Você é um mecânico CNC ou um operador que procura otimizar seus processos de usinagem para maior eficiência e produtividade? Um fator crítico que pode impactar significativamente seus resultados é velocidade de superfície CNC. No entanto, entender e utilizar efetivamente a velocidade de superfície pode ser um desafio para muitos na indústria.
Portanto, neste guia abrangente, discutiremos a velocidade de superfície do CNC, os fatores que afetam a velocidade, sua importância, seus impactos e como medir ou monitorar a velocidade de superfície do CNC.
Ao entender o conceito de velocidade de superfície, você obterá informações valiosas sobre como ela influencia as taxas de remoção de material, a vida útil da ferramenta e os acabamentos de superfície.
Então vamos começar.
A velocidade de superfície CNC refere-se à velocidade na qual uma ferramenta de corte ou peça de trabalho se move pela superfície durante a usinagem CNC. É medido em unidades como pés de superfície por minuto (SFM) ou polegadas por minuto (in/min).
A velocidade da superfície desempenha um papel significativo na determinação da rapidez com que o material é removido e na qualidade geral da superfície usinada.
Para entender o conceito, vamos dar um exemplo de um torno CNC cortando uma haste de metal. A velocidade da superfície seria a rapidez com que a ferramenta de corte se move ao longo da superfície da haste enquanto remove o material para moldá-la. Se a velocidade da superfície for alta, a ferramenta se moverá rapidamente, resultando em uma remoção de material mais rápida. Isso pode ser comparado a uma faca afiada cortando um vegetal macio com movimentos rápidos.
Por outro lado, uma velocidade de superfície mais baixa significa que a ferramenta se move mais lentamente, resultando em uma taxa mais lenta de remoção de material, semelhante ao corte de um vegetal com uma faca cega.
É por isso que escolher a velocidade de superfície correta é crucial porque afeta vários fatores importantes na usinagem CNC.
Em primeiro lugar, determina a taxa na qual o material é removido. Velocidades de superfície mais altas levam a uma remoção de material mais rápida, o que pode ser benéfico ao usinar grandes volumes de material. No entanto, se a velocidade da superfície for muito alta, pode causar acúmulo excessivo de calor e desgaste da ferramenta, afetando a vida útil da ferramenta e a qualidade da superfície usinada.
Por outro lado, velocidades de superfície mais baixas podem ser apropriadas para obter acabamentos mais finos ou trabalhar com materiais delicados que requerem mais precisão e controle.
Então, ajustando a velocidade da superfície, Maquinistas CNC pode alcançar o equilíbrio desejado entre a taxa de remoção de material e a qualidade da superfície.
No entanto, existem alguns fatores que podem afetar a Velocidade de Superfície do CNC. E é importante entender esses fatores para aproveitar ao máximo o processo de usinagem.
Como dissemos anteriormente, existem vários fatores que afetam a Velocidade de Superfície do CNC. Aqui estão os mais importantes que você deve saber.
A forma e o design da ferramenta de corte podem afetar a velocidade da superfície. Diferentes geometrias de ferramentas, como o número e o ângulo das arestas de corte, podem influenciar a eficiência e o desempenho da ferramenta. Certas geometrias podem permitir velocidades de superfície mais altas, enquanto outras podem exigir ajustes para manter as condições ideais de corte.
A composição do material da ferramenta de corte pode influenciar a velocidade da superfície. As ferramentas feitas de materiais mais duros podem suportar velocidades de superfície mais altas sem desgaste excessivo. Por outro lado, materiais de ferramenta mais macios podem exigir velocidades de superfície mais baixas para evitar falha prematura da ferramenta.
Dureza a riscos de alguns materiais de ferramentas de corte e outros materiais comuns:
| Material | Dureza |
| Diamante | 10 |
| cerâmica | 9.5 |
| carboneto de silício | 9.5 |
| Óxido de alumínio | 9.2 |
| Carboneto de tungstênio | 8.5 |
| HSS | 7 |
| Lima de Aço | 6.5 |
| Vidro | 6 |
| Plástico | 3.5 |
| Unha da mão | 2.5 |
O material que está sendo usinado também desempenha um papel na determinação da velocidade da superfície. Diferentes materiais têm propriedades variadas, como dureza e condutividade térmica, que podem afetar a velocidade ideal da superfície. Materiais mais duros podem exigir velocidades de superfície mais baixas para evitar desgaste excessivo da ferramenta, enquanto materiais mais macios podem tolerar velocidades de superfície mais altas.
A operação de usinagem específica que está sendo executada, como fresamento, torneamento ou furação, pode afetar os requisitos de velocidade de superfície. Cada operação tem suas próprias características e considerações em relação às taxas de remoção de material, encaixe da ferramenta e requisitos de acabamento superficial. Compreender os requisitos da operação específica ajuda a determinar a velocidade de superfície apropriada.
