“Princípios de seleção de três elementos no corte de máquinas-ferramenta CNC”.
No processamento de usinagem de metais, a seleção correta dos três elementos de corte de máquinas-ferramenta CNC – velocidade de corte, avanço e profundidade de corte – é de crucial importância. Este é um dos principais conteúdos do curso de princípios de usinagem de metais. A seguir, apresentamos uma elaboração detalhada dos princípios de seleção desses três elementos.
I. Velocidade de corte
A velocidade de corte, ou seja, a velocidade linear ou circunferencial (V, metros/minuto), é um dos parâmetros importantes no corte de máquinas-ferramenta CNC. Para selecionar uma velocidade de corte adequada, vários fatores devem ser considerados primeiro.
A velocidade de corte, ou seja, a velocidade linear ou circunferencial (V, metros/minuto), é um dos parâmetros importantes no corte de máquinas-ferramenta CNC. Para selecionar uma velocidade de corte adequada, vários fatores devem ser considerados primeiro.
Materiais de ferramentas
Metal duro: Devido à sua alta dureza e boa resistência ao calor, é possível atingir uma velocidade de corte relativamente alta. Geralmente, pode ser superior a 100 metros/minuto. Ao adquirir pastilhas, geralmente são fornecidos parâmetros técnicos para esclarecer a faixa de velocidades lineares que podem ser selecionadas ao processar diferentes materiais.
Aço rápido: Comparado ao carboneto, o desempenho do aço rápido é ligeiramente inferior e a velocidade de corte pode ser relativamente baixa. Na maioria dos casos, a velocidade de corte do aço rápido não excede 70 metros/minuto, sendo geralmente inferior a 20-30 metros/minuto.
Metal duro: Devido à sua alta dureza e boa resistência ao calor, é possível atingir uma velocidade de corte relativamente alta. Geralmente, pode ser superior a 100 metros/minuto. Ao adquirir pastilhas, geralmente são fornecidos parâmetros técnicos para esclarecer a faixa de velocidades lineares que podem ser selecionadas ao processar diferentes materiais.
Aço rápido: Comparado ao carboneto, o desempenho do aço rápido é ligeiramente inferior e a velocidade de corte pode ser relativamente baixa. Na maioria dos casos, a velocidade de corte do aço rápido não excede 70 metros/minuto, sendo geralmente inferior a 20-30 metros/minuto.
Materiais da peça de trabalho
Para peças com alta dureza, a velocidade de corte deve ser baixa. Por exemplo, para aço temperado, aço inoxidável, etc., a fim de garantir a vida útil da ferramenta e a qualidade do processamento, a velocidade de corte deve ser reduzida.
Para materiais de ferro fundido, ao usar ferramentas de carboneto, a velocidade de corte pode ser de 70 a 80 metros/minuto.
O aço de baixo carbono tem melhor usinabilidade e a velocidade de corte pode ser superior a 100 metros/minuto.
O processamento de corte de metais não ferrosos é relativamente fácil, e uma velocidade de corte mais alta pode ser selecionada, geralmente entre 100 – 200 metros/minuto.
Para peças com alta dureza, a velocidade de corte deve ser baixa. Por exemplo, para aço temperado, aço inoxidável, etc., a fim de garantir a vida útil da ferramenta e a qualidade do processamento, a velocidade de corte deve ser reduzida.
Para materiais de ferro fundido, ao usar ferramentas de carboneto, a velocidade de corte pode ser de 70 a 80 metros/minuto.
O aço de baixo carbono tem melhor usinabilidade e a velocidade de corte pode ser superior a 100 metros/minuto.
O processamento de corte de metais não ferrosos é relativamente fácil, e uma velocidade de corte mais alta pode ser selecionada, geralmente entre 100 – 200 metros/minuto.
Condições de processamento
Durante a usinagem de desbaste, o objetivo principal é a remoção rápida de materiais, e a exigência de qualidade da superfície é relativamente baixa. Portanto, a velocidade de corte é definida como mais baixa. Durante a usinagem de acabamento, para obter uma boa qualidade da superfície, a velocidade de corte deve ser definida como mais alta.
Quando o sistema de rigidez da máquina-ferramenta, da peça de trabalho e da ferramenta for ruim, a velocidade de corte também deverá ser reduzida para reduzir a vibração e a deformação.
Se o S usado no programa CNC for a velocidade do fuso por minuto, então S deve ser calculado de acordo com o diâmetro da peça e a velocidade linear de corte V: S (velocidade do fuso por minuto) = V (velocidade linear de corte) × 1000 / (3,1416 × diâmetro da peça). Se o programa CNC usar uma velocidade linear constante, então S pode usar diretamente a velocidade linear de corte V (metros/minuto).
Durante a usinagem de desbaste, o objetivo principal é a remoção rápida de materiais, e a exigência de qualidade da superfície é relativamente baixa. Portanto, a velocidade de corte é definida como mais baixa. Durante a usinagem de acabamento, para obter uma boa qualidade da superfície, a velocidade de corte deve ser definida como mais alta.
Quando o sistema de rigidez da máquina-ferramenta, da peça de trabalho e da ferramenta for ruim, a velocidade de corte também deverá ser reduzida para reduzir a vibração e a deformação.
Se o S usado no programa CNC for a velocidade do fuso por minuto, então S deve ser calculado de acordo com o diâmetro da peça e a velocidade linear de corte V: S (velocidade do fuso por minuto) = V (velocidade linear de corte) × 1000 / (3,1416 × diâmetro da peça). Se o programa CNC usar uma velocidade linear constante, então S pode usar diretamente a velocidade linear de corte V (metros/minuto).
II. Taxa de alimentação
A taxa de avanço, também conhecida como taxa de avanço da ferramenta (F), depende principalmente do requisito de rugosidade da superfície do processamento da peça de trabalho.
