No domínio da operação de fabricação de peças de usinagem, "velocidades e avanços" (ou "avanços e velocidades") se refere a duas velocidades distintas: velocidade de corte e taxa de avanço. Elas são frequentemente consideradas como um par devido ao seu impacto combinado no corte.
Devido à sua grande exatidão e precisão, a usinagem por controle numérico computadorizado (CNC) está entre as técnicas de fabricação CNC personalizadas mais populares atualmente. Seu sucesso se deve principalmente ao movimento relativo entre a peça de trabalho e a ferramenta de corte controlada por CNC.
Seus movimentos podem ser categorizados como movimentos de corte e alimentação e ambos são utilizados para quantificá-los.
Mas como a velocidade de corte difere da taxa de avanço? Além disso, como esses parâmetros de usinagem afetam o resultado do seu projeto de fabricação? Todas essas dúvidas são respondidas neste post. Então vamos começar.
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Como a alimentação e a velocidade são importantes no fabricante de CNC personalizado
Os principais fatores que regulam o corte de metais são a profundidade de corte, a taxa de avanço e a velocidade de corte. A interação entre a ferramenta de corte e a peça, as forças de corte e a qualidade da superfície estão intimamente relacionadas.
O operador de máquinas deve compreender a importância das velocidades de corte e avanços para operar qualquer serviço de fresagem CNC com eficiência. Se as máquinas não estiverem configuradas com a velocidade e o avanço corretos para a peça de trabalho, muito tempo poderá ser perdido.
Velocidade e avanço são importantes na fabricação de peças de usinagem porque controlam a taxa e a quantidade de remoção de material durante a usinagem. As velocidades e avanços podem ter um grande impacto na vida útil de uma ferramenta.
Se houver uma pequena incompatibilidade entre a taxa de avanço e a velocidade, a ferramenta de corte quebrará imediatamente. Para obter melhor rugosidade superficial, as velocidades e os avanços são essenciais. Marcas de trepidação se formarão na superfície do material se a máquina estiver operando com alta taxa de ferramenta e velocidade do fuso.
A velocidade de corte aumenta à medida que a maciez do material diminui . A velocidade de corte também aumenta à medida que o material da ferramenta de corte se torna mais resistente.
Em materiais mais macios (alumínio ou plástico), onde há muito espaço para erros. Assim, os fracos impactos das velocidades e avanços não são perceptíveis. Em materiais mais duros (como titânio ou Inconel), entretanto, onde há uma margem menor para erro, os efeitos prejudiciais das velocidades e dos avanços são evidentes.
Diferença entre taxa de avanço e velocidade de corte para fabricante CNC personalizado
É possível confundir os dois parâmetros devido às suas definições semelhantes. Algumas características também são referidas por alguns operadores de máquinas como a distinção entre velocidades e avanços. A diferença entre a taxa de avanço e a velocidade de corte é determinada por uma variedade de fatores práticos. Por exemplo, esses aspectos incluem:
- Temperatura:
A temperatura de corte é um componente importante que pode afetar métricas como a vida útil da ferramenta e a rugosidade da superfície, o que pode explicar por que existe uma disparidade entre o avanço e a velocidade de corte.
Em comparação à velocidade de corte para avanço, tem menos impacto na temperatura de corte e na vida útil da ferramenta.
- Agilidade (Speed):
A velocidade de corte é uma medida da rapidez com que a ferramenta realmente corta, e a taxa de avanço é uma medida da rapidez com que a ferramenta passa pelo material.
- Marcação de vieira:
A quantidade de marcas de vieira presentes em qualquer porção é diretamente influenciada pela taxa de alimentação. Portanto, as marcas de vieiras e a rugosidade da superfície aumentam à medida que a taxa de avanço aumenta.
A velocidade de corte, no entanto, tem pouco impacto nas marcações das vieiras e, como resultado, nenhum impacto nos acabamentos superficiais.
- Direção do chip:
A direção do cavaco não se desvia da vertical em nenhuma direção devido à velocidade de corte. A taxa de avanço, entretanto, quase sempre terá um impacto na direção real do fluxo de cavacos.
- Geratriz e Diretriz
A distinção entre velocidades e avanços é que a diretriz é fornecida pelo movimento de avanço, enquanto a geratriz é fornecida pela velocidade de corte.
Uma geratriz em geometria é um ponto ou superfície que, quando movido ao longo de uma seção predeterminada, produz uma nova forma. A diretriz é o caminho predeterminado ao longo do qual a geratriz percorre.
O principal objetivo dos serviços de fresagem CNC é produzir superfícies geométricas com precisão superior e acabamentos esteticamente aceitáveis. Consequentemente, esses dois fatores são essenciais para os processos de fabricação de peças usinadas.
Corte de amostra pequena (a) sistema de teste (b) largura pequena da amostra
Como medir a taxa de avanço e a velocidade de corte na fabricação de peças de usinagem
As técnicas para escolher os melhores parâmetros personalizados do fabricante CNC são amplamente valorizadas no setor de manufatura porque têm um grande impacto no tempo de usinagem da peça, na qualidade da superfície da peça e na vida útil da ferramenta.
O material da peça, o tamanho e o material da ferramenta, a força de corte e a profundidade do corte podem ser usados para estabelecer a taxa de avanço ideal.
Existem dois tipos de métodos propostos para determinar as taxas de alimentação: métodos online e offline.
Os métodos online utilizam sensores de força/torque nas ferramentas para medir as forças/torques de corte durante a fresagem e modificar a taxa de avanço de acordo com as forças/torques de corte medidos. No entanto, as técnicas online não são comumente empregadas na indústria, pois o sistema de controle e os sensores são relativamente caros.