A presença de refrigerante ou a lubrificação durante a usinagem pode afetar a velocidade da superfície. A refrigeração ajuda a dissipar o calor gerado durante o corte, o que permite velocidades de superfície mais altas sem danificar a ferramenta ou a peça de trabalho.
Além disso, a lubrificação reduz o atrito entre a ferramenta de corte e a peça, melhorando o processo de usinagem. A aplicação adequada de refrigerante ou lubrificação pode contribuir para melhorar a velocidade da superfície e o desempenho geral da usinagem.
A rigidez e a estabilidade do Máquina cnc em si pode afetar a velocidade da superfície. Um robusto euma máquina bem conservada pode lidar com velocidades de superfície mais altas com vibrações e deflexões mínimas, permitindo uma remoção de material mais eficiente.
Por outro lado, uma máquina sem rigidez ou estabilidade pode exigir velocidades de superfície mais baixas para evitar comprometer a precisão da usinagem e o acabamento da superfície.
Portanto, considerando esses fatores e suas interações, os operadores podem otimizar a velocidade de superfície para suas aplicações de usinagem específicas. O ajuste fino desses parâmetros pode resultar em maior eficiência, vida útil da ferramenta e qualidade do acabamento superficial.
No entanto, você deve estar se perguntando por que é importante manter a Velocidade de Superfície do CNC. Por que se trata de manter a velocidade para a otimização da usinagem? Vamos discutir isso em detalhes.
A velocidade de superfície do CNC é importante devido a vários motivos, como:
1. Remoção consistente de material: A velocidade da superfície influencia diretamente a taxa na qual o material é removido durante a usinagem. Ao manter uma velocidade de superfície constante e adequada, você garante uma remoção de material consistente e eficiente. Isso leva a tempos de usinagem previsíveis e ajuda a atingir as metas de produção.
2. Vida útil e desgaste da ferramenta: A velocidade da superfície afeta a vida útil e o desgaste da ferramenta. Operar na velocidade de superfície correta minimiza o desgaste da ferramenta, prolonga a vida útil da ferramenta e reduz a frequência de trocas de ferramentas. Isso não apenas economiza custos, mas também minimiza o tempo de inatividade da máquina para substituição de ferramentas.
3. Qualidade do acabamento da superfície: A velocidade da superfície desempenha um papel crítico na obtenção da qualidade de acabamento superficial desejada. As velocidades de superfície ideais ajudam a evitar problemas como trepidação da ferramenta, evacuação de cavacos deficiente e acúmulo excessivo de calor, resultando em acabamentos de superfície aprimorados. Manter consistentemente a velocidade de superfície dentro da faixa recomendada garante acabamentos de superfície consistentes e de alta qualidade.
4. Gerenciamento de calor: A velocidade da superfície afeta a quantidade de calor gerado durante a usinagem. Operar na velocidade de superfície apropriada ajuda a gerenciar o acúmulo de calor, evitando problemas como deformação da peça de trabalho, dano térmico ou falha da ferramenta devido a temperaturas excessivas. O gerenciamento de calor adequado garante precisão dimensional e integridade geral da peça.
5. Produtividade e Eficiência: Manter a velocidade de superfície correta otimiza a produtividade e a eficiência da usinagem. Ao encontrar um equilíbrio entre a taxa de remoção de material e a qualidade da superfície, você pode obter a máxima produtividade sem comprometer a qualidade das peças usinadas. Isso se traduz diretamente em maior eficiência, tempos de ciclo reduzidos e maior produtividade.
6. Estabilidade do Processo: Manter consistentemente a velocidade superficial recomendada contribui para a estabilidade do processo. Condições de usinagem estáveis levam a resultados confiáveis e repetíveis, minimizando variações de peças e retrabalho. A estabilidade do processo também simplifica a solução de problemas e permite uma otimização mais fácil de outros parâmetros de usinagem.
Portanto, é importante manter a velocidade de superfície no CNC. Mas qual seria o impacto da alta ou baixa velocidade de superfície do CNC no processo geral de usinagem?
Vamos descobrir.
Como mencionamos acima, a velocidade de superfície CNC alta ou baixa afeta o processo geral de usinagem; vamos discutir esse impacto em detalhes. Isso o ajudará a entender por que você deve considerar manter a velocidade da superfície ao fazer qualquer trabalho de usinagem.