A taxa de avanço, também conhecida como taxa de avanço da ferramenta (F), depende principalmente do requisito de rugosidade da superfície do processamento da peça de trabalho.
Usinagem de acabamento
Durante a usinagem de acabamento, devido à alta exigência de qualidade da superfície, a taxa de avanço deve ser baixa, geralmente de 0,06 a 0,12 mm por rotação do fuso. Isso pode garantir uma superfície usinada lisa e reduzir a rugosidade da superfície.
Durante a usinagem de acabamento, devido à alta exigência de qualidade da superfície, a taxa de avanço deve ser baixa, geralmente de 0,06 a 0,12 mm por rotação do fuso. Isso pode garantir uma superfície usinada lisa e reduzir a rugosidade da superfície.
Usinagem de desbaste
Durante a usinagem de desbaste, a principal tarefa é remover rapidamente uma grande quantidade de material, e a taxa de avanço pode ser definida para valores maiores. O valor da taxa de avanço depende principalmente da resistência da ferramenta e geralmente pode ser superior a 0,3.
Quando o ângulo de alívio principal da ferramenta for grande, a resistência da ferramenta se deteriorará e, neste momento, a taxa de avanço não pode ser muito grande.
Além disso, a potência da máquina-ferramenta e a rigidez da peça e da ferramenta também devem ser consideradas. Se a potência da máquina-ferramenta for insuficiente ou a rigidez da peça e da ferramenta for baixa, a taxa de avanço também deve ser reduzida adequadamente.
O programa CNC utiliza duas unidades de avanço: mm/minuto e mm/rotação do fuso. Se a unidade mm/minuto for utilizada, ela pode ser convertida pela fórmula: avanço por minuto = avanço por rotação × velocidade do fuso por minuto.
Durante a usinagem de desbaste, a principal tarefa é remover rapidamente uma grande quantidade de material, e a taxa de avanço pode ser definida para valores maiores. O valor da taxa de avanço depende principalmente da resistência da ferramenta e geralmente pode ser superior a 0,3.
Quando o ângulo de alívio principal da ferramenta for grande, a resistência da ferramenta se deteriorará e, neste momento, a taxa de avanço não pode ser muito grande.
Além disso, a potência da máquina-ferramenta e a rigidez da peça e da ferramenta também devem ser consideradas. Se a potência da máquina-ferramenta for insuficiente ou a rigidez da peça e da ferramenta for baixa, a taxa de avanço também deve ser reduzida adequadamente.
O programa CNC utiliza duas unidades de avanço: mm/minuto e mm/rotação do fuso. Se a unidade mm/minuto for utilizada, ela pode ser convertida pela fórmula: avanço por minuto = avanço por rotação × velocidade do fuso por minuto.
III. Profundidade de corte
A profundidade de corte, ou seja, a profundidade de corte, tem diferentes opções durante a usinagem de acabamento e usinagem de desbaste.
A profundidade de corte, ou seja, a profundidade de corte, tem diferentes opções durante a usinagem de acabamento e usinagem de desbaste.
Usinagem de acabamento
Durante a usinagem de acabamento, geralmente, pode ser inferior a 0,5 (valor do raio). Uma profundidade de corte menor pode garantir a qualidade da superfície usinada e reduzir a rugosidade superficial e a tensão residual.
Durante a usinagem de acabamento, geralmente, pode ser inferior a 0,5 (valor do raio). Uma profundidade de corte menor pode garantir a qualidade da superfície usinada e reduzir a rugosidade superficial e a tensão residual.
Usinagem de desbaste
Durante a usinagem de desbaste, a profundidade de corte deve ser determinada de acordo com as condições da peça, da ferramenta e da máquina-ferramenta. Para um torno pequeno (com diâmetro máximo de usinagem inferior a 400 mm) que torneia aço nº 45 no estado de normalização, a profundidade de corte na direção radial geralmente não excede 5 mm.
Deve-se observar que, se a variação da velocidade do fuso do torno for feita por meio de uma regulação de velocidade por conversão de frequência comum, quando a velocidade do fuso por minuto for muito baixa (inferior a 100–200 rotações/minuto), a potência do motor será significativamente reduzida. Nesse caso, apenas uma profundidade de corte e uma taxa de avanço muito pequenas podem ser obtidas.
Durante a usinagem de desbaste, a profundidade de corte deve ser determinada de acordo com as condições da peça, da ferramenta e da máquina-ferramenta. Para um torno pequeno (com diâmetro máximo de usinagem inferior a 400 mm) que torneia aço nº 45 no estado de normalização, a profundidade de corte na direção radial geralmente não excede 5 mm.
Deve-se observar que, se a variação da velocidade do fuso do torno for feita por meio de uma regulação de velocidade por conversão de frequência comum, quando a velocidade do fuso por minuto for muito baixa (inferior a 100–200 rotações/minuto), a potência do motor será significativamente reduzida. Nesse caso, apenas uma profundidade de corte e uma taxa de avanço muito pequenas podem ser obtidas.
Em conclusão, a seleção correta dos três elementos do corte de máquinas-ferramenta CNC requer uma consideração abrangente de múltiplos fatores, como materiais da ferramenta, materiais da peça e condições de processamento. No processamento real, ajustes razoáveis devem ser feitos de acordo com as situações específicas para atingir os objetivos de melhorar a eficiência do processamento, garantir a qualidade do processamento e prolongar a vida útil da ferramenta. Ao mesmo tempo, os operadores também devem acumular continuamente experiência e se familiarizar com as características dos diferentes materiais e tecnologias de processamento, a fim de selecionar melhor os parâmetros de corte e aprimorar o desempenho de processamento das máquinas-ferramenta CNC.