devemos esperar do resultado do produto.
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