Impacto da Alta Velocidade de Superfície CNC | Impacto da baixa velocidade de superfície do CNC |
Altas velocidades de superfície resultam em taxas de remoção de material mais rápidas. Isso é benéfico ao usinar grandes volumes de material ou quando o tempo é um fator crítico na produção. | Operar em velocidades de superfície mais baixas aumenta o tempo geral de usinagem devido às taxas reduzidas de remoção de material. Isso pode afetar os cronogramas de produção e aumentar os custos, principalmente para operações de usinagem de alto volume. |
Operar em altas velocidades de superfície gera mais calor devido ao aumento do atrito entre a ferramenta de corte e a peça de trabalho. O calor excessivo pode levar à expansão térmica, deformação da peça de trabalho ou até mesmo danos materiais. Técnicas adequadas de gerenciamento de calor, como refrigerante ou lubrificação, são essenciais para neutralizar o calor gerado. | Velocidades de superfície mais baixas geram menos calor em comparação com velocidades mais altas. Isso pode ser vantajoso ao usinar materiais sensíveis ao calor ou ao minimizar o risco de danos térmicos à peça de trabalho. |
Altas velocidades de superfície podem acelerar o desgaste da ferramenta e reduzir sua vida útil. O aumento do atrito e do calor gerados em velocidades mais altas podem causar uma degradação mais rápida da ferramenta, levando à necessidade de substituições mais frequentes da ferramenta. | Velocidades de superfície mais baixas geralmente resultam em desgaste reduzido da ferramenta e maior vida útil da ferramenta. Isso é particularmente benéfico ao usinar materiais mais resistentes que podem causar rápida deterioração da ferramenta em velocidades mais altas. |
Altas velocidades de superfície podem induzir vibrações ou vibração, especialmente quando as forças de corte não são controladas adequadamente. Essas vibrações podem afetar negativamente a qualidade e a precisão do acabamento da superfície, resultando em peças de má qualidadetolerâncias e precisão dimensional. | Velocidades de superfície mais baixas são freqüentemente usadas quando um acabamento de superfície mais fino é desejado. Velocidades de corte mais baixas permitem um corte mais preciso e podem resultar em superfícies mais lisas com marcas de ferramentas reduzidas. |
É por isso que é essencial encontrar o equilíbrio certo ao selecionar a velocidade de superfície para uma operação de usinagem específica. Encontrar a velocidade ideal garante a remoção eficiente do material, minimiza o desgaste da ferramenta, gerencia o calor com eficiência e obtém a qualidade de acabamento superficial desejada. Mas como você pode encontrar o equilíbrio certo ao selecionar a velocidade de superfície?
Você pode conseguir isso medindo ou monitorando ativamente a velocidade da superfície do CNC durante o processo.
Vamos discutir isso em detalhes.
Medir e monitorar a velocidade de superfície do CNC é crucial para manter o controle sobre o processo de usinagem.
Então, para ajudá-lo, aqui estão alguns métodos comuns usados para medir ou monitorar a velocidade de superfície do CNC:
O primeiro e mais fácil método para monitorar a velocidade de superfície é usar tacômetros. Eles são dispositivos amplamente utilizados para medir a velocidade de rotação. Eles podem ser conectados ao fuso ou ao eixo do motor da máquina CNC para medir diretamente a velocidade de rotação, que pode então ser convertida em velocidade de superfície.
Além disso, os tacômetros fornecem leituras de velocidade em tempo real, permitindo que os operadores monitorem e ajustem a velocidade de superfície conforme necessário.
Muitas máquinas CNC modernas são equipadas com sensores de velocidade do fuso integrados. Esses sensores fornecem medições de velocidade precisas monitorando diretamente a velocidade de rotação do fuso. A velocidade da superfície pode ser calculada com base no diâmetro da ferramenta e na velocidade do fuso, permitindo que os operadores monitorem e controlem a velocidade da superfície durante a usinagem.
Os fabricantes de ferramentas de corte geralmente fornecem recomendações de velocidade e taxa de avanço para suas ferramentas com base no material da ferramenta, material da peça e operação de usinagem. Essas recomendações podem servir como orientação para selecionar uma velocidade de superfície apropriada. É importante seguir as orientações do fabricante para garantir o melhor desempenho e vida útil da ferramenta.
O software de usinagem CNC geralmente inclui recursos para calcular e monitorar a velocidade da superfície. Ao inserir os parâmetros relevantes, como diâmetro da ferramenta, velocidade do fuso e taxa de avanço, o software pode fornecer feedback em tempo real sobre a velocidade da superfície durante o processo de usinagem. Isso permite que os operadores façam ajustes e otimizem a velocidade da superfície conforme necessário.
Algumas máquinas CNC avançadas são equipadas com sistemas de monitoramento que podem medir e monitorar vários parâmetros durante a usinagem, incluindo a velocidade da superfície. Esses sistemas usam sensores e algoritmos para coletar dados e fornecer feedback em tempo real sobre a velocidade da superfície. Eles podem alertar os operadores se a velocidade da superfície se desviar da faixa desejada, permitindo ajustes imediatos para manter as condições ideais de usinagem.
Lembrar |
É importante observar que a medição e o monitoramento precisos da velocidade da superfície exigem calibração adequada dos instrumentos de medição e manutenção regular da máquina CNC. Além disso, os operadores devem ser treinados sobre o uso correto das ferramentas de medição e interpretação dos dados para tomar decisões informadas sobre os ajustes de velocidade de superfície. |
Ao implementar técnicas apropriadas de medição e monitoramento, os maquinistas podem efetivamente controlar e otimizar a velocidade de superfície do CNC, resultando em melhor desempenho de usinagem, vida útil da ferramenta e qualidade do acabamento da superfície.
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