Por outro lado, os procedimentos off-line estabelecem diversas taxas de avanço em vários locais e prevêem as forças de corte de acordo com os modelos de força de corte. Os atuais métodos off-line interpolam os dados experimentais de usinagem para calcular a força de corte e estimar a taxa de avanço ideal. A desvantagem destes métodos é que a força de corte estimada normalmente não é razoável e precisa e a superfície de interpolação normalmente não é lisa.
Assim, antes da usinagem, a profundidade de corte e a velocidade de rotação do fuso são frequentemente calculadas usando manuais de usinagem, enquanto a taxa de avanço é normalmente determinada subjetivamente por operadores de serviço ou programadores de fresadoras CNC.
Como resultado, a taxa de avanço é fixada em um valor conservador, o que resulta em tempos de usinagem mais longos ou em vidas úteis mais baixas da ferramenta, porque não é ideal em termos das condições de usinagem em cada ponto da fresa.
Todos os fatores que afetam a velocidade de corte e a taxa de avanço são descritos abaixo. Você observará que a taxa de avanço e a velocidade de corte são ambas baseadas na velocidade do fuso. Além disso, duas fórmulas são usadas para calcular o resultado final da taxa de avanço. Você deve primeiro identificar o avanço por dente. A taxa de avanço da ferramenta de corte é então calculada usando esse valor.
Fatores que impactam a taxa de avanço de fornecedores CNC personalizados
A taxa de avanço é a velocidade relativa na qual a fresa se move ao longo da peça de trabalho (também conhecida como avanço). Na maioria dos casos, as unidades são polegadas por revolução (pol/rev ou ipr) ou milímetros por revolução (mm/rev) para a distância de cada rotação do fuso.
Há uma série de fatores que devem ser considerados ao trabalhar em uma usinagem CNC personalizada.
Acabamento de superfície :
À medida que a taxa de avanço aumenta, também aumenta a rugosidade da superfície. A taxa de avanço é, portanto, reduzida para proporcionar um acabamento superficial limpo.
Profundidade de corte:
O cavaco pode ficar mais fino se a largura de corte for menor que metade do diâmetro. Isso resulta em falhas de produção. Os aumentos no avanço e na profundidade de corte foram acompanhados por um aumento nas forças de corte. A taxa de alimentação precisa ser aumentada para aliviar esse problema.
TPI :
TPI, ou fios por polegada, é uma unidade de medida relacionada à taxa de avanço. A faixa de passo da rosca dos parafusos usados determina a taxa de avanço.
A taxa de alimentação para diferentes materiais
Fatores que afetam a velocidade de corte da fabricação CNC personalizada
A velocidade de corte é a diferença de velocidade (velocidade relativa) entre a ferramenta de corte e a superfície da peça de trabalho em que está operando, também conhecida como SFM (pés de superfície por minuto), mas é frequentemente conhecida como velocidade de superfície ou apenas velocidade. É medida em termos do comprimento da superfície da peça de trabalho dividido pela velocidade do tempo, geralmente em termos de pés de superfície por minuto (SFM) ou metros por minuto (m/min).
O número de parâmetros que dependem da velocidade de corte é mencionado abaixo
Material de corte:
Uma fresadora CNC pode cortar uma variedade de materiais, incluindo metais, madeira, vidro e outros. A ferramenta de corte e a velocidade de corte são muito influenciadas pela espessura e dureza destes materiais. Se o material for muito macio, o material da ferramenta de corte geralmente tenderá a cortar o material com rapidez e precisão. A velocidade de corte, entretanto, será lenta para materiais resistentes.
Material da ferramenta de corte:
O fornecedor de CNC personalizado usa diferentes tipos de materiais de ferramentas. É possível empregar materiais macios e duros. A melhor velocidade de corte é influenciada pela resistência da ferramenta de corte. Por exemplo, uma ferramenta de corte feita de um material forte pode ser usada para cortar em alta velocidade, enquanto uma ferramenta de corte feita de material macio pode ser usada para cortar em baixa velocidade. Ferramentas de corte para materiais macios podem se desgastar rapidamente em altas velocidades, assim como no último caso.
Vida da ferramenta
A vida útil da ferramenta é essencialmente o período de tempo durante o qual a ferramenta de corte opera de forma eficiente. A precisão da peça e a velocidade de corte são determinadas pela vida útil da ferramenta.
Velocidade de corte em RPM para seis materiais recomendados
As mesmas variáveis afetadas pela velocidade de corte também são afetadas pela taxa de avanço. A única diferença reside no grau em que seus efeitos são percebidos. No entanto, a qualidade estética final (o acabamento superficial da peça usinada) do objeto usinado depende da taxa de avanço.
Conclusão
Apenas dois fatores – taxa de avanço e velocidade de corte – podem aumentar a eficácia do processo de fabricação de peças de máquinas CNC. Existem outras coisas adicionais que podem estar envolvidas.
Para maximizar as usinabilidades de fabricação CNC personalizadas, há muitos fatores a serem considerados, incluindo vida útil da ferramenta, consumo de energia, tempo, rugosidade, velocidades e avanços. Assim, para obter produtos de alta precisão, o maquinista deve ter um bom conhecimento de avanço e velocidade de corte.
A BaiChuan Precision é uma fornecedora mundialmente reconhecida de serviços de fresadoras CNC. Além de contarmos com tecnologia de ponta em usinagem CNC, possuímos engenheiros e operadores de máquinas CNC altamente qualificados, capazes de concluir seu produto com precisão na primeira tentativa.
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